Skeletstelsel 2: structuur en functie van het bewegingsapparaat

Inleiding

Het bewegingsapparaat bestaat uit botten, kraakbeen, ligamenten, pezen en spieren, die een raamwerk voor het lichaam vormen. Pezen, ligamenten en vezelweefsel binden de structuren samen om stabiliteit te creëren, waarbij ligamenten bot met bot verbinden, en pezen spieren met bot verbinden. Het skelet van een volwassene bestaat uit 206 botten; het skelet van mannen en vrouwen is bijna hetzelfde, maar het vrouwelijk skelet heeft een breder bekken om bevallingen mogelijk te maken en het mannelijk skelet is doorgaans groter en heeft een grotere botdichtheid. Het skelet is onderverdeeld in:

• Axiaal skelet – bestaande uit de schedel, de wervelkolom en de ribbenkast;
• Appendiculair skelet – bestaande uit de bekken- en borstgordels, en de bovenste en onderste ledematen (Cedar, 2012).

Gecoördineerde beweging wordt mogelijk gemaakt door de combinatie van doelgerichte en gesynchroniseerde bewegingen over de relevante spieren en botten om articulatie van de gewrichten tot stand te brengen. De configuratie van het gewrichtsoppervlak bepaalt de mogelijke beweging. Bewegingsvlakken zijn onder meer flexie, extensie, abductie, adductie, rotatie en circumductie (tabel 1).

Gewrichten

De gewrichten zijn de scharniervlakken tussen twee botten en kunnen worden ingedeeld naar de mate waarin ze beweging toelaten:

• Synartrose – een vast, onbeweeglijk gewricht;
• Amfiarthrose – een gewricht waarin enige beweging mogelijk is;
• Diarthrose – een vrij beweeglijk gewricht (Moini, 2020).

Ze kunnen ook worden ingedeeld naar de componenten die de botten verenigen (zoals vezelachtige structuren, kraakbenige structuren en synoviale structuren), zoals hieronder weergegeven.

Vezelachtige gewrichten

Vezelachtige gewrichten zijn gewrichtsvlakken die met taaie vezelachtige verbindingen met elkaar verbonden zijn. Een voorbeeld zijn de hechtlijnen in de schedel, waar botten die aanvankelijk gescheiden waren, met elkaar vergroeid zijn (synostose) tot één bot (Danning, 2019). Omdat de hechtlijn geen beweging meer toelaat als de fusie eenmaal heeft plaatsgevonden, wordt dit beschouwd als een synarthrotisch gewricht.

Syndesmoses zijn een ander type fibreus gewricht, waarbij ligamenten en interossaal membraan het gewricht verbinden om een stevige structuur te creëren. Een voorbeeld is het tibiofibulaire gewricht, waarin interossale, tibiofibulaire en transversale ligamenten de distale tibia en fibula van het onderbeen met elkaar verbinden. Een ander is het radioulnar gewricht, waar een intraossaal membraan het distale spaakbeen en het ulnaire been van de onderarm verbindt. Dit kan ook worden ingedeeld als een amfiarthrotisch gewricht, omdat het enige beweging toelaat om pronatie en supinatie van de hand en onderarm mogelijk te maken.

Kraakbeengewrichten

Deze gewrichten zijn verbonden door taai kraakbeen tussen de botten en kunnen worden ingedeeld als primair (synchondrosen) of secundair (symfysegewrichten).

Synchondrosen
Synchondrosen zijn kraakbenige gewrichten gevormd uit hyalien kraakbeen, en komen vooral voor in het groeiende skelet als de ossificatiecentra van groeiend bot dat na verloop van tijd zal verbenen (synostose), zoals de epifyseale groeiplaat.

Kraakbeengewrichten zijn gewoonlijk onbeweeglijk, maar in een zeldzame aandoening bij kinderen en adolescenten raakt de aanhechting van de epifyse los, waardoor de femurkop in de femurhals kan glijden. Dit staat bekend als een slip upper femoral epiphysis en presenteert zich vaak met het kind dat een onverwachte mankheid ontwikkelt (Robson en Syndercombe Court, 2019).

In het volwassen skelet is een voorbeeld van een synchondrosis het eerste sternocostale gewricht (tussen de eerste rib en het manubrium); alle andere sternocostale gewrichten zijn synoviaal.

Symfyse
Dit zijn permanente kraakbenige gewrichten, waarbij de botten door middel van vezelkraakbeen met elkaar verbonden zijn; interessant is dat deze zich allemaal op de middellijn van het lichaam bevinden (Robson en Syndercombe Court, 2019). De tussenwervelschijven tussen de wervellichamen van de wervelkolom zijn een voorbeeld van botten die verbonden zijn door fibrocartilage. Deze vezelige gewrichten laten individueel relatief beperkte beweging toe, maar over de hele wervelkolom kan collectief uitgebreide beweging worden bereikt.

Een ander voorbeeld van een symfyse is de symfyse pubis in het bekken, die helpt de stabiliteit van het bekken te behouden. Tijdens de zwangerschap wordt de schaambeenverbinding door hormonen zachter gemaakt, zodat zij tijdens de bevalling kan uitzetten. Samen met de niet vergroeide botten van de schedel van de baby maakt dit de doorgang van het hoofd van de baby door het geboortekanaal mogelijk.

Als symfyse een lichte beweging tussen de gewrichtsoppervlakken toestaat, worden ze beschouwd als amfiarthrosen.

Synoviale gewrichten

Synoviale gewrichten zijn ontworpen om vrije beweging van het gewricht mogelijk te maken en worden geclassificeerd als diartrosen. Ze worden gekenmerkt door een spleet tussen de gewrichtsbeenderen en worden dicht bij elkaar gehouden door een gewrichtskapsel. Samentrekking van de infrastructuur van spieren rond het gewricht houdt de beweging in stand, terwijl de stabiliteit wordt gehandhaafd door het gebruik van zachte weefselstructuren, zoals ligamenten, labra, vetkussentjes en menisci (Danning, 2019).

Het gewricht heeft een buitenste vezelige capsule die het hele gewricht omhult en vastzit aan het periost, waardoor beweging mogelijk is, treksterkte behouden blijft en dislocatie wordt helpen voorkomen. Binnen het kapsel bevinden zich sensorische zenuwvezels, die pijn detecteren en de positie van het gewricht bepalen (Moini, 2020). De binnenste laag van het kapsel is sterk gevasculariseerd en geïnnerveerd door langzame/kleine zenuwvezels die, indien gestimuleerd, een diffuus branderig of pijnlijk gevoel kunnen veroorzaken (Danning, 2019). Deze laag bevat ook het synoviale membraan (synovium), dat bestaat uit synoviocyten waarvan er twee typen zijn:

• Type A – bemiddelen bij het vrijkomen van cytokinen en zijn betrokken bij het opwekken van een immuunrespons (Robson en Syndercombe Court, 2019);
• Type B – produceren de synoviale vloeistof.

Synoviale vloeistof
De synoviale vloeistof helpt het gewricht te beschermen tegen mechanisch letsel en bevat hyaluronzuur en lubricine (Danning, 2019). In een gezond gewricht is de synoviale vloeistof zeer viskeus en helder, en is kleurloos of bleek strogeel van kleur. Water kan tijdens een ontsteking heel gemakkelijk het gewricht binnendringen, maar zodra het zich mengt met hyaluronzuur, kan het niet zo snel vertrekken (Robson en Syndercombe Court, 2019) – als zodanig, hoewel het slechts een paar uur kan duren voordat het gewricht opzwelt, kan het een paar dagen duren voordat die zwelling afneemt.

De synoviale vloeistof kan geïnfecteerd raken door een hematogene (door bloed overgedragen) verspreiding van bacteriën, uitbreiding van een aangrenzende infectie of directe inoculatie na trauma of een invasieve procedure. Dit staat bekend als septische artritis en kan het synovium of kraakbeen beschadigen.

Rheumatoïde artritis
Dit is een auto-immuun inflammatoire artropathie die het synovium aantast. Het komt vaker voor bij rokers en komt drie keer vaker voor bij vrouwen dan bij mannen (Ralston en McInnes, 2014).

Clinisch begin wordt gekenmerkt door de abnormale productie van cytokinen en ontstekingsmediatoren zoals interleukine 1, interleukine 6, interleukine 15 en tumornecrosefactor (Ralston en McInnes, 2014). Hierdoor raakt het synovium ontstoken en hypertrofisch waardoor de synoviale villi verdikt raken en samensmelten tot een pannus. De pannus dringt het omliggende weefsel binnen (zoals het kraakbeen, de ligamenten en het gewrichtskapsel), wat dit kan leiden tot progressieve vernietiging van het gewricht (Danning, 2019).

Rheumatoïde artritis kan ook periarticulaire structuren aantasten, waaronder peesscheden en slijmbeurzen, en daarnaast ook extra-articulaire manifestaties hebben.

