Skelettsystemet 2: muskuloskeletala systemets struktur och funktion

Introduktion

Muskuloskeletala systemet består av ben, brosk, ligament, senor och muskler, som utgör en ram för kroppen. Senor, ligament och fibrös vävnad binder samman strukturerna för att skapa stabilitet, där ligament förbinder ben med ben och senor förbinder muskler med ben. Det finns 206 ben i det vuxna skelettet; manliga och kvinnliga skelett är nästan likadana, men det kvinnliga skelettet har ett bredare bäcken för att underlätta barnafödande och det manliga skelettet är typiskt sett längre och har större bentäthet. Skelettet är uppdelat i:

• Axialskelett – består av skallen, kotpelaren och bröstkorgen;
• Appendikulärt skelett – består av bäcken- och bröstkorgsgjordar samt övre och nedre extremiteter (Cedar, 2012).

Koordinerade rörelser möjliggörs genom en kombination av målmedvetna och synkroniserade rörelser i de relevanta musklerna och benen för att skapa en artikulation av lederna. Ledytans konfiguration avgör vilken rörelse som är möjlig. Rörelseplanerna omfattar flexion, extension, abduktion, adduktion, rotation och circumduktion (tabell 1).

Leder

Lederna är ledytorna mellan två ben och kan klassificeras efter hur mycket rörelse de tillåter:

• Synartros – en fast, orörlig led;
• Amphiartros – en led där viss rörelse är möjlig;
• Diartros – en fritt rörlig led (Moini, 2020).

De kan också klassificeras enligt de komponenter som förenar benen (t.ex. fibrösa strukturer, broskstrukturer och synovialstrukturer), enligt nedan.

Fibrösa leder

Fibrösa leder är ledytor som är sammanlänkade med tuffa fibrösa förbindelser. Ett exempel är suturlinjerna i skallen, där ben som ursprungligen var separata har smält samman (synostos) för att bilda ett ben (Danning, 2019). Eftersom suturlinjen inte tillåter rörelse när fusionen väl har skett anses detta vara en synartrotisk led.

Syndesmoser är en annan typ av fibrösa leder, där ligament och interosseusmembran förbinder leden för att skapa en fast struktur. Ett exempel är den nedre tibiofibulära leden, där interosseösa, tibiofibulära och tvärgående ligament förbinder distala tibia och fibula i underbenet. Ett annat exempel är radioulnarleden, där ett intraosseöst membran förbinder de distala radius- och ulnarbenen i underarmen. Denna kan också klassificeras som en amfiaartrotisk led eftersom den tillåter viss rörelse för att möjliggöra pronation och supination av hand och underarm.

Kartilaginösa leder

Dessa leder är sammankopplade med segt brosk mellan benen och kan klassificeras som primära (synkondroser) eller sekundära (symphyser).

Synkondroser
Synkondroser är broskiga leder som bildas av hyalint brosk, och finns främst i det växande skelettet som förbeningscentra för växande ben som kommer att förbenas med tiden (synostos), t.ex. den epifysära tillväxtplattan.

Kartilaginösa leder är vanligtvis orörliga, men i ett sällsynt tillstånd hos barn och ungdomar lossnar epifysens fäste, vilket gör att lårbenshuvudet kan glida ner i lårbenshalsen. Detta är känt som en glidande övre lårbensepifys och visar sig ofta genom att barnet utvecklar en oväntad hälta (Robson and Syndercombe Court, 2019).

I det mogna skelettet är ett exempel på en synkondros den första sternokostala leden (mellan det första revbenet och manubrium); alla andra sternokostala leder är synoviala.

Symfyser
Dessa är permanenta broskiga leder, där benen är sammankopplade med hjälp av fibrokartilage; intressant nog ligger alla dessa vid kroppens mittlinje (Robson och Syndercombe Court, 2019). De intervertebrala skivorna mellan ryggradens kotkroppar är ett exempel på ben som är sammankopplade med hjälp av fibrokartilage. Dessa fibrösa leder tillåter relativt begränsade rörelser individuellt men omfattande rörelser kan uppnås kollektivt över hela ryggraden.

