Синовиальная жидкость: состав, источник, значение

МРТ диагностика синовиальных складок коленного сустава

Филистеев Павел Анатольевич, заведующий отделением МРТ диагностического центра MED-7, врач отделения рентгеновской диагностики и томографии ФГБУ «Центральная клиническая больница с поликлиникой » Управления делами Президента РФ

Синовиальные складки коленного сустава являются частью его нормальной анатомии и иногда способны вызывать клинические проявления. Магнитно-резонансная томография (МРТ) и МР-артрография позволяют неинвазивно оценить состояние синовиальных складок, провести дифференциальную диагностику причины болевого синдрома в коленном суставе. Синовиальные складки на МР-изображениях выглядят как линейные гипоинтенсивные тяжи на фоне окружающей жидкости и жира. Т2- и протонно-взвешенные импульсные последовательности с подавлением МР-сигнала от жировой ткани признаны оптимальными для визуализации синовиальных складок.

Синдром синовиальных складок (ССС) сопровождается болезненностью в области коленного сустава и нарушением его функции, и должен рассматриваться клиницистами и рентгенологами в качестве одного из возможных диагнозов. Диффузно утолщенная складка, обычно на фоне проявлений локального синовита и эрозий суставного хряща, — наиболее частые проявления ССС. Лечение синдрома синовиальных складок заключается в консервативном ведении пациента на первом этапе, при неэффективности проводят артроскопическую резекцию патологической складки.

Введение

Складка коленного сустава представляет собой дупликатуру синовиальной оболочки, выстилающей полость сустава. Структура синовиальных складок тонкая, пленчатая, с зонами васкуляризации. С эмбриогенетической точки зрения складки являются частично рудиментированными синовиальными мембранами и обнаруживаются в коленных суставах здоровых людей. Точная функция синовиальных складок неизвестна. Ряд авторов считает, что синовиальные складки подобно глазным векам способствуют улучшению смазки сустава синовиальной жидкостью.

В случаях прямой травмы коленного сустава, при повторяющихся нагрузках или воспалительном процессе могут возникать клинические симптомы, обусловленные механическим воздействием складок на другие внутрисуставные структуры. В частности, при движении утолщенная и фиброзированная синовиальная складка вызывает раздражение синовиальной оболочки по краям мыщелков костей, что в конечном итоге приводит к реактивному синовиту и истончению суставного хряща (синдром синовиальной складки — ССС).

Наиболее часто возникают изменения медиопателлярной складки, однако точная оценка распространенности ССС затруднена по причине отсутствия четких критериев диагностики.

На МРТ интактные синовиальные складки представляют собой тонкие гипоинтенсивные линейные структуры, исходящие из синовиальной выстилки. Их визуализация значительно улучшается при наличии жидкости в суставе (суставного выпота, крови или контрастного препарата при проведении МР-артрографии).

Особенности синовиальной жидкости

Для синовиальной жидкости характерен высокий уровень pH – 7,74. Она очень чувствительна к любым изменениям, приводящим к колебаниям кислотно-щелочного баланса, и его сдвигам в кислую сторону. Поступающие с пищей вещества вызывают изменение состава не только синовии, но также слюны и крови с уровнем pH 7,0- 7,5 и 7,35-7,45 соответственно.

Основные компоненты синовиальной жидкости:

• Плазма – она представляет собой жидкостную основу синовии.
• Гиалурон – этот полисахарид вырабатывается самой синовиальной оболочкой и обеспечивает нужную вязкость суставной смазки; образованная из него гиалуроновая кислота «удерживает» синовию в пределах суставной сумки — выполняет барьерную функцию.
• Холестерин – протеин, обеспечивающий тягучесть смазки и отвечающий за отсутствие трения. Он образует защитную пленку, препятствующую истиранию суставов.

За оптимальный кислотно-щелочной баланс «отвечают» соли натрия, магния, калия, лития. При его сдвиге эти щелочные металлы нейтрализуют повышенную кислотность, но для этого они должны регулярно поступать в организм с пищей. Их переизбыток исключен. Во-первых, их содержание в пище не высоко. Во-вторых, в организме они превращаются в нейтральные соли, избыток которых выводится почками и выходит с потом.

Обеспечить достаточное содержание солей вышеперечисленных минералов в пище очень сложно. Современные агротехнологии предусматривают обязательное окисление почв сельхозназначения за счет применения высокоинтенсивных удобрений. Выросшие на обедненных почвах фрукты, овощи, злаки не обладают эталонным минеральным составом.

Например, традиционно богатая калием фасоль, чечевица, горчица, картофель не содержит уже того количества минерала, к которому мы привыкли. Восполнить его недостаток позволяет только включение в рацион специальных витаминно-минеральных комплексов. Их прием наряду с рациональным питанием обеспечивает нормальный кислотно-щелочной баланс всех жидких сред организма.

Эмбриогенез

В настоящее время распространено мнение, что коленный сустав первоначально состоит из трех отсеков – медиального, латерального и супрапателлярного, разделенных синовиальными перегородками. Неполное рассасывание этих перегородок приводит к формированию хорошо развитых синовиальных складок, занимающих пространство между дистальными отделами эпифиза бедренной кости и проксимальными отделами большеберцовой кости. Внутриутробное движение в коленном суставе у плода может одновременно способствовать рассасыванию складок и формированию полости сустава. Эта теория позволяет объяснить наличие супрапателлярной и инфрапателлярной складок, но безосновательна для латеральной и медиальной складок, так как пателло-феморальный сустав ни на одном из этапов эмбриогенеза не разделен на полости в плоскости этих складок (то есть, во фронтальной). Эмбриологические работы S. Ogata и H.K. Uhthoff показали, что медиопателлярнная складка не является остатком синовиальной перегородки. Вероятно, она имеет мезенхимальное происхождение и связана с внутриутробной латерализацией надколенника, о чем говорит преобладание мезенхимы именно в медиопателлярной зоне.

В литературе нет точных данных о распространенности этих персистирующих эмбриологических структур в популяции. В анатомическом исследовании коленных суставов T. Jouanin с соавт. в 11% случаев присутствовали три основные складки, в 10% — не было выявлено ни одной складки. Супрапателлярная и инфрапателлярная складки встречаются наиболее часто, но обычно клинически интактны. Латеральная складка коленного сустава встречается крайне редко. Из-за клинических проявлений, на сегодняшний день наиболее изученной является медиопателлярная складка.

Возможности МРТ в диагностике синовиальных складок

Синовиальные складки на МР-изображениях выглядят как гипоинтенсивные тяжи на фоне жидкости и жира по периферии. Наиболее информативными импульсными последовательностями в диагностике синовиальных складок из-за высокого сигнала от жидкости признаны градиентные Т2-взвешенные импульсные последовательности, а также Т2- или протонно-взвешенные последовательности с использованием жироподавления. МР-артрография применима в случае недостаточного количества внутрисуставной жидкости и наличии выраженных клинических симптомов манифестирующей складки. Контрастный агент обеспечивает высокий межтканевой контраст суставных поверхностей, растягивает капсулу сустава, что в совокупности помогает визуализировать все складки коленного сустава, верифицировать или исключить их патологические изменения.

Размеры и морфологическая перестройка синовиальных складок не являются достоверным признаком их клинической значимости. При наличии стойких клинических симптомов и отсутствии других возможных причин похожего симптомокомплекса (например, повреждения медиального мениска или внутренней боковой связки, пателло-феморального артроза, артроз медиальных отделов сустава) характерными признаками синдрома патологической складки является локальный синовит, эрозии суставного хряща надколенника и пателлярной поверхности бедренной кости.

Характеристики голеностопного хряща

Анатомия голеностопа не представляет особой сложности. Состоит сустав из двух основных костей, большеберцовой и малоберцовой. Дополнительно к ним крепятся стопы. Нижние дистальные кости по своему расположению образуют гнездо, в основе которого лежит отросток стопы. Это соединение является основной голеностопного хряща. В нем находится несколько основных элементов:

• наружная лодыжка;
• внутренняя лодыжка;
• костные элементы.

На наружной лодыжке выделяют два края и поверхности. В задней части располагается углубление, к которому прикреплены сухожилия малоберцовых мышц. К наружной поверхности голеностопного сустава приставлены боковые связки. Немаловажным элементом являются фасции, они представляют собой соединительно-тканные оболочки. Элементы образованы с помощью футляров, покрывающих мышцы, нервы и сухожилия.

На внутренней поверхности располагается гиалиновый хрящ. Он вместе с верхней таранной костью составляет наружную щель голеностопного сустава. В совокупности все элементы представляют прочную конструкцию, за счет чего достигается оптимальная защита хрящика от негативных воздействий из окружающей среды.

Анатомия соединения продумана природой до мелочей. Благодаря этому суставы подвижны, эластичны и гибки.

Супрапателлярная складка

В литературе существует несколько синонимов супрапателлярной складки: супрапателлярная перегородка, верхняя складка, надколенниковая складка.

Супрапателлярная складка локализована между супрапателлярной сумкой и полостью коленного сустава, имеет косо-нисходящий ход, начинаясь от синовиальной оболочки на передней поверхности метафиза бедра и заканчиваясь в области задней части сухожилия четырехглавой мышцы в зоне прикрепления к надколеннику. До конца 4 месяца внутриутробного развития плода супрапателлярная складка полностью отделяет полость коленного сустава от супрапателлярной сумки, а уже к концу 5 месяца ее форма не отличается от таковой у взрослого человека.

Считается, что ключевым фактором, обеспечивающим степень редукции складки, является механический. В зависимости от объема движений в коленном суставе может сформироваться как небольшая перфорация в складке, так и ее частичное или полное отсутствие. T. Zidorn классифицировал степень «развития», или более точно – редукции, супрапателлярной складки на 4 группы в зависимости морфологических особенностей:

МР-томограмма коленного сустава в Т2 В.И., сагиттальная плоскость

• тип I (septum completum) – замкнутая супрапателлярная сумка — супрапателлярная складка полностью отделяет надколенниковый карман от полости коленного сустава;
• тип II (septum perforatum) – супрапателлярная складка имеет одно или несколько отверстий, связывающих супрапателлярную зону с полостью сустава;
• тип III (septum residuale) – визуализируется остаточный соединительнотканный тяж, чаще с внутренней стороны;
• тип IV (septum extinctum) – характерна полная инволюция супрапателлярной складки.

При II типе складки зоны ее перфорации, обеспечивающие циркуляцию суставной жидкости в область заворота, получили название ворот.

Супрапателлярная складка персистирует очень часто – до 89% случаев по данным аутопсий. При МРТ коленного сустава складка лучше всего определяется в сагиттальной плоскости как линейный гипоинтенсивный тяж, кзади и сверху от надколенника.

При артроскопии полностью нередуцированную супрапателлярную складку можно заподозрить только по уменьшению объема супрапателлярного кармана. Иногда диагноз устанавливается случайно при пункции сустава, когда инъекционная игла оказывается в супрапателлярной сумке, а не в полости сустава.

Тазобедренный хрящ и его специфика

Особенности строения тазобедренного соединения заключаются в его ореховидной форме и принадлежности к поясу нижних конечностей. Элемент объединяет тазовую кость и хрящ с помощью сочленения суставной впадины. Поверхности костей покрыты специальным гладким слоем.

Фиброзная капсула имеет расположение, как и у локтевого соединения. Она локализуется по краю суставной впадины, ее хрящевая губа находится в полости соединения. Верхняя часть капсулы прикреплена к одной четверти длины шейки бедра. Сзади она не достигает и ее половины.

Внесуставные и внутрисуставные связки тазобедренного соединения укрепляют его прочность. Глубокие слои капсулы отвечают за ее содержание. Этот участок называется круглой зоной, он охватывает шейку бедра и лежит в основе бурсы тазобедренного соединения.

Главной особенностью тазобедренного соединения является его более глубокая посадка. Сустав отличается повышенной прочностью, но при этом имеет меньшую свободу действий. Здоровый хрящ обеспечивает движение в трех плоскостях. Разгибание и сгибание осуществляются за счет фронтальной оси.

Инфрапателлярная складка

Инфрапателлярная складка, или ligamentum mucosum – самая распространенная складка коленного сустава. Ее формирование происходит с 8 по 12 неделю гестации и зависит от степени инволюции примитивной эмбриональной мембраны, разделяющей медиальные и латеральные отделы сустава. Форма складки легла в основу ее артрокопической классификации S. Kim and W. Choe:

• 0 — отсутствие складки;
• 1 — полная персистенция складки, складка отделена от передней крестообразной связки;
• 2 — полная персистенция складки, складка отделена от передней крестообразной связки и имеет несколько пучков;
• 3 — вертикальная складка – полная персистенция складки, которая связана с передней крестообразной связкой, делит полость сустава на медиальный и латеральный отделы;
• 4 — фенестрированная вертикальная складка — вертикальная складка с отверстием/дефектом.

Инфрапателлярная складка начинается в передних отделах межмыщелкового углубления бедренной кости, расширяется вперед и вниз, прикрепляется к нижнему полюсу надколенника. Толщина складки широко варьирует от субмиллиметровой вплоть до размера передней крестообразной связки.

Инфрапателлярную складку легко обнаружить на сагиттальных МР-томограммах, как линейную гипоинтенсивную структуру, идущую через жировое тело Гоффа в плоскости, параллельной передней крестообразной связке. В ряде случаев, особенно у пациентов с полным разрывом передней крестообразной связки, хорошо развитая инфрапателлярная складка может симулировать ее сохраненные пучки. Также необходимо проводить дифференциальную диагностику инфрапателлярной складки с локальным узелковым синовитом, послеоперационными изменениями и свободным телом в области жировой подушки Гоффа. Осведомленность врачей-рентгенологов о существовании данной анатомической структуры позволяет в большинстве случаев поставить правильный диагноз.

Медиопателлярная складка

Медиопателлярную складку также называют медиальной складкой, синовиальной надколенниковой складкой, крыловидной складкой, пателлярным мениском, синовиальным выступом. Медиопателлярная складка начинается в области медиальной стенки коленного сустава, идет косо вниз и вплетается в синовий вокруг жирового тела Гоффа. Она может соединяться с супрапателлярной складкой, но чаще имеет раздельное прикрепление. В случае избыточного развития, медиопателлярная складка может распространяться на медиальную поверхность блока бедерной кости и медиальную фасетку надколенника.

МР-томограммы, аксиальная плоскость, протонно-взвешенный режим с подавлением сигнала от жировой ткани

J. Sakakibara, основываясь на форме и величине, выделил 4 типа медиопателлярной складки:

• тип А – складка представлена линейным жгутообразным выпячиванием синовиальной стенки;
• тип B – складка представлена удлиненным линейным тяжом с неровными контурами, но не достигает медиального мыщелка бедренной кости;
• тип С – складка удлинена, утолщена, с неровными бахромчатыми контурами, распространяется на область медиального мыщелка бедренной кости.
• тип D – складка распространяется на область медиального мыщелка бедренной кости, утолщена, неровная, имеет центральный дефект (фенестрированная складка).

Данная классификация получила всеобщее признание и одобрение, так как проста в использовании и клинически востребована. Типы A и B медиопателлярной складки бессимптомны. Типы C и D могут ущемляться между медиальным мыщелком бедренной кости и надколенником с последующим утолщением и уплотнением, повреждая хрящ в области пателло-феморального сочленения. Основным механизмом воздействия складки является компрессия суставного хряща медиальной фасетки надколенника при сгибании и пателлярной поверхности медиального мыщелка бедренной кости при разгибании. Ряд авторов придерживается точки зрения, что фенестрированная медиопателлярная складка (тип D) чаще вызывает повреждение (импинджмент) суставного хряща медиальных отделов пателло-феморального сустава.

Для визуализации медиопателлярной складки с помощью МРТ наиболее информативными считают Т2- или протонно-взвешенные изображения в сагиттальной и аксиальной плоскости с использованием режима жироподавления или без него. Медиопателлярная складка имеет низкий МР-сигнал и без труда распознается в типичном месте на фоне небольшого количества внутрисуставной жидкости. С другой стороны, следует всегда обращать внимание не только на размер складки и ее расположение относительно медиального мыщелка, но также на состояние суставного хряща в медиальной фасетке надколенника, мыщелке бедра и на жалобы пациента. При массивном внутрисуставном выпоте может произойти боковое смещение складки, осложняющее дифференциальную диагностику типов B и С. Крупный размер медиопателлярной складки может затруднить осмотр медиальных отделов сустава при артроскопии.

Как влияет изменение pH на синовию?

Как только уровень кислотности повышается, качество суставной смазки ухудшатся. Недостаточно «смазанные» суставы испытывают излишнее трение, что приводит к травмам, а при постоянном недостатке смазки или ее низком качестве даже к деформации. Причем значение имеет не столько количество синовии, сколько ее качество. При том же объеме, но повышенной кислотности качество смазки снижается ровно также, как при ее недостаточной выработке.

Снижение качества проявляется следующими признаками:

• Щелчки при сгибании и разгибании суставов;
• Характерный скрип при движении;
• Болевые ощущения;
• Напряжение в суставной области;
• Скованность и ограничение подвижности.

На работе суставов отражается, как количество, так и качество смазки. Особенно отчетливо это заметно в функционировании коленных, локтевых и голеностопных суставов, на долю которых приходится максимальная нагрузка.

Латеральная пателлярная складка

Схематическое изображение анатомических структур латерального кармана коленного сустава (норма)

Латеральная пателлярная складка – наиболее редко встречающаяся складка коленного сустава. Чаще всего она имеет продольную форму, очень тонкая и расположена на 1-2 см латеральнее надколенника.Латеральная пателлярная складка берет свое начало на латеральной стенке и прикрепляется к инфрапателлярному жировому телу. S. Ogata и H.K. Uhthoff выдвинули гипотезу, что редкая персистенция латеральной пателлярной складки связана с латеральным смещением надколенника, не оставляющим места для нее в латеральном кармане. Латеральная складка может затруднять проведение артроскопии коленного сустава через передне-латеральный доступ.

Латеральную пателлярную складку не следует путать с более часто встречающимися крыловидной, верхнелатеральной, поперечной дугообразной складками.

Стрелками указаны: на рисунке А — латеральная пателлярная складка (белая тонкая стрелка), латеральная крыловидная складка (черная тонкая стрелка), поперечная дугообразная складка (черная толстая стрелка); на рисунке Б — верхнелатеральная складка (белая толстая стрелка).

Латеральная крыловидная складка расположена вплотную к надколеннику по наружной стенке, верхнелатеральная складка представляет собой разновидность дислоцированной кнаружи супрапателлярной складки. Поперечная дугообразная синовиальная складка часто обнаруживается на стыке вертикальной и переднезадней частей латерального кармана.

Патогенез и клинические проявления

Синдром синовиальной складки (shelf-, plica-синдром или их наиболее частая разновидность — синдром медиопателлярной складки) описывает комплекс болезненных нарушений функций коленного сустава, при которых единственной находкой оказывается утолщенная и фиброзно-измененная складка.

МР-томограмма коленного сустава

Пациент А., 18 лет. МР-томограмма коленного сустава, протонно-взвешенный режим с подавлением жира (аксиальная плоскость) и артроскопические слайды. Жалобы на боль во внутренних отделах коленного сустава. Определяется удлинение, утолщение, фибрилляция медиальной пателлярной складки, которая достигает медиального мыщелка бедра (тип С по Sakakibara). Стрелкой указана зона «растрескивания» и хондромаляции суставного хряща медиальной фасетки надколенника.

Дебютом патологии обычно является травма коленного сустава (прямой удар, повторяющаяся нагрузка, скручивание, приводящие к растяжению складки), реже воспалительные и дегенеративные изменения. Посттравматический, воспалительный отек складки приводит к потере ее эластичности, утолщению и клиническим проявлениям в том случае, если она достигает пателло-феморального сустава при движениях. Результатом фиброза и гипертрофии становится реактивный механический синовит, а также эрозии суставного хряща бедренной кости и надколенника. На ранних стадиях заболевания причиной болевого синдрома часто является сама складка, тогда как в более поздний период на первое место выходит хондромаляция суставного хряща и синовит. Следует помнить, что размеры, форма, ригидность складок коленного сустава напрямую зависят от наследственных и конституциональных особенностей конкретного человека, однако, большинство специалистов сходятся во мнении, что толстая складка манифестирует клинически значительно чаще, чем тонкая.

