Budowa, czynność oraz mięśnie
działające na ruchy stawu kolanowego.
Temat: Budowa, czynność oraz mięśnie działające na ruchy stawu kolanowego.
Budowa stawu kolanowego.
Staw kolanowy (articulatio genus) jest największym stawem ustroju ludzkiego, a równocześnie jednym z najbardziej wrażliwych i ulegających uszkodzeniom. Łączy on udo z golenią. U niższych kręgowców obie kości goleni, mniej więcej tej samej wielkości, łączą się z końcem dalszym kości udowej.
U człowieka w związku ze znacznym rozwojem kości piszczelowej, ona tylko łączy się z kością udową; strzałka, silnie zredukowana, jest wyłączona ze stawu. Staw kolanowy jest więc stawem udowo-piszczelowym (jeżeli nie brać pod uwagę udziału rzepki) i pod tym wglądem różni się zasadniczo od swego homologicznego odpowiednika, od stawu łokciowego. W obu tych stawach odbywają się ruchy zgięcia i prostowania, jak również ruchy obrotowe ręki czy stopy; jednak ich mechanika ruchu jest zupełnie różna. Ruchy obrotowe ręki odbywają się niezależnie od położenia kości w stawie łokciowym, tymczasem obrót w stawie kolanowym może być wykonany tylko wtedy, gdy kolano jest zgięte. Stopa zgięta pod kątem prostym w stawie skokowym wskazuje zakres ruchów obrotowych odbywających Si w kolanie. Staw kolanowy ma silne zabezpieczenie więzadłowe, poza tym ochraniają go ścięgna; wskutek tego zwichnięcia stawu kolanowego są bardzo rzadkie.
Powierzchnie stawowe. Połączenie kości w stawie kolanowym odbywa się w ten sposób, że oba wypukłe kłykcie kości udowej, które stanowią główkę stawową, poruszają się na wklęsłych powierzchniach kłykci kości piszczelowej, stanowiących panewkę.
Główka stawowa. Powierzchnie stawowe obu kłykci są lekko wypukłe w kierunku czołowym, silnie natomiast, lecz nierównomiernie w kierunku strzałkowym. W płaszczyźnie strzałkowej promień krzywizny zmniejsza się od przodu do tyłu; krzywa nie zatacza łuku kolistego kolistego, lecz zbliżona jest do spirali. Wskutek tego część przednia powierzchni wydaje się spłaszczona; części tylne, silniej zakrzywione, stanowią prawie odcinek kuli. Na nich też przy zgiętym kolanie odbywa się ruch obrotowy kości piszczelowej. Powierzchnie stawowe obu kłykci są połączone powierzchnią rzepkową; cała więc powierzchnia stawowa kości udowej ma kształt podkowiasty.
Powierzchnia stawowa. Panewka stawu kolanowego jest utworzona przez oba kłykcie kości piszczelowej i przez rzepkę. Powierzchnia stawowa, która spoczywa na kłykciu przyśrodkowym, jest większa, głębsza, owalna; powierzchnia stawowa leżąca na kłykciu bocznym jest mniejsza, bardziej płytka, o kształcie trójkątnym, nieco przewieszona nad tylnym brzegiem kłykcia. Obie przedłużające się na wyniosłość międzykłykciową. Główka stawowa kości udowej jest mniej więcej trzykrotnie większa od panewki kości piszczelowej; ta ostatnia uzupełniona jest powierzchnią stawową rzepki.
Powierzchnie stawowe pokrywa gruba (3-4 mm) chrząstka; największa grubość osiąga ona na powierzchni stawowej rzepki, gdzie na wyniosłym pasmie podłużnym oddzielającym część przyśrodkową od części bocznej może dochodzić do 6,5mm. Wskutek tego wzmaga się sprężystość i wstrząsy powstające podczas chodzenia, skoków itd. zostają bardzo zmniejszone.
W położeniu wyprostowanym kolana na panewkach kości piszczelowej spoczywają mniej zakrzywione, bardziej płaskie, przednie części kłykci kości udowej. Podczas stania z wyprostowanymi kolanami powierzchnia styczna między kością udową i piszczelową jest więc największa. Masa przenosi się na możliwie największą powierzchnię. Wraz ze wzrastającym zgięciem stykają się coraz bardziej zakrzywione części kłykci kości udowych z panewkami kości piszczelowych; powierzchnie styczne są coraz mniejsze, powierzchnie stawowe coraz mniej do siebie dostosowane; coraz bardziej umożliwione są ruchy obrotowe.
