Морфокинезиологический анализ нижней конечности.

Основными движениями, которые выполняет нижняя конечность как целостный орган во время занятий физической культурой и спортом, являются следующие:

1. Движения, связанные с опорной функцией, когда нижняя ко­нечность служит опорой для всего тела.

2. Движения, посредством которых нижняя конечность выполня­ет рессорную функцию (в сочетании с опорной функцией) — при различных видах приземления (в прыжке, беге, ходьбе и пр.).

3. Локомоторные движения (в ходьбе, беге и прыжке).

4. Удары по какому-либо предмету (в футболе).

5. Отдаление туловища от места опоры (в гребле, тяжелой ат­летике, при поднимании на носках, в велосипедном спорте и пр.).

6. Движения, связанные с опорной функцией в специфических положениях тела (при висе на носках или на согнутых ногах).

7. Отталкивание от окружающей водной среды (в плавании).

Эти основные движения нижней конечности могут комбиниро­ваться друг с другом и усложняться, особенно при асимметричных движениях или положениях тела.

Работа, выполняемая нижней конечностью в каждой из приве­денных выше семи основных групп движений, имеет определенную анатомическую характеристику.

1. Опорная функция нижней конечности проявляется в большей мере в положении стоя с опорой на обе ноги или на одну ногу. При обычном стоянии нижняя конечность разогнута в коленном и тазобедренном суставах, а в голеностопном находится в среднем положении между сгибанием и разгибанием (см. стр.439).

В функциональном отношении суставы нижней конечности связа­ны между собой, благодаря чему при многих положениях тела за­крепление костей в одном суставе влияет на степень из фиксации в смежных суставах. Так, стоя изменить положение костей в одном из трех суставов (тазобедренном, коленном и голеностопном) невоз­можно без того, чтобы одновременно не изменялось положение костей в других суставах. Поэтому моменты, способствующие укреп­лению одного сустава, косвенным путем влияют и на укрепление другого. Известно, что подвздошно-бедренная связка не только пре­пятствует разгибанию в тазобедренном суставе, но в натянутом состоянии тормозит вращение бедра вокруг вертикальной оси. При­нимая во внимание, что медиальный мыщелок бедра больше лате­рального, можно считать сгибание в коленном суставе возможным лишь в несколько супинированном положении голени. Следователь­но, подвздошно-бедренная связка, укрепляя тазобедренный сустав и тормозя вращение бедра кнаружи, тем самым косвенным путем влияет и на укрепление коленного сустава. Однако укрепление тазобедренного сустава зависит не только от подвздошно-бедренной связки, но и от работы большого количества мышц. Поэтому мышцы-пронаторы бедра своим тонусом косвенным путем влияют на укреп­ление коленного сустава.

Рассматривая нижнюю конечность в целом, можно видеть, что поперечные оси ее главных суставов не вполне параллельны друг другу к не лежат в одной плоскости. Кроме того, продольные оси бедра и голени находятся под углом приблизительно 170° друг к другу, открытым латерально, что также имеет большое значение для опорной функции нижней конечности, так как затрудняет одно­временное сгибание в ее суставах, благодаря чему, например, в положении стоя облегчается работа мышц.

2. Рессорная функция нижней конечности очень важна, так как уменьшает толчки и сотрясания тела при ходьбе, беге, прыжках. Она обусловлена наличием сводов стопы, мышц и внутри­суставных связок. При описании скелета уже говорилось, что стопа имеет сводчатое строение в продольном и поперечном направлении, повышающее ее рессорные свойства. Своды стопы удер­живаются пассивными и активными силами.

К пассивным силам относится натяжение связочного аппарата стопы, удерживающего в соприкосновении суставные поверхности костей, образующих своды стопы. Наиболее крупной связкой стопы является длинная подошвенная связка.

К активным силам, удерживающим своды стопы, относится напря­жение мышц, которые можно разделить на две группы:

1) длинные мышцы, переходящие на стопу с голени, и

2) короткие мышцы самой стопы.

