Budowa kolana – z czego składa się i jak działa staw kolanowy?

Staw kolanowy (łac. articulatio genus) jest największym stawem człowieka, a jednocześnie jednym z najbardziej wrażliwych, o czym doskonale wie większość sportowców. Łączy kość udową z kością piszczelową. Składa się z licznych elementów, takich jak kości, więzadła i łąkotki. Budowa kolana sprawia, że jest ono bardzo wytrzymałe, ale jednocześnie nieodporne na przeciążenia. Jak wygląda staw kolanowy? Jakie pełni funkcje? Odpowiadamy!

Anatomia kolana — jak wygląda?

Budowa stawu kolanowego jest dość złożona. Struktura ta łączy kość udową, piszczelową oraz rzepkę, tworząc w zasadzie dwa stawy — udowo-piszczelowy i udowo-rzepkowy, które znajdują się w jednej torebce stawowej. Kolano wzmacniają przede wszystkim złożone z tkanki łącznej więzadła zewnętrze oraz wewnętrzne, które są nieelastyczne i pękają przy nadmiernym rozciąganiu, a także liczne ścięgna, złożone z włókien kolagenowych, które są bardziej, można powiedzieć, plastyczne, ale również zagrożone ryzykiem zerwania. Ze względu na swoją skomplikowaną budowę oraz lokalizację, staw kolanowy jest bardzo wrażliwą strukturą aparatu ruchu.

Powierzchnie stawowe

Staw kolanowy łączy trzy kości — udową, piszczelową i rzepkę. Wypukłe części kości udowej (kłykcie) tworzą główkę stawu, zaś wklęsłe części kości piszczelowej wraz z powierzchnią stawową rzepki — panewkę. Obie powierzchnie pokrywa cienka warstwa chrząstki — łąkotka, która umożliwia ruchy główki stawu po panewce.

Główka stawowa — powierzchnie stawowe obu kłykci są lekko wypukłe w kierunku czołowym oraz silnie i nierównomiernie w kierunku strzałkowym (strzałka to cienka kość, przyczepiona od góry i dołu do kości piszczelowej, wyczuwalna po jej bocznej stronie). Powierzchnie stawowe obu kłykci połączone są powierzchnią rzepkową.
Panewka stawowa — tworzą ją oba kłykcie kości piszczelowej i rzepka.

Powierzchnie stawowe pokrywa chrząstka o grubości od 3 do 4 mm. Największą grubość, bo aż niemal 6,5 mm, osiąga na powierzchni stawowej rzepki, co wzmaga sprężystość stawu i amortyzuje wstrząsy powstałe podczas chodzenia.

Łąkotki

Łąkotki są zbudowane z tkanki chrzęstnej włóknistej, a położone między kością udową a piszczelową. Łękotka w kolanie odpowiada za ruchomość w stawie oraz umożliwia pogłębienie i dopasowanie do siebie powierzchni stawów kolanowych. Ułatwia także absorpcję drgań i wstrząsów oraz stabilizują pracę kolan. Słowem — odpowiada za dopasowanie do siebie powierzchni stawowych i ich efektywną pracę.

Wyróżnia się łąkotkę boczną i łąkotkę przyśrodkową. Łękotka boczna jest bardziej ruchoma od przyśrodkowej, co wynika z różnicy połączeń — łąkotka przyśrodkowa połączona jest z więzadłem pobocznym piszczelowym, natomiast boczna ze ścięgnem mięśnia podkolanowego.

Więzadła

Aparatem stabilizującym w kolanie są więzadła kolanowe. Dzielą się na wewnętrzne i zewnętrzne. Staw kolanowy wzmacniają takie więzadła jak:

więzadło rzepki;
troczki rzepki;
więzadło poboczne strzałkowe;
więzadło poboczne piszczelowe;
więzadło podkolanowe skośne;
więzadło podkolanowe łukowate;
więzadła krzyżowe przednie i tylne;
więzadło poprzeczne kolana;
więzadła łąkotkowo-udowe tylne i przednie.

Więzadła w kolanie razem z torebką włóknistą zabezpieczają staw kolanowy przed urazami. Jak już wspomnieliśmy, stworzone są z tkanki łącznej i cechują się bardzo małą elastycznością.

Torebka stawowa

Torebka stawowa to swoista osłona dla naszego stawu, łączącą powierzchnie stawowe. Składa się z dwóch warstw — zewnętrznej (włóknistej) i wewnętrznej (maziowej). Błona włóknista zbudowana jest z włókien kolagenowych, co zapewnia elastyczność i odporność na określone obciążenia. Z kolei błona maziowa wydziela maź stawową, złożoną m.in., z wody, kwasu hialuronowego i białek, która wypełnia przestrzeń między kośćmi, zapewniając im lepszą przyczepność do siebie oraz zapobiegając tarciu ich powierzchni. Torebka stawowa zapewnia więc płynny ruch naszego stawu, zapobiega ścieraniu kości oraz gwarantuje utrzymanie kości stawu we właściwym miejscu.

Jama stawowa

Jest to niewielka przestrzeń, znajdująca się między stykającymi się ze sobą powierzchniami stawowymi, wypełniona mazią stawową. Jej wielkość jest różna, w zależności od stawów — w zdrowym stawie kolanowym może się zawierać aż 300 ml, a w wyniku uszkodzeń, wielkość może wzrastać nawet do 1,5 litra. Jama stawowa odpowiada za zmniejszanie tarcia między powierzchniami stawowymi.

