Skeletsystem 2: bevægeapparatets struktur og funktion

Abstract

Forståelse af det muskuloskeletale systems struktur og funktion sætter behandlere i stand til at forstå almindelig patofysiologi og overveje de mest hensigtsmæssige skridt til at forbedre muskuloskeletale sundhed. Denne artikel, den anden i en todelt serie, behandler strukturen og funktionen af det muskuloskeletale system, gennemgår strukturen af muskler og led og identificerer nogle af de almindelige patologier, der forekommer ved disse strukturer.

Citation: Walker J (2020) Skeletal system 2: struktur og funktion af det muskuloskeletale system. Nursing Times ; 116: 3, 52-56.

Author: : Jennie Walker er hovedlærer, Nottingham Trent University.

• Denne artikel er blevet dobbeltblindet peer reviewet
• Rul ned for at læse artiklen eller download en udskriftsvenlig PDF her (hvis PDF’en ikke kan downloades fuldt ud, så prøv igen med en anden browser)
• Vurder din viden og få CPD-bevis ved at tage Nursing Times Self-assessment test
• Læs del 1 af denne serie her

Introduktion

Muskuloskeletalsystemet består af knogler, brusk, ledbånd, sener og muskler, som danner en ramme for kroppen. Sener, ligamenter og fibervæv binder strukturerne sammen for at skabe stabilitet, idet ligamenter forbinder knogle til knogle, og sener forbinder muskler til knogle. Der er 206 knogler i det voksne skelet; mandlige og kvindelige skeletter er næsten ens, men det kvindelige skelet har et bredere bækken for at tage højde for fødsler, og det mandlige skelet er typisk højere og har en større knogletæthed. Skelettet er opdelt i:

• Axialskelet – bestående af kraniet, rygsøjlen og brystkassen;
• Appendikulært skelet – bestående af bækken- og brystbælte samt de øvre og nedre lemmer (Cedar, 2012).

Koordinerede bevægelser muliggøres ved at kombinere målrettede og synkroniserede bevægelser på tværs af de relevante muskler og knogler for at skabe ledforbindelse i leddene. Konfigurationen af ledfladen bestemmer den mulige bevægelse. Bevægelsesplanerne omfatter fleksion, ekstension, abduktion, adduktion, rotation og circumduktion (tabel 1).

Leddene

Leddene er ledfladerne mellem to knogler og kan klassificeres efter, hvor meget bevægelse de tillader:

• Synartrose – et fast, ubevægeligt led;
• Amphiartrose – et led, hvor en vis bevægelse er mulig;
• Diartrose – et led, der er frit bevægeligt (Moini, 2020).

De kan også klassificeres efter de komponenter, der forener knoglerne (f.eks. fibrøse strukturer, bruskstrukturer og synoviale strukturer), som vist nedenfor.

Fibrøse led

Fibrøse led er ledflader, der er forbundet med hinanden med seje fibrøse forbindelser. Et eksempel er suturlinjerne i kraniet, hvor knogler, der oprindeligt var adskilte, er smeltet sammen (synostose) for at danne én knogle (Danning, 2019). Da suturlinjen ikke tillader bevægelse, når først fusionen er sket, anses dette for at være et synartrotisk led.

Syndesmoser er en anden type fibrøst led, hvor ligamenter og interosseusmembran forbinder leddet for at skabe en fast struktur. Et eksempel er det inferior tibiofibulære led, hvor interosseus-, tibiofibulære og tværgående ligamenter forbinder underbenets distale tibia og fibula. Et andet er radioulnarleddet, hvor en intraossøs membran forbinder de distale radius- og ulnarknogler i underarmen. Dette kan også klassificeres som et amfiartrotisk led, da det tillader en vis bevægelse for at muliggøre pronation og supination af hånd og underarm.

Kartilaginøse led

Disse led er forbundet af hård brusk mellem knoglerne og kan klassificeres som primære (synchondroser) eller sekundære (symfyser).

Synkondroser
Synkondroser er bruskede led dannet af hyalinbrusk og findes hovedsageligt i det voksende skelet som forbeningscentre for voksende knogle, der vil forbenes med tiden (synostose), f.eks. den epifysiske vækstplade.

