Kinezjologia stawu kolanowego

Staw kolanowy pod względem funkcjonalnym jest stawem zawiasowym, zmodyfikowanym.

W pozycji anatomicznej odbywa się w nim praktycznie jeden rodzaj ruchu, którym jest zginanie-prostowanie.

Drugi rodzaj ruchu odbywa się wokół osi podłużnej — jest nim rotacja, ale warunkiem tej ruchomości jest położenie zgięciowe stawu minimum do 30 stopni.

Położeniem prawidłowym dla stawu kolanowego jest pozycja wyprostowana, wówczas części tylne torebki są napięte. Najmniej napięta torebka występuje w pozycji pośredniej przy kolanie zgiętym do ok. 25 stopni, wtedy wszystkie części torebki są równomiernie rozluźnione.

Chory z wysiękiem stawowym ustawia zawsze kończynę w pozycji lekkiego zgięcia.

Ruchy zginania i prostowania w stawie kolanowym są kombinacją toczenia i ślizgania. Do 20 stopni zakres ruchu stawu kolanowego z mechanicznego punktu widzenia jest ruchem toczenia. Powyżej 20 stopni ruchowi zapobiegają więzadła krzyżowe. Ruch ten przechodzi następnie w typowe ślizganie (ślizg, do tego stopnia, że za każdym razem inne punkty kłykci kości udowej stykają się z tymi samymi punktami kości piszczelowej czy łąkotki — „objaw szuflady”).

Łąkotki i rzepka

Podczas ruchu zginania łąkotki przesuwają się do tyłu, podczas ruchu prostowania przesuwają się do przodu — ich droga wynosi ok. 1 cm. Również rzepka przesuwa się po powierzchni rzepkowej kości udowej (klinicznie staw rzepkowo-udowy).

Przy zginaniu rzepka przesuwa się ku dołowi, przy prostowaniu ku górze. Droga, jaką odbywa rzepka, wynosi ok. 5–7 cm. Przy wyprostowanym stawie kolanowym i rozluźnionym m. czworogłowym rzepkę można przesuwać na boki — jest to pierwszy ruch, jaki można wykonać w obrębie stawu kolanowego po zdjęciu długotrwałego unieruchomienia.

Rzepki nie można przesuwać do góry i ku dołowi ze względu na powstające podciśnienie między rzepką a powierzchnią kości udowej, co stabilizuje jej położenie.

Zakres ruchów w stawie kolanowym

Zakres ruchów stawu kolanowego jest jednym z największych spośród połączeń człowieka. Zginanie zachodzi mniej więcej do 130 stopni; dalszy ruch odbywa się przy pomocy sił zewnętrznych, aż do zetknięcia się pięty z pośladkiem. Maksymalne prostowanie sprowadza udo i goleń do jednej prostej.

Przyjmuje się, że wyprost stawu kolanowego wynosi 180 stopni, jednak bardzo często obserwuje się w obrębie kolana, zwłaszcza u dzieci oraz u kobiet, zakres dochodzący do 200 stopni. Świadczy to o wiotkości aparatu torebkowo-więzadłowego stawu kolanowego. Przeprost stawu kolanowego określa się jako genu recurvatum.

Ruch zginania hamowany jest przez napięcie mm. prostowników oraz przez wpuklanie się do dołu podkolanowego mm. zginaczy. Ruch zgięcia hamują pasma tylne więzadeł krzyżowych.

Prostowanie hamowane jest przez napięcie zginaczy, przez napięcie tylnej ściany torebki stawowej; przede wszystkim najsilniejszym czynnikiem hamującym prostowanie są więzadła poboczne, a także pasmo tylne więzadła krzyżowego przedniego i pasmo przednie więzadła krzyżowego tylnego.

Zakres ruchów obrotowych jest osobniczo zmienny. Wzrasta z położeniem krańcowym wyprostu do położenia zgięcia. Obrót goleni na zewnątrz jest większy niż do wewnątrz — odwrotnie niż w stawie biodrowym.

Przy zgięciu stawu kolanowego do 30 stopni ruch na zewnątrz wynosi ok. 32 stopni, do wewnątrz ok. 6 stopni. Przy zgięciu kolana do 120 stopni amplituda rotacji wynosi około 60 stopni na zewnątrz oraz ok. 52–54 stopni do wewnątrz; zazwyczaj pozostaje stosunkowo stała.

W ruchu obrotowym na zewnątrz kłykieć przyśrodkowy piszczeli kieruje się ku tyłowi, kłykieć boczny ku przodowi; w rotacji do wewnątrz droga kłykci jest odwrotna. Kłykieć boczny ma zawsze większą drogę do przebycia i z tego powodu łąkotka boczna ma większą ruchomość niż przyśrodkowa, gdyż jest luźniej przytwierdzona.

Oś podłużna ruchu obrotowego nie pokrywa się z długą osią goleni — leży bardziej przyśrodkowo w kierunku kłykcia przyśrodkowego piszczeli i nie przechodzi przez dokładny środek stawu kolanowego.

Ruch obrotowy stawu kolanowego może odbywać się również odwrotnie, przy czym goleń musi być ustabilizowana. Rotacja zewnętrzna hamowana jest przez więzadło poboczne. Przy wyproście stawu obrót zewnętrzny zahamowany jest natychmiast; przy obrocie do wewnątrz zahamowanie następuje stopniowo, proporcjonalnie do zmniejszającego się zakresu zgięcia i wzrastającego napięcia torebki stawowej. Więzadło poboczne piszczelowe ze względu na swoją wielkość bierze większy udział w hamowaniu rotacji niż więzadło poboczne strzałkowe.

Rotacja wewnętrzna hamowana jest przez więzadła krzyżowe, dlatego przecięcie lub naderwanie jednego z więzadeł krzyżowych może spowodować nadmierny obrót goleni, nawet przy wyprostowanym kolanie.

Staw kolanowy posiada jeden mięsień prostujący — m. czworogłowy uda. Nieznaczny ruch prostujący wykonuje również m. naprężacz powięzi szerokiej. M. czworogłowy jest trzykrotnie silniejszy od mm. zginaczy, a symetria siły mięśniowej jest charakterystyczna głównie dla człowieka, związana z przyjęciem pionowej postawy ciała.

Największą siłę prostującą wykonują mm. prostujące ciało człowieka z pozycji kucznej. Jeżeli m. czworogłowy uda jest porażony, to pacjent nie może wykonywać ruchu czynnego prostowania kolana; może jednak używać nogi porażonej jako nogi podporowej, przy czym w pozycji tej zmienia się ogólny rzut środka ciężkości ciała.

Do grupy mm. zginaczy zalicza się dwustanowe prostowniki biodra: m. dwugłowy uda, m. półścięgnisty oraz m. półbłoniasty. Pozostałe mm. odgrywają w ruchu zginania rolę drugorzędową.

W ruchach rotacji, które mogą być wykonywane przy zgiętym kolanie, biorą udział zginacze z wyjątkiem naprężacza powięzi. Siła mm. odwracających i nawracających jest podobna. W ruchach rotacyjnych bierze udział również m. brzuchaty łydki.

Mięśnie zginające staw kolanowy

Mięśnie prostujące staw kolanowy

Mięśnie odwracające goleń

Mięśnie nawracające goleń