АНАТОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

АНАТОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ АНАТОМИЧЕСКОГО

АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

В предыдущих разделах было рассмотрено строение основных элементов и звеньев двигательного аппарата, а также их участие в выполнении простых движений отдельных частей тела. На самом деле движения человека значительно сложнее и многообразнее. К ним относятся перемещения тела в пространстве, трудовые движения, физические упражнения, движения, связанные с речью, и т, п. Характерной особенностью движений человека является то, что в их осуществлении принимает участие весь двигательный аппарат в целом, так как любое сложное движение представляет собой определенную совокупность простых движений в различных суставах, обусловленную координированной работой скелетных мышц.

Движения человека осуществляются в неразрывной взаимосвязи его с внешней средой и в этом отношении определяются теми силами, которые действуют на организм. Внешним силам противодействуют силы мышечных тяг, развиваемые скелетными мышцами при их сокращении. Анализируя эти силы, можно дать анатомическую характеристику работы двигательного аппарата в целом при выполнении движений или сохранении отдельных положений тела.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛОЖЕНИЙ ТЕЛА

Положение тела в пространстве представляет собой временную фазу относительного покоя тела, т. е. отсутствие видимого внешнего движения. Однако это не означает, что при сохранении того или иного положения в пространстве двигательный аппарат человека выключен из работы.

Анализ строения скелета показывает, что он состоит из отдельных костных звеньев, которые подвижно соединены между собой. Поэтому сохранение положения одного костного звена относительно другого требует напряжения определенных групп мышц. Постоянное напряжение скелетных мышц обусловлено тем, что тело человека на Земле всегда находится под влиянием сил поля тяготения.

Сила тяжести человеческого тела, численно равная его весу, относится к внешним силам, действующим на организм, против которых постоянно совершается активная работа двигательного аппарата.

Сила тяжести всегда направлена из центра тяжести тела вниз строго перпендикулярно к горизонтальной плоскости, на которую опирается человек. В месте соприкосновения тела с опорной поверхностью на организм человека действует другая сила — сила реакции опоры, которая численно равна силе тяжести, но прямо противоположна ей по направлению.

Физический смысл силы реакции опоры основан на третьем законе механики, который гласит, что при взаимодействии двух тел (в данном случае тела человека и опорной поверхности) сила действия всегда равна силе противодействия. Из механики известно, что пока сила тяжести и сила реакции опоры действуют по одной прямой, твердое тело сохраняет состояние равновесия (или покоя).

При движениях и положениях живого человеческого тела взаимоотношения между силой тяжести и силой реакции опоры значительно сложнее. С одной стороны, это обусловлено тем, что тело человека представляет собой не твердое тело, а подвижно соединенные между собой части — туловище, голову и конечности, — каждая из которых также состоит из подвижных звеньев (например, нижняя конечность — из бедра, голени и стопы). С другой стороны, сила реакции опоры передается в организме человека от одного звена к другому только через плотные ткани, неспособные к пластической деформации (преимущественно через костную ткань). Значит, сила реакции опоры действует только вдоль костей скелета (рис. 152). Поскольку части скелета соединены между собой подвижно, вполне очевидно, что действие силы тяжести и силы реакции опоры по одной прямой представляет лишь частный случай их взаимодействия. Учитывая многообразие различных положений тела и движений, следует признать, что в организме человека эти силы действуют не по одной прямой. Поэтому почти при любом положении тела на каждое из его звеньев и на все тело в целом действует пара сил: одну составляет' сила тяжести тела в целом или его отдельного звена, а другую — сила реакции опоры, действующая либо на тело в цело, либо на его отдельное звено. Взаимодействие этих сил обусловливает вращение одного костного звена относительно другого. Поскольку сила тяжести имеет плечо по отношению почти ко всем суставам, то сохранение положения тела достигается за счет активной работы мышц, противодействующих силе тяжести.