Kartilagens led er normalt ubevægelige, men i en sjælden tilstand hos børn og unge løsner epifysens fastgørelse sig, hvorved lårbenshovedet kan glide ned ad lårbenshalsen. Dette er kendt som en glidende øvre femorale epifyse og viser sig ofte ved, at barnet udvikler en uventet halthed (Robson and Syndercombe Court, 2019).

I det modne skelet er et eksempel på en synkondrose det første sternokostal led (mellem det første ribben og manubrium); alle andre sternokostal led er synoviale.

Symphyser
Disse er permanente bruskled, hvor knoglerne er forbundet gennem fibrobrusk; interessant nok ligger disse alle ved kroppens midterlinje (Robson og Syndercombe Court, 2019). De intervertebrale skiver mellem rygsøjlens hvirvelkroppe er et eksempel på knogler, der er forbundet ved hjælp af fibrobrusk. Disse fibrøse led tillader relativt begrænsede bevægelser individuelt, men der kan opnås omfattende bevægelser kollektivt på tværs af hele rygsøjlen.

Et andet eksempel på en symfyse er symphysis pubis i bækkenet, som er med til at opretholde bækkenets stabilitet. Under graviditet blødgøres symphysis pubis af hormoner for at give mulighed for udvidelse under fødslen. Dette, sammen med de ikke-sammenvoksede knogler i barnets kranie, gør det muligt for barnets hoved at passere gennem fødselskanalen.

Da symfyserne tillader en lille bevægelse mellem ledfladerne, betragtes de som amfiarthroser.

Synoviale led

Synoviale led er designet til at tillade fri bevægelse af leddet og klassificeres som diarthroser. De er kendetegnet ved et mellemrum mellem de ledende knogler og holdes tæt sammen af en ledkapsel. Kontraktion af infrastrukturen af muskler omkring leddet opretholder bevægelsen, mens stabiliteten opretholdes ved hjælp af blødvævsstrukturer, såsom ligamenter, labra, fedtpuder og menisker (Danning, 2019).

Leddet har en ydre fibrøs kapsel, der indkapsler hele leddet og er fastgjort til periostet, hvilket muliggør bevægelse, opretholder trækstyrke og hjælper med at forhindre dislokation. Inde i kapslen findes sensoriske nervefibre, som registrerer smerte og identificerer leddets position (Moini, 2020). Kapslens indre lag er stærkt vaskulariseret og innerveret af langsomme/små nervetråde, som ved stimulering kan give en diffus brændende eller smertende fornemmelse (Danning, 2019). Dette lag indeholder også synovialmembranen (synovium), som består af synoviocytter, hvoraf der findes to typer:

• Type A – formidler cytokinfrigivelse og er involveret i generering af et immunrespons (Robson og Syndercombe Court, 2019);
• Type B – producerer synovialvæsken.

Synovialvæske
Synovialvæsken er med til at beskytte leddet mod mekanisk skade og indeholder hyaluronsyre og lubricin (Danning, 2019). I et sundt led er synovialvæsken meget tyktflydende og klar, og den er enten farveløs eller lys stråfarvet. Vand kan meget let trænge ind i leddet under betændelse, men når det først blandes med hyaluronsyre, kan det ikke forlade det så hurtigt (Robson og Syndercombe Court, 2019) – som sådan kan det, selv om det måske kun tager et par timer, før leddet hæver, tage et par dage, før hævelsen aftager.

Synovialvæsken kan blive inficeret ved en hæmatogen (blodbåren) spredning af bakterier, udvidelse af en tilstødende infektion eller direkte inokulation efter et traume eller en invasiv procedure. Dette er kendt som septisk arthritis og kan beskadige synovium eller brusk.

Rheumatoid arthritis
Dette er en autoimmun inflammatorisk arthropati, som påvirker synovium. Den forekommer oftere hos rygere og er tre gange så hyppig hos kvinder som hos mænd (Ralston og McInnes, 2014).

Den kliniske debut er karakteriseret ved en unormal produktion af cytokiner og inflammatoriske mediatorer såsom interleukin 1, interleukin 6, interleukin 15 og tumornekrosefaktor (Ralston og McInnes, 2014). Dette medfører, at synovien bliver betændt og hypertrofieret, så synovialvilliene bliver fortykkede og smelter sammen og danner en pannus. Pannus invaderer det omkringliggende væv (såsom brusk, ledbånd og ledkapsel), hvilket dette kan føre til progressiv ødelæggelse af leddet (Danning, 2019).