К длинным мышцам относятся, во-первых, длинные сгибатели пальцев, сухожилия которых проходят в переднезаднем направлении по подошвенной стороне стопы. Эти мышцы работают содружественно с мышцами самой стопы, распо­ложенными как в средней части ее подошвенной поверхности, так и со стороны большого и малого пальцев. Во-вторых, это длинная малоберцовая мышца, которая, проходя наискось по нижней поверх­ности костей предплюсны, способствует удержанию поперечного сво­да. Вместе с передней большеберцовой мышцей она участвует в образовании костно-сухожильно-мышечной петли, поддерживающей свод стопы снизу. К коротким мышцам стопы относится приводя­щая мышца большого пальца (ее поперечная головка, имеющая на подошвенной стороне стопы поперечное направление). Она удержи­вает поперечный свод стопы в области головок плюсневых костей. Значение мышц в укреплении сводов стопы очень велико. Ранее было распространено мнение, что, когда стопа не нагружена (на­пример, на весу), ее своды более сильно выражены, чем при опоре, когда наблюдается как бы некоторое раздавливание стопы. Согласно наблюдениям, проведенным с помощью рентгеновских лучей, нередко происходит обратное. Например, у стоящего человека свод стопы выражен несколько лучше, чем у сидящего. Это объясняется тем, что в момент опоры на стопу происходит реактивное сокращение мышц, удерживающих ее своды, что увеличивает степень их выра­женности. Если человека, находящегося в положении стоя, нагру­жать какой-либо тяжестью, то наступает мгновение, когда своды сто­пы не могут противостоять давлению тела и дополнительного груза и начинают опускаться. Временное и быстро проходящее уплоще­ние стопы, зависящее от утомления и растяжения мышц, может возникнуть также при небольших, но длительных нагрузках. Расши­рение подошвенной поверхности стопы при опоре на нее зависит от того, что ее мягкие ткани играют как бы роль подушки, которая при надавливании сверху уменьшается в вертикальном и увеличивает­ся в поперечном и переднезаднем направлении, хотя размеры, взя­тые по прямой на самом скелете стопы, при стоянии не увеличи­ваются, а уменьшаются.

Рессорные свойства нижней .конечности зависят от особенностей строения и функции не только стопы, но и всей конечности. В лю­бом приземлении на стопу участвует вся нижняя конечность, как аппарат, амортизирующий сотрясения. Это хорошо видно на при­мере приземления в прыжке. Амортизация такого сотрясения проис­ходит благодаря тому, что все суставы в момент приземления ока­зываются в несколько согнутом состоянии, а мышцы, производя­щие разгибание в них (в голеностопном — сгибание), рефлекторно напрягаются и позволяют путем уступающей работы выполнить дальнейшее движение в этих суставах, не допуская, однако, крайнего положения.

Рессорную функцию, производя при приземлении уступающую работу, выполняют следующие мышцы (если вести рассмотрение снизу вверх, т. е. по направлению пути передачи самого сопротив­ления) : на стопе — все мышцы на подошвенной поверхности; в области голеностопного сустава — мышцы, проходящие сзади его по­перечной оси (трехглавая мышца голени, задняя большеберцовая, длинный сгибатель большого пальца, длинный сгибатель пальцев, малоберцовые мышцы); в области коленного сустава — четырехгла­вая мышца бедра; в области тазобедренного сустава — мышцы его задней поверхности, главным образом большая ягодичная, большая приводящая, двуглавая мышца бедра и пр. При приземлении с пятки (например, в прыжке в длину) амортизационные свойства стопы почти не могут быть использованы и вся работа, связанная с рессор­ной функцией нижней конечности, падает на остальные ее отделы (поэтому на спортивных площадках применяются искусственные амортизаторы, например рыхлый песок в яме для приземления). Невозможность в данном случае использовать рессорные свойства стопы объясняется тем, что для оттягивания носка требуется пре­одолеть сопротивление со стороны передней группы мышц голени, а, кроме того, поскольку к концу полета тело приближается к земле под небольшим углом, это оттягивание должно быть очень большим, что трудно выполнимо. При беге на короткие дистанции оттяги­вание носка вполне возможно, так как конечность приближается к опорной поверхности почти под прямым углом. Здесь это оттяги­вание играет и другую роль: уменьшает действие противоотдачи и иногда увеличивает длину шага. Использование же всей стопы, начиная с носка, в качестве рессорного аппарата всегда требует большого напряжения мышц. В ходьбе приземление обычно произ­водится с пятки, как в большинстве случаев и в беге на длинные дистанции (более подробно см. на стр.455).

3. Локомоторная функция нижней конечности заключается главным образом в том, что, производя отталкивание от опорных поверхностей, она обеспечивает возможность активного перемещения всего тела в пространстве при ходьбе, беге и прыжках. Работа нижней конечности при этом сводится к тому, что перво­начально сближенные проксимальный и дистальный ее концы отда­ляются друг от друга благодаря движениям в суставах. Вследствие этого тело получает толчок, перемещающий его в пространстве. Анализируя движения опорной ноги, следует выделить сгибание сто­пы, разгибание в коленном и тазобедренном суставах, а также дви­жения таза в тазобедренном суставе.

4. При ударах, выполняемых нижней конечностью, ди­стальный ее конец движется свободно. Подобное движение наблю­дается при выполнении ряда гимнастических упражнений, а также при беге, ходьбе (во время переноса ноги из положения заднего шага в положение переднего шага и пр.). этих движениях ак­тивная и пассивная недостаточность двусуставных мышц (см. стр. 106) играет важную роль, определяя подвижность отдельных звеньев ноги.

Характерно, что при согнутом положении бедра разгибание го­лени в коленном суставе затруднено из-за пассивной недостаточности «седалищно-голенных» мышц (двуглавой бедра, полусухожильной, полуперепончатой) и отчасти из-за активной недостаточности четы­рехглавой мышцы бедра. При разогнутом бедре сгибание голени может быть затруднено из-за пассивной недостаточности прямой мышцы бедра и активной недостаточности названных «седалищно-голенных» мышц.

При разогнутой в коленном суставе голени затруднено разгиба­ние стопы в голеностопном суставе в силу пассивной недостаточ­ности икроножных мышц и активной недостаточности передних мышц голени. При согнутой в коленном суставе голени в некоторых случаях (особенно у детей) может быть несколько затруднено сгибание стопы в результате активной недостаточности мышц зад­ней поверхности голени и пассивной недостаточности мышц ее перед- ней поверхности. Однако в последнем случае имеют значение также и возрастные особенности: у детей в области голеностопного суста­ва отмечается большая подвижность в тыльную сторону и меньшая в подошвенную, у взрослых наоборот.

Когда стопа не закреплена, сначала происходит движение в тазобедренном, затем в коленном, в голеностопном суставах и, наконец, в суставах стопы.

Эти движения совершаются почти одновременно или последо­вательно друг за другом; причем в большинстве случаев движения бедра заканчиваются несколько раньше, чем движения голени, а движения голени - раньше, чем движения стопы. Относительная скорость движения каждого звена обычно неодинакова.

5. При отдалении туловища от места опоры происходит разгибание в тазобедренном и коленном и сгибании в голеностопном суставе.

Длинные сгибатели пальцев, в частности большого, при опоре только дистальной частью стопы производят сгибание стопы в голе­ностопном суставе и (в силу сопротивления) пассивное разгибание в плюснефаланговых суставах. Мышцы задней поверхности голени, в том числе трехглавая, задняя большеберцовая, сгибатели пальцев, а кроме того, и мышцы латеральной поверхности голени (мало­берцовые) при опоре на всю подошвенную поверхность производят не сгибание стопы в голеностопном суставе, а разгибание голени. Таким образом, они косвенно участвуют в разгибании коленного сустава.

При поднятии тяжести подошвенная поверхность стопы фикси­рована, но таз не полностью фиксирован, и его отклонение назад возможно. При этом напряжение мышц задней поверхности бедра способствует разгибанию и удержанию таза, а вместе с тем и всего туловища в тазобедренном суставе. Разгибание же в коленном су­ставе происходит за счет работы четырехглавой мышцы бедра. Малоберцовые, камбаловидная и лежащие под ней мышцы, произво­дят разгибание голени в голеностопном суставе, вместе с тем спо­собствуют разгибанию ее в коленном суставе. Терминологически здесь более правильно говорить о разгибании бедра в коленном суставе по отношению к голени, а не наоборот, так как в данном случае голень является менее подвижной частью тела, чем бедро.

При выполнении некоторых физических упражнений (например, в гребле, в велосипедном спорте), когда стопа и наклоненный вперед таз фиксированы, отмечаются некоторые особенности в работе мышц. Мышцы задней поверхности бедра (двуглавая, полусухожильная и полуперепончатая) могут работать как синергисты четырехглавой мышцы бедра, т. е. способствовать не сгибанию в коленном суставе, а разгибанию в нем. Эти мышцы при незафиксированных голени и стопе производят сгибание голени в коленном суставе и разгибание бедра в тазобедренном. При фиксировании голени они сгибают бедро в коленном суставе по отношению к голени, а при фикси­рованных бедре и голени разгибают таз в тазобедренном суставе. К этому следует добавить, что при движениях, связанных с надав­ливанием стопой на какой-либо предмет, к действию мышц-разгибателей ноги в тазобедренном и коленном суставах и сгибателей в голеностопном суставе и суставах стопы присоединяется дейст­вие силы тяжести, причем не только самой ноги, но и других звеньев тела. Например, при езде на велосипеде для увеличения силы дав­ления стопы на педаль используется сокращение ряда групп мышц, в частности мышц туловища и верхней конечности (велосипедист держится за руль).

6. При выполнении движений, связанных с опорной функцией в специфических положениях тела, таких, как вис на носках или на согнутых ногах, работа нижней конечности ха­рактеризуется тем, что тело имеет опору на тыльную поверхность носка стопы или же на заднюю поверхность верхнего отдела голени. При висе на носках в сильно напряженном состоянии оказываются мышцы тыльной поверхности стопы и передней поверхности голени: короткий разгибатель большого пальца, короткий разгибатель паль­цев, длинный разгибатель большого пальца, длинный разгибатель паль­цев, передняя большеберцовая и третья малоберцовая мышцы. Эти мышцы значительно слабее мышц задней поверхности голени, и по­ этому данное упражнение выполнять довольно трудно. В этом отношении вис на согнутых ногах значительно проще, так как при его выполнении работает вся мощная группа мышц-сгибателей голени в коленном суставе (портняжная, нежная, двуглавая, полу­сухожильная и полуперепончатая, а также подколенная и икроножая мышцы).