Сила мышечной тяги относится к внутренним силам организма. Она возникает в результате активного напряжения скелетных мышц. Направление действия силы мышечной тяги может совпадать с направлением силы реакции опоры. В таком случае обе силы (сила мышечной тяги и сила реакции опоры) будут противодействовать силе тяжести. Если эти силы уравновешены, то тело человека или его отдельная часть будет находиться в состоянии относительного покоя (например, положение человека стоя с отведенной верхней или нижней конечностью). Если направление силы мышечной тяги совпадает с направлением силы тяжести, то по своей суммарной величине они превосходят силу реакции опоры. В результате этого равновесие тела нарушается и происходит его движение.

Во время движения на тело человека действует еще ряд сил. Например, сила трения , увеличивающая сцепление опорной конечности с опорной поверхностью; сипа лобового сопротивления , зависящая от плотности среды и формы тела и, как правило, тормозящая движение. При спортивных упражнениях действие силы лобового сопротивления можно уменьшить, принимая специфическую, наиболее выгодную позу с меньшей лобовой поверхностью и лучшей обтекаемостью (например, бегун при встречном ветре больше наклоняет туловище вперед). При плавании, гребле сила сопротивления среды способствует движению. Поэтому для увеличения этой силы во время гребка используют большую лобовую поверхность (кистей рук, лопастей весел), а при подготовительных движениях к гребку рука или весло выносится с меньшей скоростью и с меньшей лобовой поверхностью. Сила инерции противодействует силам, ускоряющим или замедляющим движение. Она играет важную роль в двигательной деятельности человека. Проявляясь в промежутках между толчками, она сглаживает их, делает движения более плавными.

Все эти силы на протяжении движения изменяются, влияют друг на друга. Их взаимоотношения сложны и определяют кинематическую структуру движения как целостного двигательного акта.

Каждое положение тела в целом характеризуется определенным положением головы и звеньев конечностей относительно туловища, а также положением тела относительно опорной поверхности. До тех пор, пока взаимное расположение частей тела удерживается активной работой мышц, оно находится в состоянии равновесия. Любое равновесие тела достигается за счет сложной координации в работе скелетных мышц, в основе которой лежит условнорефлекторная деятельность центральной нервной системы. В сохранении определенного положения важная роль принадлежит кожной и мышечно-суставной чувствительности, зрительным и слуховым анализаторам, а также органу равновесия.

Лекция 8

АНАТОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛОЖЕНИЙ ТЕЛА

Положения тела характеризуются взаимным уравновешиванием действующих сил. Специфика положения тела заключается в том, что благодаря наличию внутренних активных мышечных сил человек может изменять взаимное расположение звеньев тела, противодействуя внешним силам, и сохранять равновесие. Все положения тела можно разделить на симметричные и асимметричные. При симметричных положениях тела работа правой и левой половин двигательного аппарата одинакова, при асимметричных—различна. Кроме того, различают положения тела при нижней опоре, при верхней опоре и при смешанной опоре.

ПОЛОЖЕНИЯ ТЕЛА ПРИ НИЖНЕЙ ОПОРЕ

Упор лежа

Упор лежа также относится к положениям тела при нижней опоре. Его анализ представляет интерес не только в связи с особым расположением тела, но и потому, что отжимание в упоре лежа входит в комплекс ГТО, а также является одним из тестов при определении силовой выносливости спортсменов.

При упоре лежа тело выпрямлено и занимает наклонное положение, голова держится прямо, шейный отдел позвоночного столба находится в состоянии небольшого разгибания, верхние конечности выпрямлены, расположены почти под прямым углом к туловищу и соприкасаются с опорной поверхностью, нижние конечности также выпрямлены, но находятся под острым углом к опорной поверхности. При этом все части тела образуют замкнутую кинематическую цепь.

В данном положении тело человека можно представить в виде одного продольного и двух поперечных сводов: продольным сводом является позвоночный столб, опирающийся на поперечные своды; передний поперечный свод образован костями свободных верхних конечностей и костями пояса верхних конечностей, соединенными с грудиной; задний — костями таза, который жестко соединен с позвоночным столбом и свободными нижними конечностями.

Площадью опоры в упоре лежа являются опорные поверхности кистей, носков стоп и площадь пространства, заключенная между ними. Поскольку ОЦТ тела находится выше площади опоры, то равновесие тела неустойчивое. Однако степень устойчивости тела сравнительно большая, так как положение ОЦТ тела невысокое — 30—35 см, а площадь опоры достигает значительных размеров — 4000 см², вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, проходит через площадь опоры далеко от ее передней и задней границ. Углы устойчивости также довольно велики: передний равен 70°, задний — 50°. Поэтому в данном положении можно производить различные движения с перемещением частей тела без нарушения равновесия.

Несмотря на относительно большую степень устойчивости, находиться в этом положении долгое время трудно, гак как поддержание равновесия требует значительного напряжения мышц, которые, являясь активными внутренними силами, оказывают противодействие силе тяжести и удерживают звенья тела в определенном положении. Сила тяжести образует значительные по величине моменты вращения по отношению к суставам туловища, верхних и нижних конечностей. Сила реакции опоры распределяется между верхними и нижними конечностями (так, при весе человека равном 75 кг на верхние конечности действует сила реакции опоры примерно в 45 кг, а на нижние конечности — в 30 кг).

Анализ работы мышц показывает, что голова удерживается за счет статического напряжения мышц, разгибающих шею и голову (мышцы задней поверхности шеи, глубокие мышцы затылочной области и мышцы, разгибающие шейный отдел позвоночного столба). Из мышц туловища наибольшая нагрузка падает на мышцы живота и мышцы, выпрямляющие туловище. При своем одновременном напряжении они закрепляют позвоночный столб и не дают внутренним органам опускаться под влиянием собственного веса.

В области лучезапястного сустава силе тяжести противодействуют сгибатели кисти и пальцев, работающие при дистальной опоре и фиксирующие положение предплечья относительно кисти. Локтевой сустав укреплен мышцами-разгибателями предплечья, так как сила тяжести стремится согнуть руку в локтевом суставе. В области плечевого сустава напряжены почти все мышцы, окружающие его. Они укрепляют положение пояса верхних конечностей относительно плечевой кости, работая при дистальной опоре. Большая и малая грудные, а также передняя зубчатая мышцы, имея опору на ключице и ребрах, удерживают туловище спереди; большая и малая круглые, подостная и подлопаточная мышцы, а также длинная головка трехглавой мышцы плеча, имея опору на плечевой кости, удерживают туловище сзади. Дельтовидная мышца фиксирует ключицу и лопатку к плечевой кости. Пояс верхних конечностей фиксируется к позвоночному столбу за счет напряжения трапециевидной, ромбовидной мышц и широчайшей мышцы спины.

Тазобедренный сустав закрепляют мышцы-сгибатели бедра, напряжение которых препятствует опусканию туловища, коленный — мышцы-разгибатели голени. Напряжением сгибателей стопы, особенно камбаловидной мышцы, предотвращается дальнейшее разгибание стопы.

Напряжение всех указанных мышц увеличивается, если упор лежа выполняется не на шероховатой, а на скользкой поверхности, так как из-за отсутствия трения требуются дополнительные усилия для удержания продольного свода в данном положении тела.

При выполнении упора лежа имеются некоторые особенности в механизме внешнего дыхания. Напряжение грудных мышц и передних зубчатых мышц обусловливает поднимание ребер, межреберные мышцы растягиваются. Верхний и средний отделы грудной клетки находятся как бы в состоянии вдоха, что затрудняет движения ребер и при вдохе, и при выдохе. Дыхательные экскурсии диафрагмы также затруднены, так как сокращенные мышцы живота препятствуют ее опусканию при вдохе, хотя хорошо тренированная диафрагма легко преодолевает по препятствие. Дыхание при этом упражнении преимущественно нижнегрудное и диафрагмальное. Упор лежа способствует развитию мышц живота, может применяться как корригирующее упражнение при дефектах осанки и как тренировочное упражнение для развития диафрагмального типа дыхания.

Вис на согнутых руках

При висе на согнутых руках тело человека занимает не строго вертикальное положение, а несколько наклоненное таким образом, что верхняя его половина находится ближе к перекладине или кольцам, чем нижняя. Верхние конечности согнуты в локтевых и плечевых суставах, туловище разогнуто, ноги выпрямлены, носки стоп оттянуты.

