Ligamentum incognitum. О значении связки головки бедра для ходьбы

8.8 О значении связки головки бедра для ходьбы

Выше была продемонстрирована и, как нам думается, доказана, важная роль СГБ для обеспечения стабильности ортостатического положения. Ее роль значительна и в организации движений всего тела при ходьбе. Непосредственно влияя на положение таза и бедра, СГБ опосредованно участвует в определении направления движений во всех крупных суставах опорной нижней конечности, а также позвоночника, плечевого пояса и даже рук. Думается, что именно СГБ является одной из главных функциональных связей ТБС, и всей ОДС, придающей автоматизм и ритмичность ходьбе (Архипов С.В., 1997).

Вместе с тем СГБ участвует в распределении нагрузки на элементы ТБС, определяет направление потоков внутренних сил и регулирует напряжение в них. Кроме этого, СГБ позволяет не только существенно снизить действующие напряжения в элементах ТБС и сочленяющихся в нем костей, но также уменьшает энергозатраты на цикл ходьбы. Связано это с тем, что в одноопорном периоде шага, благодаря СГБ большая часть мышц «отдыхают», находясь в расслабленном состоянии.

Как явствует из графика движений таза во фронтальной плоскости (Рис.71), время, в течение, которого задействована СГБ составляет порядка 1/4 продолжительности двойного шага. Соответственно нижние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ оказываются нагруженными в течение 25% времени двойного шага. Истинный одноопорный период шага наблюдается только тогда, когда противоположная нога не соприкасается с поверхностью опоры, то есть является переносной. Длительность переноса конечности в среднем 33% от общего времени двойного шага (Шуляк И.П., 1980). В одноопорном периоде верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ оказываются нагруженными в течение приблизительно 8% времени двойного шага, в момент перехода из двухопорного ортостатического положения и обратно. Именно в течение этого времени ТБС можно рассматривать как рычаг первого рода и, соответственно, пользоваться схемой, которую предложил F.Pauwels. Все остальное время одноопорного периода - 25%, ТБС функционирует как рычаг второго рода!

В двухопорном периоде нагрузка на ТБС распределяется приблизительно равномерно и приходится на верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ. Длительность опоры на одну ногу, по данным, которые приводит И.П.Шуляк (1980), составляет в среднем 67% периода двойного шага. Соответственно для каждой из нижних конечностей, двухопорный период составляет около 33% от времени двойного шага. В течение этого времени на верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ действует сила равная, в среднем, половине веса тела. С учетом интервала времени одноопорного периода верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ оказываются нагруженными в течение 42% времени периода двойного шага. 

Рис.71. Угловые движения таза (сплошные линии) и верхнегрудного отдела позвоночника (пунктирные) при ходьбе (а фронтальная плоскость, б) сагиттальная плоскость, в) горизонтальная плоскость, г) подограмма. По оси абсцисс – время, в % к длительности двойного шага, по оси ординат – амплитуда в градусах (см. Беленький В.Е., Куропаткин Г.В., 1994). 

Как известно максимальная опорная реакция ног наблюдается в момент переднего и заднего толчков и составляет 110-120% от веса тела (Беленький В.Е., Куропаткин Г.В., 1994). В эти же моменты максимальна величина веса тела, действующая на нижние конечности. В фазу заднего толчка вся нагрузка приходится только на одну ногу, в частности на верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ. Данная энергия гасится отводящими мышцами, работающими в уступающем режиме. В момент переднего толчка нагрузка распределяется между двумя нижними конечностями, их верхними секторами ГБК и полулунных поверхностей ВВ. Соответственно наибольшая нагрузка, приходящаяся на элементы ТБС впереди расположенной ноги, наблюдается в фазу заднего толчка.

В середине опоры на одну конечность вертикальная составляющая действующего веса тела минимальна и значительно ниже статического веса тела (Бернштейн Н.А., 1966). Одним из объяснений этому, феномену может быть действие СГБ. В одноопорный период, таз оказывается как бы подвешенным на СГБ и совершает колебательное движение вперед по дуге с радиусом равным длине СГБ. Иными словами, таз представляет собой маятник с верхней точкой подвеса. ОЦМ получает центростремительное ускорение, которое в нижней точке траектории оказывается направленным вертикально вверх. Возникающая при этом сила противоположна силе тяжести, что уменьшает вес тела, опирающегося на ногу. В этот период основная нагрузка приходится на нижние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ. Это значит, нагрузка на них существенно уменьшается.

Простейшие расчеты, с учетом действия СГБ, показывают, что результирующая нагрузка на элементы ТБС значительно меньше, чем, та, что можно было бы ожидать при расчетах с использованием схемы F.Pauwels (1965, 1980) для одноопорного положения. Согласно ей при массе тела 58.7 кг, в одноопорном ортостатическом положении нагрузка на ТБС составляет 175 кг, а при ходьбе возрастает до 258 кг (Соков Л.П., Романов М.Ф., 1991). Другими словами, в покое она превышает вес тела почти в три раза (2.981 раза), а при ходьбе более чем в четыре раза (4.395 раза)! Близкие усредненные литературные данные приводит Х.А.Янсон (1975), при ходьбе в одноопорном периоде на ТБС действует нагрузка равная удвоенному весу тела без веса опорной конечности, а при быстрой ходьбе она возрастает до 4.3 веса тела. Согласно же М.Доэрти, Д.Доэрти (1993) при ходьбе на ТБС действует нагрузка равная от 1.5 до 6 веса тела.

Относительный вес нижней конечности составляет 18.1% от массы всего тела (Морейнис И.Ш., 1988). Следовательно, в одноопорном периоде шага сила реакции СГБ уравновешивает 81.9% веса тела, что составляет 57.33 кг при массе всего тела 70 кг. Плечо силы реакции СГБ приблизительно в три раза меньше плеча веса тела. Тогда, для сохранения равновесия тела, сила реакции СГБ должна быть также в три раза больше веса тела. Результирующая же нагрузка на ГБК равна удвоенному весу, которое тело имеет в этот момент. По нашим данным у человека, масса которого составляет 70 кг, в одноопорном ортостатическом положении нагрузка на нижний сектор ГБК равна 114,66 кг. Вычисляемое значение на 60,34 кг меньше того, что получил F.Pauwels (1965, 1980) для аналогичного положения. С нашей точки зрения, полученные F.Pauwels (1965, 1980) значительные нагрузки, действуют на ТБС кратковременно и только в момент перехода от одноопорного к двухопорному ортостатическому положению и обратно, в том числе и при ходьбе.

По данным Н.А.Бернштейна (1966), при массе тела 70 кг, в середине одноопорного периода его вес снижается приблизительно до 40 кг. Это составляет 57.14% от статического веса тела. С учетом означенного, нагрузка на нижние сектора ГБК и ВВ еще меньше, чем та, что мы рассчитали для одноопорного ортостатического положения и равна только 80 кг. Как видно на ГБК в середине одноопорного периода шага воздействует вес всего на 10 кг превышающий покоящееся тело.

Следует отметить также то, что чем выше скорость ходьбы, и больше центростремительное ускорение ОЦМ, направленное вверх в одноопорном периоде, тем меньший вес имеет тело. Значит и нагрузка на нижний сектор ГБК, в одноопорном периоде, будет уменьшаться. Схема F.Pauwels применима к ТБС, но только тогда, когда начинается или завершается одноопорный период. При этом основная нагрузка действительно приходится на верхние сектора ГБК и полулунной поверхности ВВ. Однако эта высокая нагрузка действует непродолжительное время, как уже отмечалось, период равный 8% от времени двойного шага.

В свете иных представлений о механике ТБС необходим пересмотр патогенеза ряда его заболеваний - коксартроза, асептического некроза ГБК, болезни Пертеса, дисплазии, врожденного вывиха бедра, эпифизеолиза ГБК и некоторых других. Общепринятая механика ТБС это механика ТБС без СГБ, в том числе механика современных эндопротезов данного ТБС без аналога СГБ. Известные расчеты усилий и нагрузок следует применять только к патологическим состояниям ТБС и подобным эндопротезам. С нашей точки зрения, уточнение роли СГБ, позволяет говорить поистине, о перевороте в механике ТБС. Суммируя сказанное можно утверждать, что СГБ при ходьбе:

- разгружает верхние сектора ГБК и полулунной поверхности,

- уменьшает энергозатраты при ходьбе,

- уменьшает действующие напряжения в элементах ТБС,

- автоматизирует акт ходьбы,

- обеспечивает поступательное перемещение ОЦМ вперед.

- участвует в поддержании вертикального положения тела.

««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. Ligamentum capitis femoris - ligamentum incognita. Калининград, 2004. [primo.nlr.ru , aleph.rsl.ru]

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, свойства, анатомия, эксперимент, гистология, синонимы

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Морфология и свойства