7. При отталкивании тела от окружающей вод­ной среды (в плавании) работа нижней конечности имеет целый ряд особенностей, зависящих от способа плавания. При плавании способом брасс на груди после предварительного разведения и сгибания ног в тазобедренном и коленном суставах производит­ся их резкое приведение и разгибание. Из всего цикла движений именно эти требуют наибольшего мышечного напряжения. Они вы­полняются при участии всех приводящих мышц (большой, длинной, короткой приводящих, тонкой, гребенчатой), также мышц-разгиба­телей голени и сгибателей стопы. В результате прежде всего при­ведения ног происходит как бы выдавливание массы воды, находя­щейся между ними, и отталкивание тела от этой массы.

При плавании способом кроль в тазобедренном суставе выпол­няются попеременные движения бедра вверх и вниз по отношению к горизонтальной плоскости, проходящей через его центр. Работа мышц, окружающих этот сустав, характеризуется тем, что для «верхней» ноги наибольшая сила их сокращения необходима при движении ее вниз до горизонтальной плоскости, а для «нижней» ноги — при движении ее вверх до этой же плоскости. Дальнейшее движение нижних конечностей совершается в значительной мере в результате «баллистического» действия сгибателей и разгибателей бедра.

При асимметричных положениях и движениях тела работа нижней конечности как целого органа усложняется. Так, в стойке на одной ноге, особенно при согнутом или наклоненном вперед туловище, для фиксации таза в тазобедренном суставе участия одних только мышц, расположенных на его передней или задней поверхности, недостаточно; необходима также работа мышц, расположенных с латеральной или медиальной стороны этого сустава, в зависимости от того, 1 как будет проходить вертикаль ОЦТ тела по отношению к сагит­тальной оси сустава. Если она проходит медиально, то для фик­сации таза необходимо участие мышц, отводящих бедро, но рабо­тающих в данном случае при дистальной опоре (средней и малой ягодичных,, грушевидной, внутренней запирательной, близнецовых). Однако эти мышцы недостаточно сильны, чтобы удерживать таз в горизонтальном положении, и обычно в положении на одной ноге наблюдается некоторый наклон таза в сторону противоположной ноги. Если вертикаль ОЦТ тела проходит латерально от сагит­тальной оси тазобедренного сустава, то для удержания таза тре­буется напряжение мышц, приводящих бедро.

Степень подвижности в тазобедренном суставе зависит не только от. строения самого сустава, но также от положения большого вертела по отношению к верхнему краю вертлужной впадины и от устройства связочного и мышечного аппаратов. Для максимального отведения бедра требуется его супинированное положение, при котором большой вертел не может служить препятствием для дви­жения. Поэтому при упражнении «большой батман в сторону» бедру придают супинированное положение. При таком упражнении, как «шпагат», когда одна нога сильно согнута в тазобедренном суста­ве, а другая, наоборот, разогнута, препятствием служит натяжение связок и мышц. Возможно положение, при котором на одной ноге сильно растянуты двусуставные мышцы задней поверхности бед­ра, а на другой — подвздошно-бедренная связка и передняя группа мышц тазобедренного сустава (портняжная, прямая мышца бедра, напрягатель широкой фасции, гребенчатая, подвздош-но-поясничная). Столь сильное растяжение связочного и мышечного аппаратов может быть достигнуто систематическим упражнением, а в некоторых случаях обусловлено в известной мере прирожденной способностью. Наклон таза в сторону в шпагате составляет 16— 18°, а поворот таза вокруг продольной оси тела — 28—32°. Трениров­ка в этом упражнении способствует увеличению амплитуды движений при занятии такими видами спорта, как барьерный бег, футбол, и пр.

Для выполнения шпагата в сторону (поперечного шпагата) препятствием, как уже говорилось, являются большие вертелы, и обычно у лиц, выполняющих это упражнение, можно отметить некоторые индивидуальные особенности в строении большого верте­ла и тазобедренного сустава.

При приседании и поднимании на носки (как на двух ногах, так и на одной) сокращаются одни и те же мышцы, с той лишь раз­ницей, что в первом движении они выполняют преодолевающую работу, а во втором уступающую. Местом опоры стопы при подни­мании на носки и опускании являются не только головки плюсне­вых костей и подошвенные поверхности пальцев, но также сеса-мовидные кости. При этих движениях вся стопа может быть уподоб­лена рычагу второго рода, хотя возможны положения и движения стопы, когда она функционирует как рычаг первого и третьего рода.