5.3.8 Голеностопный сустав в сагиттальной плоскости
Следующим
крупным суставом, рассматриваемым нами в сагиттальной плоскости, является
голеностопный сустав. Особенность данного сустава такова, что в нем возможны
только движения в сагиттальной плоскости сгибание-разгибание. Он является
блоковидным сочленением, так же как и коленный сустав. В обычных условиях,
замыкания голеностопного сустава не происходит. Оно возможно лишь при крайнем
сгибании или разгибании, так по данным В.П.Воробьева (1932) объем каждого их
этих движений составляет 60°. Замыкание голеностопного сустава
происходит только при соприкосновении таранной кости с передним или задним краем
дистального метаэпифиза большеберцовой кости. Для ортостатического положения с
опорой на две нижние конечности, характерна постоянная балансировка на
одноосных шарнирах, которыми можно считать голеностопные суставы. Оси этих
суставов расположены под углом к фронтальной плоскости, образуя с ней угол
открытый кнаружи. Так как линия действия силы тяжести находится кпереди от
центров голеностопных суставов, то в них неизбежна тенденция к опрокидыванию
вперед (тыльное сгибание). Однако отсутствие параллельности осей голеностопных
суставов и фронтальной плоскости приводит к возникновению, своего рода,
замыкания голеностопных суставов. Это, с нашей точки зрения, одно из объяснений
разведения передних отделов стоп в двухопорном ортостатическом положении
(Рис.5.15).
Как
известно, передний отдел блока таранной кости шире заднего (Гурьев В.Н., 1971).
Соответственно при тыльной флексии возникает расклинивание «вилки»
голеностопного сустава таранной костью. Выше было показано, что тыльное
сгибание наблюдается при смещении проекции ОЦМ кпереди от фронтальных осей
голеностопных суставов. Суставные поверхности обеих лодыжек, вследствие этого,
испытывают давление со стороны боковых поверхностей блока таранной кости.
Следовательно, лодыжки можно считать элементами, которые препятствуют тыльному
сгибанию в голеностопном суставе.
 |
| Рис.5.15. Разведение передних отделов стоп как механизм замыкания голеностопных суставов; справа: О – проекция общего центра масс и проекции стоп, линиями указаны оси голеностопных суставов; слева: человек стоит по той же причине, что и поставленный на ребро согнутый лист бумаги. |
Подвижной является латеральная лодыжка, она смещается кнаружи под давлением таранной кости. Амплитуда смещения лодыжки ограничивается межберцовыми связками. Именно силы реакции дистальных межберцовых, таранно-малоберцовых связок, а также межкостной перепонки противодействуют силе тяжести, стремящейся вызвать тыльное сгибание. Известно, что наружная лодыжка, а значит и межберцовые связки, испытывает нагрузку эквивалентную 1/6 веса тела. Высокий модуль упругости у межберцовых связок, задней таранно-малоберцовой связок и межкостной перепонки, обеспечивает нестандартное, но достаточно эффективное демпфирование голеностопного сустава. Задний отдел суставной сумки, отличающийся высокой эластичность и растяжимостью, не участвует в замыкании голеностопного сустава при двухопорном ортостатическом положении.
Соприкосновение
наружной поверхности блока таранной кости и суставной поверхности наружной
лодыжки обуславливает возникновение силы трения. За счет нее малоберцовая
кость, при тыльной флексии, вращается вокруг своей вертикальной оси. Этому
препятствуют межкостная перепонка, дистальные межберцовые связки и связки
проксимального межберцового сустава. Основная нагрузка приходится на заднюю
большеберцово-малоберцовую, заднюю таранно-малоберцовую связки и заднюю связку
головки малоберцовой кости. Сила их реакции также противодействует силе
тяжести, до определенной степени ограничивая тыльное сгибание.
Удержание
голени в вертикальном положении обеспечивают и мышцы задней поверхности голени.
Они и, прежде всего, трехглавая мышца, обеспечивают подошвенное разгибание в
голеностопном суставе. Тем самым данные мышцы противодействуют действию силы
тяжести, стремящейся опрокинуть тело вперед (Рис.5.14). Кроме трехглавой,
участие в удержании тела принимают: задняя большеберцовая, длинная и короткая
малоберцовые, мышца длинный разгибатель пальцев, мышца длинный сгибатель
большого пальца стопы. Перечисленные мышцы, обеспечивая подошвенное сгибание,
«невольно» уменьшают напряжение в межберцовых связках, межкостной перепонке, а
также задней и передней таранно-малоберцовых связках. Это же уменьшает давление
блока таранной кости на лодыжки, что снижает уровень действующих в костях
напряжений.
Мышцы
передней поверхности голени, в противоположность упомянутым выше, наоборот
способны увеличить напряжение, как в связках, так и в костных элементах
голеностопного сустава. На передней поверхности голени расположены три мышцы -
передняя большеберцовая мышца, мышца длинный разгибатель большого пальца стопы,
мышца длинный разгибатель пальцев. Важнейшую же роль в поддержании вертикальной
позы играет передняя большеберцовая мышца. Основная ее функция - смещение
проекции ОЦМ кпереди от фронтальной линии, соединяющей центры голеностопных
суставов и удержание его на таком расстоянии от данной линии, при котором плечо
силы тяжести было бы минимально.
Голеностопный сустав, является единственным из суставов нижней конечности в котором, в сагиттальной плоскости наблюдается управление положением тела, он единственный, где не наблюдается замыкание. Думается, что именно действие передней группы мышц голени в значительной степени позволяет экономить мышечную энергию при поддержании ортостатического двухопорного положения, способствуя замыканию вышележащих суставов.
Автор:
Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.
Цитирование:
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Примечания:
Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).
Ключевые слова
ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика
Биомеханика и морфомеханика