Взаимодействие внешних и внутренних сил, действующих на тело человека при висе на согнутых руках, аналогично таковому при висе на выпрямленных руках. Наибольший интерес с анатомической точки зрения представляет работа двигательного аппарата, и главным образом верхних конечностей. Основная особенность ее состоит в том, что в сильно напряженном состоянии находятся сгибатели предплечья (плечевая и плечелучевая мышцы и круглый пронатор) и плеча (двуглавая мышца плеча и клювовидно-плечевая мышца). Эти мышцы выполняют настолько большую работу, что в висе на согнутых руках можно находиться очень недолго. Мышцы верхней конечности работают при дистальной опоре, вызывая не движение предплечья к плечу, а движение плеча к предплечью и туловища к плечу. Значительная нагрузка падает также на мышцы, приводящие плечо (широчайшая мышца спины, большая круглая и большая грудная мышцы). Некоторое разгибание в плечевом суставе по сравнению с висом на выпрямленных руках обеспечивается сокращением широчайшей мышцы спины, подостной, большой и малой круглыми мышцами, а также трехглавой мышцей плеча (преимущественно ее длинной головкой). Причем напряжение трехглавой мышцы плеча возрастает по мере сгибания руки в локтевом суставе, так как место начала и место прикрепления этой мышцы отдаляются друг от друга.

Дыхательные экскурсии грудной клетки и диафрагмы при данном положении в большей мере затруднены, чем при висе на выпрямленных руках. Это связано с тем, что мышцы, идущие с верхней конечности на туловище, оказываются в более напряженном состоянии, так как они принимают участие в удержании пояса верхней конечности. Значительное напряжение мышц живота затрудняет дыхательные экскурсии диафрагмы.

С точки зрения влияния на организм вис на согнутых руках идентичен вису на выпрямленных руках, хотя нагрузка на мышцы верхних конечностей и живота в данном положении больше.

Лекция 9

ХОДЬБА

Ходьба является одним из основных естественных видов перемещения тела в пространстве. Она представляет собой сложное, разновременно симметричное, циклическое движение, связанное с отталкиванием тела от опорной поверхности и перемещением его в пространстве. При ходьбе в работе принимает участие почти весь двигательный аппарат, а также системы, регулирующие и обеспечивающие е! о деятельность (нервная, сердчено-сосудистая, дыхательная и др.).

Характерной особенностью ходьбы является то, что тело никогда не теряет связи с опорной поверхностью, опора попеременно происходит то на одну, то на другую ногу. Время, в течение которого с поверхностью опоры соприкасается только одна нога, называется одноопорным периодом. Кратковременный момент, когда вынесенная вперед конечность уже касается опоры, а находящаяся сзади еще не отделилась от нее, называется двухопорным периодом.

При ходьбе имеет место повторяющееся нарушение и восстановление равновесия тела. Перемещение тела в пространстве происходит за счет использования внешних и внутренних сил, действующих на организм человека. В результате преодолевающей работы мышц при отталкивании от опорной поверхности телу сообщаются толчки, направленные вверх и вперед. Однако движения тела носят плавный характер, который зависит от того, что толчки сглаживаются под влиянием инерции тела, а также благодаря амортизационным свойствам опорно-двигательного аппарата. Сила тяжести тела имеет самое непосредственное значение для его поступательных движений. При переходе из положения стоя к ходьбе первый момент движения обычно связан с выдвижением туловища вперед. В результате этого вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, выносится за переднюю границу площади опоры и равновесие г ела нарушается. Тело в силу своей собственной тяжести начинает падать и таким образом несколько продвигается вперед. При вынесении одной ноги вперед создается новая площадь опоры и равновесие восстанавливается. Во время дальнейшего движения тело выводится из равновесия при каждом вынесении вперед ноги.

Отталкиваясь при ходьбе от опоры, тело встречает равное и противоположно направленное ее сопротивление, без которого ходьба была бы невозможна. Если силу этого сопротивления разложить на составляющие, то одна из них, зависящая от жесткости почвы, будет направлена вертикально, а другая, зависящая от трения между ее поверхностью и нижней поверхностью стопы, — горизонтально. Если жесткость почвы или трение незначительны, ходьба крайне затруднена. Например, ходить по глубокому рыхлому снегу трудно из-за его ничтожной жесткости, а по льду — из-за незначительного трения.

