Рассуждение о морфомеханике. 5.4.9 Опорный коленный, голеностопный и подтаранный суставы во фронтальной плоскости
5.4.9 Опорный коленный, голеностопный и подтаранный
суставы во фронтальной плоскости
Рассматриваемое
нами одноопорное ортостатическое положение характеризуется полным разгибанием в
коленном суставе, так же как и в двухопорном ортостатическом положении, данный
сустав замкнут, благодаря натяжению связочного аппарата. Опорная нижняя
конечность выпрямлена и приведена в ТБС. За счет этого длинная ось ее лежит во
фронтальной плоскости, наклонена и образует с горизонтальной линией острый угол
открытый кнаружи. Соответственно вертикальная линия, на которой лежит ОЦМ,
проходит медиальнее от опорного коленного сустава. Асимметричное действие веса
тела обусловливает появление вращающего момента стремящегося привести голень в
коленном суставе. Наиболее нагруженными оказываются внутренние мыщелки бедра и
большеберцовой кости, а также медиальный мениск (Рис.5.26).
Вращению
голени во фронтальной плоскости противостоят силы реакции малоберцовой окольной
связки и латерального отдела суставной сумки коленного сустава. Учитывая то,
что дистальный конец малоберцовой окольной связки прикрепляется к головке
малоберцовой кости, часть нагрузки падает и на ее связочный аппарат. А именно,
малоберцовая кость стремиться сместиться краниально чему противодействуют
суставные сумки и связки проксимального и дистального межберцовых суставов, а
также межкостная перепонка.
Большеберцовая
окольная связка и медиальный отдел суставной сумки за счет асимметричной
нагрузки, должны бы быть «расслабленными». Однако за счет сокращения двуглавой
мышцы бедра, латеральной головки икроножной мышцы, мышцы напрягающей широкую
фасцию бедра, а также большой ягодичной мышцы, увеличивается натяжение
большеберцовой окольной связки и медиального отдела суставной сумки коленного
сустава, что обусловливает в них определенный уровень напряжения.* Одновременно с этим указанные мышцы разгружают латеральный сумочно-связочный
аппарат коленного сустава и малоберцовой кости, уменьшают контактные напряжения
в медиальных мыщелках бедра и голени, повышая напряжения в латеральных
мыщелках, за счет прижатия их друг к другу. Кроме этого, уменьшается величина
сжатия внутреннего мениска и возрастает сила сжатие наружного.
Обратное
действие имеют мышцы расположенные медиальнее от коленного сустава –
полусухожильная, полуперепончатая, медиальная головка икроножной мышцы,
портняжная и тонкая мышца. Сокращение данной группы мышц разгружает латеральные
мыщелки бедра и большеберцовой кости, латеральный мениск, медиальный отдел
суставной сумки и большеберцовую окольную связку. Вместе с этим увеличивается
напряжение в латеральном участке сумочно-связочного аппарата коленного сустава
и малоберцовой кости, а также в медиальных мыщелках бедра, большеберцовой кости
и медиальном мениске.
Как
явствует из рассмотренного взаимодействия связок и мышц, последние, и в
отношении коленного сустава, участвуют в регуляции уровня действующих
напряжений в сумочно-связочном аппарате, менисках и суставных концах костей.
Определенное место в регуляции напряжений в элементах коленного сустава
принадлежит мышцам, прикрепляющимся к малоберцовой кости. Смещение последней
дистально увеличивает напряжение в малоберцовой окольной связке, наружном
мениске, наружных мыщелках бедра и большеберцовой кости. Вместе с этим
увеличивается натяжение большеберцовой окольной связки и медиального отдела
суставной сумки с разгрузкой внутренних мыщелков бедра, большеберцовой кости,
медиального мениска, латерального отдела суставной сумки. К таковым мышцам
можно отнести заднюю большеберцовую, обе малоберцовые мышцы, мышцу длинный
разгибатель первого пальца стопы. Следует отметить, что смещение малоберцовой
кости дистально посредством указанных мышц возможно только при фиксации стопы
другими мышцами голени.
