Всё, что вы хотели знать об опорно-двигательной системе | Sapiens Med
Реклама

Всё, что вы хотели знать об опорно-двигательной системе

Дата публикации Дата обновления обновлено Время чтения 25 минут Просмотров всего 9
Рисунок позвоночника, кости и мышцы с сухожилиями
Вы можете поделиться статьей или скачать ее в PDF формате

Здравствуйте, друзья! В нашем традиционном лонгриде поговорим об опорно-двигательной системе — костях, суставах, связках и мышцах, которые вместе держат тело, защищают внутренние органы и позволяют нам двигаться. Сколько костей у взрослого и почему у ребёнка их больше? Откуда берётся хруст в суставах? И правда ли, что после пятидесяти укреплять мышцы уже поздно?

Мы разберём, из каких частей состоит скелет, чем различаются типы костей и суставов, как устроены мышца, сухожилие и связка, откуда они получают кровь и нервные команды. Расскажем, как опорно-двигательный аппарат развивается в утробе, растёт в детстве и меняется с возрастом, и почему пик костной массы, набранный в молодости, определяет здоровье костей в старости.

Отдельно коротко обсудим самые частые болезни — боль в спине, остеоартрит, остеопороз, воспалительные и травматические повреждения, а также обследования, профилактику и признаки, при которых нужна срочная помощь. В конце статьи вас ждёт краткое резюме по каждому разделу статьи.

Часть 1. Как устроена опорно-двигательная система

1.1. Пассивная и активная части

Опорно-двигательная система, или опорно-двигательный аппарат, объединяет все структуры, которые обеспечивают опору и движение тела. Анатомы делят её на две части1, 2:

Скелет человека спереди с подписями: череп, позвоночный столб, рёбра и грудина, ключица и лопатка, кости рук, таза и ног
Рисунок 1. Скелет человека, вид спереди. Иллюстрация: LadyofHats (Mariana Ruiz Villarreal), общественное достояние, русская версия схемы.
  • Пассивная часть — кости и их соединения: суставы, хрящи, связки. Она задаёт форму тела и служит системой рычагов.
  • Активная часть — скелетные мышцы с их сухожилиями и фасциями (плотными соединительнотканными оболочками). Сокращаясь, мышцы приводят рычаги в движение.

Деление условное: кость без мышцы неподвижна, а мышца без кости не может сдвинуть тело. Поэтому врачи всё чаще говорят о скелетно-мышечной системе как о едином целом, а её болезни называют скелетно-мышечными. По оценке Всемирной организации здравоохранения, такими болезнями в мире страдают около 1,7 миллиарда человек7, 8.

1.2. Скелет: сколько костей и как они разделены

У взрослого человека в скелете 206 костей, хотя число немного меняется из-за добавочных косточек. У новорождённого костей больше, примерно 270–300, потому что многие из них ещё состоят из нескольких частей. Позже эти части срастаются: так, крестец из пяти позвонков превращается в одну кость, а тазовая кость — из трёх1, 6.

Скелет делят на осевой, который лежит по средней линии тела, и добавочный, куда входят пояса и свободные конечности. Такое деление помогает понять, что именно держит вес тела, а что отвечает за подвижность2.

Таблица 1. Отделы скелета взрослого

ОтделИз чего состоитЧисло костейГлавная роль
ЧерепМозговой отдел и лицевой отдел22 (8 и 14)Защита мозга и органов чувств, жевательный аппарат
Слуховые косточки и подъязычная костьПо три косточки в каждом ухе и одна подъязычная7Передача звука, опора гортани и языка
ПозвоночникШейные, грудные, поясничные, крестцовые, копчиковые позвонки26 (с учётом срастания)Опора тела, защита спинного мозга
Грудная клетка12 пар рёбер и грудина25Защита сердца и лёгких, участие в дыхании
Пояс и свободная верхняя конечностьКлючица, лопатка, плечо, предплечье, кисть64Захват, манипуляции, подвижность
Таз и свободная нижняя конечностьТазовая кость, бедро, голень, стопа62Опора, ходьба, перенос веса

Эта цифра у каждого человека может отличаться. Например, добавочные рёбра и косточки в стопе и кисти встречаются у небольшой части людей и обычно ничего не значат1, 2.

1.3. Череп и грудная клетка

Череп образуют 8 костей мозгового отдела (лобная, две теменные, затылочная, две височные, клиновидная, решётчатая) и 14 костей лицевого отдела. Единственная подвижная кость черепа — нижняя челюсть: она соединена с височными костями височно-нижнечелюстными суставами. Остальные кости связаны неподвижными швами1, 6.

Грудную клетку образуют грудной отдел позвоночника, 12 пар рёбер и грудина. Семь верхних пар рёбер прикрепляются к грудине напрямую хрящами, следующие три пары — через хрящ вышележащего ребра, а две нижние пары заканчиваются свободно в мышцах. Благодаря хрящам грудная клетка упруго раздвигается при вдохе2.

Внутри грудной клетки лежат сердце и лёгкие, а нижнее отверстие закрывает диафрагма — главная дыхательная мышца. О ней рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о диафрагме.