Ett annat exempel på en symphys är symphysis pubis i bäckenet, som hjälper till att upprätthålla bäckenets stabilitet. Under graviditeten mjukas symphysis pubis upp av hormoner för att möjliggöra expansion under förlossningen. Detta, tillsammans med de icke sammansvetsade benen i barnets skalle, möjliggör passage av barnets huvud genom förlossningskanalen.

Då symfyser tillåter en liten rörelse mellan ledytorna anses de vara amfibroser.

Synoviala leder

Synoviala leder är utformade för att möjliggöra fri rörelse i leden och klassificeras som diartroser. De kännetecknas av en lucka mellan de artikulerande benen och hålls nära varandra av en ledkapsel. Kontraktion av infrastrukturen av muskler runt leden upprätthåller rörelsen, medan stabiliteten upprätthålls med hjälp av mjukvävnadsstrukturer, såsom ligament, labra, fettkuddar och menisker (Danning, 2019).

Leden har en yttre fibrös kapsel som kapslar in hela leden och är fäst vid periostet, vilket möjliggör rörelse, upprätthåller draghållfasthet och bidrar till att förhindra dislokation. Innanför kapseln finns sensoriska nervfibrer som känner av smärta och identifierar ledens läge (Moini, 2020). Kapselns inre lager är starkt vaskulariserat och innerverat av långsamma/små nervfibrer som, om de stimuleras, kan orsaka en diffus brännande eller värkande känsla (Danning, 2019). Detta lager innehåller också synovialmembranet (synovium), som består av synoviocyter av vilka det finns två typer:

• Typ A – förmedlar frisättning av cytokiner och är involverade i att generera ett immunsvar (Robson och Syndercombe Court, 2019);
• Typ B – producerar synovialvätskan.

Synovialvätska
Synovialvätskan hjälper till att skydda leden från mekanisk skada och innehåller hyaluronsyra och lubricin (Danning, 2019). I en frisk led är synovialvätskan mycket viskös och klar, och är antingen färglös eller blek halmfärgad. Vatten kan mycket lätt tränga in i leden vid inflammation, men när det väl blandas med hyaluronsyra kan det inte lämna leden lika snabbt (Robson och Syndercombe Court, 2019) – därför kan det, även om det bara tar några timmar innan leden svullnar, ta några dagar innan svullnaden avtar.

Synovialvätskan kan bli infekterad genom hematogen (blodburen) spridning av bakterier, utbredning av en intilliggande infektion eller direkt inokulering efter trauma eller ett invasivt ingrepp. Detta kallas septisk artrit och kan skada synovium eller brosk.

Rheumatoid artrit
Detta är en autoimmun inflammatorisk artrit som påverkar synovium. Den förekommer oftare hos rökare och är tre gånger vanligare hos kvinnor än hos män (Ralston och McInnes, 2014).

Den kliniska insjuknandet kännetecknas av en onormal produktion av cytokiner och inflammatoriska mediatorer som interleukin 1, interleukin 6, interleukin 15 och tumörnekrosfaktor (Ralston och McInnes, 2014). Detta leder till att synoviala organet blir inflammerat och hypertrofierat så att synovialvillorna blir förtjockade och smälter samman och bildar en pannus. Pannus invaderar den omgivande vävnaden (såsom brosk, ligament och ledkapsel), vilket detta kan leda till progressiv förstörelse av leden (Danning, 2019).

Rheumatoid artrit kan också påverka periartikulära strukturer, inklusive senhinnor och slemhinnor, samt ha extraartikulära manifestationer.

Osteoartrit
Artikulationsytorna i synoviala leder är belagda med cirka 2-3 mm hyalint brosk, vilket ger en slät yta och minskar friktionen vid rörelse. Detta hjälper till att fördela vikten över leden, vilket minskar friktion och skador på benytan (Robson and Syndercombe Court, 2019).

