Staw kolanowy – budowa i funkcje

Staw kolanowy należy do dużych i skomplikowanych w swojej budowie stawów układu ruchu. Zlokalizowany jest w kończynie dolnej, pomiędzy stawem biodrowym a stawami stopy. To szczególne położenie wpływa znacząco na ruchomość kolana oraz na funkcjonowanie całej kończyny dolnej.

Składa się z kości udowej oraz kości piszczelowej. Nieznacznie poniżej samego stawu zlokalizowana jest po stronie bocznej głowa strzałki należąca do kości strzałkowej (ryc. 1). Odpowiednio dopasowane do siebie powierzchnie stawowe kości udowej oraz piszczelowej tworzą staw. Kolano jest stawem zawiasowym, a to oznacza, że może prezentować ruchy głównie w jednej płaszczyźnie. Na potrzeby tego informacyjnego artykułu będzie mowa o ruchu w kierunku do zgięcia oraz do wyprostu. Staw posiada względnie dużą ruchomość sięgającą od 0° wyprostu do 130° zgięcia. Ze względu na umiejscowienie kolana w łańcuchu kinematycznym kończyny dolnej, stanowi niejako wypadkową tego co możemy diagnozować w obrębie biodra czy stopy.

To czy kolano będzie mogło w pełni prezentować swoją mobilność jest zależne również od kondycji samego stawu, to jest na przykład od braku zmian o charakterze przeciążeniowym, w konsekwencji zmian zwyrodnieniowym. Zdrowy staw posiada odpowiednią przestrzeń dla ruchu kości udowej oraz piszczelowej oraz dla kości udowej oraz rzepki. Powierzchnię stawu z zawartą szparą stawową tworzą kłykcie kości udowej stanowiąc o główce stawu oraz kłykcie kości piszczelowej tworząc panewki. Przestrzeń zawarta pomiędzy główką a panewką to szpara stawowa (ryc. 2). W szparze stawowej znajdują się również łąkotki – boczna i przyśrodkowa. Łąkotki pełnią istotną funkcję w kolanie, odpowiadając za amortyzację, pochłanianie wstrząsów, przenoszenie obciążeń przez staw, stabilizację statyczną i dynamiczną kolana, odżywienie stawu oraz przez odpowiedni swój kształt nadają możliwości spasowania się kłykci kości udowej oraz piszczelowe do właściwego ślizgu względem siebie. Zachowana o odpowiedniej szerokości szpara stawowa stanowi o sprawności stawu i możliwościach jego bezbolesnego ruchu oraz braku uczucia sztywności.

Ze względu na swoje położenie staw kolanowy bierze udział w chodzeniu, bieganiu, w utrzymywaniu stabilnej i pewnej pozycji stojącej, w siadzie oraz w czynnościach prostych i złożonych. Kolano stabilizowane jest przez aparat więzadłowy, na który składają się więzadła krzyżowe i poboczne (ryc. 3). Prawidłowe działanie kolana uzależnione jest nie tylko od jego właściwości zdrowotnych, ale także od biodra i stopy. To jak działa kolano może być jedynie pochodną zmian w wymienionych wyżej stawach. Staw kolanowy może ulegać deformacjom ze względu na występujące procesy przeciążeniowe biodra i stopy. Nieprawidłowo pracujące powierzchnie stawowe kolana mogą powodować pierwotne lub wtórne zmiany przeciążeniowo-zwyrodnieniowe kolana. Z tego też powodu powstające zmiany w obrębie kolana swoją przyczynę mogą mieć w innych obszarach kończyny dolnej. To czy kolano faktycznie narażane będzie na występowanie przeciążeń i zwyrodnień zależeć będzie od kilku czynników takich jak siła mięśniowa, zakres ruchu w stawie, przebyte stany zapalne, urazy kończyn dolnych, wypadki komunikacyjne, choroby na przykład typu reumatologicznego. Na prawidłową funkcję stawu wpływa także wykonywana praca zawodowa, uprawiane aktywności rekreacyjne, brak zmian chorobowych w innych stawach narządu ruchu.

Wszystko co jest wykonywane w pracy czy aktywnościach rekreacyjnych powinno być zawsze dobrane w sposób adekwatny do indywidulanych zdolności, możliwości i przede wszystkim do wieku.

Anatomia rentgenowska stawu kolanowego

Zdjęcia RTG dostarczają informacji na temat stanu układu ruchu, stawów, kości oraz ich powierzchni stawowych. Za pomocą zdjęć RTG ocenia się także ustawienie kości względem siebie, ustawienia kości w stawie, dokonuje się pomiarów długości kończyn oraz kątów zawartych pomiędzy poszczególnymi elementami kostnymi (ryc.1).

1 – wierzchołek głowy strzałki  

4 – kość udowa

5 – głowa strzałki                       

6 – dół międzykłykciowy

7 – kłykieć boczny kości udowej                                        

8 – kłykieć boczny kości piszczelowej

9 – nadkłykieć boczny kości udowej                                  

10 – kłykieć przyśrodkowy k. udowej

11 – kłykieć przyśrodkowy kości piszczelowej   

12 – nadkłykieć przyśrodkowy k. udowej

13 – rzepka                                  

14 – kość piszczelowa

15 – guzki wyniosłości międzykłykciowej.