1.4. Позвоночник, пояса и конечности

Позвоночник состоит из 33–34 позвонков: 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 сросшихся крестцовых и 4–5 копчиковых. Между позвонками лежат межпозвонковые диски, которые смягчают нагрузку. Изгибы позвоночника в боковой проекции пружинят при ходьбе. Подробно его устройство разбирает статья Всё, что вы хотели знать о позвоночнике.

Верхняя конечность соединена с туловищем плечевым поясом из ключицы и лопатки. Ключица — единственная кость, которая прикрепляет руку к грудине, и поэтому она ломается чаще других при падении на вытянутую руку. Кисть содержит 27 костей: 8 костей запястья, 5 пястных и 14 фаланг пальцев1, 2.

Нижняя конечность опирается на тазовый пояс — две тазовые кости, соединённых друг с другом спереди лобковым симфизом, а сзади с крестцом. Бедренная кость самая длинная и прочная в теле. Стопа имеет 26 костей и образует продольные и поперечный своды, которые работают как рессора2, 6.

1.5. Типы костей и их внешнее строение

По форме кости делят на несколько типов, и у каждого своя задача1, 2:

  • Длинные кости — бедренная, плечевая, кости предплечья и голени, фаланги. Это рычаги, у них есть тело (диафиз) и два утолщённых конца (эпифизы).
  • Короткие кости — кости запястья и предплюсны. Они выдерживают нагрузку и допускают небольшие смещения.
  • Плоские кости — кости свода черепа, лопатка, грудина, рёбра. Они защищают органы и дают место для прикрепления мышц.
  • Смешанные и неправильные — позвонки и кости основания черепа, сочетающие несколько форм.
  • Воздухоносные кости — лобная, клиновидная, решётчатая, верхняя челюсть. Внутри них полости с воздухом — околоносовые пазухи.
  • Сесамовидные кости лежат внутри сухожилий. Самая крупная — надколенник. Они увеличивают плечо рычага мышцы.

У длинной кости различают зоны: диафиз, эпифиз и метафиз — участок между ними, где у детей находится зона роста. Снаружи кость покрыта надкостницей, плотной плёнкой с нервами и сосудами. Только суставные поверхности лишены надкостницы, их покрывает хрящ1, 3. Подробности о костях описывает статья Всё, что вы хотели знать о костях.

1.6. Из чего состоит кость

Кость — живая ткань. Она состоит из клеток и межклеточного вещества, в котором около 60–70% по массе приходится на минерал гидроксиапатит (соединение кальция и фосфора), а остальное — главным образом коллаген I типа и вода. Минерал даёт твёрдость, а коллаген — упругость и устойчивость к перелому1, 3.

В кости работают клетки трёх видов3:

  • Остеобласты строят новое костное вещество и откладывают в него минералы.
  • Остеоциты — зрелые клетки внутри кости, которые «чувствуют» нагрузку и управляют обновлением.
  • Остеокласты — крупные многоядерные клетки, которые разрушают старую кость.

По плотности различают два вида костного вещества. Компактное образует наружный слой, в нём пластинки уложены вокруг каналов с сосудами (остеоны). Губчатое состоит из тонких перекладин, расположенных вдоль линий нагрузки; между ними находится красный костный мозг. Подробнее о нём рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о костном мозге.

Миф

Кость — это сухой неживой каркас, который не меняется.

Факт

Кость постоянно обновляется: остеокласты разрушают старый участок, остеобласты строят новый. Этот процесс называется ремоделированием, и он помогает кости залечивать микротрещины и приспосабливаться к нагрузке.

1.7. Суставы: три типа соединений

Все соединения костей делят по строению на три группы1, 2:

Таблица 2. Типы соединений костей

ТипЧем соединены костиПодвижностьПример
ФиброзныеПлотная соединительная тканьПочти нетШвы черепа, зубы в лунках, связка между костями голени
ХрящевыеХрящНебольшаяЛобковый симфиз, диски между позвонками, соединение первого ребра с грудиной
Синовиальные (суставы в узком смысле)Полость с жидкостью и капсулаВыраженнаяПлечо, колено, бедро, пальцы

Синовиальных суставов в теле больше всего, и именно с ними связаны привычные «суставные» болезни. Их классифицируют по форме суставных поверхностей, а форма определяет число осей вращения2.

Таблица 3. Формы синовиальных суставов

ФормаЧисло осейПримерЧто можно делать
БлоковидныйОднаЛоктевой, межфаланговыеСгибание и разгибание
ЦилиндрическийОднаМежду первым и вторым шейными позвонкамиВращение
ЭллипсовидныйДвеЛучезапястныйСгибание, разгибание, отведение, приведение
СедловидныйДвеПервый запястно-пястный (основание большого пальца)Противопоставление пальца
ШаровидныйТриПлечевой, тазобедренныйДвижение во всех плоскостях и вращение
ПлоскийСкольжениеМежду отростками позвонковНебольшое скольжение

Подробный рассказ о каждом суставе и их болезнях ведёт статья Всё, что вы хотели знать о суставах.