Rheumatoid arthritis kan også påvirke periartikulære strukturer, herunder seneskeder og slimsække, samt have ekstraartikulære manifestationer.

Osteoarthritis
Artikulationsfladerne i synoviale led er beklædt med ca. 2-3 mm hyalinbrusk, som giver en glat overflade og reducerer friktion under bevægelse. Dette hjælper med at fordele vægten på tværs af leddet, hvilket reducerer friktion og skader på knogleoverfladen (Robson and Syndercombe Court, 2019).

Osteoarthritis er en degenerativ tilstand, der involverer fokalt tab af ledbrusken, så brusk bliver mindre effektiv til at beskytte knogleenderne (Ralston and McInnes, 2014). Med tiden kan dette medføre, at knoglefladerne gnider mod hinanden ved bevægelse, hvilket forårsager smerte og hørbar crepitus. Når knoglen forsøger at kompensere for tabet af ledbrusk, producerer den ny knogle for at forsøge at stabilisere leddet. Dette resulterer i en knoglefortykkelse under den resterende brusk (sklerose) og dannelse af osteofytter ved ledranden, hvilket kan reducere leddets bevægelsesområde.

Støttebånd
Synoviale led er designet til at tillade bevægelse og samtidig opretholde balance, styrke og stabilitet. De varierer i struktur og den type bevægelse, de tillader – tabel 2 opsummerer de forskellige typer.

Leddets stabilitet afhænger af dets form, antallet og placeringen af støttebånd omkring det, deres styrke og den spænding, de udøver (Tortora og Derrickson, 2009). Støtteligamenter beskrives efter deres position i forhold til kapslen (ekstrakapsulær eller intrakapsulær). Overdreven spænding på ledbånd, f.eks. ved at bevæge leddet ud over dets funktionelle bevægelsesområde, kan få dem til at strække sig og kan betyde, at de forstuves eller rives. Skader på ledbånd kan kompromittere leddets stabilitet og funktion.

Langvarig ubenyttelse af leddet, f.eks. på grund af immobilisering i en gips eller ved sengeleje, giver ofte nedsat fleksibilitet i ledbånd og sener samt muskelatrofi (Tortora og Derrickson, 2009). Dette kan føre til nedsat bevægelighed i leddene og vanskeligheder med funktionel aktivitet.

Muskler

Der er tre typer muskler i kroppen:

• Glatte;
• Hjertemuskler;
• Skeletale.

I modsætning til skeletmuskulaturen er glatte og hjertemuskler ikke under frivillig kontrol (Soames og Palastanga, 2019). Skeletmuskulaturen er innerveret af de somatiske (motoriske) nerver for at simulere frivillig bevægelse, mens hjerte- og glatte muskler er innerveret af det autonome nervesystem.

Skeletmuskulaturen
Skeletmusklens anatomi er vist i fig. 1. Skeletmuskulaturens fiberceller er smalle, men kan være lange (Danning, 2019), og hver fiber har sin egen bindevævsbelægning kaldet endomysium (Soames og Palastanga, 2019). Muskelfibrene ligger i bundter kaldet fascikler, som holdes sammen af et lag bindevæv kaldet perimysium. Disse er grupperet sammen for at danne muskler, der er bundet af en kappe af fibrøst bindevæv kendt som epimysium. Epimysium smelter sammen med perimysium for at danne muskelsenen, som fastgør musklen til knoglens periost.

Det sted, hvor sener og ledbånd sætter sig fast i knoglen, kaldes enthesis; det er det sted, der almindeligvis er påvirket ved seronegative spondyloarthro-patier (f.eks. ankyloserende spondylitis, psoriasisartrit og reaktiv arthritis). Seronegative arthropatier er en type gigt, hvor der ikke er antistoffer mod reumatoid faktor.

Sårer er væskefyldte sække, der er placeret på steder, hvor der kan være skærekræfter, f.eks. når muskler og sener passerer over eller omkring kanten af knoglen – f.eks. i skulderen (subakromial bursa) eller i hoften (trochanterbursa) (Robson and Syndercombe Court, 2019). Bursaer gør det muligt for strukturer at glide glat over hinanden, hvilket reducerer friktion under bevægelse. Af og til kan de blive betændte og smertefulde på grund af infektion, arthritis eller gentagne bevægelser og “overbelastning” af leddet, en tilstand kendt som bursitis. Almindelige eksempler er præpatellær bursitis (husmoderknæ) og olecranon bursitis (elevalbue).

Skelettets muskler har flere vigtige funktioner, bl.a:

• Holdelse af kropsholdning og kropsstilling;
• Produktion af bevægelse;
• Hjælp til at returnere veneblod fra de nedre lemmer til højre side af hjertet (skeletmuskelpumpe);
• Omdannelse af kemisk energi til mekanisk energi, hvilket genererer varme og bidrager til kroppens temperatur (Moini, 2020; Robson og Syndercombe Court, 2019).

Mange muskler er navngivet efter deres forskellige karakteristika, såsom: brevis (kort), longus (lang), maximus (stor) og minimus (lille). Deres navne kan også angive musklens retning – f.eks. løber transversus abdominus transversus og rectus abdominis-musklen løber vertikalt (‘rectus’ betyder lige) – og kan også angive funktionen; som eksempel betyder flexor pollicis longus en muskel, der bøjer (Drake et al, 2020).

Skeletale muskler er antagonistiske – de arbejder i opposition til hinanden for at skabe bevægelse. Når skeletmusklen modtager et signal fra den somatiske (motoriske) nerve, forkorter den sig og trækker den ene knogle mod den anden. Når den ene muskel i parret trækker sig sammen, slapper den anden muskel af; processen omvendes derefter for at rette knogleleddet op.

Skeletmuskulaturen kræver fire vigtige egenskaber:

• Kontraktilitet – så den trækker sig sammen for at frembringe kræfter, der er tilstrækkelige til at bevæge knoglen;
• Endvidelighed – så den kan strække sig uden at blive beskadiget;
• Elasticitet – så den kan vende tilbage til sin hviletilstand, efter at den er blevet strakt eller trukket sammen;
• Ekscitabilitet – så den er i stand til at reagere på en stimulus (aktionspotentiale).

Det neuromuskulære knudepunkt er den kemiske synapse, der dannes mellem nervefibrene og muskelfibrene. Nerven i synapsen mellem musklen og nervefibren frigiver acetylcholin, der fungerer som en kemisk neurotransmitter til at overføre den elektriske impuls fra nerven til receptorerne i musklen. Under kirurgi er det neuromuskulære knudepunkt et vigtigt sted for lægemidlets virkning, da blokering af acetylcholinreceptorerne giver en neuromuskulær blokade, der forårsager muskelparalyse.

Skeletmuskulaturen fungerer bedst, når den bruges regelmæssigt, og ved hjælp af målrettet træning eller motion kan dens udholdenhed og kraft forbedres. Ligeledes kan tab af muskelmasse (atrofi), såsom et fald i muskelstørrelse og -styrke, forekomme på grund af inaktivitet eller faktorer som f.eks. dårlig ernæring eller kronisk sygdom. Selv om aldring og den ledsagende nedsættelse af mobiliteten kan reducere kvaliteten af bindevævet og medføre, at ledbånd mister noget af deres fleksibilitet (Robson and Syndercombe Court 2019), er det vigtigt at optimere den muskuloskeletale sundhed ved at opretholde en sund kost og fortsætte fysisk aktivitet efter bedste evne (Rowe et al, 2019).

Konklusion

Muskler og led er en vigtig del af det muskuloskeletale system. Strukturen af ledfladerne og typen af bindevæv spiller en væsentlig rolle for den rækkevidde og det bevægelsesplan, der er tilladt i leddet. Skeletmuskler er ansvarlige for bevægelse og kropsholdning og fungerer bedst, når de bruges regelmæssigt for at forhindre atrofi. Patologi, der påvirker leddene, kan have en betydelig indvirkning på funktion og bevægelsesomfang – at forstå, hvordan patologi påvirker bevægeapparatet, gør det muligt for behandlere at behandle tegn og symptomer og proaktivt fremme bevægeapparatets sundhed.

• Test din viden med Nursing Times Self-assessment efter at have læst denne artikel. Hvis du scorer 80 % eller mere, vil du modtage et personligt certifikat, som du kan downloade og gemme i din NT-portefølje som bevis for CPD eller revalidering.
• Tag Nursing Times Self-assessment for denne artikel