Движение в суставах стопы. Продольные и поперечный своды суставов. Факторы, способствующие укреп (стр. 3 из 5)
Один из таких механизмов мы рассмотрели выше: опора на пятку приводит к вращению относительно подтаранного сустава, пронация стопы приводит к наружной ротации голени и таким образом энергия приземления передается к вышележащим сегментам.
Рисунок 10. Модель обратного маятника
Однако этого недостаточно для полноценного поглощения переднего толчка. Рассмотрим еще один важный биомеханический механизм - вращение относительно голеностопного сустава. Для этого представим себе идущего человека в виде обратного маятника с центром вращения в голеностопном суставе. Мы видим, как при опоре на пятку возникает вращающим момент, голень под влиянием силы инерции наклоняется вперед, возникает целый каскад вращения в вышележащих суставах ноги, и общий центр масс тела совершает поступательное движение вперед.
Стопа является первым самым нагружаемым звеном этой сложной трансмиссии. Она осуществляет контакт с опорой, она перераспределяет силу реакции опоры на вышележащие сегменты опорно-двигательного аппарата и выполняет важную рессорную функцию, она обеспечивает устойчивость ноги и сцепление с опорной поверхностью.
Способность стопы противостоять нагрузкам обусловлена не только биомеханически совершенством, но и свойством составляющих ее тканей. Коротки и прочные кости стопы имеют форму точно соответствующую направлению и величине нагрузки.
Известный закон биологии гласит «Функция определяет форму», из этого вытекают прошедшие проверку временем и практикой постулаты: "механические напряжения полностью определяют все детали структуры" и "кость разрастается преимущественно по направлению тяги и перпендикулярно плоскости давления". Структура нагрузки повседневных движений влияет и на рост детского скелета (например, быстрее растет более нагружаемая толчковая, обычно правая, нога), и на структуру скелета у взрослых. Внешняя форма костей может изменяться под влиянием различных видов спорта или профессиональных движений. Они становятся массивнее и толще за счет увеличения костной массы в наиболее нагружаемых участках. Таким образом, кости стопы адаптируют свою прочность в соответствии с весом человека и с повседневной двигательной активностью.Рисунок 11. Подошвенный апоневроз и пяточная шпора
Аналогичный закон действует и в отношении соединительнотканных структур стопы (связок, сухожилий и фасций). Волокна самой мощной фасции стопы - подошвенного апоневроза ориентированы вдоль самого нагружаемого продольного свода стопы (рис.11).
Если повторяющиеся нагрузки по своей величине или продолжительности превышают возможности тканей стопы, то в них развиваются патологические реакции перегрузки и патологические процессы, такие как воспаление сухожилия, усталостные переломы, разрывы сухожилий... Например, отложение солей кальция в области прикрепления подошвенного апоневроза к бугру пяточной кости, которое именуется пяточной шпорой.
Плоскостопие, гиподинамия, избыточные спортивные нагрузки - обычная причина этих заболеваний.
1.1 Суставы стопы
Тело таранной кости входит в углубление, образуемое суставными поверхностями большеберцовой кости и обеими лодыжками.
Суставные поверхности костей голени, принимающие участие в этом суставе, покрыты гиалиновым хрящом. Суставная капсула сращена с костью по краям суставного хряща, за исключением передних отделов сустава, где она захватывает небольшую область костей, не покрытую хрящом. В этих отделах она несет незначительное количество жира. На передней и задней поверхностях суставная капсула свободна, на боковых поверхностях туго натянута и утолщена за счет расположенных здесь мощных укрепляющих связок. Со стороны медиальной поверхности суставной капсулы натянута дельтовидная связка, ligamentum deltoideum. Связка эта, начавшись от верхушки malleolus medialis, веерообразно расходится и заканчивается на костях предплюсны.
В зависимости от места прикрепления, в ней различают:
1. заднюю таранно-большеберцовую связку, ligamentum talotibiale posterius, прикрепляющуюся к задне-медиальному отделу corpus tali;
2. пяточно-большеберцовую связку, ligamentum calcaneotibiale, - к sustentaculum tali;
3. переднюю таранно-большеберцовую связку, ligamentum talotibiale anterius, - к передне-медиальному отделу corpus tali;
4. ладьевидно-большеберцовую связку, ligamentum tibionaviculare, - к задне-медиальной поверхности ладьевидной кости.
Со стороны латеральной поверхности суставной капсулы натянуты три связки:
1. таранно-малоберцовая задняя связка, ligamentum talqfibulare posterius, берет начало от задних отделов верхушки наружной лодыжки и прикрепляется к наружному отростку таранной кости, processus lateralis tali;
2. пяточно-малоберцовая связка, ligamentum calcaneofibulare, начинается от наружно-нижнего участка наружной лодыжки и прикрепляется на наружной поверхности corpus calcanei;
3. таранно-малоберцовая передняя связка, ligamentum talofibulare anterius; началом ее является передняя поверхность верхушки наружной лодыжки, местом прикрепления - латеральная поверхность collum tali.