1.8. Устройство синовиального сустава

У типичного синовиального сустава есть несколько обязательных элементов1, 3:

  • Суставные поверхности, покрытые гиалиновым хрящом толщиной в несколько миллиметров. Он гладкий, упругий и не имеет сосудов и нервов.
  • Суставная капсула — двухслойный мешок. Наружный слой плотный, фиброзный, а внутренний, синовиальная оболочка, выделяет жидкость.
  • Суставная полость — узкая щель, в которой находится небольшое количество синовиальной жидкости.
  • Дополнительные структуры у некоторых суставов: мениски, диски, суставная губа, внутрисуставные связки, синовиальные сумки.

Синовиальная жидкость похожа на яичный белок по вязкости. Она смазывает суставные поверхности и питает хрящ, который не имеет собственных сосудов и получает питательные вещества из жидкости. Поэтому хрящу необходимы движение и нагрузка: при сжатии и расслаблении жидкость «прокачивается» сквозь хрящ3, 5.

Хруст в суставах чаще всего связан с переходом газов в синовиальной жидкости или с щелчком сухожилия через костный выступ. Если он не сопровождается болью и припухлостью, обычно не опасен. Боль, блокада сустава или припухлость при хрусте требуют осмотра врача1, 13.

1.9. Мышцы: виды, строение и волокна

Мышцы в организме делят на три вида: скелетные, гладкие и сердечную. К опорно-двигательной системе относятся скелетные мышцы. В теле их более 600, и в сумме они составляют около 40% массы взрослого человека. Они работают по воле человека, поэтому называются произвольными1, 5.

Реклама

Скелетная мышца имеет брюшко и два сухожилия: начальное, или проксимальное, и конечное, дистальное. Снаружи её покрывает соединительнотканная оболочка эпимизий, внутри лежат пучки мышечных волокон, окружённые перимизием, а каждое волокно обёрнуто тонкой оболочкой эндомизием. Эти оболочки сливаются в сухожилие3.

Мышечное волокно — длинная многоядерная клетка, заполненная миофибриллами. Внутри них чередуются нити белков актина и миозина, собранные в повторяющиеся единицы — саркомеры. При сокращении нити скользят друг относительно друга и саркомер укорачивается. Энергию для этого даёт молекула АТФ (аденозинтрифосфат, универсальный источник энергии клетки)3, 5.

Таблица 4. Основные типы мышечных волокон

ТипСкорость и силаУтомляемостьДля чего подходит
Медленные, окислительные (I)Малая скорость, малая силаНизкаяПоддержание позы, бег на длинные дистанции
Быстрые, окислительно-гликолитические (IIa)СредняяСредняяСмешанная нагрузка
Быстрые, гликолитические (IIx)Высокая скорость и силаВысокаяСпринт, прыжки, рывок

У каждого человека есть все три типа, но их соотношение в разных мышцах различно и частично определяется наследственностью. Тренировка может смещать свойства волокон, но не превращает выносливого бегуна в спринтера полностью. Детали по видам мышц и работе рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о мышцах.

1.10. Сухожилия, связки, фасции и сумки

Сухожилие соединяет мышцу с костью. Его основа — плотные параллельные пучки коллагена I типа, поэтому оно почти не растягивается и передаёт усилие мышцы на кость. Связка соединяет кость с костью, удерживает сустав и ограничивает лишние движения. По строению связка похожа на сухожилие, но её волокна расположены менее упорядоченно1, 3.

Фасции — тонкие, но прочные соединительнотканные футляры вокруг мышц и групп мышц. Они направляют мышцы, уменьшают трение и ограничивают распространение отёка и гноя. Синовиальные сумки — плоские мешочки с жидкостью. Они лежат там, где сухожилие или кожа трутся о кость, и уменьшают трение1, 2.

Сухожилия и связки получают мало крови, поэтому заживают медленнее мышц. Об их строении, повреждениях и восстановлении рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о связках и сухожилиях.

1.11. Кровоснабжение, лимфа и иннервация

Кость получает кровь от нескольких источников: питающая артерия входит в диафиз и разветвляется внутри, а многочисленные мелкие ветви идут из надкостницы и околосуставных артерий. Поэтому после некоторых переломов нарушается кровоснабжение отломка, как после перелома шейки бедренной кости или ладьевидной кости запястья1, 2.

Мышцы пронизаны капиллярами, и во время работы приток крови к ним возрастает в разы. Вены между мышцами имеют клапаны, а сокращающаяся икроножная мышца выдавливает кровь вверх — это мышечно-венозный насос. Хрящ, сухожилия и связки кровоснабжаются плохо1, 5.

Лимфа от мышц и костей оттекает в регионарные лимфатические узлы — подмышечные, паховые, подколенные и локтевые. Их увеличение иногда сопровождает воспаление или травму конечности1. Подробнее об узлах рассказывает статья Всё, что вы хотели знать о лимфатических узлах и сосудах.