За
счет тонкой регуляции действия мышц, даже при асимметричной нагрузке коленного
сустава, в его структурах удается исключить запредельное повышение величин
действующих напряжений. Благодаря мышцам напряжения распределяются равномерно в
элементах латерального и медиального отделов.
Ранее
уже отмечалось, что опорная нижняя конечность не вертикальна, а приведена в
ТБС, будучи выпрямленной в коленном суставе. Опорная стопа, обычно,
контактирует с опорной поверхностью всей подошвой. Простейший анализ
показывает, что описанное положение ноги во фронтальной плоскости возможно
только при пронации в подтаранном суставе. В голеностопном суставе оно
невозможно вследствие его блоковидности и практически фронтального расположения
оси вращения. Подтаранный сустав, таким образом, компенсирует приведение нижней
конечности в ТБС.
Пронация
в подтаранном суставе обусловливает отклонение кнаружи таранной кости, при этом
верхняя поверхность ее блока располагается под углом к горизонтальной
плоскости, образуя с ней острый угол открытый внутрь. Это определяет появление
в голеностопном суставе силы стремящейся вызвать сдвиг большеберцовой кости в
латеральном направлении относительно блока таранной кости. Одним из препятствий
указанного сдвига является наличие на поверхности блока таранной кости и
суставной поверхности большеберцовой кости продольного углубления и ответного
ему выступа. Другим и, пожалуй, главным ограничителем фронтального смещения
является медиальная лодыжка. Она, взаимодействуя с медиальной поверхностью
блока таранной кости, обусловливает появление силы реакции, противодействующей
горизонтальной составляющей веса тела. Думается, что именно это является
главной функцией внутренней лодыжки большеберцовой кости.
Возможное
опрокидывание в голеностопном суставе нейтрализует дельтовидная связка. Сила ее
реакции предотвращает отклонение большеберцовой кости кнаружи относительно
таранной кости. Снижению напряжения в дельтовидной связке способствует
сокращение передней и задней большеберцовой мышцы, мышцы длинного сгибателя
пальцев и мышцы сгибателя первого пальца стопы. И наоборот, повышение уровня
действующих напряжений в медиальной связке возможно за счет сокращения
малоберцовых мышц. Эти же мышцы участвуют в пронации стопы, что компенсирует
приведение в ТБС. Как видно компенсация приведения в ТБС при одноопорном
ортостатическом положении процесс активный, он непосредственно связан с
деятельностью мышц.
Рассматривая
распределение потоков внутренних сил в коленном суставе, было показано, что
важное место в уменьшении нагрузки на медиальные мыщелки бедра и голени
принадлежит двуглавой мышце бедра. Прикрепляясь к головке малоберцовой кости,
данная мышца, опосредованно участвует в распределении напряжений в
голеностопном и подтаранном суставе. По нашему мнению, малоберцовую кость
вполне можно рассматривать как оссифицированную часть дистального сухожилия
двуглавой мышцы бедра, а потому саму мышцу следует считать четырех суставной.
Ее сокращение в одноопорном ортостатическом положении, приводит к некоторому
краниальному смещению малоберцовой кости и, соответственно, к натяжению
межберцовых, таранно-малоберцовых и пяточно-малоберцовой связок. Это в свою
очередь порождает силу, воздействующую на наружную поверхность блока таранной
кости со стороны суставной поверхности малоберцовой кости. Данная сила реакции
препятствует смещению таранной кости кнаружи относительно пяточной кости, тем
самым, стабилизируя подтаранный сустав. Сокращение мышц голени, прикрепляющихся
к малоберцовой кости, способствует уменьшению напряжения в перечисленных
связках. Пронация в подтаранном суставе приводит к уменьшению напряжения в
межкостной таранно-пяточной связке, то есть мышцы, вызывающие пронацию
(малоберцовые) способны снизить уровень напряжений в ней.
* Указанные мышцы участвуют в регуляции напряжений в связочном аппарате коленного сустава, опосредованно, через подвздошно-большеберцовый тракт, в дистальном отделе прикрепляющийся к наружному мыщелку большеберцовой кости.
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