Dla zabezpieczenia ruchów panewki mają ruchome uzupełnienie w postaci dwóch przesuwających, półksiężycowatych włóknisto- chrzęstnych, tzw. łąkotek.
Łąkotki (mienisci). Łąkotki pogłębiają powierzchnię stawową kości piszczelowej. Znajdują się one w obrębie torebki stawowej miedzy kością udową i piszczelową. Na obu swych końcach- zwykle zwanych rogami (coruna menisci) - obie są silnie złączone z kością piszczelową za pomocą pasm łącznotkankowych. W przekroju poprzecznym mają kształt klinowaty; podstawa klina zwrócona na zewnątrz zrośnięta jest z torebką stawową; powierzchnia dolna jest równa, górna wklęsła, przylega do kłykci kości udowej.
Łąkotka boczna (meniscus leteralis) jest nieco krótsza, silniej zakrzywiona, bardziej pierścieniowata; rozpoczyna się nieznacznie do przodu od guzka międzykłykciowego bocznego; koniec tylny przyczepia się od tyłu do guzka międzykłykciowego bocznego, częściowo do guzka międzykłykciowego przyśrodkowego.
Łąkotka przyśrodkowa (meniscus medialis) jest dłuższa, szersza, słabiej zakrzywiona, bardziej sierpowata; rozpoczyna się z przodu przed polem międzykłykciowym przednim i kończy się z tyłu w polu międzykłykciowym tylnym.
Obie łąkotki dzielą części obwodowe jamy stawowej na dwa piętra: górne, położone między łąkotkami a kością udową, i dolne, między łąkotkami a kością piszczelową. W pierwszym odbywają się głównie ruchy zgięcia i prostowania, a w drugim ruchy obrotowe. W ruchach stawu kolanowego łąkotki przesuwają się na panewkach kości piszczelowej, mianowicie przy prostowaniu przesuwają się do przodu, przy zgięciu- do tyłu. Droga Rychu wynosi co najmniej 1cm; przesuwalność łąkotki bocznej, bardziej ruchomej, jest większa niż łąkotki przyśrodkowej. Również ruchy obrotowe w przypadku zgiętej goleni przesuwają łąkotki na kości piszczelowej.
Zależnie od ciśnienia, jakiego doznają ze strony powierzchni stawowych, łąkotki grubieją lub spłaszczają się oraz zakrzywiają silniej lub słabiej. Dzięki temu mogą się lepiej dostosować do kształtu stykającego się z nim w danym ruchu odcinka powierzchni stawowej. W stawie wyprostowanym łąkotki wydłużają się i zwężają. Podczas zgięcia stają się krótsze i szersze. Uszkodzenia dotyczą najczęściej łąkotki przyśrodkowej, mocniej przytwierdzonej i mniej ruchomej; zdarzają się one wskutek gwałtownego obrotu kości piszczelowej przy zgiętym kolenie. Usunięcie łątek nie wywołuje większego upośledzenia ruchów; utrudnione jest natychmiast prostowanie kolana, np. przy chodzeniu po górach lub po schodach.
Więzadła stawu kolanowego. Torebka stawowa prawie na całym swym obwodzie jest silnie wzmocniona. Pasma wzmacniające pochodzą głównie z powięzi szerokiej uda i od ścięgien otaczających staw. Ściana przednia torebki jest wzmocniona ścięgnem mięśnia czworogłowego uda, ściana tylna i obie boczne- ścięgnami mięśni: półścięgnistego, brzuchatego łydki i podkolanowego.
Więzadło rzepki (ligamentum patellae) stanowi część środkową wspólnego ścięgna mięśnia czworogłowego uda, które biegnie od rzepki do kości piszczelowej. Jest to bardzo mocne, płaskie pasmo więzadłowe długości 5-8 cm, które u góry przyczepia się do dolnego brzegu i do powierzchni przedniej rzepki, zwęża się nieco ku dołowi i przyczepia się do guzkowatości piszczeli. Grube skupienie tkanki tłuszczowej oddziela powierzchnię tylną więzadła od błony maziowej torebki stawowej; poniżej między kością a więzadłem znajduje się kaletka maziowa podrzepkowa głęboka (bursa infrapatellaris profunda). Więzadło rzepki jest wyraźnie widoczne podczas skurczu mięśnia czworogłowego.