Каждая скелетная мышца получает команды от двигательных нервных клеток спинного мозга или ствола мозга. Один мотонейрон вместе с группой мышечных волокон, которыми он управляет, называют двигательной единицей. В мышцах, выполняющих тонкие движения, например в мышцах пальцев, единицы маленькие, а в мышцах бедра — крупные1, 5.

Нерв передаёт сигнал мышце в нервно-мышечном синапсе с помощью ацетилхолина. Кроме двигательных волокон, мышцы, сухожилия и суставы содержат чувствительные нервные окончания. Они сообщают мозгу о положении тела и силе натяжения (проприоцепция). Они же отвечают за боль, которую вызывают воспаление и повреждение1, 5. Подробнее — в статьях Всё, что вы хотели знать о спинном мозге и Всё, что вы хотели знать о периферических нервах.

1.12. Как система развивается в утробе

Опорно-двигательный аппарат развивается из среднего зародышевого листка, мезодермы. Туловищная мезодерма сегментируется на парные блоки — сомиты. Часть каждого сомита, склеротом, даёт позвонки и рёбра, а другая часть, миотом, формирует мышцы туловища. Мышцы и кости конечностей развиваются из боковой пластинки мезодермы4.

Зачатки конечностей в виде почек появляются к концу четвёртой недели развития, сначала верхние, чуть позже нижние. К восьмой неделе уже сформированы все основные кости в виде хряща, и в первичных центрах начинается окостенение. Рука и нога поворачиваются в разные стороны, что объясняет разницу в расположении коленного и локтевого суставов4.

Кости образуются двумя путями. Часть костей, главным образом кости свода черепа и ключицы, формируется прямо из соединительной ткани (внутримембранозное окостенение). Большинство остальных сначала существуют как хрящевая модель, которая затем замещается костью (энхондральное, или хрящевое, окостенение)3, 4.

После рождения кости растут в длину за счёт эпифизарных пластинок роста — слоя хряща между эпифизом и метафизом. Росту способствуют гормон роста, половые гормоны и гормоны щитовидной железы. Пластинки закрываются в подростковом и раннем юношеском возрасте, примерно к 14–25 годам в зависимости от кости и пола, и рост в длину прекращается1, 3.

Роднички, мягкие участки между костями черепа новорождённого, позволяют головке пройти по родовым путям и расти мозгу. Задний родничок закрывается в первые месяцы жизни, а передний — примерно к 1–2 годам1, 2.

Миф

Рост ребёнка можно значительно ускорить упражнениями и подвешиванием на турнике.

Факт

Рост в длину определяют наследственность, гормоны и питание. Упражнения полезны для мышц, осанки и плотности костей, но не заставят зоны роста работать быстрее и не удлинят кости.

1.13. Врождённые варианты и аномалии

Многие особенности строения скелета и мышц — варианты нормы. Примеры: шейное ребро, добавочная косточка, отсутствие длинной ладонной мышцы предплечья примерно у каждого десятого. Они обычно выявляются случайно на снимках и не требуют лечения1, 2.

Некоторые отклонения важны клинически. К ним относят врождённый вывих бедра (дисплазию тазобедренного сустава), косолапость, сращение или недоразвитие позвонков, расщепление дужек позвонков (spina bifida), добавочные пальцы и их сращение. Часть нарушений находят при УЗИ в утробе или при осмотре новорождённого, и раннее лечение даёт лучший результат4, 16.

Гипермобильность, когда суставы подвижны больше обычного, может быть вариантом нормы, но иногда сопровождает болезни соединительной ткани. Подробнее — в статье «Гипермобильность суставов у подростка 12–18 лет: норма или риск».

1.14. Возрастные и половые различия

Скелет ребёнка содержит больше хряща и зон роста, кости эластичнее, а надкостница толще. Поэтому у детей чаще бывают переломы по типу «зелёной ветки», когда кость надламывается, но не разламывается. Масса костной ткани быстро нарастает в подростковом возрасте и достигает максимума в молодом возрасте, обычно к 20–30 годам1, 11.

Чем выше пиковая костная масса, тем больше запас прочности на старость. С возрастом остеокласты начинают преобладать над остеобластами, и кость постепенно теряет минерал. У женщин после менопаузы потеря ускоряется из-за снижения эстрогенов11, 12. Об этом рассказывает статья «Профилактика и лечение остеопороза при климаксе».

Мышечная масса также достигает пика в молодости и затем постепенно уменьшается, а волокна второго типа теряются быстрее. Хрящ становится тоньше, связки и сухожилия менее эластичны, межпозвонковые диски теряют воду, поэтому рост человека к старости слегка уменьшается1, 10.

У мужчин в среднем кости крупнее, а мышечная масса выше. Женский таз шире и имеет иную форму, а во время беременности под действием гормонов связки размягчаются. О нагрузке на опорно-двигательный аппарат в этот период рассказывает статья «Опорно-двигательный аппарат во время беременности».

1.15. Как выглядит норма на снимках

Рентгеновский снимок показывает кости и промежутки между ними. Нормальная кость имеет чёткий наружный контур и равномерный рисунок, а суставная щель соответствует толщине хряща. Расширенные зоны роста у детей — нормальный признак, их не следует принимать за перелом1, 16.

Мягкие ткани лучше показывают УЗИ и магнитно-резонансная томография (МРТ). Ультразвук хорошо выявляет жидкость в суставе, разрывы сухожилий и состояние мышц. МРТ показывает хрящ, связки, мениски, диски и костный мозг. Компьютерная томография (КТ) точнее всего передаёт детали костей1, 16.

Денситометрия — рентгеновское исследование плотности костей. Результат записывают как Т-критерий: у здорового молодого взрослого он около нуля, а значение −2,5 и ниже соответствует остеопорозу11, 12.

Часть 2. Как работает опорно-двигательная система

2.1. Основные функции

Опорно-двигательная система выполняет не только механические задачи. Она одновременно является опорой, защитой, рычагами, складом минералов, местом кроветворения и источником тепла. Перечислим основные функции1, 5:

  • Опора: скелет держит тело и мягкие ткани, а мышцы поддерживают позу.
  • Движение: мышцы тянут за кости, как за рычаги, вокруг суставов.
  • Защита: череп защищает мозг, грудная клетка — сердце и лёгкие, позвоночник — спинной мозг, таз — органы малого таза.
  • Кроветворение: в красном костном мозге образуются клетки крови.
  • Запас минералов: в костях хранится около 99% кальция организма и большая часть фосфора.
  • Выработка тепла: во время сокращения и дрожи мышцы выделяют тепло.

Кости вырабатывают гормоны. Остеоциты выделяют фактор роста фибробластов 23, который регулирует выведение фосфата почками, а остеобласты — остеокальцин, участвующий в обмене веществ. Скелетные мышцы тоже работают как эндокринный орган: они выделяют миокины — вещества, влияющие на обмен и воспаление5, 10.

2.2. Как сокращается мышца

Сокращение начинается с сигнала мотонейрона. На окончании нерва выделяется ацетилхолин, он открывает каналы в мембране мышечного волокна, и возникает электрический импульс. Импульс запускает выброс кальция внутри волокна. Кальций открывает места связывания на актине, и миозин «гребёт» по нити, как лодочное весло3, 5.

Реклама

Для работы нужна энергия АТФ. Её быстро дают запасы креатинфосфата, затем бескислородный распад глюкозы (гликолиз) и, при длительной нагрузке, окисление глюкозы и жиров в митохондриях. Когда сигнал прекращается, кальций убирается обратно, и мышца расслабляется5.

Сила мышцы зависит от числа активных двигательных единиц: слабый сигнал включает маленькие и медленные единицы, сильный подключает крупные быстрые. Мышца работает по-разному: она бывает напряжена без движения (изометрический режим), укорачивается при подъёме груза или удлиняется при его опускании. Последний режим чаще вызывает микротравмы и позднюю боль3, 5.

Даже в покое мышцы слегка напряжены. Это мышечный тонус, он поддерживается рефлексами растяжения: мышечные веретёна сообщают спинному мозгу о растяжении мышцы, а сухожильные органы Гольджи — о слишком сильном натяжении сухожилия. Благодаря этому человек стоит, не задумываясь о позе1, 5.

2.3. Рычаги, суставы и движение

Кость вместе с мышцей работает как рычаг. Сустав служит точкой опоры, мышца прикладывает усилие, а вес конечности или груза является сопротивлением. В зависимости от взаимного положения этих точек различают рычаги первого, второго и третьего рода. Большинство рычагов в теле позволяют выиграть в скорости и размахе, а не в силе2, 5.

Мышцы работают группами. Основная мышца, выполняющая движение, называется агонистом, мышца с противоположным действием — антагонистом, а помощники — синергистами. Например, при сгибании локтя двуглавая мышца плеча сокращается, а трёхглавая расслабляется. Плавность движения достигается согласованной работой тех и других2, 5.

Ходьба — сложный цикл, в котором поочерёдно опираются на стопы, толкаются, переносят ногу вперёд. В ней работают мышцы бедра, голени, стопы, ягодичные и мышцы туловища. Свод стопы и мениски колена смягчают удар. Поэтому слабость или болезнь любого звена быстро влияет на походку1, 2.

2.4. Как кость обновляется и откуда берёт минералы

Ремоделирование проходит по циклу. Сначала остеокласты рассасывают участок кости, затем наступает короткая пауза, и остеобласты заполняют полость новой тканью и минерализуют её. Фаза рассасывания занимает недели, а фаза построения — несколько месяцев. За год обновляется заметная часть скелета3, 5.

Нагрузка стимулирует костеобразование: чем больше кость нагружена, тем крепче она становится. При длительной неподвижности, например в космосе или при постельном режиме, кость быстро теряет плотность. Эту закономерность называют законом Вольфа1, 9.

