3.2 Staw ramienny – biomechanika i funkcje

1. Anatomia stawu ramiennego i jego biomechanika

Staw ramienny jest jednym z najbardziej złożonych i ruchomych stawów w ciele człowieka, co sprawia, że jego biomechanika jest szczególnie interesująca. Jest to staw kulisty, który umożliwia ruchy w trzech płaszczyznach, co czyni go jednym z najbardziej mobilnych stawów. Jednak ta ogromna ruchomość odbywa się kosztem stabilności, co powoduje, że staw ramienny jest podatny na urazy.

1.1 Budowa stawu ramiennego

Staw ramienny składa się z dwóch głównych elementów kostnych:

• Główka kości ramiennej – kulista powierzchnia na końcu kości ramiennej, która wchodzi w kontakt z panewką łopatki.
• Panewka stawu ramiennego – płytka, stosunkowo płaska powierzchnia na łopatce, zwana wydrążeniem stawowym (glenoid), w którą wpasowuje się główka kości ramiennej.

Powierzchnie stawowe są pokryte chrząstką stawową, co pozwala na płynny ruch, zmniejszając tarcie. Dodatkowo, wokół panewki znajduje się obrąbek stawowy, który zwiększa głębokość panewki, poprawiając stabilność stawu.

1.2 Struktury stabilizujące staw

Ze względu na wyjątkową ruchomość stawu, stabilność mechaniczna jest głównie zapewniana przez mięśnie, więzadła oraz torebkę stawową, które działają wspólnie, aby utrzymać główkę kości ramiennej w kontakcie z panewką. Szczególną rolę odgrywa tutaj stożek rotatorów, czyli grupa mięśni, które odpowiadają za stabilizację główki kości ramiennej podczas ruchu.

1. Mięśnie stożka rotatorów: Składa się z czterech mięśni – nadgrzebieniowego, podgrzebieniowego, podłopatkowego i obłego mniejszego. Ich zadaniem jest nie tylko ruch stawu, ale także utrzymanie główki kości ramiennej w panewce podczas ruchu.
2. Więzadła: Więzadła barkowe (np. więzadło kruczo-ramienne) wspomagają stabilność pasywną, zapobiegając nadmiernym przesunięciom kości ramiennej w stosunku do panewki.
3. Torebka stawowa: Jest to elastyczna struktura otaczająca staw, która zapobiega przesadnemu rozsuwaniu się elementów stawu, jednocześnie umożliwiając znaczny zakres ruchu.

1.3 Funkcje biomechaniczne stawu ramiennego

Ruchomość stawu ramiennego można analizować w kontekście sześciu głównych typów ruchów: zginania, prostowania, odwodzenia, przywodzenia, rotacji wewnętrznej i zewnętrznej oraz obwodzenia (circumduction). Kombinacja tych ruchów pozwala na pełen zakres funkcji ręki, takich jak sięganie, podnoszenie przedmiotów czy manipulacja narzędziami.

Biomechanika stawu ramiennego opiera się na koordynacji między mięśniami, więzadłami i strukturami kostnymi. Przykładem tego jest mechanizm rytmu ramienno-łopatkowego, który polega na współdziałaniu ruchów stawu ramiennego i łopatki, aby umożliwić pełny zakres ruchów kończyny górnej. W szczególności, na każde 2 stopnie ruchu w stawie ramiennym, 1 stopień ruchu zachodzi w łopatce, co pozwala na płynny i skoordynowany ruch całego ramienia.

2. Zakres ruchu i biomechanika ruchu w różnych płaszczyznach

Staw ramienny, jako staw kulisty, ma zdolność do wykonywania ruchów we wszystkich trzech płaszczyznach anatomicznych: czołowej, strzałkowej i poprzecznej. Zakres ruchu (range of motion – ROM) w tych płaszczyznach jest bardzo szeroki, co pozwala na dużą swobodę w wykonywaniu różnorodnych czynności. Ruchy te są wynikiem synergii pracy mięśni, więzadeł i stawów, a ich biomechaniczne znaczenie obejmuje zarówno siłę generowaną przez mięśnie, jak i stabilizację zapewnianą przez struktury pasywne.

1. Płaszczyzna czołowa

W płaszczyźnie czołowej, staw ramienny umożliwia ruchy takie jak odwodzenie i przywodzenie. Odwodzenie (abduction) to ruch, który oddala kończynę od linii środkowej ciała, natomiast przywodzenie (adduction) zbliża kończynę do tej linii. Ruchy te są możliwe dzięki mięśniom takim jak mięsień naramienny (część boczna), mięsień nadgrzebieniowy oraz stożek rotatorów. Więzadła oraz torebka stawowa pełnią kluczową rolę w zapewnieniu stabilności podczas tych ruchów, szczególnie w końcowych zakresach odwodzenia, gdzie staw jest najbardziej narażony na niestabilność.

2. Płaszczyzna strzałkowa

W płaszczyźnie strzałkowej odbywają się ruchy zgięcia (flexion) i wyprostu (extension). Zgięcie polega na podniesieniu kończyny górnej do przodu, co angażuje mięśnie takie jak mięsień naramienny (część przednia), mięsień piersiowy większy oraz mięsień dwugłowy ramienia. Wyprost, czyli ruch przeciwny, polega na odprowadzeniu kończyny w tył, co aktywuje mięśnie takie jak mięsień naramienny (część tylna), mięsień najszerszy grzbietu oraz mięsień obły większy. Mechanika tych ruchów jest skomplikowana przez działanie łopatki, która współpracuje ze stawem ramiennym w celu optymalizacji zakresu ruchu i redukcji ryzyka kompresji struktur miękkich.

3. Płaszczyzna poprzeczna

Ruchy w płaszczyźnie poprzecznej obejmują rotację wewnętrzną (internal rotation) i rotację zewnętrzną (external rotation) stawu ramiennego. Rotacja wewnętrzna to ruch, w którym przednia część ramienia obraca się w kierunku ciała, a rotacja zewnętrzna to ruch przeciwny. Mięśnie odpowiedzialne za te ruchy to m.in. podłopatkowy (rotacja wewnętrzna) oraz mięśnie nadgrzebieniowy i podgrzebieniowy (rotacja zewnętrzna). Te ruchy mają szczególne znaczenie w stabilizacji stawu podczas dynamicznych aktywności, takich jak rzucanie piłki lub praca przy dużych obciążeniach.

4. Obwodzenie (circumduction)

Staw ramienny pozwala również na wykonywanie ruchu zwanego obwodzeniem, który jest połączeniem wszystkich podstawowych ruchów, czyli zgięcia, wyprostu, odwodzenia, przywodzenia oraz rotacji. Obwodzenie umożliwia tworzenie ruchu okrężnego kończyny górnej, co jest kluczowe dla wielu codziennych i sportowych aktywności.

Każdy z tych ruchów ma swoje specyficzne znaczenie biomechaniczne i wymaga doskonałej koordynacji pomiędzy mięśniami oraz strukturami pasywnymi. Zakres ruchu w stawie ramiennym zależy od wielu czynników, takich jak elastyczność torebki stawowej, siła mięśniowa oraz mechanika współpracy z łopatką i obojczykiem. Właściwa biomechanika tych ruchów jest kluczowa dla zdrowia stawu i zapobiegania urazom.