Энтезис ахиллова сухожилия

Энтезис – место прикрепления любого сухожилия к кости. Он характеризуется особой гистологической структурой, представленной постепенным переходом сухожилия в кость посредством хрящевой зоны (Рисунок 12).

Ахиллово сухожилие прикрепляется к площадке трапециевидной формы по задней поверхности бугра пяточной кости, при этом большая часть области прикрепления находится медиальнее [256]. Средняя высота области прикрепления (расстояние межу верхней и нижней точками энтезиса) 19,8 мм, а средняя ширина – 23,8 мм вверху и 31,2 мм внизу [452]. Таким образом, трапециевидная форма энтезиса обращена вершиной вверх, а сухожилие в дистальном направлении постепенно распластывается по поверхности бугра пяточной кости, что приводит к равномерному распределению механической нагрузки. При этом, несмотря на увеличившуюся площадь сухожилия, не происходит увеличения количества сухожильных волокон. Вокруг сухожильно-костных переходов других сухожилий в состав энтезиса входит жировая муфта, однако энтезис ахиллова сухожилия лишен ее [194].

Как и у других сухожилий, угол, под которым ахиллово сухожилие прикрепляется к кости, относительно постоянен вне зависимости от положения стопы и голени. Когда стопа находится в положении тыльного сгибания, верхняя часть бугра пяточной кости функционирует как направляющий блок для сухожилия, а при плантарной флексии стабилизация положения ахиллова сухожилия обеспечивается за счет глубокой фасции голени (fascia cruris profunda) [180]. При пронации и супинации пяточной кости стабилизирующий механизм менее выражен, хотя и тут глубокая фасция голени, срастающаяся с надкостницей пяточной кости, обеспечивает константность угла прикрепления. Кроме того, угол прикрепления стабилизирует и сам энтезис, который обеспечивает эластическое выравнивание векторов сил [191], сохраняя при этом жесткость соединения, подобно дополнительной оплетке электрического провода у штепселя [689]. Благодаря этому любое физиологическое изменение положения и формы коллагеновых волокон не приводит к концентрации силы в области соединения кости и мягких тканей, а напряжение по экспоненте распределяется на проксимальные отделы сухожилия, что уменьшает риск разрыва в, казалось бы, такой биомеханически уязвимой зоне, как энтезис.

Однако задача распределения нагрузки в области сухожильно-костного перехода ахиллова сухожилия выполняется не только энтезисом. При дорсифлексии стопы передняя поверхность сухожилия плотно соприкасается с верхней частью задней поверхности бугра пяточной кости, что приводит к уменьшению нагрузки на сам энтезис. При оперативном лечении по поводу деформации Haglund резецируют верхний край бугра пяточной кости, что неминуемо изменяет механизм перераспределения нагрузки при соприкосновении передней поверхности сухожилия с костью. Степень увеличения нагрузки на энтезис при этом зависит от объема резецируемой части. Несмотря на то, что точный биомеханический процесс перераспределения нагрузки в зависимости от площади соприкосновения сухожилия и кости не изучен, эту особенность стоит учитывать при планировании объема резекции пяточной кости, особенно у профессиональных спортсменов. При спортивных нагрузках отсутствие соприкосновения передней поверхности сухожилия с верхней частью бугра пяточной кости может привести к катастрофическому повышению нагрузки на энтезис и возможному разрыву в этом редком и весьма неблагоприятном месте.

Перемежающийся контакт сухожилия с верхней поверхностью бугра пяточной кости приводит к локальным специализированным морфологическим изменениям поверхностей этих образований. Верхняя поверхность бугра пяточной кости покрыта толстой фибрознохрящевой надкостницей, а передняя поверхность ахиллова сухожилия в его дистальной части выстлана «сесамовидным фиброхрящем» (Рисунок 12) [671]. Последний термин имеет в своем составе слово «сесамовидный» ввиду того что фибрознохрящевая прослойка располагается не на поверхности сухожилия, а слегка внутри него, подобно сесамовидной кости. Свободным движениям этих двух поверхностей относительно друг друга способствует bursa retrocalcanea, в которую при плантарной флексии вдается языкообразный выступ нижней части жировой подушки Kager. Энтезис, периостальный и сесамовидный фиброзные хрящи, сумка и жировая подушка коллективно функционируют как единый орган, который иногда называют «энтезис-орган» [192, 193]. Эти разнородные ткани объединены одной целью – перераспределить концентрацию сил и снизить риск разрыва в области сухожильно-костного перехода [671, 672].