Содержание кальция в крови поддерживается в узких пределах (общий кальций крови взрослого обычно 2,15–2,55 ммоль/л). Если кальция не хватает, околощитовидные железы выделяют паратиреоидный гормон, и он усиливает вымывание кальция из кости, всасывание его в кишечнике (с участием активной формы витамина D) и возврат в почках. О железах рассказывает статья Всё, что вы хотели знать об околощитовидных железах.

Таблица 5. Что влияет на кости и мышцы

ФакторВлияние на костьВлияние на мышцу
Нагрузка и движениеУсиливает образование костиУвеличивает массу и силу
Витамин D и кальцийНеобходимы для минерализацииНеобходим для работы волокон
Эстрогены и тестостеронЗащищают кость от потериТестостерон увеличивает мышечную массу
Гормон роста и ИФР-1Стимулируют рост и построениеСтимулируют рост мышц
Гормоны щитовидной железыНеобходимы в норме, избыток ускоряет потерюИзбыток вызывает слабость
Избыток кортизола и глюкокортикоидовУгнетает остеобласты и ослабляет костьВызывает мышечную слабость и потерю массы
Белок в рационеНужен для матрикса костиНужен для построения мышц

2.5. Нервная регуляция и координация

Произвольное движение планируется в коре больших полушарий, уточняется в мозжечке и базальных ядрах и передаётся по нисходящим путям на мотонейроны спинного мозга. От мышц, сухожилий и суставов к мозгу идёт поток сигналов о положении и силе, поэтому человек в темноте знает, где находятся его рука и нога1, 5.

Простейший пример — коленный рефлекс. Удар по сухожилию растягивает мышцу бедра, веретено посылает сигнал в спинной мозг, а мотонейрон возвращает ответ, и нога разгибается. Невролог проверяет рефлексы, чтобы оценить целостность дуги от мышцы до спинного мозга и обратно1, 5.

2.6. Связь с другими системами

Сердечно-сосудистая система доставляет мышцам кислород, а дыхательная — обеспечивает газообмен. Эндокринная система регулирует рост и обмен кальция, почки участвуют в активации витамина D, а кишечник всасывает кальций. Нервная система управляет движением и воспринимает боль1, 5.

Костный мозг вместе с селезёнкой и лимфатическими органами образует систему кроветворения и иммунитета. Многие воспалительные болезни суставов связаны с нарушением иммунной системы, поэтому их лечит ревматолог14, 17.

Миф

Хруст и боль в суставах после тридцати означают, что соли откладываются и суставы стареют.

Факт

«Отложение солей» — устаревшее представление. Чаще боль связана с износом хряща, перегрузкой, воспалением или состоянием околосуставных тканей. Причину устанавливает врач по осмотру и обследованию, а не по хрусту.

Мышцы влияют на обмен веществ: они потребляют глюкозу и жиры, поэтому достаточная мышечная масса помогает поддерживать чувствительность к инсулину. Двигательная активность снижает риск сердечно-сосудистых болезней, диабета и депрессии, а длительное малоподвижное положение этот риск повышает5, 9.

Часть 3. Частые болезни опорно-двигательной системы

3.1. Какие структуры поражают какие болезни

Болезней у опорно-двигательной системы много, но большинство из них связано с несколькими механизмами: износ, воспаление, обмен веществ, травма и перегрузка. Ниже показано, какие части системы страдают чаще всего7, 8.

Таблица 6. Структуры системы и болезни, которые их поражают

СтруктураЧастые болезниГлавный механизм
КостьОстеопороз, переломы, остеомаляцияСнижение плотности, травма, дефицит витамина D
Сустав и хрящОстеоартрит, ревматоидный артрит, подаграИзнос, аутоиммунное воспаление, отложение кристаллов
Позвоночник и дискиБоль в спине, грыжа диска, стеноз, сколиозПерегрузка, дегенерация, искривление
МышцыСаркопения, растяжения, миозитСтарение, перегрузка, воспаление
Сухожилия и связкиТендинопатии, растяжения и разрывыПерегрузка и травма
Позвоночник и крестцово-подвздошные суставыАксиальный спондилоартритВоспаление, связанное с иммунитетом

3.2. Боль в спине и остеоартрит

Боль в пояснице — одна из самых частых причин нетрудоспособности в мире. В подавляющем большинстве случаев она неспецифическая: серьёзной структурной причины нет, а боль связана с мышцами, связками и суставами позвоночника. Обычно она проходит за несколько недель, а главное лечение — сохранять активность15.

Остеоартрит — самая частая болезнь суставов: постепенно истончается суставной хрящ, меняется кость под ним, развивается воспаление околосуставных тканей. Чаще поражаются колени, бёдра, суставы кистей и позвоночника. Главные факторы риска — возраст, избыточный вес, прежние травмы и наследственность13.

3.3. Остеопороз и переломы

Остеопороз — состояние, при котором плотность и качество кости снижены, а риск перелома повышен. Долгое время он не вызывает симптомов, и о болезни узнают после перелома позвонка, шейки бедра или запястья. Риск выше у женщин после менопаузы, при дефиците витамина D, длительном приёме глюкокортикоидов и малоподвижной жизни11, 12.