Troczki rzepki (retinacula patella). Część włókien ścięgnistych głowy przyśrodkowej i bocznej mięśnia czworogłowego biegnie obok rzepki ku dołowi do powierzchni przedniej kłykci kości piszczelowej i tworzy tzw. troczki rzepki: przyśrodkowy (reticulum patellae mediale) i boczny (reticulum patellae laterale). Przyśrodkowy jest szerszy, wyraźniejszy i sięga do więzadła pobocznego piszczelowego. Do troczka bocznego dochodzą włókna pasma biodrowo- piszczelowego powięzi szerokiej Ida. Większość włókien obu troczków ma utkanie pionowe (reticulum verticale), część górna, powyżej szczeliny stawowej, wykazuje przeważnie poziomy przebieg włókien (reticulum horizontale).
Więzadła poboczne (ligamenta collateralia). Więzadła poboczne, piszczelowe i strzałkowe, wzmacniają ściany boczne torebki stawowej. Są one silnie napięte w kolanie wyprostowanym i w położeniu tym wydatnie ustalają staw; na tym głównie polega ich znaczenie. W położeniu zgiętym rozluźniają się i umożliwiają ruchy obrotowe.
Więzadło poboczne strzałkowe (ligamentum collaterale fibulare) występuje w postaci okrągłego powrózka włóknistego, który rozpięty jest między nadkłykciem bocznym kości udowej, a powierzchnią boczną głowy strzałki. Więzadło to nie jest bezpośrednio zrośnięte z torebką stawową, lecz oddzielone od niej tkanką tłuszczową. Również ścięgno mięśnia podkolanowego i kaletka maziowa tego mięśnia oddzielają więzadło od łąkotki bocznej.
Więzadło poboczne piszczelowe (ligamentum collaterale tibiale) jest spłaszczone i szersze od poprzedniego. Biegnie ono od nadkłykcia przyśrodkowego kości udowej do części przyśrodkowej brzegu podpanewkowego i stąd dalej ku dołowi do kości piszczelowej. Łączy się ono ze ścianą torebki stawowej, przyczepiając się również do łąkotki przyśrodkowej. Poniżej kłykcia przykrywa ono ścięgno mięśnia półbłoniastego i tętnicę dolną przyśrodkową kolana, która biegnie bezpośrednio na kości.
Więzadło podkolanowe skośne (ligamentum popliteum obliquum) wzmacnia ścianę tylną torebki stawowej. Jest to mocne, płaskie więzadło biegnące z okolicy kłykcia bocznego kości udowej skośnie ku dołowi i przyśrodkowo; jego włókna częściowo gubią się w torebce stawowej i w powięzi mięśnia podkolanowego, częściowo przechodzą w ścięgno mięśnia półbłoniastego. Tworzy ono część dna dołu podkolanowego; na nim leży tętnica podkolanowa. Więzadło to hamuje nadmierne prostowanie stawu i ruchy obrotowe.
Więzadło podkolanowe łukowate (ligamentum popliteum arculatum) jest to zmienne pasmo włókniste, kształtu podkowiastego, ku górze wklęsłe, które rozpoczyna się w okolicy kłykcia bocznego kości udowej i gubi się w części środkowej ściany tylnej torebki pod więzadłem podkolanowym skośnym. Od więzadła tego dwiema zbieżnymi odnogami odchodzi pasmo, które przyczepia się do głowy strzałki; nosi nazwę troczka więzadła łukowatego (reticulum ligamenti arcuati); od niego odchodzi część mięśnia podkolanowego.
Ścianę tylną torebki wzmacniają też obie głowy mięśnia brzuchatego łydki, które przylegają do torebki. W ścięgnie początkowym głowy bocznej kształtu fasoli, wyraźnie widoczna na rentgenogramach.
Więzadła krzyżowe kolana (ligamenta cruciata genus), przednie i tylne, stanowią aparat więzadłowy, który w toku rozwoju od tyłu wniknął w obręb stawu, wpuklając błonę maziową. Leżą więc wewnątrz stawu objęte błoną włóknistą torebki, a równocześnie na zewnątrz jamy strzałkowej, ponieważ pokryte są błoną maziową. Tworzą one niekompletną strzałkowo ustawioną przegrodę, która dzieli częściowo staw na połowę prawą i lewą. Silna tętnica środkowa kolana, gałąź tętnicy podkolanowej, rozgałęzia się głównie w więzadłach krzyżowych i zaopatruje je.