Площадь опоры при ходьбе периодически изменяется. В одноопорный период площадь опоры наименьшая, так как она представлена лишь площадью соприкосновения стопы одной ноги с опорной поверхностью. В период двойной опоры площадь опоры увеличивается, поскольку состоит из площади опорных поверхностей обеих стоп и площади пространства, заключенного между ними. Однако следует иметь в виду, что в двухопорный период тело опирается не на всю подошвенную поверхность стоп, а лишь на пятку одной ноги и носок другой. Равновесие при ходьбе неустойчивое. Степень устойчивости тела различна: в одноопорный период она очень мала, а в двухопорный — довольно значительна.

Как сложное движение, ходьба состоит из нескольких простых движений, в основе которых лежит попеременное сгибание и разгибание нижних конечностей и их звеньев (рис. 168). Движение одной ноги при ходьбе получило название одиночного шага. При ходьбе тело поочередно опирается то на одну, то на другую ногу. Значит, одна нога, на которую происходит опора, будет опорной ногой, а другая, которая в этот момент переносится вперед, — свободной (или переносной) ногой. Работа мышц на опорной ноге сильно отличается от работы мышц на свободной ноге. Одиночные шаги постоянно повторяются в определенной последовательности, в результате весь двигательный акт при ходьбе можно разделить на отдельные циклы.

Циклом ходьбы является двойной шаг. Он состоит из двух одиночных шагов, один из которых совершается одной ногой, а другой — другой ногой. После каждого двойного шага части и звенья тела приходят по отношению друг к другу в исходное положение.

В зависимости от особенностей работы двигательного аппарата и положения опорной или свободной ноги по отношению к вертикали, опущенной из ОЦТ тела, каждый одиночный шаг может быть разделен на фазы, каждую из которых нередко называют простым шагом. Когда опорная нога находится впереди от вертикали, опущенной из ОЦТ тела, положение называется передним шагом опорной ноги (или фазой передней опоры). Если опорная нога находится сзади от указанной вертикали, то говорят о заднем шаге опорной ноги (или фазе задней опоры). Между фазами передней и задней опоры существует момент вертикали опорной ноги, который характеризуется тем, что

 

продольная ось опорной ноги совпадает с вертикалью, опущенной из ОЦТ тела. Аналогичным образом одиночный шаг свободной (переносной) ноги разделяют на: задний шаг свободной ноги (или фазу заднего шага), передний шаг свободной ноги (или фазу переднего шага) и момент вертикали свободной ноги.

Таким образом, по своей структуре каждый двойной шаг состоит из двух одиночных шагов и четырех простых шагов. Между тем по пройденному расстоянию двойной шаг состоит только из трех простых шагов, так как происходит «наложение» простого шага одной ноги на простой шаг другой ноги, т. е. одно и то же расстояние как бы проходится два раза.

Движения верхней конечности при ходьбе происходят вперед и назад. Они состоят из заднего маха и переднего маха. Верхнюю конечность, находящуюся в положении заднего маха, условно называют задней рукой, а находящуюся в положении переднего маха — передней рукой. Между передним и задним махами верхней конечности можно выделить момент вертикали, когда продольная ось верхней конечности и вертикальная ось туловища совпадают.

В различные фазы ходьбы работа двигательного аппарата человека имеет свои особенности.

Передний шаг опорной ноги. В этой фазе продольная ось вынесенной вперед опорной ноги находится спереди от вертикали, опущенной из ОЦТ тела. Опора первоначально происходит на обе конечности, так как по времени передний шаг опорной ноги и задний шаг свободной ноги совпадают. Опорная нога опирается на пятку, при этом тело испытывает передний толчок.

Сила тяжести направлена вниз, строго перпендикулярно к опорной поверхности, а сила реакции опоры имеет косое направление, соответствующее продольной оси опорной ноги. Если силу реакции опоры разложить на ее составляющие — вертикальную и горизонтальную, то горизонтальная составляющая будет направлена назад, что, естественно, несколько затормаживает поступательное движение тела.