Переломы могут быть и травматическими у здоровых костей. Кость срастается за недели и месяцы: образуется мозоль, которая затем перестраивается. Скорость зависит от кровоснабжения, возраста, питания и курения. Обращаться к врачу следует при любой подозрительной травме со стойкой болью, деформацией и ограничением движения16.

3.4. Воспалительные болезни суставов

К ним относят ревматоидный артрит, аксиальный спондилоартрит (поражение позвоночника и крестцово-подвздошных суставов), псориатический артрит и подагру. При ревматоидном артрите иммунная система атакует синовиальную оболочку, и возникает симметричное воспаление мелких суставов кистей и стоп. Утренняя скованность дольше получаса — повод обратиться к ревматологу14, 17.

3.5. Мышцы и детский возраст

Саркопенией называют прогрессирующую потерю мышечной массы и силы с возрастом. Она повышает риск падений и переломов. Диагноз ставят по снижению силы, подтверждённому оценкой массы мышц и физических возможностей10.

У детей и подростков бывают нарушения осанки, идиопатический сколиоз, плоскостопие и гипермобильность суставов. В большинстве случаев они нетяжёлые, но сколиоз требует наблюдения, поскольку может прогрессировать в период быстрого роста16.

ВАЖНО:

Резкая боль в спине с онемением в промежности, слабостью в ногах или нарушением мочеиспускания, а также боль после травмы с деформацией или невозможностью опереться на ногу, требуют немедленного обращения за помощью, а не домашнего лечения.

Часть 4. Как обследуют и как сохранить здоровье опорно-двигательной системы

4.1. Как проверяют кости, суставы и мышцы

Диагностика начинается с осмотра и расспроса: врач оценивает осанку, объём движений, силу мышц, рефлексы, болезненность и припухлость. Затем выбирают нужное исследование. Главное правило — подбирать исследование под вопрос, а не делать все подряд15, 16.

Таблица 7. Основные исследования

ИсследованиеЧто показываетКогда применяют
РентгенографияКости, суставную щель, переломы, деформацииТравмы, боль в суставах, оценка искривлений
УЗИЖидкость в суставе, сухожилия, мышцы, связкиБоль и припухлость в области сустава
МРТХрящ, мениски, связки, диски, костный мозгНеясная боль, подозрение на повреждение мягких тканей
КТТонкая структура кости, сложные переломыСложные переломы, планирование операции
ДенситометрияПлотность костейОценка риска остеопороза
Анализы кровиКальций, фосфор, витамин D, воспалительные показатели, ревматоидный фактор, мочевая кислотаПодозрение на обменные и воспалительные болезни
ЭлектронейромиографияПроведение по нерву и работа мышцыСлабость, онемение, подозрение на поражение нерва
Исследование синовиальной жидкостиКристаллы, клетки, признаки инфекцииПрипухший сустав без ясной причины
Реклама

Не все изменения на снимках означают болезнь: у многих людей без жалоб на МРТ позвоночника находят грыжи и признаки износа. Поэтому врач ориентируется на сочетание симптомов, осмотра и результатов15.

4.2. Как сохранить кости, суставы и мышцы

Основа профилактики — движение. Всемирная организация здравоохранения рекомендует взрослым 150–300 минут умеренной или 75–150 минут интенсивной аэробной нагрузки в неделю, а также упражнения на силу для основных групп мышц не менее двух дней в неделю. Людям старшего возраста важно добавлять упражнения на равновесие9.

4.3. Пошаговый план для здоровья костей и суставов

01

Двигайтесь каждый день и делайте перерывы, если работаете сидя: вставайте и разминайтесь хотя бы раз в час.

02

Добавьте силовые упражнения не реже двух раз в неделю и нагрузку с ударом о землю, например ходьбу и бег, если нет противопоказаний.

03

Следите за массой тела: лишние килограммы увеличивают нагрузку на колени и бёдра.

04

Получайте достаточно кальция, белка и витамина D с питанием, а добавки принимайте только после проверки уровня и по рекомендации врача.

05

Не курите и ограничьте алкоголь: оба фактора повышают риск потери костной массы.

06

Дома уберите то, обо что можно споткнуться, и подберите устойчивую обувь, особенно в пожилом возрасте.

07

После пятидесяти, при ранней менопаузе или длительном приёме глюкокортикоидов обсудите с врачом оценку риска остеопороза.

Обычная тренировка не вредит суставам, наоборот, умеренная нагрузка питает хрящ. Хрящу нужны разнообразие движений и постепенный рост нагрузки. Боль, которая нарастает во время и после упражнений, говорит о перегрузке, а не о пользе9, 13.

Миф

Если сустав болит, его надо полностью беречь и не двигать.

Факт

Длительный покой ослабляет мышцы и усиливает скованность. При большинстве хронических болей в суставах и спине рекомендуют посильную активность и упражнения, а отдых нужен только в первые дни острой травмы или резкого воспаления.

