Статика та динаміка центру ваги людського тіла Компетентний про стан здоров’я на iLive
Медичний експерт статті
Нижня частина, припускаючи всю вагу тіла, була пристосована виключно до опорно-рухового апарату. Вертикальне положення тіла, правильність відображається на будові та функціях пояса (тазу) та вільному відділі нижніх кінцівок. Нижній пояс (тазовий пояс) як суцільна арочна конструкція була пристосована для передачі сили тяжіння тулуба, голови, верхніх кінцівок голові стегна. Встановлений в процесі антропогенезу, нахил малого тазу при 45-65 ° сприяє перенесенню вільних нижніх кінцівок сили тяжіння в найбільш сприятливих біомеханічних умовах вертикального положення тіла. Стопа придбала склепінчасту структуру, що збільшило її здатність витримувати вагу тіла і виконувати роль гнучкого важеля при русі. М'язи нижньої кінцівки сильно розвивалися, що пристосовувалось до виконання статичних і динамічних завдань. У порівнянні з м’язами верхніх кінцівок м’язи нижніх кінцівок мають велику масу.
На м'язах нижніх кінцівок розташовані великі ділянки опори і застосування м'язової сили. М'язи нижніх кінцівок більші і міцніші за верхні. Розгиначі більш розвинені на нижніх кінцівках, ніж згиначі. Це пояснюється тим, що розгиначі відіграють важливу роль у підтримці тіла у вертикальному положенні та під час руху (ходьба, біг).
На руці згиначі плеча, передпліч та кистей зосереджені спереду, оскільки робота, що виконується руками, виконується перед тулубом. Рухові рухи виконуються пензлем, який приводиться в рух більшою кількістю згиначів, ніж розгиначів. Підтяжка м’язів (пронаторів, проміжків) у верхній кінцівці також більша, ніж у нижній. У верхніх кінцівках вони набагато краще розвинені, ніж у нижніх кінцівках. Маса пронаторів та вирізів кисті відноситься до решти м’язів верхніх кінцівок як 1: 4,8. На нижній кінцівці співвідношення між масою м’язів, що повертаються, і рештою становить 1: 29,3.
Фасції, апоневроз на нижній кінцівці внаслідок великого прояву сили при статичних та динамічних навантаженнях розвинені набагато краще, ніж у верхніх кінцівках. Нижня кінцівка має додаткові механізми, які допомагають утримувати тіло вертикально і забезпечують його рух у просторі. Пояс нижньої кінцівки майже нерухомо з'єднаний з крижовою кісткою і є природною опорою тулуба. Прагненню тазу повернутися назад до голівки стегнової кістки перешкоджає сильно розвинена клубово-стегнова зв’язка тазостегнового суглоба та міцні м’язи. Крім того, вертикальна гравітація тіла, яка простягається перед поперечною віссю колінного суглоба, механічно сприяє утриманню колінного суглоба в витягнутому положенні.
На рівні гомілковостопного суглоба, стоячи, збільшується контактна поверхня між суглобовими поверхнями кісток гомілки і таранної кістки. Цьому сприяє той факт, що медіальна та бічна щиколотки виходять на передній, ширший відділ таранної кістки. Крім того, передні осі правого та лівого гомілковостопного суглобів закріплені один до одного під відкритим кутом ззаду. Вертикаль ваги тіла проходить перед гомілковостопними суглобами. Це, в свою чергу, призводить до порушення переднього, більш широкого сегмента таранної кістки між медіальною та латеральною кісточками. Суглоби верхніх кінцівок (плечові, ліктьові, зап’ястні) не мають таких гальмівних механізмів.
Глибокі зміни в процесі кісткового антропогенезу постраждали м'язи тулуба, особливо осьовий скелет - хребет, який є опорою для голови, верхніх кінцівок, грудної та черевної порожнин. У зв’язку з вертикальними колонами утворилися колючі вигини, розвинулися сильні спинні м’язи. Більше того, хребет по суті парно закріплений у міцних крижово-клубових суглобах з поясом нижньої кінцівки (тазовим поясом), який біомеханічно діє проти тіла гравітаційного розподілювача на головці стегна (на рівні нижніх кінцівок).