Więzadło krzyżowe przednie (ligamentum cruciatum anterius), dłuższe od tylnego, odchodzi szerokim pasmem od powierzchni wewnętrznej kłykcia bocznego kości udowej w pobliżu jego brzegu tylnego; stąd biegnie skośnie do przodu, ku dołowi i przyśrodkowo, zwężając się i spłaszczając, i kończy się w polu międzykłykciowym przednim kości piszczelowej.
Więzadło krzyżowe tylne (ligamentum cruciatum posterius), krótsze i mocniejsze od przedniego, stromo ustawione, krzyżuje je od tyłu. Odchodzi od powierzchni wewnętrznej kłykcia przyśrodkowego kości udowej, pobliżu jego brzegu przedniego, zwęża się, spłaszcza i biegnie nieco skośnie ku dołowi, do tyłu i bocznie, przyczepiając się do pola międzykłykciowego tylnego kości piszczelowej.
Oba więzadła krzyżowe bardzo silnie łączą kość udową z piszczelową oraz wspólnie z więzadłami pobocznymi kierują się kłykciami stawowymi w ruchach stawu; układając się w kształcie litery X są one połączone z sobą i z tylną ścianą torebki luźną tkanką łączną i tłuszczową. Są one tak ułożone, że poszczególne ich pasma we wszystkich prawie położeniach stawu są napięte; dzięki temu stanowią one bardzo istotne zabezpieczenie stawu, szczególnie w położeniu zgięcia.
W przypadku oderwania się więzadeł krzyżowych, co zwykle odbywa się razem z odłamaniem części kostnej, np. guzka międzykłykciowego, obie kości mogą się przesuwać w stosunku do siebie do przodu i do tyłu (objaw szufladkowy). W ruchu prostowania napinają się pasma przednie więzadła krzyżowego przedniego i pasma tylne więzadła krzyżowego tylnego, przy zgięciu zaś pasma tylne obu więzadeł. W ruchach obrotowych goleni do wewnątrz więzadła krzyżowe owijają się dokoła siebie; w położeniu tym z wyjątkiem tylnego pasma więzadła przedniego oba są napięte i hamują ruch, natomiast obrót na zewnątrz jest jedynym ruchem, w którym więzadła krzyżowe odwijając się nie są silniej napięte.
Więzadło poprzeczne kolana (ligemantum transversum genus) rozpięte jest między najbardziej do przodu położonymi punktami obu łąkotek, łącząc je. Jest to więzadło cienkie, okrągławe, często powstrzymane w rozwoju; nieraz może go całkowicie brakować. Napina się podczas ruchów obrotowych stawu na zewnątrz.
Więzadła łąkotkowo- udowe (ligamenta meniscofemoralia). W pobliżu przyczepu tylnego łąkotki bocznej oddziela się od niej niewielkie silne pasmo- więzadło łąkotkowo- udowe tylne (ligamentum meniscifemorale posterius), które kierując się skośnie ku górze i przyśrodkowo, biegnie na tylnej stronie więzadła krzyżowego tylnego, zazwyczaj łączy się z nim i tak jak ono przyczepia się do powierzchni wewnętrznej kłykcia przyśrodkowego.
Analogicznie- więzadło łąkotkowo - udowe przednie (ligamentum meniscofemorale anterius) odchodzi również z końca tylnego łąkotki bocznej, dalej biegnie na stronie przedniej więzadła krzyżowego tylnego i razem z nim, tak jak tylne, przyczepiają się również do powierzchni wewnętrznej kłykcia przyśrodkowego kości udowej.
Z opisu tego wykona, że więzadło krzyżowe tylne zwykle leży między obu tymi więzadłami, jako pasmami wzmacniającymi, jednym z przodu, drugim z tyłu.
Torebka stawowa. Wzajemny stosunek błony maziowej do błony włóknistej torebki w stawie kolanowym jest bardzo różny. Linie ich przyczepu przeważnie znacznie się rozchodzą. Błona włóknista znajduje się tylko z przodu i po bokach, z przodu zastępuje ją ścięgno mięśnia czworogłowego uda, a właściwa torebka składa się tylko z błony maziowej.