Когда срочно нужно к врачу

Вызывайте скорую помощь или срочно обращайтесь к врачу, если появились:

Сильная боль после падения или удара с видимой деформацией конечности или невозможностью опереться.
Острая боль в спине с онемением в промежности, слабостью в ногах или нарушением мочеиспускания и дефекации.
Горячий, красный, резко болезненный и опухший сустав, особенно с повышенной температурой.
Онемение, побледнение или похолодание конечности после травмы.
Внезапная резкая боль и слабость в мышце с ощущением разрыва.
Боль в спине у человека с онкологическим заболеванием в прошлом, необъяснимой потерей веса или лихорадкой.
Боль в ноге с отёком и покраснением, особенно после длительной неподвижности или операции.

Краткое резюме

Опорно-двигательная система состоит из пассивной части (кости, суставы, связки) и активной (скелетные мышцы с сухожилиями). В скелете взрослого 206 костей: осевой отдел защищает мозг, сердце, лёгкие и спинной мозг, а пояса и конечности отвечают за подвижность. Кость — живая ткань, она постоянно обновляется под действием остеокластов и остеобластов.

Суставы бывают фиброзными, хрящевыми и синовиальными. Синовиальный сустав имеет хрящ, капсулу, полость и жидкость, а форма поверхностей определяет движения. Скелетная мышца состоит из волокон с актином и миозином, управляется мотонейронами и крепится к кости сухожилием. Связки соединяют кость с костью, а фасции и сумки уменьшают трение. Кровь и нервные команды мышцы получают через сосудисто-нервные пучки, а чувствительные окончания в мышцах и суставах сообщают мозгу о положении тела. Развитие идёт из мезодермы, рост кости в длину обеспечивают зоны роста, а пик костной массы приходится на возраст примерно 20–30 лет.

Система выполняет функции опоры, движения, защиты, кроветворения и хранения кальция. Для её здоровья важны нагрузка, гормоны, витамин D, кальций и белок. Кальций крови удерживается в узких пределах с помощью околощитовидных желёз, витамина D и почек. Частые болезни — боль в спине, остеоартрит, остеопороз, переломы, воспалительные болезни суставов и саркопения; их доля в общем бремени болезней в мире очень велика.

Обследование подбирают под вопрос: рентген, УЗИ, МРТ, КТ, денситометрия и анализы. Лучшая профилактика — ежедневное движение, силовые упражнения, нормальный вес, отказ от курения и безопасная обстановка дома. Срочная помощь нужна при травме с деформацией, остро возникшей слабости и нарушении функции тазовых органов, горячем опухшем суставе.


Источники

  1. Standring S. Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Clinical Practice. 42nd edition. Elsevier. Великобритания, 2020.
  2. Moore K. L., Dalley A. F., Agur A. M. R. Clinically Oriented Anatomy. 8th edition. Wolters Kluwer. США, 2018.
  3. Pawlina W. Ross Histology: A Text and Atlas. 8th edition. Wolters Kluwer. США, 2019.
  4. Sadler T. W. Langman’s Medical Embryology. 15th edition. Wolters Kluwer. США, 2023.
  5. Hall J. E., Hall M. E. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th edition. Elsevier. США, 2020.
  6. Гайворонский И. В. Нормальная анатомия человека. Учебник в 2 томах. 10-е издание. СпецЛит. Россия, 2020.
  7. Cieza A., Causey K., Kamenov K. et al. Global estimates of the need for rehabilitation based on the Global Burden of Disease study 2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. The Lancet. Великобритания, 2020.
  8. Musculoskeletal health. Информационный бюллетень. Всемирная организация здравоохранения. Швейцария, 2022.
  9. Bull F. C., Al-Ansari S. S., Biddle S. et al. World Health Organization 2020 guidelines on physical activity and sedentary behaviour. British Journal of Sports Medicine. Великобритания, 2020.
  10. Cruz-Jentoft A. J., Bahat G., Bauer J. et al. Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Age and Ageing. Великобритания, 2019.
  11. Kanis J. A., Cooper C., Rizzoli R., Reginster J.-Y. European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women. Osteoporosis International. Великобритания, 2019.
  12. Остеопороз. Клинические рекомендации. Российская ассоциация эндокринологов, Российская ассоциация по остеопорозу. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Россия, 2021.
  13. Hunter D. J., Bierma-Zeinstra S. Osteoarthritis. The Lancet. Великобритания, 2019.
  14. Smolen J. S., Aletaha D., McInnes I. B. Rheumatoid arthritis. The Lancet. Великобритания, 2016.
  15. Hartvigsen J., Hancock M. J., Kongsted A. et al. What low back pain is and why we need to pay attention. The Lancet. Великобритания, 2018.
  16. Травматология. Национальное руководство. Под редакцией Г. П. Котельникова, С. П. Миронова. 3-е издание. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2018.
  17. Российские клинические рекомендации. Ревматология. Под редакцией Е. Л. Насонова. ГЭОТАР-Медиа. Россия, 2017.

Материал носит информационно-просветительский характер и не заменяет очной консультации врача. Диагноз и лечение определяет только врач.

Читайте также

Loading

Мы используем cookies для корректной работы сайта и анализа посещаемости. Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с их использованием.