Синдром медиопателлярной складки чаще диагностируется у подростков, чем у взрослых, в связи с более редким сопутствующим поражением менисков и связок. Наиболее типичным является возникновение симптомов после тупой травмы колена. Основной жалобой пациентов являются боли в медиальных отделах сустава, которые могут возникать как при нагрузке, так и в покое, и усиливаются при повторяющемся сгибании/разгибании. Боль локализуется кнутри от надколенника, выше линии суставной щели коленного сустава. Неспецифические признаки включают крепитацию, выскакивание, щелчки, псевдозаклинивание и выпот. Дифференцировать ССС чаще всего приходится с разрывом медиального мениска и пателлярной нестабильностью. В случае пальпации медиальнее надколенника плотного болезненного тяжа диагноз синдрома медиопателлярной складки становится более вероятным.

Существует два основных механизма патологического воздействия супрапателлярной складки. Первый — компрессия полости коленного сустава супрапателлярной сумкой с импинджментом суставного хряща верхнемедиальных отделов бедренной кости при сгибании. Второй — воспаление супрапателлярной сумки.

МР-томограмма коленного сустава (сагиттальная плоскость)

МР-томограмма коленного сустава (сагиттальная плоскость) в режиме Т2- взвешенности с жироподавлением до контрастирования (А) и Т1-взвешенности после внутривенного введения контрастного препарата (Б). Определяется полностью нередуцированная супрапателлярная складка с формированием замкнутой супрапателлярной сумки. Отмечается утолщение синовиальной оболочки сумки (признаки бурсита), пролабирование нижнего полюса сумки в верхние отделы пателло-феморального сочленения с явлениями компрессии.

Как правило, оба патологических состояния встречаются при полностью нередуцированной складке (I тип) с формированием замкнутой супрапателлярной (субквадриципитальной) полости.

Латеральная пателлярная складка встречается крайне редко и обычно асипмтоматична. Клинические и МР-признаки латерального ССС идентичны таковым при синдроме медиопателлярной складки. Проявлениями латерального ССС могут быть болезненность в латеральной области сустава и щелчки. Пальпируемый жгутоподобный болезненный тяж соответствующей локализации является патогномоничным симптомом.

Лечение

На первом этапе лечения ССС обычно применяют консервативные методики, такие как ограничение физической активности, массаж, физиотерапию, растяжение подколенных мышц и укрепление четырехглавой мышцы бедра. Медикаментозная терапия заключается в накожном, пероральном или внутрисуставном введении нестероидных противовоспалительных препаратов и кортикостероидов.

В случае неэффективности консервативной терапии выполняется артроскопическая резекция синовиальной складки. Радикальная операция предполагает полное удаление складки от основания. При нерадикальной операции, например, при разделении складки ножницами, может произойти ее самостоятельная репарация с повторным возникновением симптомов.

Интересным представляется исследование D.S. Tearse с соавт., который по данным выполненных 3000 артроскопий коленного сустава обнаружил латеральные складки у 21 пациента. Из них 14 были утолщены, фиброзно изменены и коррелировали со степенью выраженности жалоб. У 13 пациентов резекция складки сопровождалась полным выздоровлением.

Как «работает» синовиальная жидкость?

При малейшей нагрузке на сустав его полость наполняется смазкой, поступающей из глубоких слоев хрящевой ткани. При ее достаточном количестве и высоком качестве движение происходит легко и без неприятных симптомов. Как только движение прекращается (нагрузка устраняется), синовиальная жидкость всасывается назад в хрящевую ткань. То есть, сустав не пребывает постоянно в смазке – она выделяется только в активный период.

Основные функции синовиальной жидкости:

• Устранение трения – подвижные части суставов не травмируются;
• Обеспечение легкости движения – каждый элемент движется «как по маслу»;
• Обменная функция. Она заключается в насыщении тканей питательными веществами и выводе из них мертвых клеток.

С возрастом эффективность каждой функции снижается. Свою роль играют хронические и инфекционные заболевания. Их возбудители и принимаемые для их нейтрализации лекарственные препараты существенно меняют состав жидких сред организма, в том числе синовиальной жидкости.