Osteoartritis
De gewrichtsoppervlakken in synoviale gewrichten zijn bekleed met ongeveer 2-3 mm hyalien kraakbeen, dat een glad oppervlak vormt en de wrijving tijdens de beweging vermindert. Dit helpt het gewicht over het gewricht te verdelen, waardoor wrijving en schade aan het botoppervlak worden verminderd (Robson en Syndercombe Court, 2019).

Osteoartritis is een degeneratieve aandoening waarbij sprake is van focaal verlies van het gewrichtskraakbeen, zodat het kraakbeen minder efficiënt wordt in het beschermen van de uiteinden van het bot (Ralston en McInnes, 2014). Na verloop van tijd kan dit ertoe leiden dat botoppervlakken tegen elkaar wrijven bij beweging, wat pijn en hoorbare crepitus veroorzaakt. Omdat het bot het verlies van gewrichtskraakbeen probeert te compenseren, produceert het nieuw bot om te proberen het gewricht te stabiliseren. Dit resulteert in botverdikking onder het resterende kraakbeen (sclerose) en de vorming van osteofyten aan de gewrichtsranden, waardoor het bewegingsbereik van het gewricht kan afnemen.

Ondersteunende ligamenten
Synoviale gewrichten zijn ontworpen om beweging mogelijk te maken en tegelijkertijd evenwicht, sterkte en stabiliteit te behouden. Ze verschillen in structuur en in het type beweging dat ze toelaten – tabel 2 geeft een overzicht van de verschillende types.

De stabiliteit van het gewricht hangt af van de vorm, het aantal en de positie van de steunbanden eromheen, hun sterkte en de spanning die ze uitoefenen (Tortora en Derrickson, 2009). De steunbanden worden beschreven naargelang hun positie ten opzichte van het kapsel (extracapsulair of intracapsulair). Overmatige spanning op ligamenten, zoals het bewegen van het gewricht buiten zijn functionele bewegingsbereik, kan ertoe leiden dat ze uitrekken en kan leiden tot verstuiking of scheuring. Beschadiging van de gewrichtsbanden kan de stabiliteit en de functie van het gewricht in gevaar brengen.

Lange inactiviteit van het gewricht, bijvoorbeeld door immobilisatie in het gips of door bedrust, geeft vaak een verminderde flexibiliteit van de gewrichtsbanden en pezen, evenals spieratrofie (Tortora en Derrickson, 2009). Dit kan leiden tot verminderde beweeglijkheid van gewrichten en moeilijkheden met functionele activiteit.

Spier

Er zijn drie soorten spieren in het lichaam:

• Gladde;
• Cardiaal;
• Skeletspieren.

In tegenstelling tot skeletspieren staan gladde spieren en hartspieren niet onder vrijwillige controle (Soames en Palastanga, 2019). Skeletspieren worden geïnnerveerd door de somatische (motorische) zenuwen om vrijwillige beweging te simuleren, terwijl hart- en gladde spieren worden geïnnerveerd door het autonome zenuwstelsel.

Skeletspieren
De anatomie van skeletspieren wordt getoond in Fig 1. Skeletspiervezelcellen zijn smal, maar kunnen lang zijn (Danning, 2019) en elke vezel heeft zijn eigen bindweefselbekleding die het endomysium wordt genoemd (Soames en Palastanga, 2019). De spiervezels liggen in bundels, fascikels genoemd, die bij elkaar worden gehouden door een laag bindweefsel dat het perimysium wordt genoemd. Deze worden gegroepeerd om spieren te vormen, gebonden door een schede van vezelig bindweefsel, bekend als het epimysium. Het epimysium versmelt met het perimysium om de spierpees te vormen, die de spier aan het periost van het bot vasthecht.

De plaats waar pezen en ligamenten in het bot vasthechten wordt de enthese genoemd; dit is de plaats die gewoonlijk is aangetast bij seronegatieve spondyloartro-pathieën (bijvoorbeeld ankyloserende spondylitis, artritis psoriatica en reactieve artritis). Seronegatieve artropathieën zijn een type artritis waarbij geen antilichamen tegen reumafactor aanwezig zijn.

Bursa’s zijn met vloeistof gevulde zakjes die zich bevinden op plaatsen waar schuifkrachten kunnen optreden, zoals wanneer spieren en pezen over of rond de rand van bot lopen – bijvoorbeeld in de schouder (subacromiale slijmbeurs) of de heup (trochanterische slijmbeurs) (Robson en Syndercombe Court, 2019). Slijmbeurzen zorgen ervoor dat structuren soepel over elkaar kunnen glijden, waardoor wrijving tijdens beweging wordt verminderd. Soms kunnen ze ontsteken en pijnlijk worden door een infectie, artritis of repetitieve beweging en ‘overbelasting’ van het gewricht, een aandoening die bekend staat als bursitis. Bekende voorbeelden zijn prepatellaire bursitis (knie van een dienstmeisje) en olecranon bursitis (elleboog van een student).