Рисунок 12. Микроскопическая картина ахиллова сухожилия и энтезис-органа.

A - Сагиттальный срез, общий вид. Энтезис состоит из выступающего фиброзного хряща (ФХ), который наиболее выражен в верхней части сухожильно-костного перехода (два черных треугольных маркера). Непосредственно проксимальнее сухожильно-костного перехода передняя поверхность сухожилия контактирует (отмечено жирной черной стрелкой) с верхней частью бугра пяточной кости (БП) посредством bursa retrocalcanea (BR). В сумку выступает языкообразный отросток нижней части жировой подушки Kager (K). Проксимальная часть сумки и выступ жировой подушки выстланы синовиальной мембраной (черные стрелки). Дистальная часть сумки с поверхностной стороны образована сесамовидным фиброзным хрящом (СФХ), а с дистальной – периостальным фиброзным хрящом (ПФХ). По задней поверхности ахиллова сухожилия виден эпитенон (Э), содержащий кровеносные сосуды (КС). В самой нижней части ахиллово сухожилие покрыто сзади пяточной жировой подушкой (ПЖП) (трихроматичная окраска по Masson).

Б – сагиттальный срез «границы прилива» (ГП). Клетки фиброзного хряща организованы в продольные ряды (черные стрелки) в зоне некальцифицированного фиброзного хряща (НкФХ). Непосредственно глубже НкФХ располагается кальцифицированный фиброзный хрящ (КФХ) (трихроматичная окраска по Masson).

В – сагиттальный срез глубже «границы прилива». Кальцифицированный фиброзный хрящ постепенно замещается костными трабекулами (КТ) (Окраска толуидином голубым).

Г – сагиттальный срез дистальной части bursa retrocalcanea. По задней поверхности сухожилия располагается сесамовидный фиброзный хрящ (СФХ), а противоположная поверхность кости выстлана периостальным фиброзным хрящом (ПФХ). Синовиальная оболочка на сочленяющихся поверхностях отсутствует (трихроматичная окраска по Masson)

Дистальная часть bursa retrocalcanea не содержит синовиальной выстилки, а ее стенки представлены непосредственно сесамовидным и периостальным фиброзным хрящом [192, 671]. С одной стороны, эти данные неожиданны, но, с другой стороны, в отсутствии синовиальной выстилки сумки нет ничего удивительного, если вспомнить о том, что сумки имеют много общего с синовиальным суставом [192, 235]. Сесамовидный и периостальный фиброзные хрящи функционируют как суставные поверхности, на которые приходится нагрузка при дорсифлексии стопы. Следовательно, как и классический гиалиновый хрящ суставной поверхности, они не могут быть покрыты синовиальной мембраной, содержащей сосуды, а сама синовиальная мембрана сосредоточена в проксимальной части bursa retrocalcanea. У пожилых людей в периостальном и сесамовидном фиброзном хряще наблюдаются такие же дегенеративные изменения (особенно фиссурация и кластеризация хондроцитов), что и при артрозе обычных суставов. Кроме того, в полости сумки могут иметься свободные тела, образовавшиеся в результате отрыва и миграции участков тканей, выстилающих сумку изнутри. Воспалительные изменения, характерные для ретрокальканеального бурсита, могут быть вторичными по отношению к дегенеративным изменениям фиброзного хряща [671].

