Kosterní systém 2: struktura a funkce pohybového aparátu

Úvod

Svalový a kosterní systém se skládá z kostí, chrupavek, vazů, šlach a svalů, které tvoří kostru těla. Šlachy, vazy a vláknitá tkáň spojují struktury dohromady a vytvářejí tak stabilitu, přičemž vazy spojují kosti s kostmi a šlachy svaly s kostmi. V kostře dospělého člověka je 206 kostí; mužská a ženská kostra jsou téměř stejné, ale ženská kostra má širší pánev, aby se přizpůsobila porodu, a mužská kostra je obvykle vyšší s větší hustotou kostí. Kostra se dělí na:

• osovou kostru – skládá se z lebky, páteře a hrudního koše;
• příčnou kostru – skládá se z pánevního a prsního pletence a horních a dolních končetin (Cedar, 2012).

Koordinovaný pohyb je umožněn kombinací účelných a synchronizovaných pohybů napříč příslušnými svaly a kostmi, které vytvářejí kloubní spojení. Konfigurace kloubní plochy určuje možný pohyb. Roviny pohybu zahrnují flexi, extenzi, abdukci, addukci, rotaci a cirkumdukci (tabulka 1).

Klouby

Klouby jsou kloubní plochy mezi dvěma kostmi a lze je klasifikovat podle toho, jak velký pohyb umožňují:

• Synartróza – pevný, nepohyblivý kloub;
• Amfiartróza – kloub, ve kterém je možný určitý pohyb;
• Diartróza – volně pohyblivý kloub (Moini, 2020).

Klouby lze také klasifikovat podle složek, které spojují kosti (např. vláknité struktury, chrupavčité struktury a synoviální struktury), jak je uvedeno níže.

Vláknité klouby

Vláknité klouby jsou kloubní plochy spojené pevnými vláknitými spoji. Jedním z příkladů jsou linie švu v lebce, kde kosti, které byly původně oddělené, splynuly dohromady (synostóza) a vytvořily jednu kost (Danning, 2019). Vzhledem k tomu, že linie švu neumožňuje po splynutí pohyb, považuje se za synartrotický kloub.

Syndesmózy jsou dalším typem vláknitých kloubů, u nichž vazy a interoseální membrána spojují kloub a vytvářejí pevnou strukturu. Příkladem je dolní tibiofibulární kloub, v němž interoseální, tibiofibulární a příčné vazy spojují distální tibii a fibulu dolní končetiny. Dalším je radioulnární kloub, kde intraoseální membrána spojuje distální vřetenní a loketní kost předloktí. Tento kloub lze také klasifikovat jako amfiartrotický kloub, protože umožňuje určitý pohyb umožňující pronaci a supinaci ruky a předloktí.

Chrupavčité klouby

Tyto klouby jsou spojeny tuhou chrupavkou mezi kostmi a lze je klasifikovat jako primární (synchondrózy) nebo sekundární (symfýzy).

Synchondrózy
Synchondrózy jsou chrupavčité klouby tvořené hyalinní chrupavkou a vyskytují se především v rostoucí kostře jako centra osifikace rostoucí kosti, která časem zkostnatí (synostóza), například epifyzární růstová ploténka.

Chrupavčité klouby jsou obvykle nepohyblivé, ale ve vzácném stavu u dětí a dospívajících dochází k uvolnění úponu epifýzy, což umožňuje sklouznutí hlavice stehenní kosti po krčku stehenní kosti. Tento stav se nazývá sklouznutí horní epifýzy femuru a často se projevuje tím, že dítě nečekaně kulhá (Robson a Syndercombe Court, 2019).

Ve zralé kostře je příkladem synchondrózy první sternokostální kloub (mezi prvním žebrem a manubriem); všechny ostatní sternokostální klouby jsou synoviální.

Symfýzy
Jedná se o trvalé chrupavčité klouby, v nichž jsou kosti spojeny pomocí fibrochrupavky; zajímavé je, že všechny se nacházejí ve střední čáře těla (Robson a Syndercombe Court, 2019). Meziobratlové ploténky mezi obratlovými těly páteře jsou příkladem kostí spojených fibrochrupavkou. Tyto vláknité spoje umožňují relativně omezený pohyb jednotlivě, ale rozsáhlého pohybu lze dosáhnout společně v rámci celé páteře.

