Luurankojärjestelmä 2: tuki- ja liikuntaelimistön rakenne ja toiminta

Esittely

Tuki- ja liikuntaelimistö koostuu luista, rustoista, nivelsiteistä, jänteistä ja lihaksista, jotka muodostavat kehon rungon. Jänteet, nivelsiteet ja kuitukudos sitovat rakenteet toisiinsa vakauden luomiseksi, ja nivelsiteet yhdistävät luun luuhun ja jänteet lihaksen luuhun. Aikuisen luurangossa on 206 luuta; miesten ja naisten luurangot ovat lähes samanlaiset, mutta naisten luurangossa on leveämpi lantio synnytystä varten ja miesten luuranko on tyypillisesti pidempi ja luun tiheys suurempi. Luuranko jaetaan:

• Aksiaalinen luuranko – koostuu kallosta, selkärangasta ja rintakehästä;
• Lisäkkeellinen luuranko – koostuu lantio- ja rintakehän vyötäröstä sekä ylä- ja alaraajoista (Cedar, 2012).

Koordinoidut liikkeet mahdollistetaan yhdistämällä tarkoituksenmukaisia ja synkronoituja liikkeitä asiaankuuluvien lihasten ja luiden välillä nivelten niveltymisen aikaansaamiseksi. Nivelpinnan konfiguraatio määrittää mahdollisen liikkeen. Liiketasoja ovat fleksio, ekstensio, abduktio, adduktio, rotaatio ja circumduktio (taulukko 1).

Nivelet

Nivelet ovat kahden luun välisiä nivelpintoja, ja ne voidaan luokitella sen mukaan, kuinka paljon liikettä ne sallivat:

• Synartroosi – kiinteä, liikkumaton nivel;
• Amphiartroosi – nivel, jossa jonkin verran liikettä on mahdollista;
• Diartroosi – vapaasti liikuteltava nivel (Moini, 2020).

Nivelet voidaan luokitella myös luita yhdistävien komponenttien (kuten kuiturakenteet, rustorakenteet ja nivelrakenteet) mukaan, kuten alla on esitetty.

Kuitunivelet

Kuitunivelet ovat nivelpintoja, jotka on yhdistetty toisiinsa sitkeillä kuituyhteyksillä. Yhtenä esimerkkinä ovat kallossa olevat saumalinjat, joissa alun perin erilliset luut ovat sulautuneet yhteen (synostoosi) yhdeksi luuksi (Danning, 2019). Koska ompelulinja ei salli liikettä, kun fuusio on tapahtunut, tätä pidetään synarthroottisena nivelenä.

Syndesmoosit ovat toisenlainen kuituinen nivel, jossa ligamentit ja interosseaalinen kalvo yhdistävät nivelen luoden kiinteän rakenteen. Yksi esimerkki on tibiofibulaarinen inferiorinivel, jossa interosseaalinen, tibiofibulaarinen ja transversaalinen ligamentti yhdistävät säären distaalisen sääriluun ja pohjeluun. Toinen esimerkki on radioulnaarinen nivel, jossa luunsisäinen kalvo yhdistää kyynärvarren distaaliset radius- ja ulnaariluut. Tämäkin voidaan luokitella amfianiveleksi, koska se sallii jonkin verran liikettä käden ja kyynärvarren pronaation ja supinaation mahdollistamiseksi.

Rustonivelet

Nivelet liittyvät toisiinsa luiden välissä olevan sitkeän rustokudoksen avulla, ja ne voidaan luokitella primaarisiin (synkondroosit) tai sekundaarisiin (symphysit).

Synkondroosit
Synkondroosit ovat hyaliinirustosta muodostuvia rustoisia niveliä, ja niitä esiintyy pääasiassa kasvavassa luustossa kasvavan luun luutumiskeskuksina, jotka luutuvat ajan mittaan (synostoosi), kuten epifyysinen kasvulevy.

