klouby

Mezi přídatné anatomické kloubní struktury řadíme burzy, retinakula, šlachové pochvy, menisky, disky a diskoidy. Burzy (tíhové váčky) jsou útvary synoviální výstelky s vazivovou slupkou. Umožňují smyk a sun svalů i membrán v oblasti kloubů.
Zajímavá je kloubní inervace. Rami articulares z okolních nervových kmenů obvykle provázejí cévní vstupy, některá přicházejí z periostu i z okolních svalů. Senzitivně je nejvíce inervována povrchová struktura kloubního pouzdra - stratum fibrosum. Subchondrální kost má nepatrnou inervaci díky adventicii nutritivních cév. Právě tak chudá je inervace stratum synoviale. Hyalinní chrupavka kloubní není inervována vůbec. Sympatická postgangliová vlákna provázejí cévy. Senzitivní vlákna kloubní jsou dvojího typu. Část informuje CNS o poloze, charakteru pohybu a kvalitě tonu. Analýza se děje na úrovni mozkového kmene a mozečku. Tato aferentní signalizace pak zpětně způsobí aktivaci určitých svalových skupin. Tento systém informací má velký význam pro pohyb v prostoru, posturální reakce apod.

Kloubní ligamenta

spojují styčné kosti. Jde o pruhy (kapsulární vazy) i pravé vazy (ligamenta). Histologicky mají především kolagenní strukturu s malým procentem elastických vláken, mezi nimi jsou fibrocyty. Obsahují vlastní cévní i neurální síť. Jejich mechanické vlastnosti se individuálně různí. Do kosti přecházejí jednak spojením s periostem, jednak vlastním kanálkem přímo do kostní tkáně. Intraartikulární vazy (zkřížené kolenní) jsou provázeny synoviálním rukávem, který je jejich hlavním zdrojem výživy. Svaly se v kloubní oblasti upínají svými chondroapofyzárními úpony (krátká hlava bicepsu humeru, m. quadriceps femoris), nebo úponem diafýzoperiostálním (m.brachialis na tuberositas ulnae). Jiné svaly se spojují přímo s kloubním pouzdrem (m.supraspinatus). Některé svaly svoji šlachou procházejí dutinou kloubu (caput longum bicepsu humeru, m. popliteus). Řada svalů klouby přebíhá, ale kloub tím stabilizuje (např. m. deltoides).

Směrem ke kloubní ploše se šikmí a kříží, aby ve vrstvě povrchové probíhaly paralelně s kloubním povrchem. Jejich konce však vlákna žárovky obloukovitě směřují zpět do subchondrální kosti. Kloubní jamky kulových kloubů jsou navíc lemovány kolagenním vazivovým límcem (labrum glenoidale kloubní jamky lopatky a labrum acetabula). Ukotven je vazivovou chrupavkou. Rozličné další intraartikulární struktury (disky, menisky, diskoidy) jsou tvořeny především vazivovou chrupavkou. Jejich funkce spočívá v podpoře kloubní kontaktibility a stability, smáčejí kloubní povrch synovií, tlumí mechanické síly. Kloubní pouzdro je dvouvrstevné: zevní fibrózní vrstva (kolagenní vazivo) má především funkci ochranou a stabilizační. Je zesílena vazy a svalovými úpony. Stratum synoviale je tvořeno sítí vaskularizovaného vaziva, na jehož nitrokloubním povrchu jsou rozvrstveny synovialocyty. Výše popsaná chondrosynoviální blanka je součástí této vrstvy. K ní rovněž patří její tukem protkané struktury vyplňující anatomicky relativně prázdné nitrokloubní prostory (pulvinar acetabuli, corpus adiposum infrapatellare Hoffi). Synoviální membrána rovněž vysílá podél vazů řasy a různá nitrokloubní septa (plicae synoviales). Její největší význam spočívá v produkci synovie (kloubní maz), což je ultrafiltrát krevní plasmy s kyselinou hyaluronovou. Synovie představuje hlavní výživu pro kloubní chrupavku. Difunduje do ní vlivem tahově - tlakových nitrokloubních změn při kloubní funkci. Částečně je též tato chrupavka vyživována ze subchondrální vaskulární sítě.

