Механизм движений: мышцы, участвующие в ходьбе. Положение тела Мышцы отвечающие за вертикальное стояние человека

Вертикальное положение тела человека, перемещение его в пространстве, различные виды движений (ходьба, бег, прыжки) сложились в процессе длительной эволюции вместе со становлением человека как вида. В процессе антропогенеза, в связи с переходом предков человека к наземным условиям существования, а затем и к перемещению на двух (нижних) конечностях существенно изменилась анатомия всего организма, отдельных его частей, органов, включая и опорно-двигательный аппарат. Прямохождение освободило верхнюю конечность от опорно-двигательной функции. Верхняя конечность превратилась в орган труда - руку и в дальнейшем могла совершенствоваться в ловкости движений. Эти изменения как результат качественно новой функции отразились на строении всех составных частей пояса и свободного отдела верхней конечности. Плечевой пояс служит не только опорой свободной верхней конечности, он значительно увеличивает ее подвижность. Благодаря тому что лопатка соединяется со скелетом туловища главным образом при помощи мышц, она приобретает большую свободу движений. Лопатка участвует во всех движениях, которые совершает ключица. Кроме того, лопатка может свободно перемещаться независимо от ключицы. В многоосном шаровидном плечевом суставе, который почти со всех сторон окружен мышцами, анатомические особенности строения позволяют производить движения по большим дугам во всех плоскостях. Особенно заметно специализация функций отразилась на строении кисти. Благодаря развитию длинных, очень подвижных пальцев (в первую очередь большого пальца) кисть превратилась в сложный орган, выполняющий тонкие, дифференцированные действия.

Нижняя конечность, приняв на себя всю тяжесть тела, приспособилась исключительно к опорно-двигательной функции. Вертикальное положение тела, прямохождение отразились на строении и функциях пояса (таза) и свободного отдела нижней конечности. Пояс нижних конечностей (тазовый пояс) как прочная арочная конструкция приспособился к передаче тяжести туловища, головы, верхних конечностей на головки бедренных костей. Установившийся в процессе антропогенеза наклон таза на 45-65° способствует перенесению на свободные нижние конечности тяжести тела в наиболее благоприятных для вертикального положения тела биомеханических условиях. Стопа приобрела сводчатое строение, что увеличило ее способность противостоять тяжести тела и выполнять роль гибкого рычага при его перемещении. Сильно развилась мускулатура нижней конечности, которая приспособилась к выполнению статических и динамических нагрузок. По сравнению с мышцами верхней конечности мышцы нижней конечности имеют большую массу.

На нижней конечности мышцы имеют обширные поверхности опоры и приложения мышечной силы. Мышцы нижней конечности крупнее и сильнее, чем верхней конечности. На нижней конечности разгибатели развиты больше, чем сгибатели. Это связано с тем, что разгибатели играют большую роль в удержании тела в вертикальном положении и при передвижении (ходьба, бег).

На руке сгибатели плеча, предплечья и кисти сосредоточены на передней стороне, поскольку работа, производимая руками, совершается впереди туловища. Хватательные движения производятся кистью, на которую действует большее число сгибателей, чем разгибателей. Поворачивающих мышц (пронаторы, супинаторы) у верхней конечности также больше, чем у нижней. У верхней конечности они развиты намного лучше, чем у нижней. Масса пронаторов и супинаторов руки относится к остальным мышцам верхней конечности как 1:4,8. У нижней конечности отношение массы поворачивающих мышц к остальным равно 1:29,3.

Фасции, апоневрозы у нижней конечности в связи с большим проявлением силы при статических и динамических нагрузках развиты значительно лучше, чем у верхней конечности. У нижней конечности имеются дополнительные механизмы, которые способствуют удержанию тела в вертикальном положении и обеспечивают передвижение его в пространстве. Пояс нижней конечности почти неподвижно соединен с крестцом и представляет собой естественную опору туловища. Стремлению таза опрокинуться кзади на головках бедренных костей препятствуют сильно развитая подвздошно-бедренная связка тазобедренного сустава и сильные мышцы. Кроме того, вертикаль тяжести тела, проходящая впереди поперечной оси коленного сустава, механически способствует удержанию коленного сустава в разогнутом положении.

На уровне голеностопного сустава при стоянии увеличивается площадь соприкосновения между суставными поверхностями костей голени и таранной кости. Этому способствует тот факт, что медиальная и латеральная лодыжки охватывают передний, более широкий отдел блока таранной кости. Кроме того, фронтальные оси правого и левого голеностопных суставов устанавливаются друг к другу под углом, открытым кзади. Вертикаль тяжести тела проходит кпереди по отношению к голеностопным суставам. Это приводит как бы к ущемлению переднего, более широкого отрезка блока таранной кости между медиальной и латеральной лодыжками. Суставы верхней конечности (плечевой, локтевой, лучезапястный) таких тормозных механизмов не имеют.

Глубоким изменениям в процессе антропогенеза подверглись кости, мышцы туловища, особенно осевого скелета - позвоночного столба, который является опорой для головы, верхних конечностей, органов грудной и брюшной полостей. В связи с прямохождением образовались изгибы позвоночника, развилась мощная дорсальная мускулатура. Кроме того, позвоночник практически неподвижно соединен в парном прочном крестцово-подвздошном сочленении с поясом нижних конечностей (с тазовым поясом), который в биомеханическом отношении служит распределителем тяжести туловища на головки бедренных костей (на нижние конечности).

Наряду с анатомическими факторами - особенностями строения нижней конечности, туловища, выработанными в процессе антропогенеза для поддержания тела в вертикальном положении, обеспечения устойчивого равновесия и динамики, особое внимание должно быть уделено положению центра тяжести тела.