Dzięki obrazowaniu rentgenowskiemu lekarz ortopeda ocenia stan strukturalny kości, na przykład stawu biodrowego czy kolanowego, rozpoznaje przeciążenia, zwyrodnienia, pęknięcia, złamania kości. Zdjęcie RTG w diagnozie pacjenta wykorzystuje także fizjoterapeuta, który ocenia je pod kątem stanu funkcjonalnego i na tej podstawie ustala program rehabilitacji.
Z punktu widzenia oceny fizjoterapeutycznej uwagę zwracać będzie położenie względem siebie symetrycznych jej części, jak rzepki (13), równa szpara stawowa zarówno po stronie przyśrodkowej jak i bocznej. RTG kolana dostarcza również informacji diagnostycznych dotyczących stawów biodrowych i stawów stopy (ryc. 2).

1 – wierzchołek głowy strzałki                                      

2 – linia nasadowa

3 – trzeszczka w mięśniu brzuchatym łydki                 

4 – kość udowa

5 – głowa strzałki                       

6 – dół międzykłykciowy

13 – rzepka                                 

14 – kość piszczelowa

15 – guzki wyniosłości międzykłykciowej                   

16 – guzowatość piszczeli

7 – kłykieć boczny kości udowej

10 – nadkłykieć przyśrodkowy kości udowej

13 – rzepka

Zdjęcie RTG stawu kolanowego pozwala ocenić struktury kostne pod kątem ich niszczenia przez procesy przeciążeniowe oraz zwyrodnieniowe. W prawidłowym obrazie rentgenowskim kolana uwagę zwraca się na widoczną, o odpowiedniej szerokości szparę stawową, gładki zarys powierzchni stawowych, kąt zawarty pomiędzy kością piszczelową a kością udową oraz potencjalne zmiany w obrębie stawu rzepkowo-udowego. Przy prawidłowym RTG kolana, tj. tworzących je powierzchni stawowych, kończyna dolna potencjalnie może predysponować do odpowiednich możliwości funkcjonalnego ruchu ciała w przestrzeni. Przekłada się to na właściwy dla wieku zakres ruchu stawu kolanowego do zgięcia i do wyprostu. Te parametry stawowe, przy poprawnej sile i elastyczności mięśniowej, zapewniają możliwość swobodnego przemieszczania się w pozycji wysokiej. Prawidłowe ustawienie kości względem siebie wpływa na brak sił kompensacyjnych, które to powstają w przypadku zmian chorobowych stawów. Zmiany kompensacyjne mogą powodować dysfunkcje o charakterze np. koślawienia czy szpotawienia. Bardzo ważnym jest korelacja stawu kolanowego oraz potencjalnych zmian możliwych do diagnozowania w stopie i biodrze. Taki stan podlega ocenie przez fizjoterapeutę podczas holistycznego badania funkcjonalnego.

Zmiany patologiczne w obrazie RTG

Zmiana nr 1 – rzepka w ustawieniu lateralnym, czyli bocznym. Taka sytuacja skutkować może bocznym przyparciem rzepki, które najczęściej objawia się bólem kolana podczas ruchu, głównie zginania. Boczne ustawienie rzepki może także powodować pogłębiający się dysbalans mięśniowy w obrębie kolana, powodując nieergonomiczną jego funkcję.
Zmiana nr 2 – zaostrzenie guzków wyniosłości międzykłykciowej, to zmiana rozpoznawana przez ortopedę jako zmiana zwyrodnieniowa. Taki stan może powodować ból, uczucie sztywności i zmniejszenie zakresu ruchu kolana.
Zmiana nr 3 – zwężenie szpary stawowej asymetryczne, w tym przypadku po stronie wewnętrznej. Powoduje to nieodpowiednią dystrybucje obciążeń na powierzchnie stawowe i łąkotki. Może dawać objawy bólowe oraz ograniczenie zakresów w kolanie, a także zmianę ustawienia stopy na podłożu oraz stawu biodrowego w miednicy. Takie asymetrie powodują wtórne zmiany w mięśniach o charakterze dysbalansu mięśniowego, powodując przy tym, iż jedna grupa mięśniowa może być nadmiernie napięta, a druga grupa mięśni zbyt rozluźniona. Jedna i druga sytuacja nie jest właściwą dla narządu ruchu.

Zmiana nr 4 – wysokie ustawienie rzepki w stawie kolanowym. Stan ten predysponuje do rozpoznania nadmiernego napięcia mięśnia czworogłowego uda, powodując zmianę w zakresach ruchu stawu, na początku w aktywnościach rekreacyjnych a następnie codziennych, poprzez nieodpowiedni tor ruchu dla ślizgu rzepki. Stan ten wiąże się często z bólem stawu.

Zmiana nr 5 – wyraźne zwężenie szpary stawu kolanowego po stronie przyśrodkowej sugerujące ustawienie kolana w szpotawości, powodujące wtórne przeciążenia mięśni uda i łydki, ich przeciążenie oraz zdecydowane osłabienie. Ból w tym przypadku może manifestować się po stronie bocznej uda oraz w okolicy bocznej strony stawu biodrowego.

dr n. o zdr. Paweł Sip