Kloub

je definován jako pohyblivé spojení dvou či více kostí dotýkajících se plochami krytými hyalinní chrupavkou. Spojení kostí je zajištěno kloubním pouzdrem, vazy, kolemkloubním svalstvem a přídatnými anatomickými strukturami. Charakter pohybu příslušného kloubu je dán anatomickým tvarem kloubních ploch a kvalitou jeho stabilizačního aparátu. Kontaktní plochy jsou kryty hyalinní chrupavkou, která je do nitra kloubu kryta chondrosynoviální blankou (bezbuněčná membrána se sítí kolagenních vláken). Strukturu hyalinní kloubní chrupavky charakterizují tři vrstvy kolagenních vláken v mezibuněčném gelu, v němž jsou rozptýleny chondrocyty. Ve vrstvě nejbližší kosti zachovávají kolagenní vlákna směr osy dlouhé kosti.

osteoporóza

S pojmem osteoporóza se často směšuje i osteomalácie. Zde ovšem jde o nedostatečný podíl minerálních solí ve struktuře kostí, nikoli o poměrném snížení veškerých na kost se podílejících složek. Obvyklou příčinou je karence vápníku, hypovitaminóza D, enzymopatie. Osteomalatické kosti jsou bolestivé, poddajné s tendencí k deformacím.
Vazivo tvoří součást svalové tkáně. je složeno z vláken kolagenních a elastických. Procento vazivové tkáně se v různých svalech liší. Rozeznáváme vazivový obal svalu, jakési pouzdro, které musí být vzhledem ke svalové funkci vysoce elastické. Dále existují vazivová septa (přepážky), která pronikají do svalů a dělí jej na jednotlivé snopečky, které jsou vyživovány výživnými tepénkami. Nakonec nacházíme vazivo obalující jednotlivá svalová vlákna. Společným znakem je tu pružnost, hladkost umožňující kluz. Vazivová vlákna se na rozdíl od svalových nezkracují, proto tady musí být záruka volného, klouzavého pohybu. Vazivová vlákna ve šlaše jsou spojena se svalovými vlákny. Jsou vlastními vykonavateli pohybu. Jejich pevný úpon je v kostních kanálcích průnikem v periostu. Šlacha je obkroužena cévně bohatě protkaným peritenoniem. Tam je vytvořena bohatá vaskulární síť, která pro tu kterou šlachu individuálně cévními vstupy proniká mezi snopce šlachových vláken.

Fyziologickým projevem

biologického kostního stárnutí je osteoporóza. Je charakterizována poměrným úbytkem kostní hmoty. Zhruba od 4. - 5. decenia se již projevuje v axiálním skeletu, u kostí končetin zřetelně později. V tomto případě jde o klasickou primární osteoporózu. etiologie je jinak velice pestrá: hereditální (osteogenesis imperfekta), endokrinní (postmenopauzální z nedostatku estrogenů, při hypertyreóze, hypogonadismu, hyperkortizolismu, hyperparatyreóze), iatrogenní (antikoagulancia, glukokortikoidy, imunosupresiva), při chronických onemocněních (kombinace endokrinních vlivů, imobilizace, karence výživy, hypoaktivity), imobilizaci (plegické stavy, stav beztíže), nádorových onemocněních (myelom, leukémie). Diagnostikovány jsou i osteoporózy idiopatické juvenilní i adolescentní.

Do celého tohoto složitého systému kostní geneze a trvalé přestavby mohou na různých úrovních působit rozličné patologické zevní a vnitřní faktory. Pokud postihnou některý ze základních systémů (genetický, neurální, vaskulární, metabolický, hormonální), vznikají vady systémové (viz příslušná kapitola). Pokud působí semifaktorálně (úrazy, záněty, nádory), individuálně postihují příslušné části skeletu dle věkového období, v němž se manifestují (pozánětlivé a poúrazové snížení či zánik růstové aktivity fýzy, osteosklerózy, osteonekrózy, osteolýzy, poúrazové pseudoartrózy).

Zevně na fýze, kolem celého obvodu právě této vrstvy je patrná vkleslina - Ranvierův žlábek, který tvoří přechodnou povrchovou vrstvu mezi fyzárním perichondriem a metafyzárním periostem. Ve vrstvě proliferativní se chondrocyty již řadí do sloupců v ose diafýzy. Z "mateřské buňky" každého ze sloupců vznikají buňky další, které pak přecházejí do vrstvy hypertrofické chrupavky. Chondrocyty zde totiž náhle až 5x zvětšují svůj objem a zároveň i tvar. Jejich zvětšení jde na úkor vytěsněné mezibuněčné hmoty i kolagenních vláken (zóna maturace). Tím je v této oblasti snížena soudržnost růstové chrupavky jako celku. Zde je ono místo separace u traumatických epifyzeolýz. Směrem k metafýze chondrocyty postupně odumírají (zóna degenerace), jejich jádra se rozpadají. Chondrocytární mitochondrie obsahují vápník, který se jako hydroxyapatit ukládá zprvu do mezibuněčných sept (viz vliv D vitaminu) - zóna provizorní kalcifikace. Zhruba v této oblasti je fyzární povrch zesílen cirkulární kostní lamelou (Lacroixův osifikační prstenec), která posiluje mechanickou odolnost této chrupavčité části fýzy. Poslední vrstvou přecházející již v pravou kostní tkáň je metafýzy, v níž průnikem cévních stopek nesoucích chondroklasty dochází k resorpci odumřelých chondrocytů vrstvy předchozí. Z ní zůstávají jen osifikovaná kostní septa, na něž se cévní invazí ukládají vrstvy chondroblastů produkující ještě nemineralizovanou kostní tkáň - tzv. primární spongiózu. Její periferní část postupně přechází v kompaktu, centrální část se typem zátěže formuje do různé architektoniky sekundární spongiózy. Růstem se původně širší tvar fýzy zužuje v diafýzu činností subperiostálně situovaných osteoklastů. Na růstové modelaci diafýzy se podílejí jednak apozice periostální (růst do šíře), jednak trvající aktivitou "mateřské buňky" proliferativní vrstvy fýzy, která se stálými mitózami takto vzdaluje od centra diafýzy. Periost s veškerými na něj se upínajícími strukturami se posunuje po kompaktě - kortikalis; proto je v růstovém období tak snadno slupitelný.

Tímto klinickým termínem

je míněna rozšiřující se část diafýzy na obou koncích dlouhé kosti mířící ke kloubním koncům. Epifýzy (vznikající ze sekundárních osifikačních jader v období postnatálním) se dělí na intraartikulární s cévním zásobením procházejícím kloubním pouzdrem (hlavice femuru a radia) a extraartikulární, do nichž vstupují cévy přímo mimo pouzdro (veškeré ostatní). Apofýzy (tzv. tahové epifýzy) jsou uloženy vždy extraartikulárně a upínají se na ně svaly. Fýzy (růstová ploténka či chrupavka) je histologicky hyalinní chrupavkou obsahující kolagenní vlákna. Její chondrocyty jsou v ní uspořádány ve sloupce v podélné ose kosti. Směrem od epifýzy k diafýze v ní rozeznáváme vrstvu rezervní, v níž jsou buňky difusně rozptýleny v mezibuněčné hmotě. Probíhající cévy míří k vrstvě další - poliferativní, která zabírá téměř polovinu celé fýzy.

Veškerý skelet

končetin vzniká kondenzací mezenchymu. Embryonální základ je nediferencovaný prochondrální blastém. Postupnou diferenciací se utváří chondrální základ, který postupně osifikuje. Jde tedy o typickou chondrální osifikaci (srv. membranózní / desmogenní / endezmální osifikaci kostí lebečních). Start osifikace je podmíněn průnikem cév do chondrálního základu kosti. Tak vzniká primární osifikační centrum (u dlouhých kostí diafyzární). Tato kost je lamelózní, v haverskou se mění až po narození. Rovněž až v této době se postupně v různých věkových obdobích objevují další epifyzární a apofyzární osifikační jádra. Specifický tvar kostí (krátké, dlouhé, ploché) je embryonálně determinován. U dlouhých kostí je dán primárním diafyzárním fetálně sofikujícím jádrem, epifýzou (kloubním koncem kosti) a fýzou (růstovou chrupavkou) situovanou mezi epifýzu a diafýzu. Metafýzy je vlastně jednou z histologických vrstev fýzy (viz dále). V klinické terminologii se však užívá i po zániku fýzy u zralé kosti.

Dalším hormonem příštitných tělísek je kalcitocin. Objevuje se též ve štítné žláze, hypofýze, játrech, thymu aj. Chrání depozita vápníku v kostech při snížení koncentrace vápníku v plasmě. Tím jistým způsobem v té chvíli limituje dekalcifikační tendence parathormonu. Vitamin D se vyskytuje ve dvou hlavních formách. D2 (kalciferol) vzniká po UV ozáření ergosterolu v rostlinách a houbách. D3 je látka vyskytují se přirozeně v různých potravinách. V kůži je aktivována UV světlem přeměnou 7 - dehydrocholesterolu. Vitamin D zvyšuje resorpci vápníku a fosfátů ze střeva. Pokud by nebyl, tyto v potravě přijímané prvky by se ztrácely stolicí. Kromě toho vitamin D působí přímo v procesu kalcifikace. Podporuje degeneraci fyzárních chondrocytů a aktivuje vápník k tzv. provizorní kalcifikaci (viz dále). Předávkováním vitaminu D se zvýší koncentrace vápníku v séru (především vyšším využitím z alimentárního přívodu, pokud tento je), mohou se projevit různé formy metaplázie, organismus může reagovat jako při toxémii.

Endostální tvorbou rozumíme výše popsaný proces trvalé kostní přestavby. Tvorbu kosti provádějí buňky jednotného původu lišící se v různých fázích své kvality jako jednojaderné osteoblasty (kost tvořící) a vícejaderné osteoklasty (kost resorbující). Osteoblasty produkují alkalickou fosfatázu. kostní kolagen se od jiných liší schopností indukovat tvorbu hydroxyapatitových krystalů. Tento děj závisí na stupni saturace iontů fosforových a iontů vápníku v osteoidu. Parathormon (produkt příštitných tělísek) zajišťuje stálou aktivitu iontů vápníku v plasmě a extracelulárních tekutinách přes možné výkyvy v příjmu, exkreci a procentuálnímu obsahu vápníku v kostech. Při snížené koncentraci vápníku v plasmě je tedy schopen jej mobilizovat z kostí. Důsledkem vyššího obsahu vápník v plasmě stoupá jeho exkrece močí, parathormon však zajišťuje jeho zpětnou tubulární reabsorpci. Koncentraci fosfátů parathormon však udržuje v trvalé rovnováze vůči vápníku. Svou zvýšenou aktivitou sníží jejich tubulární reabsorpci, a tím fosfáty unikají močí.

Z celotělového obsahu vápníku jej mají kosti plných 99%. Hlavní podíl kostních krystalů nese hydroxyapatit. Je tam ještě karbonát, citrát, sodík, hořčík, draslík, chloridy a fluoridy. Plošná míra stěn těchto krystalů veškerého skeletu rozprostřená do jednorovinné plochy by dosáhla až 100 arů. Významné je, že ionty prvků volně putují z mezibuněčné gelové substance do krystalů a naopak. Tím je umožněn zmíněný strukturální neklid kostní tkáně, rovněž se však mohou do kostí dostat i látky cizorodé: olovo, stroncium nebo radium. V 90% se v kalcifikované kosti dospělých v určité časové jednotce neděje prakticky nic. Zbylých zhruba 10% se nachází v oné resorpčněkonstrukční aktivitě. Vznik a vývoj kostí probíhá na bázi enchondrální (nejprve chrupavčitý model, poté depozice minerálních krystalů), nebo membranózní-desmogenní (bez předběžné chrupavky).

Zhoršení řídící činnosti může nastat na nižší úrovni (na synapsi nervosvalové ploténky opakovaným drážděním) i na úrovních vyšších (systém koordinační, zpětné vazby aj.). Projevem je zhoršení kvality složitých pohybů. Řídící systém se rychleji unaví ve svých nejsložitějších oblastech. Proto se v praxi dříve dostaví únava u velmi jemných, složitých, obratných pohybů.
Skelet, klouby a vazy jsou řazeny k podpůrnému anatomickému pohybovému systému. Kost je pevná tkáň vzniklá následkem organizovaného ukládání krystalů minerálů obvykle do chrupavčitého základu. Vlákna kosti jsou tvořena proteinem (kolagen), který je prostoupen krystaly vápníku a fosfátů. Tato vlákna jsou situována v gelu (mukopolysacharidy). Všechno dohromady nazýváme kostní matrix (osteoid). Tento substrát není nikterak konstantní. Trvale se mění, přestavuje, mineralizovaná vlákna se nepřetržitě odbourávají a znovu obnovují. Tento děj je ovlivněn řadou faktorů, působí na něj věk a rovněž je pro jednotlivé kosti individuální. kost je tvořena ze 35% minerálními solemi (Ca, P), téměř polovinu představuje voda (45%). Zbylých 20% je hlavně kolagen.

Tzv. fyziologickou kontrakturou

míníme situaci dlouho výrazně aktivovaného svalu (např. tzv. "písařská křeč") nebo nedostatečně možné relaxace mezi rychle po sobě jdoucími impulzy. Při afunkci antagonisty se ztratí vyvážené protinapětí, čímž je funkční sval uveden do trvalého přetížení. Obdobnou situaci lze někdy přivodit i hyperkorekčními obvazy či ortézami. Může tím dojít k reaktivní fibriotizaci svalu. Cévní zásobení kosterního svalu arteriální krví se děje jednak jeho specifickým anatomickým uspořádáním, jednak úrovní cévního tlaku uvnitř svalu. Venózní krev je odváděna pod povrchovou fascii. Při izometrické kontrakci je tlakem omezován venózní odtok, proto při jejím delším trvání se projeví pokles síly až svalové selhání. Rytmická kontrakce a relaxace svalu je podmínkou pro jeho optimální cévní saturaci (tzv. periferní srdce).

Tento pohyb má tedy svůj řád, naopak pohyb nekoordinovaný je pohyb nahodilý; neorganizovaně se aktivují různé svaly. Sval může být aktivován bez neurálního impulsu na neurosvalovou ploténku pouze mechanickým podrážděním (idiomuskulární dráždivost). Můžeme to například pozorovat při EMG vyšetřování denervovaných svalů. Spontánní pohyby jsou výsledkem součinnosti celého systému na základě impulsu CNS. Přemíra takové iritace se může projevit v krátkém rozmezí (tik), či delším (atetózy, epileptický paroxysmus). Rozhodující je, zda vznikají volní aktivitou či naopak jsou vůlí neovladatelné (tik, atetózy, epileptické motorické projevy). Fascikulace (spontánní záškuby) jsou důsledkem přepětí neuronových spojů na úrovni míšní. Pokud je tato excitabilita v etážích vyšších (kůra, oblast podkorová), jde o myklonus. Lokální svalový spasmus jednotlivých svalových vláken motorické jednotky má rozličnou etiologii (obranný, reflexní apod.). Kontrakturou rozumíme situaci, kdy při staženém svalu nelze zaznamenat žádné akční potenciály.

Určitého cíle

dosáhne organismus funkcí nikoli jednoho svalu, ale určité skupiny svalové (skok, chůze, manuální činnost). Při pohybu s malým úsilím se ze skupiny nejvíce aktivuje ten sval, který dává pohybu určený základní směr. Při větším úsilí se aktivace rozšíří na svaly ostatní, rozsah aktivace není omezen - může se účastnit i svaly vzdálené (např. při vrhu koulí, kdy je vrh umocněn pohybem celého trupu). Svaly, které působí ve směru chtěného pohybu nazýváme agonisty. Svaly směřující proti tomuto pohybu jmenujeme antagonisty. Podle funkce hovoříme též o svalech stabilizujících, neutralizujících či fixujících. Určitý pohyb můžeme provést pouze podporou agonistů antagonisty. Například flexi kolenního kloubu aktivací flexorů nemůžeme uskutečnit bez relaxace čtyřhlavého svalu stehenního (m.quadriceps). Proto se v literatuře setkáváme s jinými pojmy: agonista zůstává - je to vedoucí sval chtěného pohybu. Ostatní svaly mimo agonisty se nazývají synergisty. Antagonista je tzv. protilehlým synergistou. Při takovém pohybu, kdy se z určitého množství svalů s velkou kombinační schopností aktivuje vždy stejná kombinace svalů v přesném svalovém sledu, hovoříme o koordinovaném pohybu.

Při své funkci může sval zvyšovat svoji sílu. Toto zvětšování síly je dáno zvýšením počtu aktivně zapojených motorických jednotek. Také výchozí délka svalu má vliv na jeho sílu. Čím je tato délka větší, tím je také větší síla. Proto protáhneme-li sval před jeho zapojením, bude působit větší silou. Rovněž rychlost stahu má vliv na sílu. Při rychlém svalovém stahu se vyvíjí menší síla, stah je energeticky méně náročný a méně namáhavý než pomalý pohyb. Průměrná síla v tahu činí u lidských svalů 10 kg/cm2. Individuální rozdíly jsou zde značné. Při opakovaných silových pohybech zjišťujeme i zvyšování síly v tahu. Pro udržení svalové síly či pro její zvýšení je dostatečné třeba jen minutové zapojení více než 50% maxima svalové síly toho kterého svalu. Tohoto jevu je využito ve sportovním posilování, léčebné rehabilitaci apod.

Na jeden vzruch axonu reaguje tedy vždy určité množství svalových vláken. Svalová vlákna, která podléhají síti vlákének jednoho axonu, tvoří tzv. motorickou jednotku. Nesmíme tento pojem směšovat se svalovým snopečkem oddělitelným preparačně. Jeden takový snopeček může totiž obsahovat vlákna různých motorických jednotek. Záleží tedy na příslušnosti k axonu. Tím je dána složitost a individuálnost funkce jednotlivých svalů. Počet svalových vláken v motorické jednotce je různý. Ve svalech s jednoduchou funkcí je počet svalových vláken v motorické jednotce (obsažený ve svalech snopečcích) značně vysoký, u svalů s vysoce specifickou funkcí naopak velmi malý. U reprodukčních umělců často používané svaly mimické, oční apod. mají rovněž malý počet svalových vláken v motorické jednotce. Tyto hmotou malé svaly mají tedy velký počet axonů, a tím je zajištěna složitost těchto pohybů. Sval, jak jej anatomicky chápeme (např. m.soleus, gastrocnemius, biceps atd.), může být někdy samostatnou funkční jednotkou, jindy jednotlivé části jednoho svalu mají funkci zcela samostatnou (např. gluteální svaly, deltoideus aj.). Souvisí to opět s uspořádáním motorických jednotek toho kterého svalu.