В самом энтезисе выделяют четыре зоны тканей: плотная фиброзная соединительная ткань, некальцифицированный фиброзный хрящ, кальцифицированный фиброзный хрящ и кость [192, 671]. Между зонами кальцифицированного и некальцифицированного фиброзного хряща есть четкая линия (так называемая «граница прилива»). В норме эта линия прямая, и именно ее принято считать механической границей между мягкими тканями и костью. Однако эта линия не является гистологической границей (т.е. точным местом сухожильно-костного перехода), а скорее местом встречи зоны кальцифицированного фиброзного хряща энтезиса и субхондральной кости. Сложное взаимопроникновение этих двух разнородных тканей лежит в основе прочного прикрепления сухожилия к кости, причем это происходит по якорному принципу за счет прямого продолжения хода коллагеновых волокон из сухожилия в кость [567]. Следовательно, гистологическая и механическая границы сухожилия не идентичны. Они и не могут совпадать ввиду функциональных требований. Механическая граница должна находиться на прямой линии, в противном случае зазубренные выступы кости будут травмировать сухожилие при движениях. Гистологическая граница наоборот не должна быть прямой, чтобы обеспечить прочное якорное соединение сухожилия и кости. Механический парадокс в энтезисе взрослого человека разрешается присутствием на поверхности кости тонкой прослойки кальцифицированного хряща, который можно сравнить с цементом на кирпиче. Присутствие этого слоя обеспечивает гладкий гистологический переход сухожилия (волокна Sharpey) в истинную кость [190].

Волокна Sharpey не являются уникальной особенностью энтезиса ахиллова сухожилия: они обнаруживаются и в других фибрознохрящевых энтезисах, что соответствует как процессу формирования энтезиса, так и малому количеству компактного костного вещества в субхондральной пластинке. У крыс энтезис пяточного сухожилия развивается путем метаплазии фибробластов в плотной фиброзной соединительной ткани сухожилия рядом с поверхностью кости. При этом клетки фиброзного хряща, так же как и их предшественники, фибробласты, организованы в продольные ряды. Вероятно, развитие фиброзного хряща индуцируется механическими стимулами сразу после рождения. При этом ткань функционирует как «мини зона роста» кости. C одной стороны энтезиса фибробласты сухожилия превращаются в клетки фиброзного хряща (граница между зонами плотной фиброзной соединительной ткани и некальцифицированного фиброзного хряща), а с другой стороны кость замещает фиброзный хрящ аналогично эндохондральной оссификации зоны роста длинных трубчатых костей [331].

Фиброзный хрящ энтезиса распространен по плоскости сухожильно-костного перехода неравномерно. Более он выражен в верхней части (т.е. под глубокими слоями ахиллова сухожилия), чем в нижней, где энтезис отличается большим количеством плотной фиброзной соединительной ткани. Примечательно, что именно в задне-нижней части бугра пяточной кости образуются костные шпоры при энтезопатии. Трапециевидная форма фиброзного хряща энтезиса ахиллова сухожилия вероятно способствует функционированию этого образования в качестве мягкотканого направляющего блока благодаря вязкоупругим свойствам [567]. В свою очередь эта функция дополняет более явный направляющий блок, сформированный верхней поверхностью бугра пяточной кости. Однако мягкотканый блок может лишь несильно компенсировать векторы сил и только при коротком плече силы ахиллова сухожилия, например, при дорсифлексии стопы. Quigley и Chaffin [651] вычислили, что расстояние от ахиллова сухожилия до оси движений в голеностопном суставе (плечо силы) уменьшается на 40% при 35 градусах дорсифлексии. Это означает, что наибольшие энергозатраты необходимы для приподнимания веса тела на носках стоп, и именно при дорсифлексии нагрузка на мышечно-сухожильный переход и на само сухожилие максимальна.

В литературе уделяется незаслуженно мало внимания и той части пяточной кости, которая располагается непосредственно под энтезисом. Ее отличительной особенностью является то, что она лишена кортикального слоя. Кость в этом месте имеет хорошо организованные трабекулы, которые преимущественно ориентированы вдоль волокон ахиллова сухожилия, связывая энтезисы сухожилия и подошвенного апоневроза [567]. Архитектоника трабекул предполагает распределение сил по линиям основной направленности внутри кости, соединяя при этом две мягкотканые структуры (ахиллово сухожилие и подошвенный апоневроз). У молодых людей трансмиссия силы происходит не только по трабекулам кости, но и по мягкотканым структурам. Как было отмечено выше, часть волокон ахиллова сухожилия вплетается в подошвенный апоневроз [713]. Аналогичный биомеханический механизм можно наблюдать и в надколеннике – где передача силы частично происходит по костным трабекулам, ориентированным параллельно сухожилию, а частично – по самим сухожильным волокнам [763]. В обоих случаях этот механизм иллюстрирует принцип миофасциальной непрерывности одноименной теории [586].