第二节 膝关节中的小部件、大作用
一、膝关节的减震器之一—关节软骨
关节软骨就是覆盖在关节表面的一层很薄的灰白色的有光泽的组织。关节软骨就像一个独立的小零件,无血管、神经、淋巴组织,不与周围的组织相通,其营养主要来源于关节囊分泌的滑液。
关节软骨由四层不同的组织结构构成,从贴近骨面的深层到表层依次为钙化层、深层、过渡层和表层,就好像给骨头表面涂上了四层“油漆”一样,防止骨头与骨头之间的摩擦,从而能够起到保护骨头的作用,“油漆”一旦被刮掉,基本上很难复原。
▲ 关节软骨的组成
关节软骨主要由水和2型胶原蛋白组成。胶原蛋白形成具有伸缩功能的网架,当受到压力时,网架被压缩,随着压力的消失,网架可恢复原来的模样。因此,关节软骨组织具有一定的韧度和弹性,可以减少运动时的摩擦,同时减缓运动时的震荡和冲击,能够起到很好的减震作用。关节软骨又像是海绵,当挤压时变扁,水分从海绵挤出,不挤压时,海绵又吸收水分膨胀,这水分就是滑液,关节软骨就靠这样挤出、吸入滑液得到营养而保持健康。
二、膝关节的减震器之二—半月板
在胫骨平台表面附着两个半月板,分别为内侧半月板和外侧半月板,内侧半月板比较大,外形类似“C”字,外侧半月板则近似“O”形。半月板就像两片“橡胶软垫”,同样可以起到很好的减缓压力作用。半月板会随着膝关节活动而产生移动,当在进行剧烈运动过程中膝关节突然改变方位时,半月板会很容易受损,因此,运动员较容易发生膝关节半月板损伤,尤其是踢足球和打篮球等急剧扭转膝关节的运动特别容易使半月板受伤。
▲ 正常膝关节的半月板
▲ 被挤压的半月板
三、膝关节的保护带—韧带
对膝关节起主要作用的韧带有四条:前交叉韧带和后交叉韧带位于中间,外侧副韧带和内侧副韧带分别位于两侧。四条韧带就像桥梁的拉索,让膝关节在特定的范围内活动,是稳定膝关节的主要结构。
前后交叉韧带又称十字韧带,这两条韧带像十字架一样连接着股骨和胫骨。前交叉韧带能维持膝关节向前的稳定,保持关节在一定的范围内向前移动,防止过度前移,限制膝关节过伸;而后交叉韧带可维持膝关节向后的稳定,保持关节在一定的范围内向后移动,防止过度后移,限制膝关节过屈;同时前后交叉韧带具有使膝关节屈伸和旋转运动的功能。
内侧副韧带位于膝关节内侧,外侧副韧带则位于膝关节外侧,这两条副韧带可以防止大腿骨和小腿骨之间发生侧向的错位,维持关节的稳定性。打羽毛球跳起膝关节扭转急停或滑雪运动容易使这四条韧带受伤。
另外,膝关节前面还有一条较为重要的韧带—髌韧带,又称髌腱,是全身最强大的韧带之一。髌韧带是大腿前部的股四头肌肌腱的延续部,位于膝关节的正前方,髌韧带上起自髌尖及其后方的粗面,向下连接于胫骨。髌韧带与股四头肌肌腱共同维持髌骨的稳定,同时髌韧带两侧有自股内侧肌和股外侧肌延续来的内、外侧支持带,以加强关节囊并防止髌骨向侧方脱位。髌韧带可通过髌骨传导并增强股四头肌的作用,协助维持膝关节的稳定,保护膝关节,并在膝关节伸直过程中起滑车作用。激烈短跑容易使髌韧带附着于胫骨粗隆的骨块拉脱损伤,儿童及青少年过量跑步可使胫骨粗隆骨骺发炎而发生疼痛。
▲ 保护膝关节的主要韧带
四、关节润滑剂(滑液)的工厂—关节囊
滑液就是关节液,具有润滑关节的作用,在正常膝关节腔内有2~5mL,是由滑膜分泌的一种具有高度黏稠性的液体。
关节囊就像一个“睡袋”,将膝关节中的三个骨头包绕起来,形成一个密封的空间,只允许连接的骨头在“睡袋”里面活动。关节囊的内层为滑膜层,此层就是“关节润滑剂”的工厂,不断分泌和吸收滑液,进行物质代谢,在维持关节的牢固和稳定性的同时可以持续生产“润滑剂”,保持关节活动的灵活性。正常的滑液同时也可以给关节软骨提供营养。当关节发炎时,滑膜肿胀增厚,产生过多不正常滑液,使关节充盈肿胀、疼痛,随着炎症的缓解,滑液也随之吸收减少,关节肿胀消退。关节囊就像一个保护膜,防止滑液向外渗漏,维持关节润滑性,同时也为关节提供屏障,防止人体的其他分泌物进入关节。
▲ 关节囊“包裹着”膝关节