Artrit är ett degenerativt tillstånd som innebär en fokal förlust av ledbrosket, så att brosket blir mindre effektivt när det gäller att skydda benets ändar (Ralston and McInnes, 2014). Med tiden kan detta leda till att benytorna gnider mot varandra vid rörelse, vilket orsakar smärta och hörbar crepitus. När benet försöker kompensera för förlusten av ledbrosk producerar det nytt ben för att försöka stabilisera leden. Detta resulterar i att benet förtjockas under det kvarvarande brosket (skleros) och att det bildas osteofyter vid ledkanterna, vilket kan minska ledens rörelseomfång.

Stödjande ligament
Synoviala leder är utformade för att möjliggöra rörelse samtidigt som de upprätthåller balans, styrka och stabilitet. De varierar i struktur och vilken typ av rörelse de tillåter – tabell 2 sammanfattar de olika typerna.

Ledens stabilitet beror på dess form, antalet och placeringen av de stödjande ligamenten runt omkring den, deras styrka och den spänning de utövar (Tortora och Derrickson, 2009). Stödjande ligament beskrivs enligt deras position i förhållande till kapseln (extrakapsulärt eller intrakapsulärt). Överdriven spänning på ligamenten, t.ex. när leden rör sig utanför sitt funktionella rörelseomfång, kan leda till att de sträcker sig och kan innebära att de stukas eller slits. Ligamentskador kan äventyra ledens stabilitet och funktion.

Långvarig oanvändning av leden, till exempel på grund av immobilisering i gips eller genom sängläge, ger ofta minskad flexibilitet hos ligament och senor samt muskelatrofi (Tortora och Derrickson, 2009). Detta kan leda till minskad rörlighet i lederna och svårigheter med funktionell aktivitet.

Muskel

Det finns tre typer av muskler i kroppen:

• Glatt;
• Hjärtmuskel;
• Skelettmuskel.

Till skillnad från skelettmuskulatur är glatt- och hjärtmuskulatur inte under frivillig kontroll (Soames och Palastanga, 2019). Skelettmuskulaturen innerveras av de somatiska (motoriska) nerverna för att simulera en frivillig rörelse, medan hjärt- och glatta muskler innerveras av det autonoma nervsystemet.

Skelettmuskulatur
Skelettmuskulaturens anatomi visas i fig. 1. Skelettmuskelns fiberceller är smala, men kan vara långa (Danning, 2019) och varje fiber har ett eget bindvävshölje som kallas endomysium (Soames och Palastanga, 2019). Muskelfibrerna ligger i buntar som kallas fascikler och som hålls samman av ett bindvävslager som kallas perimysium. Dessa är grupperade för att bilda muskler, bundna av ett hölje av fibrös bindväv som kallas epimysium. Epimysium går samman med perimysium för att bilda muskelsenen, som fäster muskeln vid benets periosteum.

Stället där senor och ligament sätter sig in i benet kallas enthesis; detta är det ställe som vanligen drabbas vid seronegativa spondyloarthro-patier (t.ex. ankyloserande spondylit, psoriasisartrit och reaktiv artrit). Seronegativa artropatier är en typ av artrit där det inte finns antikroppar mot reumatoid faktor.

Bursor är vätskefyllda säckar som ligger på platser där det kan förekomma skjuvkrafter, till exempel när muskler och senor passerar över eller runt kanten av benet – till exempel i axeln (subakromiell bursa) eller i höften (trokanterisk bursa) (Robson och Syndercombe Court, 2019). Bursor gör det möjligt för strukturer att glida smidigt över varandra, vilket minskar friktionen under rörelse. Ibland kan de bli inflammerade och smärtsamma på grund av infektion, artrit eller upprepad rörelse och ”överanvändning” av leden, ett tillstånd som kallas bursit. Vanliga exempel på detta är bursit prepatellär (husmors knä) och bursit olecranon (studentens armbåge).

Skelettmuskulaturen har flera viktiga funktioner, bland annat:

• Håller hållning och kroppsställning;
• Producerar rörelse;
• Hjälper till att återföra venöst blod från nedre extremiteterna till höger sida av hjärtat (skelettmuskelpump);
• Konverterar kemisk energi till mekanisk energi, vilket genererar värme och bidrar till kroppens temperatur (Moini, 2020; Robson och Syndercombe Court, 2019).

Många muskler har namn efter sina olika egenskaper, till exempel: brevis (kort), longus (lång), maximus (stor) och minimus (liten). Deras namn kan också ange muskelns riktning – till exempel: Transverse abdominus löper på tvären och rectus abdominis-muskeln löper på höjden (”rectus” betyder rakt) – och kan också ange funktionen; som exempel betyder flexor pollicis longus en muskel som böjer sig (Drake et al., 2020).

Skelettmusklerna är antagonistiska – de arbetar i motsats till varandra för att skapa rörelse. När skelettmuskeln får en signal från den somatiska (motoriska) nerven förkortas den och drar det ena benet mot det andra. När den ena muskeln i paret drar ihop sig slappnar den andra muskeln av. Processen vänds sedan om för att räta ut benleden.

Skelettmuskulaturen kräver fyra viktiga egenskaper:

• Kontraktilitet – så att den drar ihop sig för att skapa krafter som är tillräckliga för att förflytta benet;
• Töjbarhet – för att se till att den kan sträcka sig utan att skadas;
• Elasticitet – så att den kan återgå till sitt vilotillstånd efter att ha blivit utsträckt eller sammandragen;
• Excitabilitet – så att den kan reagera på ett stimulus (aktionspotential).

Den neuromuskulära korsningen är den kemiska synaps som bildas mellan nervfibern och muskelfibern. Nerven i synapsen mellan muskeln och nervfibern frigör acetylkolin, som fungerar som en kemisk neurotransmittor för att förmedla den elektriska impulsen från nerven till receptorerna i muskeln. Vid kirurgi är den neuromuskulära korsningen en viktig plats för läkemedelsverkan, eftersom blockering av acetylkolinreceptorerna ger en neuromuskulär blockad som orsakar muskelförlamning.

Skelettmuskulaturen presterar bäst när den används regelbundet, och användning av riktad träning eller motion kan förbättra dess uthållighet och kraft. På samma sätt kan förlust av muskelmassa (atrofi), t.ex. en minskning av muskelstorlek och styrka, uppstå på grund av inaktivitet eller faktorer som dålig kost eller kronisk sjukdom. Även om åldrande, och den åtföljande minskningen av rörligheten, kan minska kvaliteten på bindväven och leda till att ligamenten förlorar en del av sin flexibilitet (Robson och Syndercombe Court 2019), är det viktigt att optimera den muskuloskeletala hälsan genom att upprätthålla en hälsosam kost och fortsätta med fysisk aktivitet efter bästa förmåga (Rowe et al., 2019).

Slutsats

Muskler och leder är en viktig del av det muskuloskeletala systemet. Artikulationsytornas struktur och typen av bindväv spelar en viktig roll för det rörelseomfång och rörelseplan som tillåts i leden. Skelettmusklerna ansvarar för rörelse och hållning och fungerar bäst när de används regelbundet för att förhindra atrofi. Patologi som påverkar lederna kan ha en betydande inverkan på funktion och rörelseomfång – att förstå hur patologi påverkar det muskuloskeletala systemet gör det möjligt för behandlare att ta itu med tecken och symtom och proaktivt främja muskuloskeletala hälsan.

• Testa dina kunskaper med Nursing Times Self-assessment efter att ha läst den här artikeln. Om du får 80 % eller mer får du ett personligt certifikat som du kan ladda ner och spara i din NT-portfölj som CPD- eller revalideringsbevis.
• Ta Nursing Times Self-assessment för den här artikeln