5.4.4 Таз во фронтальной плоскости
На
основание крестца опирается тело пятого поясничного позвонка, а значит
действует масса всей вышележащей части тела. Однако в связи с тем, что позвонки
L4 и L5 соединяются с тазовыми костями
подвздошно-поясничными связками, крестец оказывается несколько разгружен силами
их реакции. Воздействующая на крестец результирующая сила вертикальна, и
стремиться сместить его каудально относительно тазовой кости опорной стороны.
Главным препятствием этому являются крестцово-подвздошные связки с опорной
стороны.
Изучая одноопорное ортостатическое положение F.Pauwels (1965) нашел, что в области лобкового сращения возникают силы сжатия. По мнению данного автора, они обусловлены прижатием одной лобковой кости к другой за счет действия силы тяжести. Кроме этого, лобковые кости стремятся сместиться одна относительно другой в вертикальном направлении. В области обоих КПС, наоборот возникают растягивающие силы, а также присутствуют силы, сдвигающие сочленяющиеся в них кости в вертикальном направлении (Рис.5.30, 5.31).
Рис.5.30. Схема одноопорного ортостатического положения и взаимодействия костей таза.
По данным В.Е.Беленького (1960) угол наклона таза в неопорную сторону, при одноопорном ортостатическом положении составляет в среднем 4° и в его расчетах «…не принимался во внимание»! Автором была создана трехмерная модель ТБС, на которой изучалась нагрузка на проксимальную часть бедра. Учитывался вес тела, сила отводящих и приводящих мышц. Модель функционировала как «…рычаг первого рода с точкой опоры на головке бедренной кости». Результирующая сила приближалась по своему положению к оси ШБК, но не совпадала с ней (Рис.5.32). Анализируя результаты моделирования, автор пишет, что «взаимодействие сил в области тазобедренного сустава обуславливает работу шейки «на сжатие», а не «на излом».
Рис.5.31. Схема одноопорного ортостатического положения по F.Pauwels и усилия в области подвижных сочленений таза.
Для
поддержания таза в равновесии при одноопорном ортостатическом положении
отводящие мышцы должны создать усилие в 3 раза, превосходящее вес тела
(Рис.5.33). Направление действия результирующей силы отводящих мышц находится в
зависимости от положения таза (Charnley J.,
1979).
Для сохранения равновесия в одноопорном ортостатическом
положении задействованы не только отводящие, но и приводящие мышцы (Bauer R., 1970).
А.Л.Гимельфарб (1986) отмечает, что для сохранения равновесия таза во фронтальной плоскости величина тяги абдукторов должна превышать массу тела в двое. По мнению того же автора проекция ОЦМ располагается кпереди от ТБС, при этом сохранение равновесия в сагиттальной плоскости обеспечивается экстензорами бедра. Плечо веса тела в три раза меньше плеча силы экстензоров бедра.
Рис.5.32. Схема одноопорного ортостатического положения по F.Pauwels и силы, стабилизирующие тазобедренный сустав и таз во фронтальной плоскости.
Выше уже отмечалось, что при одноопорном ортостатическом положении таз во фронтальной плоскости, наклонен в неопорную сторону. В связи с этим крестец также не вертикален, его вершина отклонена в опорную сторону, а основанием в неопорную. Суставная же щель КПС, оказывается ориентированной приблизительно вертикально. Подобное соотношение тазовой и крестцовой костей, при вертикально действующей силе, приводит к увеличению нагрузки на связочный аппарат КПС, и ее снижению на суставные поверхности (Рис.5.34).
Рис.5.33 Условия равновесия тела при одноопорном ортостатическом положении.