Общим центром тяжести (ОЦТ) человека называют точку приложения равнодействующих всех сил тяжести частей его тела. Согласно данным М.Ф.Иваницкого, ОЦТ располагается на уровне I-V крестцовых позвонков и проецируется на переднюю поверхность тела выше лобкового симфиза. Положение ОЦТ по отношению к продольной оси тела и позвоночного столба зависит от возраста, пола, костей скелета, мышц и отложений жира. Кроме того, наблюдаются суточные колебания положения ОЦТ в связи с укорочением или удлинением позвоночного столба, которые возникают из-за неравномерных физических нагрузок днем и ночью. У пожилых и старых людей положение ОЦТ зависит также от осанки. У мужчин ОЦТ располагается на уровне III поясничного - V крестцового позвонков, у женщин - на 4-5 см ниже, чем у мужчин, и соответствует уровню от V поясничного до I копчикового позвонка. Это зависит, в частности, от большего, чем у мужчин, отложения подкожного жира в области таза и бедер. У новорожденных ОЦТ находится на уровне V-VI грудных позвонков, а затем постепенно (до 16-18 лет) опускается вниз и перемещается несколько кзади.

Положение ОЦТ тела человека зависит также от типа телосложения. У лиц долихоморфного типа телосложения (у астеников) ОЦТ располагается относительно ниже, чем у лиц брахиморфного типа телосложения (у гиперстеников).

В результате исследований было установлено, что ОЦТ тела человека находится обычно на уровне II крестцового позвонка. Отвесная линия центра тяжести проходит на 5 см позади поперечной оси тазобедренных суставов, примерно на 2,6 см кзади от линии, соединяющей большие вертелы, и на 3 см кпереди от поперечной оси голеностопных суставов. Центр тяжести головы располагается немного кпереди от поперечной оси ат-лантозатылочных суставов. Общий центр тяжести головы и туловища находится на уровне середины переднего края X грудного позвонка.

Для сохранения устойчивого равновесия тела человека на плоскости необходимо, чтобы перпендикуляр, опущенный из его центра тяжести, падал на площадь, занимаемую обеими ступнями. Тело стоит тем прочнее, чем шире площадь опоры и чем ниже расположен центр тяжести. Для вертикального положения тела человека сохранение равновесия является главной задачей. Однако, напрягая соответствующие мышцы, человек может удержать тело в различных положениях (в известных пределах) даже тогда, когда проекция центра тяжести выведена за пределы площади опоры (сильный наклон туловища вперед, в стороны и т.д.). Вместе с тем стояние и передвижение тела человека нельзя считать устойчивыми. При относительно длинных ногах человек имеет сравнительно небольшую площадь опоры. Поскольку общий центр тяжести тела у человека расположен сравнительно высоко (на уровне II крестцового позвонка), а опорная площадь (площадь двух подошв и пространства между ними) незначительна, устойчивость тела очень невелика. В состоянии равновесия тело удерживается силой мышечных сокращений, что предотвращает его от падения. Части тела (голова, туловище, конечности) при этом занимают соответствующее каждой из них положение. Однако если будет нарушено соотношение частей тела (например, вытягивание рук вперед, сгибание позвоночника при стоянии и т.д.), то соответственно изменяются положение и равновесие других частей тела. Статические и динамические моменты действия мускулатуры находятся в прямой связи с положением центра тяжести тела. Поскольку центр тяжести всего тела располагается на уровне II крестцового позвонка позади поперечной линии, соединяющей центры тазобедренных суставов, стремлению туловища (вместе с тазом) опрокинуться назад противостоят сильно развитые мышцы и связки, укрепляющие тазобедренные суставы. Так обеспечивается равновесие всей верхней части тела, удерживающейся на ногах в вертикальном положении.

Стремление тела упасть вперед при стоянии обусловлено прохождением вертикали центра тяжести впереди (на 3-4 см) от поперечной оси голеностопных суставов. Падению противостоят действия мышц задней поверхности голени. Если отвесная линия центра тяжести переместится еще дальше кпереди - к пальцам, то сокращением задних мышц голени пятка приподнимается, отрывается от плоскости опоры, отвесная линия центра тяжести перемещается вперед и опорой служат пальцы стопы.

Кроме опорной, нижние конечности выполняют локомоторную функцию, перемещая тело в пространстве. Например, при ходьбе тело человека совершает поступательное движение, попеременно опираясь то на одну, то на другую ногу. При этом ноги поочередно совершают маятникообразные движения. При ходьбе одна из нижних конечностей в определенный момент является опорой (задней), другая - свободной (передней). При каждом новом шаге свободная нога становится опорной, а опорная выносится вперед и делается свободной.

Сокращение мышц нижней конечности при ходьбе заметно усиливают изогнутость подошвы стопы, увеличивают кривизну ее поперечного и продольных сводов. Одновременно в этот момент туловище несколько наклоняется вперед вместе с тазом на головках бедренных костей. Если первый шаг начат правой ногой, то правая пятка, затем середина подошвы и пальцы поднимаются над плоскостью опоры, правая нога сгибается в тазобедренном и коленном суставах и выносится вперед. Одновременно тазобедренный сустав этой стороны и туловище следуют вперед за свободной ногой. Эта (правая) нога энергичным сокращением четырехглавой мышцы бедра выпрямляется в коленном суставе, касается поверхности опоры и становится опорной. В этот момент другая, левая нога (до этого момента задняя, опорная) отрывается от плоскости опоры, выносится вперед, становясь передней, свободной ногой. Правая нога в это время остается позади в качестве опорной. Вместе с нижней конечностью и тело передвигается вперед и несколько вверх. Так обе конечности поочередно проделывают одни и те же движения в строго определенной последовательности, подпирая тело то с одной, то с другой стороны и толкая его вперед. Однако во время ходьбы не бывает момента, чтобы обе ноги были одновременно оторваны от поверхности земли (плоскость опоры). Передняя (свободная) конечность всегда успевает коснуться плоскости опоры пяткой раньше, чем задняя (опорная) нога полностью отделится от нее. Этим ходьба отличается от бега и прыжков. Вместе с тем при ходьбе присутствует момент, когда обе ноги одновременно касаются земли, причем опорная - всей подошвы, а свободная - пальцами. Чем быстрее ходьба, тем короче момент одновременного прикосновения обеих ног к плоскости опоры.

Прослеживая при ходьбе изменения положения центра тяжести, можно отметить движение всего тела вперед, вверх и стороны в горизонтальной, фронтальной и сагиттальной плоскостях. Наибольшее смещение происходит вперед в горизонтальной плоскости. Смещение вверх и вниз составляет 3-4 см, а в стороны (боковые качания) - 1-2 см. Характер и степень этих смещений подвержены значительным колебаниям и зависят от возраста, пола и индивидуальных особенностей. Совокупность этих факторов обусловливает индивидуальность походки, которая может изменяться под влиянием тренировки. В среднем длина обычного спокойного шага составляет 66 см и занимает время 0,6 с.

Равновесие тела . Вертикальное положение многозвенного тела человека в пространстве сопряжено с тонкокоординированными движениями, обеспечивающими равновесие его в покое и динамике. Это выработалось и закрепилось в результате длительной эволюции, в ходе которой происходили сложные изменения в строении тела предков человека, распределении его массы, установлении взаимосвязей отдельных звеньев тела, развитии мускулатуры, связок, нервов и др.

Несмотря на эволюционный путь развития прямостояние тела в пространстве как в покое, так и в движении вырабатывается в начале жизни человека, т. е. в период приобщения ребенка к взаимосвязи его со средой. Упущение этого возрастного периода для приобщения к прямохождению в дальнейшем почти невосполнимо. Равновесие тела согласно законам статики обеспечивается при условии, если сумма действующих на него, сил равна сумме реакций этих сил, и результирующий момент всех сил (действующих и реакций) равен нулю, т. е. когда действие равно противодействию. Однако известно, что вертикальное положение тела человека довольно неустойчиво. Почти во всех суставах звеньев тела имеются статические моменты, которые не уравновешены из-за постоянных смещений отдельных частей его относительно друг друга. Обусловлено это, очевидно, тем, что для всех суставов тела в покое характерно сгибательное положение. Поэтому вертикальное положение тела зависит от растяжения мышц-сгибателей. Например, при стоянии человека в удобной позе голеностопный сустав находится под углом ~88° . Постоянное напряжение мышц в сгибательном положении тела объясняют тем, что суммарная длина мышц-антагонистов (сгибателей - разгибателей) несколько меньше, чем суммарное расстояние между точками их прикрепления. Поэтому при выпрямлении тела в положение стоя развиваются большие мышечные моменты в коленных и тазобедренных суставах и в позвоночнике.

Возможность длительного равновесия в пространстве, обусловленная непрерывными колебаниями общего центра тяжести тела, связана с работой мышечно-связочного аппарата. Но степень и характер участия различных групп мышц в сохранении равновесия тела, как и в его динамических функциях, неодинаковы. Для определения степени активности мышц пользуются электромиографией, стабиллографией и другими методами. Так как сохранение равновесия тела во времени связано с непрерывными колебаниями общего центра тяжести (ОЦТ) и относительными смещениями звеньев тела, то даже при стоянии человека имеет место не покой - статическое равновесие, а динамическое равновесие, обусловленное главным образом функциями систем, регулирующих равновесие.

Несмотря на то что определению положения ОЦТ тела человека и характерной при этом позы посвящено много трудов отечественных и зарубежных исследователей, до настоящего времени нет общепризнанной методики исследования удобной устойчивой позы тела при стоянии, положения ОЦТ и нет единого прибора. Этим объясняются различные толкования положения ОЦТ тела, место прохождения проекции его и удобной позы стояния.

Для изучения биомеханики ходьбы в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения (ЦНИИПП) разработаны методы исследования отдельных кинематических и динамических параметров ходьбы с использованием электрических методов регистрации механических величин. Пользуясь ими, выявлены следующие биомеханические особенности стояния человека в норме. При удобной позе человека все основные суставы нижних конечностей (коленного, тазобедренного) и туловища (плечевые) располагаются кпереди от отвесной линии, проходящей через голеностопные суставы. Изгибы позвоночника хорошо выражены. Вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, проходит впереди оси голеностопных суставов на 4-6 см, впереди коленных суставов на 0,5-1,5 см и на 1-3 см сзади от оси тазобедренного сустава. При этом голени отклонены от вертикали на 4-5°, а ноги согнуты в коленных суставах на 2-3° (рис. 7). Как правило, проекция ОЦТ тела расположена асимметрично по отношению к сагиттальной и фронтальной плоскостям, причем положения ОЦТ тела и конечностей во времени не остаются постоянными. Нагрузка правой и левой конечностей может колебаться в пределах 3-6% от общей массы тела. Но нередко эта разница может быть и больше.

Рис. 7. Схемы положения проекции ОЦТ тела в удобной позе:
а - по отношению к суставам и голове (Гл); б - по отношению к проекциям оси суставов; Пл - Плечевой; Т - тазобедренный; К - коленный; Г - голеностопный

Считают, что вертикальная поза человека устойчива, когда проекция колебаний ОЦТ тела не выходит за контур опорной площади стоп. Но во всех случаях определяющим фактором устойчивости тела является функциональное состояние нервной системы.