Kaletki maziowe

Kaletka maziowa, zbudowana z tkanki łącznej, to wytwór błony maziowej w formie pęcherzyka, który zabiega nadmiernemu tarciu kurczącego się mięśnia o podłoże oraz usprawnia ruchy narządów między sobą. Jest uzupełnieniem torebki stawowej. W otoczeniu stawu kolanowego znajdują się kaletki maziowe takie jak:

zachyłek podkolanowy;
kaletka podskórna przedrzepkowa;
kaletka podpowięziowa przedrzepkowa;
kaletka podścięgnowa przedrzepkowa;
kaletka przedrzepkowa głęboka;
kaletka nadrzepkowa;
kaletka mięśnia półbłoniastego;
kaletka podścięgnowa przyśrodkowa;
kaletka podścięgnowa boczna mięśnia brzuchatego łydki.

Niektóre z wymienionych kaletek maziowych mają stałe połączenie z jamą stawową, inne łączą się z nią w sposób nieregularny albo nie łączą się wcale .

Rzepka

Budowa kolana obejmuje także rzepkę, płaską kość, która znajduje się na przedniej części kolana i pełni funkcję ochronną. Jest to element stawu rzepkowo-udowego i ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego działania całego kolana. Rzepka kolana, zarówno podczas jego prostowania, jak i zginania, osłania część kłykci udowej, tworzącej główkę stawową.

Mechanika stawu kolanowego

Staw kolanowy jest rodzajem stawu zawiasowego, czyli takiego, który umożliwia zginanie i prostowanie, a także ruchy rotacyjne. W prawidłowym położeniu jego pozycja jest wyprostowana, czyli po prostu kolana są wyprostowane — wtedy tylne części torebki stawowej są napięte. Napięcie zmniejsza się wraz z ruchami kolana — najmniejsze napięcie torebki występuje w pozycji wtedy, kiedy kolano jest zgięte o około 25° — wtedy wszystkie części stawu są rozluźnione.

Ruchy w stawie kolanowym odbywają się dookoła dwóch osi, położonych względem siebie pod kątem prostym [1]. Możliwe do wykonania ruchy w kolanie wymieniamy poniżej.

Ruch zgięcia i prostowania — czyli zginania i prostowania kolana. Polega ona na ruchu toczącym i ślizgającym. Na początku występuje toczenie — kość udowa toczy się po kości piszczelowej, a powierzchnie stawowe rozchylają się do momentu napięcia więzadła krzyżowego. Następnie toczenie przeradza się w ślizg — kość udowa znów „wślizguje” się w kość piszczelową. Podczas zgięcia łąkotki przesuwają się do tyłu, a przy prostowaniu do przodu.
Ruch prostowania — polega na ułożeniu długiej osi uda i podudzia w jednej linii. Jest to nic innego, jak prostowanie nogi w kolanie. Można powiedzieć, że wówczas główka i panewka stawu kolanowego są ze sobą idealnie połączone.
Ruchy obrotowe — odbywają się przy każdym ruchu kolana, z wyjątkiem całkowitego wyprostu i maksymalnego zgięcia

Najczęściej zadawane pytania:

1. Jakie elementy tworzą kolano?

Do najważniejszych elementów budowy kolana należą: rzepka, kość piszczelowa oraz kość udowa wraz z boczną i przyśrodkową łąkotką oraz licznymi więzadłami. Poza tym w kolanie znajdują się inne struktury, które umożliwiają jego prawidłowe funkcjonowanie. Zaliczają się do nich torebka stawowa, kaletki maziowe oraz staw udowo-piszczelowy i rzepkowo-udowy.

2. Do czego służą stawy kolanowe?

Głównym zadaniem stawów kolanowych jest utrzymanie ciężaru ciała i możliwość wykonywania ruchów nogą. Dzięki nim można zginać i prostować kończyny dolne w kolanie. Pozwalają także wykonywać ruch obrotowy, czyli wprowadzać kolana w ruch przy takich czynnościach jak chodzenie, skakanie, bieganie lub chodzenie po schodach.

3. Jak dbać o kolana?

Jako części ciała, które pozostają w stałym ruchu, kolana wymagają dbania o ich struktury. Podstawą jest regularna, umiarkowana aktywność fizyczna, która nie obciąża stawów, ale je wzmacnia i rozciąga. Najlepiej skorzystać z porad fizjoterapeuty, który wskaże odpowiedni zestaw ćwiczeń. Poza tym należy unikać długiego przebywania w jednej pozycji np. siedzącej lub stojącej oraz wykonywania czynności, które wywierają nacisk na kolana. Istotna jest również walka z nadwagą lub chorobą otyłością i redukcja masy ciała. Nie można zapominać także o zbilansowanej, zdrowej diecie, bogatej w składniki odżywcze, które pomagają w utrzymaniu zdrowych kości np. witamina D oraz biorą udział w prawidłowej produkcji kolagenu np. witamina C.

Pozostałe treści dotyczące kolan:

Ćwiczenia na kolana — jak zadbać o staw kolanowy?

Bibliografia:

Bochenek A., Ciechanowski S., Krzystałowicz F. i in., Anatomia człowieka, T.1, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 2015.
Aleksandrowicz R., Ciszek B., Krasucki K., Anatomia człowieka. Repetytorium, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2014.
Ignasiak Z., Anatomia układu ruchu, Elsevier Urban&Partner, Wrocław, 2013.