Błona maziowa. Linia przyczepu błony maziowej przebiega bardzo skomplikowanie. Na kości udowej z przodu błona maziowa przechodzi mniej więcej na szerokość palca powyżej górnego brzegu powierzchni rzepkowej z kostnego podłoża na powierzchnię wewnętrzną błony włóknistej. Miejsce przejścia leży już w obrębie trzonu; powierzchnia przednia dolnego odcinka trzonu kości udowej jest więc skierowana do jamy stawowej; w tym miejscu chrząstka nasadowa znajduje się w obrębie torebki stawowej. Dalej linia przejścia błony maziowej obustronnie stromo opada i krzyżuje linię nasadową; począwszy więc od tego punktu torebka przyczepia się nie do trzonu, lecz do nasady kości udowej. Poniżej obu nadkłykci torebka maziowa, tutaj ściśle pokryta błoną włóknistą, przechodzi na stronę tylną. W dole międzykłykciowym obie błony torebki oddzielają się znowu od siebie. Błona włóknista przebiega nad dołem, zachodząc na powierzchnię podkolanową. Błona maziowa natomiast biegnie mniej więcej wzdłuż brzegów chrząstki stawowej na obu kłykciach od przodu do dołu międzykłykciowego i obejmuje oba więzadła krzyżowe z boków i od przodu.
Na kości piszczelowej błona maziowa torebki stawowej przyczepia się wszędzie do nasady kości, nie zachodząc na trzon. Linia przyczepu biegnie mniej więcej wzdłuż granic chrząstki stawowej, dokoła każdego kłykcia kości piszczelowej oddzielnie. Na kłykciu przyśrodkowym biegną one ściśle dokoła brzegu chrząstki: z przodu nie zachodzi na przyczep przedni łąkotki przyśrodkowej, idzie wzdłuż brzegu przyśrodkowego powierzchni stawowej ku tyłowi, dochodzi do tylnego przyczepu łąkotki przyśrodkowej, następnie biegnie do przodu między nią a brzegiem chrząstki i chodzi do punktu wyjścia. Przyczep błony maziowej do kłykcia bocznego kości piszczelowej biegnie również dokoła niego z przedniego kąta powierzchni stawowej bocznej, nieco oddalony od brzegu chrząstki, kieruje się bocznie, następnie ku tyłowi i wzdłuż powierzchni tylnej kości piszczelowej aż do tylnego kąta powierzchni stawowej; stąd zawraca do przodu, bocznie od obu przyczepów łąkotki bocznej i więzadła przedniego do miejsca wyjścia.
Na obu łąkotkach błona maziowa przyczepia się do ich brzegów bocznych zarówno wzdłuż powierzchni górnej, jak i dolnej. Między obu przyczepami powierzchnia boczna łąkotek, nie pokryta błoną maziową, jest zrośnięta z błoną włóknistą torebki.
Na rzepce przyczep błony maziowej biegnie wzdłuż brzegu chrząstki stawowej.
Ciało tłuszczowe podrzepkowe (corpus adiposum infrapatellare). Błona maziowa torebki wyściela z przodu nad rzepką powierzchnię tylną wspólnego ścięgna mięśnia czworogłowego uda, które odgrywa tu rolę błony włóknistej torebki. Błona maziowa przechodzi na rzepkę wzdłuż jej brzegów, tak że cała jej powierzchnia stawowa jest skierowana do jamy stawowej. Z brzegu przyśrodkowego i bocznego powierzchni stawowej rzepki unoszą się dwa duże fałdy błony maziowej, wypełnione tłuszczem i często pokryte kosmkami- fałdy skrzydłowe (placie alares); biegną one zbieżnie ku dołowi. Wzdłuż linii łączącej oba te fałdy odchodzi w kierunku strzałkowym trzeci fałd, fałd maziowy podrzepkowy (plica synovialis infrapatellaris), wypełniony tłuszczem; fałd ten przyczepia się do przedniego brzegu dołu międzykłykciowego kości udowej. Całe to wielkie ciało tłuszczowe (dwa fałdy skrzydłowe i fałd podrzepkowy) mieści się między błoną włóknistą torebki (tj. ścięgnem mięśnia czworogłowego) a błoną maziową, którą uwypukla w kierunku stawu. Fałd podrzepkowy stanowi brzeg przedni przegrody błony maziowej ustawionej strzałkowo, która jeszcze u płodu całkowicie jest zachowana i biegnie od strony tylnej torebki, obejmując więzadła krzyżowe, aż do wierzchołka rzepki. Dzieli ona jamę stawową na dwie połowy, prawą i lewą, które łączą się do przodu od fałdu podrzepkowego. Ten stan płodowy, który odzwierciedla wcześniejsze stadia filogenetyczne, może być zachowany w całości lub częściowo, zwykle jednak część tylna fałdu pierwotnego zwierająca więzadła krzyżowe jest oddzielona od części przedniej, czyli od fałdu podrzepkowego.