При удобной позе стояния наибольшей активностью отличаются мышцы, относящиеся к голеностопному суставу: передняя большеберцовая, длинная малоберцовая и икроножная. Чем ближе к ОЦТ тела расположены мышцы суставов (коленного, тазобедренного), тем меньше их активность в поддержании удобной позы стояния. Биомеханические исследования показали , что статический момент в голеностопном суставе по отношению к статическим моментам в коленном и тазобедренном суставах является максимальным, что объясняют значительным расстоянием от оси этого сустава до проекции ОЦТ тела (см. рис. 7).

Считают, что в процессах ходьбы и стояния мышцы работают, не используя полностью свои возможности. Например, икроножная мышца, отличающаяся особой активностью при вертикальном положении тела, расходует только 1/9 своей силы. Следовательно, для обеспечения вертикального положения человек обладает многократным запасом мощности, который расходуется на быстрое восстановление нарушаемого равновесия. Устойчивость тела в пространстве при его ортоградности обусловливается фактически биомеханическим и рефлекторным взаимодействием всех мышц туловища и конечностей. Объясняется это тем, что для сохранения вертикального положения тела, несмотря на многозвенность скелета, обладающего не одним десятком степеней свободы, человеку достаточно ограниченное их число. Считают, что в нормальных условиях человек реализует только 2-4 степени свободы. Прохождение отвесной линии проекции ОЦТ тела (линии действия силы тяжести тела) впереди осей коленного и голеностопного суставов определяет распрямленное состояние коленного сустава при стоянии. При этом мышцы задней поверхности бедра и голени, действуя совместно, препятствуют падению тела вперед. Такое прохождение и высокое положение ОЦТ тела от опоры (по данным М. Ф. Иваницкого ОЦТ тела расположен от плоскости опоры на высоте 55±1,5% от роста человека) обусловливают постоянное напряжение всего мышечного аппарата, а не только мышц нижних конечностей человека.

Вокруг фронтальной оси осуществляются разгибание и сгибание туловища. Основными мышцами, обеспечивающими разгибание туловища, являются мышца, выпрямляющая позвоночник, и поперечно-остистая мышца.

Мышца, выпрямляющая позвоночник, составляет главную массу мускулатуры спины. Эта мышца имеет широкое начало от крестца, от гребня подвздошной кости, от остистых отростков поясничных позвонков. Далее она делится на 3 части: наружную (подвздошно-реберную), среднюю (длиннейшую) и внутреннюю (остистую). Подвздошно-реберная мышца прикрепляется к поперечным отросткам грудных позвонков и углам ребер. Длиннейшая мышца прикрепляется к поперечным отросткам грудного и шейного отделов и к сосцевидному отростку. Остистая мышца прикрепляется к остистым отросткам грудных позвонков. Мышца, выпрямляющая позвоночник, является мощным разгибателем туловища и шеи, отклоняет голову назад. При одностороннем сокращении вместе с сокращением мышц живота той же стороны она производит ускоренный наклон туловища в свою сторону. Мышца удерживает тело человека в вертикальном положении, препятствуя падению туловища вперед под действием силы тяжести. Большая нагрузка на эту мышцу падает при разгибании туловища во время подъема тяжести. При этом мышца сокращается, выполняя преодолевающую работу.

Цоперечно-остистая мышца располагается под мышцей, выпрямляющей позвоночник. Пучки поперечно-остистой мышцы направляются косо и лежат в 3 слоя. Они начинаются от поперечных отростков позвонков и прикрепляются к остистым (соседнего позвонка, через один позвонок, через 5-6 позвонков). При двустороннем сокращении мышца производит разгибание туловища, при одностороннем сокращении совместно с мышцами живота обеспечивает ускоренный наклон туловища в свою сторону, а также поворот туловища в свою сторону.

Основными мышцами, обеспечивающими сгибание туловища при ускоренном движении, являются прямая мышца живота, наружная косая мышца живота, внутренняя косая мышца живота, подвздошно-поясничная мышца при опоре на бедренной кости.

Мышцы живота образуют переднюю и боковую стенки брюшной полости.

Прямая мышца живота располагается в толще передней брюшной стенки (рис. 12). Она начинается от хрящей нижних ребер и прикрепляется к лобковой кости. Мышца обеспечивает сгибание туловища при его ускоренном движении вперед (вниз).

Наружная косая мышца живота располагается поверхностно на боковой стенке живота. Она начинается зубцами от нижних ребер, направляется косо внутрь вниз и прикрепляется к гребню подвздошной кости и к лобковой кости. При двустороннем сокращении мышца сгибает туловище при его ускоренном движении вперед; при одностороннем сокращении поворачивает туловище в противоположную сторону; сокращаясь вместе с мышцами спины той же стороны, наклоняет туловище в свою сторону при его ускоренном движении.

Внутренняя косая мышца живота располагается под наружной. Ее волокна направляются перпендикулярно к наружной. Она начинается от гребня подвздошной кости и прикрепляется к нижним ребрам. При двустороннем сокращении она сгибает туловище при его ускоренном движении вперед; при одностороннем сокращении совместно с мышцами спины той же стороны наклоняет туловище в ту же сторону при его ускоренном движении, а также поворачивает туловище в свою сторону.

Подвздошно-поясничная мышца начинается от тел и поперечных отростков XII грудного и всех поясничных позвонков, а также от ямки тазовой кости, прикрепляется к малому вертелу бедра. При опоре на позвоночнике сгибает и супинирует бедро. При опоре на бедре, сокращаясь с двух сторон, сгибает туловище при ускоренном его движении вперед.

В положении стоя при одностороннем сокращении мышцы с опорой на бедре производится поворот туловища в противоположную сторону. При совместном сокращении мышц живота и спины той же стороны обеспечивается ускоренный наклон туловища в свою сторону.

При медленном сгибании туловища перечисленные мышцы не напрягаются, так как движение вперед осуществляется под действием тяжести туловища, а сдерживает туловище от падения вперед мышца, выпрямляющая позвоночник, которая при этом растягивается, выполняя уступающую работу.

Вокруг сагиттальной оси осуществляются наклоны туловища вправо и влево.

Наклоны туловища происходят при одновременном сокращении сгибателей и разгибателей одной стороны. Так, ускоренный наклон туловища вправо производится сокращением прямой мышцы живота (правой), наружной косой мышцы живота (правой), мышцей, выпрямляющей позвоночник (правой), поперечно-остистой мышцей (правой), внутренней косой мышцей живота (правой).

При медленном наклоне туловища движущей силой является тяжесть туловища. Противодействуют ей одноименные мышцы-сгибатели и разгибатели противоположной стороны, которые, растягиваясь, производят уступающую работу. Возвращение в исходное положение обеспечивают эти же растянутые мышцы, которые, сокращаясь, будут производить уже преодолевающую работу.

Вокруг вертикальной оси осуществляются повороты туловища вправо и влево. Повороты туловища производят мышцы с косым направлением волокон при их одностороннем сокращении. Так, поворот туловища вправо обеспечивается сокращением наружной косой мышцы живота (левой), внутренней косой мышцы живота (правой), поперечно-остистой мышцы (правой) и подвздошно-поясничной мышцы (левой).

M. Дeвятoвa

Основные мышцы, обеспечивающие движения поясничного отдела и другие материалы по неврологии.

Мышцы, ответственные за прямое вертикальное положе­ние, удерживают позвоночник, сохраняют его изгибы, двигают ногами и поддерживают голову.

1. Ступни и нижняя часть ног: мышцы впереди нижней ча­сти ног, которые вытягивают или поднимают носки и пе­ремещают ступню вверх, постоянно согласуются с цент­ром тяжести тела, чтобы тело не теряло свою основу.

По­стойте с открытыми глазами, а затем закройте их. Опусти­те фокус сознания на самую нижнюю, установочную точ­ку. Прочувствуйте состояние динамического мышечного равновесия, необходимого для поддержания равновесия.

2. Бедра: поясничные мышцы самые важные для удержа­ния позвоночника в вертикальном положении, свойст­венном человеку. Поясничная мышца соединяет ноги с туловищем, связывая поперечные отростки поясничного позвонка с меньшим из вертелов бедра (верхней и внеш­ней бедренной кости) с каждой стороны. Именно эта мышца придает нижней части спины столь характерный для нее изгиб вперед, смещая центр тяжести туловища вперед и помещая его между ступнями. Поясничная мышца призвана помогать телу удерживать положение в пространстве. Она постоянно сокращается и расслабляет­ся, регулируя положение тела. Поясничная мышца также принимает участие в процессе движения тела.

Поясничная мышца изменяет свое действие под влия­нием движения диафрагмы, тонкой пластины горизон­тальной мышцы, ответственной за дыхание. Нижние во­локна диафрагмы подчеркивают изгиб поясничного отде­ла позвоночника (нижней части спины), чтобы подать его вперед. Диафрагма сокращается с каждым выдохом и тем самым воздействует на поясничные мышцы, положение и равновесие тела. Мы можем легко вообразить, как чувст­вительно и тонко этим мышцам приходится управлять те­лом. И нам легко понять, что напряжение, мешающее этим мышцам действовать в полную силу, неизбежно ме­няет осанку, создавая слишком сильный изгиб поясницы, закрепощая таз или вызывая другие структурные, а в ко­нечном итоге и функциональные нарушения.

3. Туловище: квадратная мышца поясницы берет начало от гребня подвздошной кости (бедро) и подвздошно-пояс­ничной связки (тазовый пояс), соединяется с самым ниж­ним ребром и четырьмя верхними поясничными позвон­ками. Квадратная мышца поясницы регулирует положе­ние центра тяжести туловища на ногах.

4. Позвоночник: короткие и глубокие поперечно-остистые мышцы поднимаются под углом вверх от поперечных от­ростков нижележащих позвонков и прикрепляются к ости­стым отросткам вышележащих позвонков. Именно эти

мышцы выполняют главную роль в поддержании позво- ночного столба в прямом и вертикальном состоянии. А их поддерживают межпоперечные, маленькие мышцы, рас­положенные между поперечными и остистыми отростка­ми позвонков, которые помешаются попарно между греб­нями смежных позвонков. В дополнении к этому, попереч­но-остистые мышцы посылают нервные сигналы другим мышцам, ответственным за поддержание положения тела, которые находятся впереди и позади позвоночного столба, чтобы поддерживать непрерывное сокращение мышц ради сохранения туловища в четко вертикальном положении.

5. Голова поддерживается ременной, средней и задней ле­стничной мышцами. Они поддерживают шейные позвон­ки, уравновешивают голову на туловище и позволяют ей двигаться вперед-назад.

Эти мышцы, удерживающие тело в вертикальном по­ложении, работают во всех стоячих позах. Мы не станем особо выделять их функцию, описывая асаны сурья нама- скары, если только они не будут играть особую роль в ка­ком-то конкретном положении.

Еще по теме Прямое положение:

1. Серия 16. Позы в положении стоя и наклоны вперед в положении стоя
2. ЗАТВЕРДЖЕНО наказом Міністерства охорони здоров"я України від 19 грудня 1997 р. № 359 ЗАРЕЄСТРОВАНО в Міністерстві юстиції України 14 січня 1998 р. № 14/2454 ПОЛОЖЕННЯ про порядок проведення атестації лікарів І. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Ходьба - основной способ перемещения в пространстве и ориентировки в нем. При ходьбе пространство воспринимается посредством зрительных, слуховых, кожных, проприорецептивных и вестибулярных ощущений.

При ходьбе главная роль в ориентировке детей в пространстве, особенно в младшем возрасте, принадлежит зрению.

Роль зрения в ориентации в пространстве при ходьбе обнаруживается у здоровых детей при ходьбе по прямой линии с закрытыми глазами. Оказалось, что дети дошкольного возраста и даже дети 7-8 лет значительно отклоняются в стороны при ходьбе с закрытыми глазами. С 9-10 лет эти отклонения существенно уменьшаются и в 13-14 лет достигают относительно постоянных величин. В 15-17 лет асимметрия ходьбы уже не уменьшается.

Следовательно, ориентировка в пространстве при ходьбе не только сохраняется, но и совершенствуется с возрастом после выключения зрения. После выключения зрения она осуществляется благодаря поступлению в нервную систему импульсов из вестибулярных аппаратов и из рецепторов мышц, суставов и сухожилий - проприорецепторов, роль которых с возрастом увеличивается.

Рис. 39. Возрастные изменения в ориентировке движений в пространстве:
/ - колебания при стоянии, 2 - асимметрия ходьбы, 3 - точность прыжка, 4 - колебания темпа

Таким образом, с возрастом увеличивается значение мышечного чувства в ориентации в пространстве.

Отклонения при ходьбе с закрытыми глазами у дошкольников в правую и левую стороны наблюдаются одинаково часто. С возрастом у дошкольников отклонение в правую сторону при ходьбе с закрытыми глазами наблюдается чаще, чем в левую. Оказалось, что в 3-7 лет дети ставят стопы более прямо в сагиттальной плоскости, а чем старше дети школьного возраста, тем больше они разворачивают стопы в стороны. Угол разворота стоп у дошкольников непостоянен. С возрастом повышается стереотипность шагов. Если стопа развернута больше в правую сторону, то отклонение от прямой линии происходит вправо, и наоборот. Уменьшение, отклонений в стороны при ходьбе с закрытыми глазами у детей с возрастом зависит от уменьшения разницы в развороте правой и левой стоп. Слепые дети отклоняются в стороны от прямой линии при ходьбе больше, чем зрячие. Наибольшие отклонения наблюдаются у слепых детей в младшем возрасте. У слепых детей среднего и старшего школьных возрастов ходьба стереотипна и совершенна.

Дети с выключенными болезнью вестибулярными аппаратами при ходьбе с закрытыми глазами значительно больше отклоняются в стороны от прямой, чем здоровые. Эта разница особенно выступает от 11 до 14 лет. Следовательно, для ориентировки детей в пространстве при закрытых глазах существенное значение имеют не только импульсы от проприорецепторов, но и из вестибулярных аппаратов. При выключении вестибулярных аппаратов совершенствование в ориентации в пространстве происходит благодаря поступлению импульсов из проприорецепторов. Глухие дети при ходьбе с закрытыми глазами шире расставляют ноги, чем нормально слышащие и слепые, и больше качаются из стороны в сторону, чаще оступаются. Следовательно, в ориентации в пространстве, кроме зрения и импульсации из вестибулярных аппаратов и проприорецепторов, существенное значение имеет и слух.

В процессе ходьбы дети приучаются отмеривать интервалы времени.

Ориентировка в пространстве при прыжках в высоту обусловлена главным образом импульсами из проприорецепторов и вестибулярных аппаратов, а не из рецепторов сетчатки глаз.

Ориентировка в пространстве при прыжках в длину обусловлена главным образом зрением.

С возрастом у детей с 14 до 16 лет увеличивается точность прыжков в длину на определенное расстояние более чем в 5 раз.

В 9-10 лет резко уменьшается величина ошибки в расстоянии, а затем происходит более постепенное ее уменьшение. Наименьшая ошибка в определении расстояния прыжка отмечается у детей 13-14 лет, у которых точность прыжка становится почти такой же, как у взрослых. В 15-16 лет точность прыжка несколько уменьшается. Несмотря на то, что прыжки совершаются при открытых глазах, контроль расстояния прыжка до его совершения производится не только рецепторами сетчатки глаз, но и благодаря импульсам из проприорецепторов глазных мышц, а во время полета этот контроль производится преимущественно благодаря импульсам из проприорецепторов скелетных мышц, участвующих в прыжке.

Ориентировка детей в пространстве при прыжках в длину с места от 4 до 12 лет увеличивается в 2-3 раза, а от 12 до 16 лет изменяется незначительно. При выключении зрения точность ориентировки при прыжках в длину с места уменьшается в 2 раза, а при прыжках в высоту не изменяется по сравнению с прыжками с открытыми глазами.

Таким образом, с возрастом значение зрения относительно увеличивается только при движениях вперед, совершаемых с отрывом от земли, а при вертикальных движениях решающее значение имеет не зрение, а центростремительная сигнализация из двигательного аппарата.

Поза. Поза стояния является исходной для изменения положения тела в пространстве. При стоянии и сидении человек принимает удобную для него позу.

Прямостояние осуществляется рефлекторно благодаря сокращениям мышц, преодолевающих силу притяжения Земли. В этом познотоническом рефлексе главная роль принадлежит проприорецепторам мышц ног. Поза прямостояния поддерживается с трудом. Общий центр тяжести тела взрослого человека находится при стоянии во 2-м крестцовом позвонке на 4-5 см выше поперечной оси тазобедренных суставов. В зависимости от пола, возраста и развития мускулатуры положение центра тяжести при стоянии колеблется от 1 до 5 крестцовых позвонков. У женщин центр тяжести ниже, чем у мужчин. При стоянии человек опирается на нижние поверхности пяточных бугров, головки плюсневых костей и пальцы ног.

При лежании на спине центр тяжести находится примерно на 1 см выше мыса - выступа на месте соединения 5-го поясничного позвонка с 1-м крестцовым. При стоянии взрослого человека в удобной позе с наклоном вперед все основные суставы туловища и ног (плечевые, тазобедренные и коленные) располагаются впереди от вертикальной линии, проходящей из общего центра тяжести тела впереди оси голеностопных суставов на 4-5 см.

Рис. 40. Схема сокращения некоторых мышц при прямостоянии, А - антропометрическое положение; Б - спокойное положение; В - напряженное положение

При спокойном стоянии эта вертикальная линия проходит на 4-5 см впереди оси голеностопных суставов, на 0,4-1,5 см впереди оси коленных суставов и на 1-3 см позади оси тазобедренных суставов. При стоянии рефлекторно напряжены мышцы главным образом голеностопного сустава: передняя большеберцовая, длинная малоберцовая и особенно икроножная. Менее активны мышцы области коленного сустава и еще меньше тазобедренного и длиннейшие мышцы спины. От падения вперед тело удерживается сокращением мышц голени, особенно икроножных, а от падения назад - сокращением подвздошно-поясничной мышцы и прямой мышцы бедра.

Мышцы, участвующие в поддерживании позы стояния, используют только ничтожно малую часть запаса своего напряжения (не больше 1/20 возможного максимального напряжения). Этот запас мощности указывает на относительную экономичность удобной позы стояния и обеспечивает ее устойчивость при смещениях центра тяжести тела.

У здоровых людей (правшей) нагрузка на правую ногу при стоянии больше на 3-5% от общего веса тела, чем на левую ногу.

Центр тяжести головы находится на 0,5 см впереди атлантозатылочного сочленения (между 1-м шейным позвонком и затылочной костью). Поэтому голова удерживается в вертикальном положении напряжением шейных мышц.

Устойчивость положения тела при стоянии регистрируется по количеству и величине колебаний головы в течение определенного промежутка времени. Запись этих колебаний (кефалограмма) показала, что чем больше рост, тем больше колебания головы спереди назад. Поэтому у детей с возрастом колебания головы увеличиваются, однако при увеличении силы мышц спины величина этих колебаний уменьшается.

Утомление, вызываемое работой рук или приседаниями, резко увеличивает колебания тела при стоянии (до 90%). Занятия спортом повышают устойчивость стояния.

Сохранение вертикального положения тела не является врожденным. В редких случаях, когда дети жили среди животных, они не приобретали способность поддерживать вертикальное положение тела. Известно, что длительное пребывание в постели в горизонтальном положении приводит к потере этой способности. Следовательно, познотонический рефлекс вертикального положения тела является результатом сложного сочетания условных и безусловных рефлексов саморегуляции напряжения определенных мышечных групп.

В сохранении позы стояния участвует зрение. Закрывание глаз при освещении увеличивает амплитуду колебаний тела в среднем на 45%. Закрывание глаз в темноте дополнительно увеличивает амплитуду колебаний центра тяжести тела в среднем в 1,3-1,5 раза. В сохранении позы стояния участвуют также вестибулярные аппараты, взаимодействующие со зрением и проприорецеицией. После выключения вестибулярных аппаратов при сохранении зрения и проприорецепции поза стояния заметно не нарушается. Однако участие вестибулярных аппаратов совместно с проприоре-цепцией в поддерживании позы стояния не вызывает сомнений. Следует учесть, что рефлексы с вестибулярных аппаратов на перераспределение напряжения мышц, вызывающие выпрямление тела, так же, как и тонические рефлексы шейных мышц, у детей с возрастом резко затормаживаются. Это торможение наступает у большинства здоровых детей к двум годам, а в редких случаях у некоторых к пяти годам. Быстрая рефлекторная саморегуляция позы стояния при притоке проприорецептивных импульсов производится спинным, продолговатым мозгом и мозжечком, а более медленная- большими полушариями и ближайшими подкорковыми центрами.

Дети 6-7 лет еще не могут долго стоять прямо. С возрастом эта способность продолжает неравномерно совершенствоваться, и устойчивость тела при стоянии увеличивается.

У детей 7-13 лет колебания тела при стоянии больше, чем у взрослых: в 7-10 лет устойчивость тела при стоянии меньше, чем в 10-13 лет, и в пределах этого возраста почти не изменяется. Наибольший прирост устойчивости происходит с 10 до 13 лет. В 13-14 лет устойчивость такая же, как у взрослых. При удержании у школьников позы стояния активность разгибательных мыщц бедра в 12 раз меньше, чем при их произвольном сокращении.

При стоянии на неподвижной горизонтальной опоре колебания таза у детей 7-15 лет во фронтальной и сагиттальной плоскостях значительно больше колебаний головы и туловища. Колебания тела у детей 7-11 лет больше во фронтальной плоскости, чем в сагиттальной.

При стоянии тело колеблется в сагиттальной и фронтальной плоскостях у юношей больше, чем у девушек. С увеличением роста амплитуда колебаний увеличивается. У девушек устойчивость тела при стоянии больше вследствие более низкого роста и более низкого расположения центра тяжести тела. Участие зрения в сохранении позы прямостояния с возрастом увеличивается.

При стоянии на смещаемой опоре познотонический рефлекс увеличивается по мере наклона опоры. Чем больше наклон, тем больше выпрямление тела. Чем скорее изменяется наклон, тем меньше величина рефлекса прямостояния. С возрастом рефлекс на наклон все больше уменьшается. При определенной скорости наклона опоры дети 7-8 лет стоят прямее с закрытыми глазами, чем 14-15 лет. Поза прямостояния у детей 14-15 лет мало отличается в этих условиях от взрослых. С возрастом увеличивается число детей, ощущающих наклон.

При сравнении рефлекса прямостояния с открытыми и закрытыми глазами оказалось, что при закрывании глаз познотонический рефлекс прямостояния уменьшается и при смещаемой опоре.

Роль зрения в этом рефлексе с возрастом увеличивается. У детей более старшего возраста познотонический рефлекс при наклоне с открытыми глазами значительно больше, чем у детей младшего возраста, по сравнению с тем же рефлексом при закрытых глазах.

При наклоне туловища наибольший тонус мышц отмечается на стороне, противоположной наклону. В момент наклона возбуждаются мышцы на стороне, в которую наклоняется туловище, а затем при поддерживании позы наклона - на противоположной стороне благодаря рефлекторному растяжению скелетных мышц, вызванному раздражением находящихся в них проприорецепторов (миотатический рефлекс).

При сидении симметрично напряжены длиннейшие мышцы спины в области кифоза на уровне грудного отдела позвоночника, а напряжение шейных и поясничных мышц незначительно.

Рефлекс удержания туловища в вертикальном положении при сидении значительно меньше, чем при стоянии, и в некоторых случаях отсутствует. У детей старшего возраста (14-15 лет) он полностью отсутствует, а у детей младшего возраста (7-8 лет) выражен слабо.

Решающая роль в осуществлении рефлекса вертикального положения тела принадлежит импульсам из проприорецепторов ног и рецепторов кожи подошв. При сидении правильная оценка наклона опоры ощущается чаще, чем при стоянии. Вероятно, это объясняется увеличением площади раздражения рецепторов кожи седалища по сравнению с площадью кожи подошв.

У детей школьного возраста при лежании на спине и па боку наблюдаются ритмические колебания туловища, частота которых совпадает с той, которая наблюдается при стоянии. При раздражении вестибулярных аппаратов эти ритмические движения туловища тормозятся.

От позы зависят величины статического усилия и динамической работы мышц рук. При сидении напряжение мышц рук значительно больше, чем при стоянии. Это можно объяснить тем, что при стоянии нервные центры мышц ног, также осуществляющие статические усилия, направленные на борьбу с земным притяжением, тормозят нервные центры мышц рук. Наоборот, при стоянии динамическая работа мышц рук производится более координированно и экономно, чем при сидении.

Осанка. Индивидуальные особенности положения тела называются осанкой. В основном она формируется к 6-7 годам. У каждого человека осанка изменяется в зависимости от строения скелета, состояния нервной системы, тонуса и развития мышц. Различают очень хорошую, хорошую, среднюю и плохую осанку. При очень хорошей осанке выпуклая грудная клетка несколько впереди плоского или втянутого живота, а физиологические изгибы позвоночника умеренные. При хорошей осанке грудная клетка расположена на уровне передней стенки живота, изгибы позвоночника более выражены. При средней осанке грудная клетка плоская и передняя стенка живота несколько выдвинута кпереди, поясничный лордоз сильнее выражен. При плохой осанке голова наклонена вперед, грудь плоская или впалая, сильно выступает вперед живот, резко выражены грудной кифоз и поясничный лордоз. Хорошая осанка естественна, не требует специального сокращения мышц, следовательно, не утомительна и обеспечивает хорошие условия развития и деятельности органов грудной полости: сердца и легких. Рациональные физические упражнения, например баланснрование с мячом на голове, укрепляют мышцы позвоночника и способствуют выработке хорошей осанки.

Для формирования правильной осанки большое значение имеет развитие мышц туловища. Напряжение этих мышц образует и удерживает осанку, а уменьшение их напряжения нарушает ее. У детей дошкольного и младшего школьного возрастов эти мышцы еще не напряжены, поэтому их осанка неустойчива.

У детей отклонения от нормальной осанки обусловлены заболеваниями скелета, например при рахите, малой подвижностью, слабым развитием мышц, противодействующих силе тяжести, неправильным сидением за партой или рабочим столом, ношением тяжестей в одной руке, что вызывает наклон туловища и т. д.

В образовании и развитии сколиоза при отсутствии заболеваний позвоночника решающая роль принадлежит неравномерности тонуса и сокращений скелетных мышц по обеим сторонам позвоночника. В начале развития сколиоза на вогнутой дуге позвоночника тонус мышц повышен и увеличена их сократимость по сравнению с выпуклой стороной позвоночника. Но по мере развития сколиоза в результате защитной реакции, препятствующей дальнейшему увеличению искривления позвоночника, наоборот, на выпуклой его стороне тонус мышц и сокращения усиливаются, а на вогнутой - ослабляются. Корригирующая гимнастика в начале развития сколиоза должна быть направлена на выравнивание тонуса и сократимости мышц на обеих сторонах позвоночника, а при развитом сколиозе - на усиление тонуса и сокращений мышц на выпуклой стороне.

Образование и развитие отчетливо выраженного кифоза при здоровом позвоночнике зависит от неправильной посадки за партой или рабочим столом и от понижения тонуса и сокращения мышц спины, удерживающих туловище в вертикальном положении. Снижение становой силы мышц и недостаточное общее физическое развитие способствуют развитию и увеличению кифоза.