Рассуждение о морфомеханике. 5.5.4 Опора на три конечности

 

5.5.4 Опора на три конечности

Ортостатическое положение с предпочтительной опорой, при котором задействованы три конечности, также достаточно часто встречается в обыденной жизни. Наиболее распространен вариант когда - доминирующая конечность – нога, а второстепенные – противоположная нога и рука (Рис.5.63, 5.64). В нем, положение нижних конечностей аналогично описанному выше варианту с опорой две ноги. Существенное отличие связано с дополнительной опорой на руку.

Рис.5.63. Наиболее распространенная поза с опорой на три конечности, схема

Рука, участвующая в опоре и находящаяся со стороны второстепенной нижней конечности, может быть, как опущена вниз, так и поднята вверх. Опущенная вниз рука, в свою очередь может быть выпрямлена или согнута в локтевом суставе. И в том, и в другом случае непосредственная опора осуществляется на кулак, ладонь, ногтевые фаланги, либо головки проксимальных фаланг. Плоскость опоры должна располагаться на достаточной высоте. Таковой опорой обычно является край стола, спинка стула, барьер, забор, перила, поручни.*

Поднятая вверх опорная рука также может быть, как выпрямлена, так и согнута в локтевом суставе. В любом случае ее кисть должна обеспечить надежный захват опорной поверхности. Наиболее приспособлены для этого ладонный, кулачный, полубоковой, внутренний боковой схват, а также схват длинными пальцами (Якобсон Я.С., 1988). Предметы, о которые возможна опора это высоко расположенные поручни, перекладины, кронштейны, кольца, канат, вертикально стоящая жердь, посох и другие. 

Рис.5.64. Моменты сил стабилизирующие систему ортостатического положения при опоре на три конечности, М – сила отводящей группы мышц второстепенной нижней конечности, А – усилие, развиваемое верхней конечностью с одноименной стороны, Р – вес тела, F – сила реакции связки головки бедра доминирующей нижней конечности.

Эффект замыкания суставов для верхней конечности столь же значим, как и для нижней. Ввиду этого наиболее энергетически выгодное положение верхней конечности, когда максимальное число ее суставов замкнуто за счет сумочно-связочного аппарата. К такому положению можно отнести руку, опущенную вниз, опирающуюся на ладонную поверхность кисти и максимально разогнутую в локтевом и лучезапястном суставе. Максимальное разгибание в локтевом и лучезапястном суставах обеспечивает их замыкание сумочно-связочным аппаратом. Это значит, что может быть существенно уменьшена необходимая для обеспечения опоры мышечная энергия. Снижается тонус мышц кисти, предплечья и плеча, уменьшаются действующие напряжения в костях. При замыкании суставов сумочно-связочным аппаратом, напряжение мышц необходимо только для поддержания суставов в позиции замыкания.

Не замкнутым остаются только суставы надплечья – плечевой сустав, ключично-акромиальный сустав, грудино-ключичный сустав, а также реберно-лопаточное сочленение. Точнее говоря, данные суставы в период опоры замкнуты, но силой окружающих мышц, а не связочным аппаратом. Это предопределяет значительные затраты энергии и постепенное мышечное утомление.

Важно, что в лучезапястном и локтевом суставах, замкнутых силой реакции связок, сочленяющиеся кости контактируют своими суставными поверхностями. Последние, будучи покрыты гиалиновым хрящом, адаптированы к длительному давлению. Кроме этого, сами длинные трубчатые кости плеча и предплечья, располагаясь по оси действующей силы, оптимально приспособлены к восприятию сжимающей нагрузки.

Несколько иная ситуация в костях и суставах плечевого пояса. В частности, в плечевом суставе у вертикально стоящего человека нагрузка, действующая по оси опущенной вниз руки, вызывает появление срезающих усилий. Здесь опорными поверхностями являются, верхняя поверхность головки плечевой кости и нижняя поверхность акромиального конца ключицы. Ни та, ни другая не покрыты гиалиновым хрящом. Хотя они и образуют так называемый субакромиальный сустав, он, в норме, не выполняет функции опоры. Именно этим можно объяснить отсутствие на их взаимодействующих поверхностях гиалиновых оболочек. Отсюда объяснение, почему опора на опущенную вниз руку не может быть длительной - ткани ставшего опорным субакромиального сустава не приспособлены к длительному противодействию сжимающих нагрузок.**

Плечевой сустав и прочие суставы надплечья замкнуты силой сокращенных мышц. Это требует существенных затрат энергии для обеспечения стабильности плечевого пояса в целом. Кроме этого, в ключице и лопатке потоки внутренних сил, в рассматриваемой позе, не совпадают с осями костей и их отростков.

Все указанное свидетельствует о том, что рука даже в наиболее выгодном положении не может служить длительной опорой. Опора на нее скорее исключение и необходимость, чем правило. Об одной такой необходимости следует упомянуть несколько подробнее. Речь идет об опоре на трость. Если ее длина подобрана правильно, в момент опоры опирающаяся рука оказывается замкнутой в локтевом суставе, а в лучезапястном и плечевом прочно фиксирована мышцами. Будучи расположенная кнаружи от центра ТБС второстепенной нижней конечности, сила, с которой рука удерживает тело, имеет максимальную длину плеча. Это позволяет при прочих равных условиях, снизить нагрузку на опорную руку, а значит уменьшить затраты мышечной энергии. Еще более выгодна опора на костыль с упором в подмышечную область. За счет последнего удается несколько уменьшить нагрузку на элементы субакромиального сустава.

Вне зависимости от того опущена или поднята вверх опорная рука, плечо развиваемой ею силы имеет максимальную длину. Как явствует из приведенной выше схемы (Рис.5.64), сила, развиваемая ею, лежит кнаружи от центра вращения ТБС второстепенной ноги и медиальнее от центра ТБС доминирующей ноги. Вследствие этого опора на руку позволяет разгрузить СГБ ТБС доминирующей ноги. За счет этого уменьшается напряжение не только в СГБ, но и в отводящих мышцах второстепенной ноги, наружных связках и суставных поверхностях ТБС доминирующей ноги. Перераспределение части нагрузки на руку уменьшает напряжение мышц нижних конечностях, а также действующие напряжения в их опорных элементах.

Опорная рука со стороны доминирующей ноги может быть, как опущена вниз, так и поднята вверх, разогнута и согнута. Эффект опоры данной конечности существенно меньше, чем противоположной руки. Связано это, прежде всего с тем, что плечо силы ее действия по отношению к ТБС доминирующей ноги, либо равно нулю, либо минимальной длины. Данное обстоятельство предопределяет неэффективность применения этой руки для разгрузки суставов одноименной нижней конечности. Для существенного снижения действующих напряжений в ТБС требуется значительное усилие мышц опорной руки.

---

* При травмах и заболеваниях нижних конечностей опора может осуществляться на трость, костыль или же «ходунки».

** Проблемы с плечевым суставом у спортсменов определенной специализации и у лиц, длительно пользующихся костылями, как раз и объясняются неопорностью субакромиального сустава. 

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

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

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика