5.8 Бег
5.8.1 Общие
сведения
Вторым
важнейшим видом локомоций человека является бег. Бег реализуется, как правило,
с использованием ног. Бег на руках является экзотикой. В данной части этой
главы будет рассмотрен только бег с опорой на нижние конечности (Рис.5.86).
 |
| Рис.5.86. Спортивный бег. |
От
ходьбы бег отличает отсутствие двухопорного периода (Беленький В.Е., Куропаткин
Г.В., 1994). Это есть основное отличие бега от ходьбы. Отсутствие при беге
периода двойной опоры заменяется периодом полета (Иваницкий М.Ф., 1948). Бег
достаточно энергоемкий локомоторный акт, активизирующий значительную мышечную
массу и кровообращение. Так бег в течение 30 мин. повышает температуру в ТБС
суставе на 2.7°С (Зациорский В.М. и соавт., 1981).
Интенсивность обмена веществ при забеге на 100–200 м, составляет 22 кВт.
Работа, совершаемая за 10 с бега с высокой скоростью, достигает 200 кДж
(Уильмер Х.-Ф. и соавт., 1996).
Согласно
литературным данным, напряжение на поверхности ГБК во время бега составляет
0.385–0.4 кгс/мм2 (Янсон Х.А., 1975).
При
данном виде локомоций опора происходит попеременно то на одну, то на другую
нижнюю конечность. Бег такой же циклический процесс, как и ходьба, движения
звеньев ОДС в нем повторяемы, с большой долей автоматизма.
Различают
три фазы бега:
1. фаза – выведение ОЦМ за переднюю
границу площади опоры,
2. фаза – полет в воздухе
3. фаза приземление «передней»
ноги, которое может быть на носок, пятку, наружный край стопы (Иваницкий М.Ф.,
1948).
По
данным братьев E.F.Weber, E.H.Weber вертикальное смещение ОЦМ при беге
составляет 2 см, что меньше, чем при ходьбе (Николаев Л.П., 1947).
Среди
всех видов локомоций при беге, длина «шагов» наибольшая. Сгибание в коленном
суставе начинается одновременно с отрывом конечности от плоскости опоры.
Двойной шаг является минимальным отрезком времени, по истечении которого все
кинематические параметры тела принимают одни и те же значения (Шуляк
И.П.,1980). Ширина шага при беге наименьшая. Длительность двойного шага зависит
от скорости бега. Так темп бега может превышать 300 шагов в 1 минуту (Богданов
В.А., Гурфинкель В.С., 1976). Средняя скорость при оздоровительном беге 326 см в секунду; при быстром темпе бега 536 см в секунду.
Время цикла соответственно для оздоровительного бега 0.6 сек. Средняя длина
двойного шага при оздоровительном беге 231 см и 322 см при беге в быстром темпе
(Sarrafian S.K., 1993).
У
детей «настоящая двуногая локомоция развивается к началу второго года жизни».
Как отмечала Т.С.Попова (1940) «локомоция ребенка второго года жизни – это не
ходьба и не бег, а нечто еще не определившееся и не дифференцированное». «Дивергенция
бега от ходьбы начинается не ранее чем на 3-м году жизни». В 3-4 года ребенок
уже достаточно хорошо ходит и бегает. После 8 лет локомоции постепенно
приобретают черты свойственные взрослому человеку. Дивергенция бега от ходьбы
наблюдается не ранее третьего года и начинается с организации полетного
времени, которого вначале нет. Длина шага неуклонно растет: на пятом году жизни
она удваивается, на восьмом утраивается. Растет и средняя скорость бега, к 3-4
годам она удваивается, к шести утраивается, а к десяти годам становится больше
в пять раз, достигая скорости 5.75 м/с (около 20.7 км/ч), будучи в четыре раза
больше скорости ходьбы. У взрослого человека, если при ходьбе переносное время
длится дольше чем, опорное, то при беге наоборот опорное время больше
переносного. Структурные элементы ходьбы (опорные реакции, усилия в ОЦМ)
аналогичны таковым при беге и имеют ту же последовательность. Бег взрослого
человека как нейродинамическая структура обладает многими признаками
неоспоримого родства с ходьбой, в то же время они резко контрастируют как
биомеханические структуры. Бег и ходьба почти противоположно решают
механическую задачу перемещения тела в пространстве. Анализ эволюции бега у
детей позволяет выявить общее его происхождение с ходьбой, а также ход их
постепенной биомеханической и нейродинамической дивергенции. На втором году
жизни, то есть в самом раннем периоде развития локомоций, еще невозможно
указать четких различий между бегом и ходьбой. Бег ребенка этого возраста
совершенно лишен интервала полета. Отличия наблюдаются в опорном интервале и
то, только в проксимальных отделах нижней конечности. На протяжении 2-3-го года
жизни сближаются по времени передний и задний толчок опорной ноги. Появляются
первые зачатки полета. В возрасте от 2 до 5 лет начинается организация
переносного времени бега, начала второй половины переноса, а позднее первой.
Дивергенция бега и ходьбы идет в направлении сверху вниз, от проксимальных
отделов ног к дистальным. Отставание динамики дистальных отделов ног от
динамики проксимальных растягивается на целые годы. Причем сначала начинается
биомеханическая перестройка локомоций, а уж затем перестройка ЦНС (Бернштейн
Н.А., 1966).
На
тело бегущего человека действуют «…аэродинамические силы сопротивления
атмосферы, силы и моменты сил реакции опоры». Особенно заметно влияние
аэродинамических сил становится при беге с большой скоростью (Богданов В.А.,
Гурфинкель В.С., 1976).
Как уже отмечалось ранее, главным отличием бега от ходьбы является отсутствие двухопорного периода. В структуре бега различают опорный период и период полета. В опорном периоде с поверхностью всегда контактирует только одна нога, другая же находится в фазе переноса. Опорный период сменяется периодом полета, в котором контакт нижних конечностей с опорной поверхностью отсутствует. Период полета завершается опорным периодом для противоположной ноги, а для другой, переносным. Контакт ее с опорой завершает элементарный цикл бега. Как показал М.Ф.Иваницкий (1948), задний толчок наблюдается раньше переднего.
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