Skeletspieren hebben verschillende belangrijke functies, waaronder:

• Houding van houding en lichaamspositie;
• Produceren van beweging;
• Helpen bij het terugvoeren van veneus bloed van de onderste ledematen naar de rechterkant van het hart (skeletspierpomp);
• Het omzetten van chemische energie in mechanische energie, die warmte genereert en bijdraagt aan de lichaamstemperatuur (Moini, 2020; Robson en Syndercombe Court, 2019).

Vele spieren worden genoemd naar hun verschillende kenmerken, zoals: brevis (kort), longus (lang), maximus (groot) en minimus (klein). Hun namen kunnen ook de richting van de spier aangeven – bijvoorbeeld, de transversus abdominus loopt dwars en de rectus abdominis spier loopt verticaal (‘rectus’ betekent recht) – en kunnen ook de functie aangeven; als voorbeeld, flexor pollicis longus betekent een spier die buigt (Drake et al, 2020).

Skeletspieren zijn antagonistisch – ze werken in tegenstelling tot elkaar om beweging te creëren. Wanneer de skeletspier een signaal ontvangt van de somatische (motorische) zenuw, verkort hij, waardoor het ene bot naar het andere wordt getrokken. Als een spier van het paar samentrekt, ontspant de andere spier zich; het proces wordt dan omgekeerd om het botgewricht recht te trekken.

Skeletspieren hebben vier belangrijke eigenschappen nodig:

• Contractiliteit – zodat ze samentrekken om krachten te produceren die voldoende zijn om bot te bewegen;
• Extensibiliteit – zodat ze kunnen uitrekken zonder beschadigd te raken;
• Elasticiteit – zodat ze na uitrekking of samentrekking in hun rusttoestand kunnen terugkeren;
• Exciteerbaarheid – dus in staat te reageren op een prikkel (actiepotentiaal).

De neuromusculaire junctie is de chemische synaps die tussen de zenuwvezel en de spiervezel wordt gevormd. De zenuw in de synaps tussen de spier en de zenuwvezel geeft acetylcholine af, dat werkt als een chemische neurotransmitter om de elektrische impuls van de zenuw naar de receptoren in de spier over te brengen. Tijdens een operatie is de neuromusculaire junctie een belangrijke plaats voor de werking van geneesmiddelen, aangezien het blokkeren van de acetylcholinereceptoren een neuromusculaire blokkade oplevert die spierverlamming veroorzaakt.

Skeletspieren presteren het best wanneer zij regelmatig worden gebruikt, en het gebruik van gerichte training of lichaamsbeweging kan het uithoudingsvermogen en de kracht ervan verbeteren. Evenzo kan verlies van spiermassa (atrofie), zoals een afname van de spieromvang en spierkracht, optreden als gevolg van inactiviteit of factoren zoals slechte voeding of chronische ziekte. Hoewel veroudering, en de daarmee gepaard gaande vermindering van mobiliteit, de kwaliteit van het bindweefsel kan verminderen en ervoor kan zorgen dat ligamenten iets van hun flexibiliteit verliezen (Robson en Syndercombe Court 2019), is het belangrijk om de gezondheid van het bewegingsapparaat te optimaliseren door een gezond dieet te behouden en lichaamsbeweging naar vermogen voort te zetten (Rowe et al, 2019).

Conclusie

Spieren en gewrichten zijn een belangrijk onderdeel van het bewegingsapparaat. De structuur van gewrichtsoppervlakken en het type bindweefsel spelen een belangrijke rol in het bereik en het bewegingsvlak dat in het gewricht is toegestaan. De spieren van het skelet zijn verantwoordelijk voor de beweging en de houding en werken het best als ze regelmatig worden gebruikt om atrofie te voorkomen. Pathologie die de gewrichten aantast kan een aanzienlijke invloed hebben op de functie en het bewegingsbereik – begrijpen hoe pathologie het bewegingsapparaat beïnvloedt stelt behandelaars in staat om tekenen en symptomen aan te pakken en proactief de gezondheid van het bewegingsapparaat te bevorderen.

• Test uw kennis met Nursing Times Self-assessment na het lezen van dit artikel. Als u 80% of meer scoort, ontvangt u een gepersonaliseerd certificaat dat u kunt downloaden en in uw NT Portfolio kunt opslaan als CPD- of revalidatiebewijs.
• Doe de Nursing Times Self-assessment voor dit artikel