Gdy kolano jest zgięte, powierzchnie stawowe silnie odstają od siebie; w położeniu tym pod wpływem ciśnienia powietrza fałdy skrzydłowe zostają wpuklone w szczelinę stawu. Dlatego też- w przypadku zgiętego kolana- skóra zapada się z obu stron wzdłuż więzadła rzepki. Kiedy kolano jest wyprostowane, ciało tłuszczowe pod naciskiem kłykci kości udowej przesuwają się bocznie, wytwarzając po obu stronach więzadła rzepki fałdy, które uwypuklają skórę.
Jama stawowa. Jama stawowa nie jest przestrzenią jednolitą. Wyżej wspomniana przegroda strzałkowa dzieli niekompetentnie jamę stawową na połowy prawą i lewą. Obie te części dzielą się raz jeszcze przez łąkotki w kierunku poprzecznym, a ponieważ nie stanowią one całkowitej przegrody, więc i ten podział nie jest zupełny. Wskutek tego cztery części jamy stawowej łączą się pośrednio lub bezpośrednio.
Kaletki maziowe. W otoczeniu stawu kolanowego znajduje się kilka kaletek maziowych; niektóre z nich mają stałe połączenie z jamą stawową, inne łączą się z nią nieregularnie, lub też nie łączą się wcale.
1. Zachyłek podkolanowy
2. Kaletki przedrzepkowe
3. Kaletka podrzepkowa głęboka
4. Kaletka nadrzepkowa
5. Kaletki maziowe mięśni położonych na tylnej stronie torebki:
a) kaletka mięśnia półbłoniastego
b) kaletka podścięgnowa przyśrodkowa mięśnia brzuchatego łydki
c) kaletka podścięgnowa boczna mięśnia brzuchatego łydki
Tętnice. Stosunkowo duże i liczne tętnic zaopatrują staw kolanowy; mianowicie: tętnica zstępująca kolana, gałąź tętnicy udowej; gałąź zstępująca tętnicy bocznej okalającej udo (od tętnicy głębokiej uda); pięć tętnic kolana od tętnicy podkolanowej, dwie tętnice wsteczne piszczelowe od tętnicy piszczelowej przedniej oraz gałąź okalająca strzałkę od tętnicy piszczelowej tylnej. Wszystkie te naczynia z wyjątkiem środkowej kolana wytwarzają w okolicy kolana sieć stawową naczyniową kolana i sieć rzepki.
Naczynia chłonne. Naczynia chłonne stawu kolanowego wychodzą ze ściany przyśrodkowej, tylnej i bocznej torebki stawowej; uchodzą one do węzłów chłonnych podkolanowych i stąd biegną dalej wzdłuż naczyń krwionośnych do węzłów pachwinowych głębokich.
Nerwy. Nerwy stawu kolanowego biegną razem z naczyniami krwionośnymi. Pochodzą one z czterech różnych źródeł: nerwu udowego, piszczelowego, strzałkowego, wspólnego oraz zasłonowego.
Mechanika stawu kolanowego. Staw kolanowy jest odmianą stawu zawiasowego („staw zawiasowy zmodyfikowany”). Jego położeniem prawidłowym jest pozycja wyprostowana; wówczas części tylne torebki są napięte. Najmniej napięta jest ona w pozycji pośredniej, przy kolanie zgiętym o 250, kiedy to wszystkie części torebki stawowej są równomiernie rozluźniane. Chory z wysiękiem stawowym ustawia kolano w położenie lekkiego zgięcia.
Ruchy w stawie kolanowym odbywają się dookoła dwóch osi ustawionych w stosunku do siebie pod kątem prostym. Jeden ruch jest ruchem zgięcia i prostowania dokoła osi poprzecznej; ruch drugi - to ruch obrotowy dokoła osi podłużnej goleni. Ruchy te mogą być wykonywane dowolnie w każdym położeniu stawu dokoła podłużnej osi goleni z wyjątkiem położenia krańcowego zgięcia, a zwłaszcza krańcowego prostowania.
Ruchy zgięcia i prostowania. Ruch zgięcia i prostowania odbywa się w stawie kolanowym jest kombinacją toczenia i ślizgania. W pierwszych stadiach zgięcia, mniej więcej do 200, kość udowa toczy się po kości piszczelowej podobnie jak koło wozu po ziemi. Dalszemu ruchowi toczenia przeszkadzają jednak więzadła krzyżowe, ruch toczenia przechodzi w ruch ślizgania, przy czym ciągle inne punkty kości udowej stykają się stale z tymi samymi punktami kości piszczelowej czy łąkotek. Przy zginaniu łąkotki przesuwają się do tyłu, jak wyżej wspomniano, przy prostowaniu zaś do przodu. Podczas ruchu zgięcia rzepka ślizga się wzdłuż powierzchni rzepkowej kości udowej ku dołowi, podczas prostowania- ku górze; droga, którą odbywa, wynosi 5-7 cm. W położeniu wyprostowanym kolana przy rozluźnionym mięśniu czworogłowym rzepka daje się bocznie przesuwać, natomiast pod wpływem ciśnienia atmosferycznego jest ona przyciśnięta do swego podłoża, tak że nie można jej unieść.
Zakres ruchów zgięcia w stawie kolanowym jest większy niż w każdym innym stawie. Wynosi on 160-1700, przy czym mięśnie wykonują zgięcie mniej więcej tylko do 1300, dalsze- odbywa się wskutek działania sił zewnętrznych, aż do zetknięcia się pięty z pośladkiem. Maksymalne prostowanie sprowadza udo i goleń do jednej prostej. Nie zawsze jednak prostowanie może dochodzić do 1800, np. u noworodków wskutek położenia powierzchni stawowych kości piszczelowych. U niektórych osób może występować nadmierne prostowanie (do 2000), kolana są wtedy przegięte do tyłu (genu recurvatum).
Zginanie hamowane jest przez napięcie prostowników i wpuklanie zginaczy do okolicy podkolanowej. Poza tym hamują ruchy zgięcia pasma tylne obu więzadeł krzyżowych. Prostowanie hamowane jest przez napięcie zginaczy, przez części tylne torebki stawowej, więzadła podkolanowe, jak również przez pasma przednie więzadła krzyżowego przedniego i tylne- krzyżowego tylnego; najsilniejszym jednak czynnikiem hamującym prostowanie są więzadła poboczne.
Ruchy obrotowe. Ruchy obrotowe odbywają się w każdym położeniu stawu kolanowego z wyjątkiem krańcowego prostowania i zgięcia. Wyłączenie składnika obrotowego w krańcowym położeniu wyprostowanym wzmaga statyczność wyprostowanej nogi podporowej i zabezpiecza ją w chwili największego obciążenia.
Zakres ruchów obrotowych osobniczo jest bardzo zmienny. Na ogół wzrasta z położenia wyprostowanego aż do krańcowego położenia zgięcia, przy czym obrót goleni na zewnątrz jest większy od obrotu do wewnątrz, odwrotnie niż w stawie biodrowym. Przy zgięciu o 300 całkowity ruch obrotowy wynosi ok. 380 (do wewnątrz 5-100, na zewnątrz 320), przy zgięciu o 1200 wynosi on 600 (do wewnątrz 5-100, na zewnątrz 520). W ruchu obrotowym do wewnątrz kłykieć przyśrodkowy kości piszczelowej kieruje się ku tyłowi, kłykieć boczny- do przodu. W obrocie na zewnątrz droga kłykci jest odwrotna. Kłykieć boczny ma zawsze większą drogę do odbycia. Z tego powodu również łąkotka boczna, luźniej przytwierdzona, przesuwa się wydatniej od przyśrodkowej. W ruchu obrotowym do wewnątrz łąkotka przyśrodkowa przesuwa się do przodu, boczna do tyłu; w obrocie na zewnątrz droga łąkotek jest odwracalna. Oś podłużna ruchu obrotowego nie pokrywa się z osią długą goleni biegnącą przez środek stawu kolanowego, lecz leży bardziej przyśrodkowo, w obrębie kłykcia przyśrodkowego kości piszczelowej. Ruch obrotowy w stawie kolanowym może się również odbywać odwrotnie. Przy ustalonej goleni udo może się obracać dokoła osi obrotu kości piszczelowej i wykonywać obrót do wewnątrz i na zewnątrz. O ile ruchy obrotowe ramienia i przedramienia przy wyprostowanym łokciu sumują się, o tyle nie zachodzi to w stawie biodrowym i kolanowym, ponieważ oba obroty odbywają się dokoła różnych osi.