Dalším příkladem symfýzy je symfýza stydké kosti v pánvi, která pomáhá udržovat stabilitu pánve. V těhotenství je symfýza stydké kosti změkčena hormony, aby se mohla během porodu roztáhnout. To spolu s nesrostlými kostmi lebky dítěte umožňuje průchod hlavičky dítěte porodními cestami.

Jelikož symfyze umožňují mírný pohyb mezi kloubními plochami, jsou považovány za amfiartrózy.

Synoviální klouby

Synoviální klouby jsou navrženy tak, aby umožňovaly volný pohyb kloubu a jsou klasifikovány jako diartrózy. Vyznačují se mezerou mezi kloubními kostmi a jsou drženy v těsné blízkosti kloubním pouzdrem. Kontrakce infrastruktury svalů kolem kloubu udržuje pohyb, zatímco stabilita je udržována pomocí struktur měkkých tkání, jako jsou vazy, labra, tukové polštářky a menisky (Danning, 2019).

Kloub má vnější vláknité pouzdro, které obaluje celý kloub a je připojeno k periostu, umožňuje pohyb, udržuje pevnost v tahu a pomáhá předcházet vykloubení. Uvnitř pouzdra se nacházejí senzorická nervová vlákna, která detekují bolest a určují polohu kloubu (Moini, 2020). Vnitřní vrstva pouzdra je vysoce vaskularizovaná a inervovaná pomalými/malými nervovými vlákny, která mohou při stimulaci vyvolat difuzní pocit pálení nebo bolesti (Danning, 2019). Tato vrstva obsahuje také synoviální membránu (synovium), která je tvořena synoviocyty, z nichž existují dva typy:

• Typ A – zprostředkovávají uvolňování cytokinů a podílejí se na vytváření imunitní odpovědi (Robson a Syndercombe Court, 2019);
• Typ B – produkují synoviální tekutinu.

Synoviální tekutina
Synoviální tekutina pomáhá chránit kloub před mechanickým poškozením a obsahuje kyselinu hyaluronovou a lubrikin (Danning, 2019). Ve zdravém kloubu je synoviální tekutina velmi viskózní a čirá a je buď bezbarvá, nebo světle slámové barvy. Během zánětu se voda do kloubu dostává velmi snadno, ale jakmile se smísí s kyselinou hyaluronovou, nemůže ji tak rychle opustit (Robson a Syndercombe Court, 2019) – proto, ačkoli otok kloubu může trvat jen několik hodin, může trvat i několik dní, než tento otok ustoupí.

Synoviální tekutina se může infikovat hematogenním (krevním) šířením bakterií, rozšířením sousední infekce nebo přímou inokulací po úrazu nebo invazivním zákroku. Jedná se o tzv. septickou artritidu, která může poškodit synovii nebo chrupavku.

Rheumatoidní artritida
Jedná se o autoimunitní zánětlivou artropatii, která postihuje synovii. Vyskytuje se častěji u kuřáků a je třikrát častější u žen než u mužů (Ralston a McInnes, 2014).

Klinický nástup je charakterizován abnormální produkcí cytokinů a zánětlivých mediátorů, jako jsou interleukin 1, interleukin 6, interleukin 15 a tumor nekrotizující faktor (Ralston a McInnes, 2014). To způsobuje zánět a hypertrofii synovie, takže synoviální klky jsou ztluštělé a splývají dohromady a vytvářejí pannus. Pannus napadá okolní tkáně (např. chrupavku, vazy a kloubní pouzdro), což může vést k postupné destrukci kloubu (Danning, 2019).

Rheumatoidní artritida může postihovat také periartikulární struktury, včetně šlachových pochev a burs, a může mít i mimokloubní projevy.

Osteoartróza
Kloubní plochy v synoviálních kloubech jsou pokryty přibližně 2-3 mm hyalinní chrupavky, která zajišťuje hladký povrch a snižuje tření při pohybu. To napomáhá rozložení hmotnosti v kloubu, snižuje tření a poškození povrchu kosti (Robson a Syndercombe Court, 2019).