Articulatio talocruralis относят к группе блоковидных суставов, ginglymus.
Предплюсне-плюсневые суставы, artt. tarsomctatarsales, называемые также в совокупности суставом Лисфранка (Lisfranc), соединяют кости второго ряда предплюсны (три клиновидные и кубовидную) с плюсневыми костями. Клиновидные кости сочленяются с первыми тремя плюсневыми, кубовидная — с IV и V плюсневыми. Три первых сустава имеют отдельные изолированные суставные сумки, IV и V плюсневые — общую. В целом линия сочленений, входящих в состав лисфранкова сустава, образует дугу с четырехугольным выступом назад, соответственно основанию II плюсневой кости. Суставная щель проецируется по линии, проходящей кзади от tuberositas ossis metatarsalis V к точке, находящейся на 2,0—2,5 см дистальнее бугристости ладьевидной кости.
Ключом сустава Лисфранка является lig. cuneometatarsalia interossea mediale. Она идет от медиальной клиновидной кости к основанию II плюсневой кости. Только после рассечения этой связки сустав широко открывается. Предплюсне-плюсневые суставы подкрепляются тыльными и подошвенными связками, ligg. tarsometatarsalia dorsalia et plantaria.
Плюснефаланговые сочленения, articulationes metatarsophalangeae, соединяют головки плюсневых костей и основания проксимальных фаланг пальцев. Суставные щели плюснефаланговых суставов проецируются по линии, проходящей на тыле стопы на 2,0—2,5 см проксимальнее подошвенно-пальцевой складки. Эти суставы, как и сустав Лисфранка, с тыла прикрыты сухожилиями разгибателей пальцев, а со стороны подошвы — костно-фиброз-ными каналами сухожилий сгибателей пальцев и caput transversum m. adductoris hallucis. Первый плюснефаланговый сустав изнутри укрепляется сухожилием m. abductor hallucis.
Движения в суставах стопы в общем такие же, как на кисти в соответствующих сочленениях, но ограничены. Кроме легкого отведения пальцев в стороны и обратно существует только тыльное и подошвенное сгибание всех пальцев вместе, причем тыльное сгибание больше, чем подошвенное, в противоположность сгибанию пальцев кисти.Рисунок 12. Связки и суставы стопы
Вид снизу (подошвенная сторона).
1-коллатеральные связки;
2-подошвенные связки плюсне-фаланговых суставов;
3-влагалиша сухожилий мышц - сгибателей пальцев стопы (вскрыты);
4-предплюсне-плюсневый сустав 1-го пальца стопы;
5-подошвенные клино-ладьевидные связки;
6-сухожилие задней большеберцовой мышцы;
7-подошвенная пяточно-ладьевидная связка;
8-сухожилие мышцы-длинного сгибателя пальцев (стопы);
9-сухожилие мышцы-длинного сгибателя большого пальца стопы;
10-длинная подошвенная связка;
11-сухожилие длинной малоберцовой мышцы;
12-сухожилие короткой малоберцовой мышцы;
13-межкостные плюсневые связки;
14-плюсне-фаланговые суставы (вскрыты);
15-межфаланговые суставы (вскрыты).
Подтаранный сустав, art. subtalaris, образован задними суставными поверхностями таранной и пяточной костей, представляющими в общем отрезки цилиндрической поверхности. Они окружаются совершенно замкнутой суставной сумкой, подкрепленной вспомогательными связками с боков.
Пяточно-кубовидный сустав, art. calcaneocuboidea, вместе с соседним с ним art. talonavicularis описывается также под общим именем поперечного сустава предплюсны, art. tarsi transversa, или сустава Шопара (Chopart). Линия этого сустава проецируется на расстоянии 2,5—3,0 см дистальнее медиальной лодыжки и на 4,0— 4,5 см дистальнее латеральной лодыжки. Если рассматривать общую линию сустава Шопара на разрезе, то она напоминает собой поперечно положенную латинскую букву S.
Кроме связок, укрепляющих art. calcaneocuboidea и art. talonavicularis в отдельности, сустав Шопара имеет еще общую связку, практически весьма важную.
Это раздвоенная связка, lig. bifurcatum, которая начинается на верхнем крае пяточной кости и затем разделяется на две части, из которых одна прикрепляется к заднелатеральному краю ладьевидной кости, а другая — к тыльной поверхности кубовидной кости. Эта короткая, но крепкая связка является ключом сустава Шопара, так как только ее перерезка приводит к широкому расхождению суставных поверхностей при операции вычленения стопы в названном суставе.
2 Продольные и поперечный своды суставов
Кости стопы, соединяясь между собой посредством суставов, образуют сводчатую форму, выпуклостью обращенную кверху (рис. 13). Такое строение стопы является одной из характерных особенностей опорно-двигательного аппарата человека. В укреплении и поддержании формы сводов принимают участие более 60 связок, расположенных на ее тыльной и подошвенной поверхностях.