Rustonivelet ovat yleensä liikkumattomia, mutta lapsilla ja nuorilla esiintyvässä harvinaisessa tilassa epifyysin kiinnitys löystyy, jolloin reisiluun pää pääsee liukumaan reisiluun kaulaa pitkin. Tämä tunnetaan nimellä slipped upper femoral epiphysis, ja se ilmenee usein siten, että lapselle kehittyy odottamaton ontuminen (Robson ja Syndercombe Court, 2019).

Varttuneessa luustossa esimerkki synkondroosista on ensimmäinen rintarangan nivel (ensimmäisen kylkiluun ja manubriumin välissä); kaikki muut rintarangan nivelet ovat synoviaalisia.

Symphyses
Ne ovat pysyviä rustoniveliä, joissa luut ovat yhteydessä toisiinsa kuiturustolla; mielenkiintoista on, että nämä kaikki ovat kehon keskilinjalla (Robson ja Syndercombe Court, 2019). Selkärangan nikamavälilevyt selkärangan nikamarunkojen välissä ovat esimerkki luista, jotka ovat yhteydessä toisiinsa fibroluuston avulla. Nämä kuitunivelet mahdollistavat yksilöllisesti suhteellisen rajoitetun liikkeen, mutta kollektiivisesti koko selkärangan laajamittaisen liikkeen.

Toinen esimerkki symphyyseistä on symphysis pubis lantiossa, joka auttaa ylläpitämään lantion vakautta. Raskauden aikana symphysis pubis pehmenee hormonien vaikutuksesta, jotta se voi laajentua synnytyksen aikana. Tämä yhdessä vauvan kallon sulamattomien luiden kanssa mahdollistaa vauvan pään kulkemisen synnytyskanavan läpi.

Koska symphysikset sallivat lievän liikkeen nivelpintojen välillä, niitä pidetään amfiatrooseina.

Synoviaalinivelet

Synoviaalinivelet on suunniteltu sallimaan nivelen vapaa liikkuvuus, ja ne luokitellaan diartrooseiksi. Niille on ominaista, että niveltyvien luiden välissä on rako, ja nivelkapseli pitää niitä lähekkäin. Niveltä ympäröivien lihasten infrastruktuurin supistuminen ylläpitää liikettä, kun taas vakautta ylläpitävät pehmytkudosrakenteet, kuten nivelsiteet, labrat, rasvapatjat ja meniskit (Danning, 2019).

Nivelessä on ulompi kuituinen kapseli, joka kapseloi koko nivelen ja on kiinnittynyt luukalvoon, mikä mahdollistaa liikkeen, ylläpitää vetolujuutta ja auttaa ehkäisemään sijoiltaanmenoa. Kapselin sisällä on sensorisia hermosäikeitä, jotka havaitsevat kivun ja tunnistavat nivelen asennon (Moini, 2020). Kapselin sisempi kerros on hyvin verisuonitettu ja sitä hermottavat hitaat/pienet hermosäikeet, joita stimuloitaessa voi syntyä diffuusi polttava tai kipeä tunne (Danning, 2019). Tämä kerros sisältää myös nivelkalvon (synovium), joka koostuu synoviosyyteistä, joita on kahta tyyppiä:

• Tyyppi A – välittävät sytokiinien vapautumista ja osallistuvat immuunivasteen synnyttämiseen (Robson ja Syndercombe Court, 2019);
• Tyyppi B – tuottavat nivelnestettä.

Synoviaalineste
Synoviaalineste auttaa suojaamaan niveltä mekaanisilta vammoilta, ja se sisältää hyaluronihappoa ja voiteluaineita (Danning, 2019). Terveessä nivelessä nivelneste on hyvin viskoosia ja kirkasta, ja se on joko väritöntä tai vaalean oljenväristä. Vesi pääsee niveleen hyvin helposti tulehduksen aikana, mutta kun se on sekoittunut hyaluronihappoon, se ei voi poistua sieltä yhtä nopeasti (Robson ja Syndercombe Court, 2019) – näin ollen, vaikka nivel voi turvota vain muutamassa tunnissa, turvotuksen laantuminen voi kestää muutamia päiviä.