Несмотря на то, что крестец как бы подвешен на крестцово-подвздошных связках, сила сжатия суставных поверхностей все-таки возникает. Она может быть определена графически (Рис.5.34). Несмотря, что вес тела воздействует на один КПС, величина ее все-таки незначительна, что является ярким примером адаптации подвижных сочленений к высоким нагрузкам. Вертикальная ориентация суставной щели, при одноопорном ортостатическом положении позволяет значительно снизить удельное давление на суставные поверхности по сравнению с тем, что могло бы быть при ином их расположении.
 |
| Рис.5.34. Схема одноопорного ортостатического положения, α - угол наклона таза во фронтальной плоскости, F – сила прижимающая крестец к опорной половине таза, ее горизонтальная составляющая есть сила реакции связок крестцово-подвздошного сустава, вертикальная – вес тела, Р – суммарный вес неопорной половины таза и неопорной нижней конечности, растягивающий связочный аппарат лобкового сращения и неопорного крестцово-подвздошного сустава, р – вес неопорной нижней конечности растягивающий связочный аппарат неопорного тазобедренного сустава и обуславливающий латеральное смещение головки бедренной кости неопорного тазобедренного сустава во фронтальной плоскости. |
Кроме крестцово-подвздошных связок, смещению крестца каудально и в неопорную сторону препятствует крестцово-остистая связка таза и ряд мышц. Однако основное назначение мышц, все же, разгрузка связочного аппарата. Из таковых следует назвать большую ягодичную и грушевидную мышцы с опорной стороны. Они, прижимая крестец к тазовой кости, тем самым уменьшают напряжение в связках КПС. Определенный вклад в разгрузку связок привносит и диафрагма таза, часть которой прикрепляется крестцовой кости. Большая и малая поясничные мышцы, мышцы спины и живота, широчайшая мышца, мышца разгибатель позвоночника, квадратная мышца поясницы, прямая, внутренняя и наружная косая мышцы живота с опорной стороны, наоборот способствуют увеличению нагрузки на связки КПС.
В
КПС с неопорной стороны величина силы, прижимающая суставные поверхности, еще меньше,
чем со стороны опорной. Крен таза, а также зависание неопорной ноги
обуславливает то, что неопорная половина таза и вся одноименная конечность
оказываются подвешенными на связках КПС и лобкового сращения. На неопорную
половину таза действует масса прикрепленной к ней ноги и частично органов
брюшной полости. Результирующая этих сил вертикальна и стремиться сместить
неопорную тазовую кость каудально относительно крестца. Ей противодействует
сила реакции связок КПС и лобкового сращения. также, как и в случае с опорным
КПС, силу реакции его связок можно разложить на две составляющие - вертикальную
и горизонтальную. Последняя и обеспечивает соприкосновение суставных
поверхностей.
Кроме
связок КПС неопорная тазовая кость оказывается «подвешенной» и на других
связках. Из их числа следует указать крестцово-остистую и крестцово-бугорную
связки таза, подвздошно-поясничные связки и lig. lumbocostale с обеих сторон. Кроме этого,
неопорная тазовая кость удерживается связками лобкового сращения – верхней
лобковой связкой, дугообразной лобковой связкой, отдельными пучками медиальных
ножек обеих паховых связок и межлобковым диском.
Уменьшить
напряжения в перечисленных элементах может сокращение мышц с неопорной стороны:
подвздошно-поясничной, большой ягодичной, грушевидной, широчайшей, части мышцы
разгибателя позвоночника, квадратной мышцы поясницы, внутренней и наружной
косых мышц живота. Определенную роль здесь играют прямая и косая мышцы живота, а
также мышцы тазового дна. Часть перечисленных мышц подтягиваю вверх неопорную
половину таза с нижней конечностью, часть их них прижимает крестец к тазовой
кости действуя в горизонтальном направлении. В том и другом случае связочный
аппарат разгружается.
Выше
уже отмечалось, что лобковое сращение также участвует в удержании неопорной
половины таза. Под действием массы неопорной нижней конечности, одноименной
половины таза и частично массы органов брюшной полости, связки лобкового
сращения и межлобковый диск испытывают растягивающую нагрузку. Если в двухопорном
ортостатическом положении межлобковый диск сжат, то в одноопорном он, наоборот,
растянут. Наличие как растягивающих, так и сжимающих сил, чередующихся в своем
действии на межлобковый диск, по всей видимости, и объясняют волокнистую
природу образующего его хряща. Именно волокнистый хрящ способен адекватно
противостоять как силам сжатия, так и растяжения. Снижение напряжения в связках
лобкового сращения и межлобковом диске при растяжении, обеспечивают мышцы
тазового дна и поперечная мышца живота. Указанные мышцы способствуют прижатию
тазовых костей в области лобкового сращения и тем самым разгружают связки и
межлобковый диск в одноопорном ортостатическом положении.
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