Окрім анатомічних факторів - особливо будови нижніх кінцівок, тіла, що працювали в процесі антропогенезу, щоб утримувати тіло вертикально, забезпечувати стабільний баланс і динаміку, особливу увагу слід приділити ситуації центру ваги тіла.
Спільний центр ваги (ОГТ) людини називається точкою прикладання сил тяжіння частин його тіла. На думку М. Ф. Іваницького, ОКТ знаходиться на рівні IV священних хребців і проектується на передню поверхню тіла над лобковим симфізом. Положення КТ щодо поздовжньої осі тіла і хребта залежить від віку, статі, кісток скелета, м’язових і жирових відкладень. Крім того, спостерігаються щоденні коливання положення ОКТ у зв’язку з укороченням або подовженням хребта, які виникають через нерівномірність денних та нічних фізичних навантажень. У літніх людей та людей похилого віку положення ОКТ також залежить від постави. У чоловіків БКТ, розташованих на поперековому рівні III - V крижового відділу, у жінок - на 4-5 см менше, ніж у чоловіків, і відповідає рівню від V до I на рівні куприкових поперекових хребців. Це залежить, зокрема, від вищих, ніж у чоловіків, відкладень підшкірного жиру в малому тазу та стегнах. У новонароджених ОКТ знаходиться на рівні грудних хребців V-VI, потім поступово зменшується (до 16-18 років) і рухається дещо назад.
Положення ТТП людського тіла також залежить від типу статури. У осіб з фізичним типом (у астеніків) ОКТ порівняно нижчий, ніж у людей з брахіморфною структурою (у гіперсинтетиків).
В результаті досліджень було встановлено, що ОСТ організму зазвичай знаходиться в крижових хребцях II. Вертикаль проходить центр ваги на 5 см позаду поперечної осі тазостегнових суглобів, приблизно на 2,6 см ззаду від лінії, що з'єднує трохантер, і на 3 см вперед від поперечної осі гомілковостопних суглобів. Центр ваги голови знаходиться трохи попереду поперечної осі атланто-потиличних суглобів. Загальний центр ваги голови та тулуба знаходиться біля переднього краю грудних хребців X.
Прагнення тіла впасти вперед обумовлене вертикальним проходом переднього центру ваги (3-4 см) від поперечної осі гомілковостопних суглобів. Падіння протистоїть дії м’язів задньої поверхні гомілки. Якщо вертикальна лінія центру ваги рухатиметься ще далі вперед - до пальців, редукція м’язів спини нижньої п’ятки стопи піднімається від опорної площини, центр лінії з центром ваги рухається вперед, і буде служити опорними пальцями ніг.
Крім опори, нижні кінцівки виконують опорно-рухову функцію, переміщуючи тіло в просторі. Наприклад, під час ходьби людське тіло виконує поступальний рух, по черзі, спираючись на ту чи іншу ногу. В цьому випадку ноги по черзі виконують маятникові рухи. Під час ходьби одна з нижніх кінцівок одночасно є опорою (ззаду), інша - вільною (спереду). З кожним новим кроком вільна нога стає опорною, а опорна - рухається вперед і стає вільною.
Поспостерігавши за тим, як хода змінює положення центру ваги, ви можете спостерігати рух усього тіла вперед, вгору та вбік у горизонтальній, фронтальній та сагітальній площинах. Найбільший рух відбувається вперед у горизонтальній площині. Рух вгору-вниз 3-4 см, а в боки (бічні махи) 1-2 см. Характер та масштаби цих рухів зазнають значних коливань і залежать від віку, статі та індивідуальних особливостей. Поєднання цих факторів визначає індивідуальність ходи, яка може змінюватися під впливом тренувань. В середньому довжина тихого кроку становить 66 см і триває 0,6 с.
При прискоренні крок працює. Біг відрізняється від ходьби тим, що підтримується та стикається область опори однією чи іншою альтернативною ногою.
[1], [2], [3]