Nivelnesteeseen voi tulla infektio bakteerien hematogeenisen (veriteitse tapahtuvan) leviämisen, vierekkäisen tulehduksen laajenemisen tai suoran inokulaation seurauksena trauman tai invasiivisen toimenpiteen jälkeen. Tätä kutsutaan septiseksi niveltulehdukseksi, ja se voi vaurioittaa nivelkalvoa tai rustoa.

reumaattinen niveltulehdus
Tämä on autoimmuuninen tulehduksellinen nivelrikko, joka vaikuttaa nivelkalvoon. Sitä esiintyy useammin tupakoitsijoilla ja se on kolme kertaa yleisempi naisilla kuin miehillä (Ralston ja McInnes, 2014).

Kliiniselle taudinkuvalle on ominaista sytokiinien ja tulehduksen välittäjäaineiden, kuten interleukiini 1:n, interleukiini 6:n, interleukiini 15:n ja tuumorinekroositekijän, epänormaali tuotanto (Ralston ja McInnes, 2014). Tämä saa nivelkalvon tulehtumaan ja hypertrofioitumaan niin, että nivelkalvot paksuuntuvat ja sulautuvat yhteen muodostaen pannuksen. Pannus tunkeutuu ympäröivään kudokseen (kuten rustoon, nivelsiteisiin ja nivelkapseliin), mikä tämä voi johtaa nivelen etenevään tuhoutumiseen (Danning, 2019).

Nivelreuma voi vaikuttaa myös nivelen periartikulaarisiin rakenteisiin, mukaan lukien jännetuppeen ja bursaan, sekä sillä voi olla nivelen ulkopuolisia oireita.

Nivelrikko
Nivelten nivelpintoja päällystää noin 2-3 mm hyaliinirusto, joka muodostaa sileän pinnan ja vähentää kitkaa liikkeen aikana. Tämä auttaa jakamaan painon nivelessä, mikä vähentää kitkaa ja luun pinnan vaurioitumista (Robson ja Syndercombe Court, 2019).

Nivelrikko on degeneratiivinen sairaus, johon liittyy nivelruston fokusoitunut katoaminen, jolloin rusto ei enää suojaa yhtä tehokkaasti luun päitä (Ralston ja McInnes, 2014). Ajan myötä tämä voi aiheuttaa sen, että luupinnat hankautuvat toisiaan vasten liikkeessä, mikä aiheuttaa kipua ja kuultavaa narskuttelua. Kun luu yrittää kompensoida nivelruston menetystä, se tuottaa uutta luuta yrittäessään vakauttaa niveltä. Tämä johtaa luun paksuuntumiseen jäljellä olevan ruston alla (skleroosi) ja osteofyyttien muodostumiseen nivelen reunoille, mikä voi vähentää nivelen liikelaajuutta.

Tukilihakset
Synoviaalinivelet on suunniteltu siten, että ne mahdollistavat liikkeen ja ylläpitävät samalla tasapainoa, lujuutta ja vakautta. Ne vaihtelevat rakenteensa ja sen salliman liikkeen tyypin mukaan – taulukossa 2 on yhteenveto eri tyypeistä.

Nivelen vakaus riippuu sen muodosta, niveltä ympäröivien tukiligamenttien määrästä ja sijainnista, niiden vahvuudesta ja niiden aiheuttamasta jännityksestä (Tortora ja Derrickson, 2009). Tukiligamentit kuvataan sen mukaan, missä asennossa ne ovat suhteessa kapseliin (ekstrakapselinen tai intrakapselinen). Nivelsiteisiin kohdistuva liiallinen jännitys, kuten nivelen liikuttaminen sen toiminnallisen liikelaajuuden ulkopuolelle, voi aiheuttaa nivelsiteiden venymistä, jolloin ne voivat nyrjähtää tai revetä. Nivelsiteiden vaurioituminen voi heikentää nivelen vakautta ja toimintaa.

Nivelen pitkäaikainen käyttämättömyys, joka johtuu esimerkiksi immobilisaatiosta kipsissä tai vuodelevosta, johtaa usein nivelsiteiden ja jänteiden joustavuuden heikkenemiseen sekä lihasten surkastumiseen (Tortora ja Derrickson, 2009). Tämä voi johtaa nivelten heikentyneeseen liikkuvuuteen ja vaikeuksiin toiminnallisessa toiminnassa.

Lihakset

Kehossa on kolmenlaisia lihaksia:

• Sileälihas;
• Sydänlihas;
• Luustolihas.

Luustolihaksista poiketen sileälihakset ja sydänlihakset eivät ole tahdonalaisessa hallinnassa (Soames ja Palastanga, 2019). Luurankolihaksia hermottavat somaattiset (motoriset) hermot tahdonalaisen liikkeen simuloimiseksi, kun taas sydän- ja sileitä lihaksia hermottaa autonominen hermosto.

Luurankolihas
Luurankolihaksen anatomia on esitetty kuvassa 1. Luustolihaksen kuitusolut ovat kapeita, mutta voivat olla pitkiä (Danning, 2019) ja jokaisella kuidulla on oma sidekudoskuorensa, jota kutsutaan endomysiumiksi (Soames ja Palastanga, 2019). Lihassyyt ovat nipuissa, joita kutsutaan faskiileiksi ja joita pitää yhdessä sidekudoskerros, jota kutsutaan perimysiumiksi. Nämä ryhmittyvät yhteen muodostaen lihaksia, joita sitoo epimysiumiksi kutsuttu kuituisesta sidekudoksesta koostuva tuppi. Epimysium sulautuu perimysiumin kanssa muodostaen lihasjänteen, joka kiinnittää lihaksen luun luukalvoon.

Kohtaa, jossa jänteet ja nivelsiteet kiinnittyvät luuhun, kutsutaan enthesikseksi; tämä on kohta, joka on yleisesti vaurioitunut seronegatiivisissa spondyloartropatioissa (esimerkiksi selkärankareuma, nivelpsoriaasi ja reaktiivinen niveltulehdus). Seronegatiiviset niveltulehdukset ovat niveltulehdustyyppejä, joissa ei esiinny reumatekijän vasta-aineita.

Bursat ovat nesteen täyttämiä pusseja, jotka sijaitsevat paikoissa, joissa voi esiintyä leikkaavia voimia, kuten silloin, kun lihakset ja jänteet kulkevat luun yli tai luun reunan ympärillä – esimerkiksi olkapäässä (subakromiaalinen bursa) tai lonkassa (trokanteerinen bursa) (Robson ja Syndercombe Court, 2019). Bursaat mahdollistavat rakenteiden sujuvan liukumisen toistensa yli, mikä vähentää kitkaa liikkeen aikana. Toisinaan ne voivat tulehtua ja tulla kivuliaiksi infektion, niveltulehduksen tai toistuvan liikkeen ja nivelen ”ylikäytön” vuoksi, jolloin kyseessä on bursiitti. Yleisiä esimerkkejä ovat prepatellar bursiitti (kotiapulaisen polvi) ja olecranon bursiitti (opiskelijan kyynärpää).

Luuston lihaksilla on useita keskeisiä tehtäviä, mm:

• asennon ja kehon asennon ylläpitäminen;
• liikkeen tuottaminen;
• auttaa laskimoveren palauttamista alaraajoista sydämen oikealle puolelle (luurankolihaspumppu);
• muuntaa kemiallista energiaa mekaaniseksi energiaksi, joka tuottaa lämpöä ja vaikuttaa osaltaan elimistön lämpötilaan (Moini, 2020; Robson ja Syndercombe Court, 2019).

Monet lihakset on nimetty niiden eri ominaisuuksien mukaan, kuten: brevis (lyhyt), longus (pitkä), maximus (suuri) ja minimus (pieni). Niiden nimet voivat myös ilmaista lihaksen suunnan – esimerkiksi poikittainen vatsalihas kulkee poikittain ja rectus abdominis -lihas kulkee pystysuoraan (”rectus” tarkoittaa suoraa) – ja ne voivat myös ilmaista toiminnon; esimerkkinä flexor pollicis longus tarkoittaa lihasta, joka taipuu (Drake ym. 2020).

Luuston lihakset ovat antagonistisia, eli ne työskentelevät vastakkain luodakseen liikettä. Kun luustolihas saa signaalin somaattiselta (motoriselta) hermolta, se lyhenee ja vetää yhtä luuta kohti toista. Kun parin toinen lihas supistuu, toinen lihas rentoutuu; prosessi käännetään sitten päinvastaiseksi luunivelen suoristamiseksi.

Luurankolihaksilta vaaditaan neljä keskeistä ominaisuutta:

• Supistumiskyky – jotta se supistuu tuottaakseen luun liikuttamiseen riittävät voimat;
• Venyttymiskyky – varmistaakseen, että se pystyy venymään ilman, että se vaurioituu;
• Elastisiteetti – antaakseen sille tilaisuuden palautua levossa olevaan tilaansa sen jälkeen, kun se on ollut ojennettuna tai supistettuna;
• Exkitabiliteetti – eli se pystyy reagoimaan ärsykkeeseen (toimintapotentiaali).

Neuromuskulaarinen liitos on hermosäikeen ja lihassäikeen välille muodostuva kemiallinen synapsi. Lihaksen ja hermosäikeen väliseen synapsiin hermo vapauttaa asetyylikoliinia, joka toimii kemiallisena välittäjäaineena välittäen sähköisen impulssin hermosta lihaksen reseptoreihin. Leikkauksen aikana neuromuskulaarinen liitoskohta on tärkeä lääkeaineen vaikutuskohta, sillä asetyylikoliinireseptorien salpaaminen saa aikaan neuromuskulaarisen salpauksen, joka aiheuttaa lihaksen halvaantumisen.

Luustolihas toimii parhaiten, kun sitä käytetään säännöllisesti, ja kohdennetulla harjoittelulla tai liikunnalla voidaan parantaa sen kestävyyttä ja voimaa. Samoin lihasmassan menetys (atrofia), kuten lihasten koon ja voiman väheneminen, voi johtua passiivisuudesta tai tekijöistä, kuten huonosta ravitsemuksesta tai kroonisesta sairaudesta. Vaikka ikääntyminen ja siihen liittyvä liikkuvuuden väheneminen voi heikentää sidekudoksen laatua ja aiheuttaa nivelsiteiden joustavuuden heikkenemistä (Robson ja Syndercombe Court 2019), on tärkeää optimoida tuki- ja liikuntaelimistön terveys ylläpitämällä terveellistä ruokavaliota ja jatkamalla liikuntaa parhaan kykynsä mukaan (Rowe ym., 2019).

Johtopäätökset

Lihakset ja nivelet ovat tärkeä osa tuki- ja liikuntaelimistöä. Nivelpintojen rakenteella ja sidekudosten tyypillä on merkittävä rooli nivelessä sallitun liikkeen laajuuteen ja tasoon. Luustolihakset ovat vastuussa liikkeistä ja asennosta, ja ne toimivat parhaiten, kun niitä käytetään säännöllisesti surkastumisen estämiseksi. Niveliin vaikuttavalla patologialla voi olla merkittävä vaikutus toimintaan ja liikelaajuuteen – ymmärtämällä, miten patologia vaikuttaa tuki- ja liikuntaelimistöön, lääkärit voivat puuttua merkkeihin ja oireisiin ja edistää tuki- ja liikuntaelimistön terveyttä ennakoivasti.

• Testaa tietosi Nursing Timesin itsearvioinnilla tämän artikkelin lukemisen jälkeen. Jos saat vähintään 80 %:n pistemäärän, saat henkilökohtaisen todistuksen, jonka voit ladata ja tallentaa NT-portfolioosi CPD- tai revalidointitodisteeksi.
• Tee Nursing Times Self-assessment for this article