Ruchy obrotowe na zewnątrz są hamowane przez oba więzadła poboczne. Gdy kolano jest wyprostowane, zahamowanie ruchu następuje natychmiast; gdy zgięte- stopniowo, w miarę zmniejszania się zgięcia i proporcjonalnie do stanu napięcia więzadeł. Szersze więzadło poboczne piszczelowe bierze większy udział w hamowaniu obrotu niż więzadło poboczne strzałkowe. Ruchy obrotowe do wewnątrz hamowane są przez więzadła krzyżowe. Więzadła krzyżowe hamują ruch obrotu do wewnątrz owijając się dokoła siebie. W ruchach obrotowych na zewnątrz odwijają się one przy czym następuje ich rozluźnienie. Przecięcie na preparacie jednego więzadła, np. przedniego, umożliwia, gdy kolano jest wyprostowane, obrót do wewnątrz o 40.
Końcowe ruchy obrotowe. Końcowe ruchy w skrajnym zgięciu i prostowaniu odbywają się równocześnie z nieznacznymi, przymusowymi ruchami obrotowymi. W krańcowym ruchu zgięcia odbywa się nieznaczny ruch obrotowy goleni do wewnątrz; w końcowym stadium prostowania ruch obrotowy goleni na zewnątrz, który wynosi ok. 50. Te bierne ruchy obrotowe powodowane są przez aparat więzadłowy. W wyproście pasmo i kłykieć przyśrodkowy kości piszczelowej. Więzadło to przypuszczalnie w ostatniej fazie ruchu prostowania powoduje obrót goleni na zewnątrz albo uda do wewnątrz.
Mięśnie stawu kolanowego.
Działanie mięśni. Staw kolanowy ma tylko jeden istotny miesień prostujący, miesień czworogłowy uda, natomiast cały szereg mięśni zginających. Pomimo to może on wykonać pracę trzykrotnie większą od pracy zginaczy (142,8: 45,7 kGm). Przewaga ta charakterystyczna dla ustroju ludzkiego, tłumaczy się tym, że w przejściu z położenia ze zgiętymi stawami kolanowymi w wyprostowane, jak również odwrotnie, prostowniki uda dźwigają prawie całą masę ciała. Przy podnoszeniu ciała z pozycji klęczącej czy kucznej staw kolanowy i biodrowy prostują się przeciw sile ciężkości. Dodatkowy prostownik, jakim jest mięsień napinający powięź szeroką, w porównaniu do mięśnia czworogłowego wykonuje pracę bardzo nieznaczną. Porażenie mięśnia czworogłowego uniemożliwia czynne prostowanie kolana. Chory z tym porażeniem może jednak stać na nodze porażonej trzymając się w ten sposób, żeby pion ciężkości ciała przebiegał do przodu od poprzecznej osi stawu kolanowego.
Głównymi zginaczami stawu kolanowego są mięśnie: półbłoniasty, półścięgnisty i dwugłowy uda; wykonują one ok. ośmiu dziewiątych całej prawy, gdy tymczasem działanie pozostałych zginaczy (mięśnie: smuky, krawiecki, podkolanowy i brzuchaty łydki) jest bardzo małe.
Ponieważ ruchy obrotowe goleni mogą być wykonywane tylko przy zgiętym kolenie, wszystkie mięśnie obracające ją (z wyjątkiem mięśnia napinającego powięź szeroką) są równocześnie zginaczami. Mięśnie nawrotne (głównym nawracaczem jest mięsień półbłoniasty, dodatkowymi- mięśnie: półścięgnisty, smukły, krawiecki, podkolanowy) pod względem wykonywanej pracy nieznacznie tylko przewyższają ( 6,0 : 5,5 kGm) odwracacze (głównym odwracaczem jest mięsień dwugłowy uda, dodatkowym - mięsień naprężacz powięzi szerokiej), bardzo znacznie natomiast pod względem masy. Słabym mięśniem obrotowym jest również mięsień brzuchaty łydki, przy czym jego głowa przyśrodkowa obraca się na zewnątrz, głowa boczna do wewnątrz.