В фазу переднего шага опорной ноги возникает значительное плечо силы тяжести, которое зависит от ширины шага. В результате этого момент силы тяжести тела превосходит момент силы реакции опоры. Однако падения тела не происходит, так как производимое другой ногой толчковое движение сообщает телу дополнительный импульс и оно какой-то промежуток времени движется по инерции. По мере перемещения свободной ноги ОЦТ тела смещается кпереди, и вертикаль, опущенная из него, переходит в пределы опорной поверхности.

В начале фазы передней опоры нога хотя и выпрямлена, но не закреплена в коленном суставе, поэтому она ставится на опору несколько согнутой. Выпрямление ее в коленном суставе, а также разгибание в тазобедренном происходят отчасти пассивно под действием инерции тела, совершающего поступательное движение. Амортизации переднего толчка способствуют суставные хрящи и внутрисуставные связки коленного сустава, а также активное напряжение мышц (особенно четырехглавой мышцы бедра).

Своеобразное движение совершается стопой опорной ноги. Происходит как бы перекатывание ее с пятки на носок (рис. 169). Оно осуществляется преимущественно пассивно под действием инерционных сил, сообщаемых телу при поступательном движении. В начале фазы, при приземлении на пятку, сокращенными оказываются мышцы передней поверхности голени; они способствуют закреплению голеностопного сустава. При перекатывании стопы на носок эти мышцы выполняют уступающую работу, плавно опуская стопу на опорную поверхность. В этот момент в работу включаются задняя и наружная группы мыши голени. Их работа носит преодолевающий характер. Обе группы мышц имеют проксимальную опору. Напряжение мышц подошвенной поверхности стопы, а также длинной малоберцовой и передней большеберцовой мыши увеличивает высоту сводов стопы. Разогнутое положение коленного сустава обеспечивается напряжением четырехглавой мышцы бедра (преимущественно ее бедренными головками), которая выполняет уступающую работу при дистальной опоре. Несколько напряжены мышцы задней поверхности бедра и ягодичной области (рис. 170).

Момент вертикали опорной ноги. В этой фазе стопа соприкасается с опорой всей своей подошвенной поверхностью, нога выпрямлена в коленном и тазобедренном суставах. Продольная ось ее совпадает с вертикалью, опущенной из ОПТ тела, которая, пересекая поперечные оси тазобедренного, коленного и голеностопного суставов, проходит через середину площади опоры. Моменты силы тяжести и силы реакции опоры уравновешены. Напряжение мышц-сгибателей и разгибателей нижней конечности наименьшее, так как положение ее звеньев сохраняется пассивно под действием силы тяжести и сил инерции. Основная нагрузка падает на мышцы туловища, удерживающие его вертикальное положение, а также на мышцы, поддерживающие своды стопы.

Следует указать на специфическую работу мышц, отводящих бедро опорной ноги. Они функционируют при дистальной опоре и своим напряжением препятствуют опусканию таза в сторону свободной ноги. Наибольшее значение из этих мышц имеют средняя и малая ягодичные мышцы, а также напрягатель широкой фасции.

Задний шаг опорной ноги. Эта фаза является наиболее важной, так как в конце ее за счет сокращения мышц нижней конечности совершается так называемый задний толчок, сообщающий телу дополнительный импульс, необходимый для поступательного движения вперед.

В период заднего шага опорной ноги заканчивается перекатывание с голы, опора со всей подошвы переходит на носок. Площадь опоры при ном резко уменьшается. Действие силы тяжести направлено перпендикулярно вниз, а силы реакции опоры — вверх, вдоль оси опорной ноги. По мере перемещения свободной ноги вперед, которое совершается синхронно с задним шагом опорной ноги, общий центр тяжести тела смещается кпереди. В результате этого возникает плечо силы тяжести. Когда момент силы тяжести становится больше момента силы реакции опоры, равновесие тела нарушается, и оно под действием силы тяжести спускается на выставленную вперед свободную ногу. Горизонтальная составляющая равнодействующей силы реакции опоры способствует поступательному движению, увеличивая скорость перемещения тела.

При заднем толчке происходит сгибание в голеностопном суставе, разгибание в коленном и тазобедренном суставах. В этих движениях участвуют мышцы-сгибатели стопы и пальцев (мышцы задней и наружной поверхности голени, мышцы подошвенной поверхности стопы). Под действием силы тяжести предварительно происходит пассивное разгибание в плюснефаланговых и межфаланговых суставах, в результате чего мышцы-сгибатели пальцев стопы несколько растягиваются, что создает условия для усиления их действия во время толчка. В коленном и тазобедренном суставах основная нагрузка падает на мышцы-разгибатели голени (четырехглавую мышцу бедра), и разгибатели бедра (в основном на большую ягодичную и большую приводящую мышцы), которые сокращаются при дистальной опоре и производят работу преодолевающего характера. Напряжение мышц, отводящих бедро, к концу фазы уменьшается, так как с постановкой свободной ноги на пятку начинается двухопорный период, и таз принимает горизонтальное положение.

3адний шаг свобод н о й ноги. После заднего толчка опорная нога теряет связь с опорной поверхностью и становится свободной (или переносной) ногой. Маховое движение, совершаемое свободной ногой, играет важную роль в поступательном перемещении туловища и переносе всей тяжести тела на опорную ногу.

При заднем шаге свободной ноги происходят разгибание в голеностопном и сгибание в коленном и тазобедренном суставах, осуществляемые соответствующими группами мышц. Это способствует ее свободному переносу мимо опорной ноги и уменьшает момент ее инерции.

Мышцы свободной ноги, в отличие от опорной, работают при проксимальной опоре. Маховое движение совершается в тазобедренном суставе. Центр тяжести свободной ноги находится под местом ее опоры (тазобедренным суставом), поэтому маховое движение совершается по инерции под влиянием сил, возникающих при заднем толчке.

Работа мышц направлена преимущественно на сохранение положения звеньев свободной конечности. Основная нагрузка приходится на сгибатели бедра (подвздошно-поясничную мышцу, прямую мышцу бедра, портняжную, гребенчатую мышцы), которые работают при проксимальной опоре. Мышцы ягодичной области и напряга гель широкой фасции расслаблены. Мышцы задней поверхности бедра (двуглавая мышца бедра, полусухожильная и полуперепончатая мышцы), производящие сгибание голени, напряжены. Они удерживают голень в согнутом положении. Мышцы наружной и задней поверхностей голени расслабляются, а мышцы передней поверхности, производящие разгибание стопы, напрягаются.

Момент вертикали свободной н о г и. В этой фазе продольная ось свободной ноги совпадает с вертикалью, опущенной из ОЦТ тела, нога оказывается как бы подвешенной в области тазобедренного сустава. Мышечные группы, находящиеся в состоянии сокращения, те же, что и в предыдущей фазе. Сгибание в тазобедренном и коленном суставах, а также разгибание в голеностопном суставе свободной ноги являются тем более необходимым, что таз наклоняется в сторону свободной ноги, и если бы она была выпрямлена, она задевала бы за опорную поверхность носком стопы.

Передний шаг свободной ноги. В течение этой фазы движение бедра замедляется, в то время как в коленном суставе происходит разгибание и голень продолжает перемещаться кпереди. Сгибатели бедра максимально напряжены, так как они удерживают на весу всю нижнюю конечность, вынесенную вперед. К ним присоединяется четырехглавая мышца бедра, которая, сокращаясь, разгибает голень в коленном суставе, производя баллистическую работу. К концу переднего шага свободной ноги напряжение четырехглавой мышцы бедра ослабевает, что способствует амортизации переднего толчка при постановке ноги на опорную поверхность. В голеностопном суставе происходит небольшое сгибание стопы, так что в момент приземления та находится под прямым углом к продольной оси голени. Тонус сгибателей и разгибателей стопы повышен, что придает жесткость 'тотальному звену конечности.