Osteoartróza je degenerativní onemocnění zahrnující ložiskový úbytek kloubní chrupavky, takže chrupavka se stává méně účinnou při ochraně konců kosti (Ralston a McInnes, 2014). To může časem způsobit, že se kostní plochy při pohybu třou o sebe, což způsobuje bolest a slyšitelné skřípání. Jak se kost snaží kompenzovat úbytek kloubní chrupavky, vytváří novou kost, aby se pokusila kloub stabilizovat. To má za následek ztluštění kosti pod zbývající chrupavkou (sklerózu) a tvorbu osteofytů na okrajích kloubu, což může snížit rozsah pohybu kloubu.

Podpůrné vazy
Synoviální klouby jsou navrženy tak, aby umožňovaly pohyb a zároveň udržovaly rovnováhu, pevnost a stabilitu. Liší se strukturou a typem pohybu, který umožňují – různé typy shrnuje tabulka 2.

Stabilita kloubu závisí na jeho tvaru, počtu a poloze podpůrných vazů kolem něj, jejich pevnosti a tahu, který vyvíjejí (Tortora a Derrickson, 2009). Podpůrné vazy se popisují podle jejich polohy vůči pouzdru (extrakapsulární nebo intrakapsulární). Nadměrné napětí vazů, například pohyb kloubu mimo jeho funkční rozsah pohybu, může způsobit jejich natažení a může znamenat jejich podvrtnutí nebo natržení. Poškození vazů může ohrozit stabilitu a funkci kloubu.

Dlouhodobé nepoužívání kloubu, například v důsledku imobilizace v sádře nebo v důsledku klidu na lůžku, často vede ke snížení flexibility vazů a šlach a také ke svalové atrofii (Tortora a Derrickson, 2009). To může vést ke snížené pohyblivosti kloubů a potížím s funkční aktivitou.

Svaly

V těle existují tři typy svalů:

• hladké;
• srdcové;
• kostrové.

Na rozdíl od kosterního svalstva nejsou hladké a srdeční svaly pod dobrovolnou kontrolou (Soames a Palastanga, 2019). Kosterní svalstvo je inervováno somatickými (motorickými) nervy, které simulují dobrovolný pohyb, zatímco srdeční a hladké svaly jsou inervovány autonomním nervovým systémem.

Kosterní svalstvo
Anatomie kosterního svalstva je znázorněna na obr. 1. Na obr. 2 je znázorněna anatomie kosterního svalstva. Buňky vláken kosterního svalu jsou úzké, ale mohou být dlouhé (Danning, 2019) a každé vlákno má svůj vlastní vazivový obal zvaný endomysium (Soames a Palastanga, 2019). Svalová vlákna jsou ve svazcích zvaných fascikly, které drží pohromadě vrstva pojivové tkáně zvaná perimysium. Ta jsou seskupena do svalů, které jsou spojeny pláštěm z vláknité pojivové tkáně známé jako epimysium. Epimysium se spojuje s perimysiem a vytváří svalovou šlachu, která připevňuje sval k periostu kosti.

Místo, kde se šlachy a vazy zasouvají do kosti, se nazývá entéza; toto místo je běžně postiženo u seronegativních spondyloartropatií (například ankylozující spondylitida, psoriatická artritida a reaktivní artritida). Seronegativní artropatie jsou typem artritidy, u které nejsou přítomny protilátky proti revmatoidnímu faktoru.

Bursy jsou vaky naplněné tekutinou, které se nacházejí v místech, kde může docházet ke střižným silám, například při přechodu svalů a šlach přes kost nebo kolem jejího okraje – například v rameni (subakromiální burza) nebo v kyčli (trochanterická burza) (Robson a Syndercombe Court, 2019). Burzy umožňují hladké klouzání struktur po sobě a snižují tření při pohybu. Příležitostně může dojít k jejich zánětu a bolesti v důsledku infekce, artritidy nebo opakovaného pohybu a „nadužívání“ kloubu, což je stav známý jako burzitida. Mezi běžné příklady patří prepatelární burzitida (koleno služky) a olekranonová burzitida (studentský loket).

Kosterní svaly mají několik klíčových funkcí, mj:

• Udržování postoje a polohy těla;
• Vytváření pohybu;
• Pomáhá vracet žilní krev z dolních končetin do pravé části srdce (kosterní svalová pumpa);
• Přeměňuje chemickou energii na mechanickou, čímž vzniká teplo a přispívá k udržování tělesné teploty (Moini, 2020; Robson a Syndercombe Court, 2019).

Mnoho svalů je pojmenováno podle svých různých vlastností, například: brevis (krátký), longus (dlouhý), maximus (velký) a minimus (malý). Jejich názvy mohou také označovat směr svalu – například příčný břišní sval probíhá příčně a přímý břišní sval probíhá svisle („rectus“ znamená přímý) – a mohou také označovat funkci; jako příklad lze uvést flexor pollicis longus označující sval, který se ohýbá (Drake et al, 2020).

Kosterní svaly jsou antagonistické – pracují proti sobě, aby vytvořily pohyb. Když kosterní sval dostane signál ze somatického (motorického) nervu, zkrátí se a přitáhne jednu kost k druhé. Když se jeden sval v páru smrští, druhý sval se uvolní; proces je pak opačný, aby se kloub kosti napřímil.

Kosterní sval vyžaduje čtyři klíčové vlastnosti:

• Kontraktilita – aby se smršťoval a vytvářel síly dostatečné k pohybu kosti;
• Extenzibilita – zajišťuje, že se může natáhnout, aniž by se poškodil;
• Elasticita – umožňuje, aby se po natažení nebo smrštění vrátil do klidového stavu;
• Excitabilita – je tedy schopna reagovat na podnět (akční potenciál).

Nervosvalové spojení je chemická synapse vytvořená mezi nervovým a svalovým vláknem. Nerv do synapse mezi svalem a nervovým vláknem uvolňuje acetylcholin, který působí jako chemický neurotransmiter pro přenos elektrického impulsu z nervu k receptorům ve svalu. Během operace je nervosvalové spojení důležitým místem působení léků, protože zablokování acetylcholinových receptorů zajišťuje nervosvalovou blokádu, která způsobuje ochrnutí svalu.

Kosterní sval funguje nejlépe, když je pravidelně používán, a použití cíleného tréninku nebo cvičení může zlepšit jeho vytrvalost a sílu. Stejně tak může dojít k úbytku svalové hmoty (atrofii), jako je zmenšení velikosti a síly svalů, v důsledku nečinnosti nebo faktorů, jako je špatná výživa nebo chronické onemocnění. Přestože stárnutí a s ním spojené snížení pohyblivosti může snížit kvalitu pojivové tkáně a způsobit, že vazy ztratí část své pružnosti (Robson a Syndercombe Court 2019), je důležité optimalizovat zdraví pohybového aparátu udržováním zdravé stravy a pokračováním v pohybové aktivitě podle možností člověka (Rowe a kol., 2019).

Závěr

Svaly a klouby jsou důležitou součástí pohybového aparátu. Struktura kloubních ploch a typ pojivových tkání hrají významnou roli v rozsahu a rovině pohybu, který je v kloubu povolen. Kosterní svaly jsou zodpovědné za pohyb a držení těla a nejlépe fungují, pokud jsou pravidelně používány, aby nedocházelo k jejich atrofii. Patologie postihující klouby může mít významný vliv na funkci a rozsah pohybu – pochopení toho, jak patologie ovlivňuje pohybový aparát, umožňuje lékařům řešit příznaky a symptomy a aktivně podporovat zdraví pohybového aparátu.

• Po přečtení tohoto článku si otestujte své znalosti pomocí sebehodnocení Nursing Times. Pokud dosáhnete 80 % nebo více bodů, obdržíte osobní certifikát, který si můžete stáhnout a uložit do svého portfolia NT jako důkaz o CPD nebo prodloužení platnosti.
• Podrobte se sebehodnocení Nursing Times Self-assessment pro tento článek

.