В таком положении нога ставится на опорную поверхность пяткой и становится опорной ногой. На этом заканчивается полный цикл движений нижних конечностей при ходьбе. Таким образом, при ходьбе на нижних конечностях работают все группы мышц, напряжение и расслабление которых последовательно чередуются. Движения опорной и свободной нот строго синхронны. Так, одновременно с задним шагом опорной ноги совершается передний шаг свободной ноги, а с задним шагом свободной ноги —- передний шаг опорной ноги. Такое согласование движений достигается за счет сложной координации работающих мышц, в основе которой лежит рефлекторная деятельность нервной системы. Согласно исследованиям А. С. Витензон (1975), проведенным с учетом динамических, кинематических и электрофизиологических параметров ходьбы, работа мышц-разгибателей в тазобедренном и коленном суставах, направленная на перемещение ОЦТ тела, определяет основную часть локомоторной синергии, в то время как работа сгибателей имеет преимущественно коррекционный характер, регулируя положение или движение сегментов нижней конечности; сочетание же различных видов работы мышц-разгибателей проксимальных и дистальных отделов конечности обеспечивает плавное перемещение ОЦТ при ходьбе. Эти данные подтверждают последовательность работы указанных групп мышц при ходьбе.

ОЦТ тела перемещается не по прямой, а испытывает колебания, что заметно как при рассмотрении тела в профиль, так и при рассмотрении его спереди или сверху. Во время двухопорного периода положение центра тяжести всего тела наиболее низкое. Наоборот, в одноопорном периоде оно наиболее высокое, особенно в момент вертикали опорной ноги.

Колебания ОЦТ тела в стороны связаны с перемещением на опорную ногу всей массы тела, благодаря чему траектория ОЦТ тела проходит непосредственно над площадью опоры. Чем ходьба быстрее, тем эти колебательные движения меньше, что объясняется выравнивающим влиянием инерции тела. Максимум смешения О ЦТ тела в сторону наблюдается в момент вертикали опорной ноги. Эти колебания увеличиваются, если нога ставится далеко от линии направления движения. Сравнивая колебания ОЦТ тела в сторону с вертикальными колебаниями, нетрудно заметить, что они совпадают во времени.

Движения туловища при ходьбе разнообразны. Кроме основного поступательного движения вперед это колебания в вертикальном и поперечном направлениях, % также поворот и скручивание туловища вокруг вертикальной оси и некоторый наклон его кпереди. Амплитуда вертикальны? колебаний туловища достигает 4—6 см. Она может быть больше или меньше в зависимости от положения опорной ноги в момент вертикали. Гели во время непосредственного нахождения туловища над опорной ногой она несколько сгибается в коленном суставе, то движения носят более плавный характер (по крайней мере при рассмотрении в профиль). Наоборот, если опорная нога в момент пер гикали остается выпрямленной, то движения туловища вверх и вниз будут более значительны Другой причиной, способствующей увеличению вертикальных колебаний туловища, являются особенности движения стопы, которая может производить более резкий или более плавный толчок, направленный кверху.

Движения туловища вперед и назад вокруг поперечной оси тазобедренных суставов при обычном шаге малозаметны. Они сводятся к тому, что во время заднего шага опорной ноги туловище несколько наклоняется назад, я во время переднего шага — вперед. В момент вертикали и в двухопорный период продольная ось туловища при обычной ходьбе проходит через фронтальную плоскость, т. е. оно располагается вертикально

Скручивание туловища заключается в том, что его верхний и нижний отделы, о положении которых можно судить по плечевому и тазовому поперечным диаметрам, в течение переднего и заднего шагов опорной ноги находятся под углом друг к другу, т. е. движутся в противоположных направлениях Скручивание туловища самым непосредственным образом связано с движениями пояса верхних конечностей и таза.

Таз при ходьбе производит движения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей сагиттальной, вертикальной и поперечной. Эти движения происходят на фоне общего поступательного перемещения тела вперед. Движения вокруг сагиттальной оси заключаются в том, что таз опускается в сторону свободной ноги Если его поперечный диаметр в двухопорный период располагается горизонтально, то в одноопорный период он наклонен в сторону свободной ноги. Сравнивая положение тазового и плечевого поперечных диаметров по отношению друг к другу, можно обнаружить, что только в двухопорный период они лежат в параллельных горизонтальных плоскостях, в одноопорный период они расходятся на стороне свободной ноги и сближаются на стороне опорной ноги. Это движение связано с тем, что на стороне свободной ноги таз в силу своей тяжести несколько опускается, несмотря на напряжение мышц туловища и нижней конечности противоположной стороны.

123456Следующая ⇒

Поделиться: