Биомеханика стопы. Часть 1

Большое количество проблем с опорно-двигательным аппаратом, за исключением вызванных воспалением разной этиологии и травмами, возникают при нарушении биомеханики стопы. Многие из них могут быть компенсированы правильной работой/коррекцией стопы.

1. Если сравнивать стопу с колесом автомобиля, то любой автомобилист знает, что даже минимальная разбалансировка колеса, приводит к невозможности управления автомобилем на высоких скоростях. Так и небольшая дисфункция стопы влияет на наш организм.
2. Стопа отвечает за перемещения тела в пространстве во всех направлениях. Нарушение этой функции резко ухудшает контроль движения. О важности этой функции можно судить по скелету нижней конечности. Из 30 костей ноги 26 приходится на стопу.
3. Стопа играет также роль рессоры автомобиля, гасит излишнюю нагрузку. Если она плохо справляется, то нагрузку будут воспринимают другие части ОДА, такие как коленный и тазобедренный суставы, позвоночник и череп.

Поэтому стопа имеет достаточно сложное строение. Мы рассмотрим основные моменты биомеханики стопы.

Стопа имеет сводчатое строение:

• А -подошвенный бугор пяточной кости
• В - головка пятой плюсневой кости
• С- головка первой плюсневой кости

Эти три точки объединены системой арок, удерживающих подошвенный свод стопы, — передняя поперечная арка и две продольных боковых арки. Наивысшая точка свода называется подъемом стопы, она расположена между ладьевидной и таранной костями.

Продольные костные своды:

• А-С - внутренний (рессорный) образован пяточной, таранной, ладьевидной, тремя клиновидными, первой, второй и третьей плюсневыми костями, представляет собой дугу, которая проходит через всю стопу, начинается от пяточного бугра и заканчивается в точке опоры головки первой плюсневой кости и образует своеобразную арку - рессору, способную уплощаться и расправляться;
• А-В - наружный (грузовой) образован пяточной, кубовидной, четвертой и пятой плюсневыми костями, также имеет форму дуги, которая проходит через всю стопу, начинаясь от пяточного бугра и заканчиваясь в точке опоры головки пятой плюсневой кости.
• Поперечные своды расположены в плоскости перпендикулярно к дугам продольных сводов над плюсневыми костями Д-Е и плюснефаланговыми суставами С-В.

Ведущую роль в поддержании сводчатой формы стопы играет подошвенный апоневроз (фасция). Он прикреплен с одной стороны к бугру пяточной кости, а с другой стороны - к дистальным (наружным) отделам плюсневых костей (в месте их соединения с фалангами пальцев). Вместе со связками и сухожилиям мышц он работает подобно пружине, возвращая распластанный под нагрузкой свод стопы в исходное положение.

Возможность подошвенного апоневроза абсорбировать нагрузку возрастает при натяжении его во время разгибания пальцев.

Этот механизм описан как "Эффект лебедки". Подошвенный апоневроз находится в относительно расслабленной позиции, когда стопа находится в нейтральном положении. Увеличившееся натяжение подошвенного апоневроза вследствие разгибания большого пальца, способствует поднятию продольного свода.

Во время максимального разгибания пальцев, в процессе фазы отталкивания при ходьбе, апоневроз скользит вокруг плюснефаланговых суставов. Этот вращающий эффект увеличивает натяжение подошвенного апоневроза противостоять большим нагрузкам.

Стопа выполняет четыре биомеханические функции:

1. рессорная
2. балансировочная
3. опорная
4. толчковая

Рессорная функция - смягчение толчков при ходьбе, беге, прыжках. Она возможна благодаря способности стопы упруго распластаться под действием нагрузки с последующим обретением первоначальной формы. Стопа, подрессоренная спереди, снаружи и изнутри, при изменении направления общей нагрузки и формы опорной поверхности способна изменять свою форму, перемещаясь в трех плоскостях, совершая движения подобно "лодке на морских волнах". Это важно для "улавливания" мелких неровностей почвы.

Балансировочная функция - регуляция позы человека при движениях. Она выполняется благодаря возможности движения в суставах стопы в трех плоскостях и обилию рецепторов в связочном аппарате.

Здоровая стопа скульптурно охватывает неровности опоры и человек ощущает площадь, по которой проходит. При изменении положения костей и суставов связочный аппарат деформируется, в результате страдают координация движений и устойчивость. В результате чего толчки более резко передаются на суставы нижних конечностей, позвоночника внутренние органы, что способствует ухудшению условий для их функционирования, микротравматизации, смещениям.

В опорной функции проявляется в способность стопы формировать опору для тела человека, противодействуя вертикальной нагрузке массы тела.

Это самая сложная функция стопы, так как в ней используются и рессорность и способность к балансировке. В процессе ходьбы последовательно реализуются все три функции стопы.

Толчковая функция позволяет человеку совершать поступательное движение в любом направлении. Кинетическая энергия, образующаяся при ходьбе, прыжке или беге, передаётся стопе в момент соприкосновения пятки с опорой, сохраняется в ней во время переката на носок и снова передаётся телу в момент отрыва стопы от опоры.

Вся биомеханическая составляющая стопы реализуется в голеностопном суставе. С биомеханической точки зрения голеностопный сустав относится к кинематически замкнутым парам. Особенностью голеностопного сустава является также и то, что в нем осуществляется силовое замыкание под действием массы тела.

К биомеханическим критериям ходьбы можно отнести попеременную активность ног, чередование отталкивания и переноса каждой ноги. Эти движения отличаются строгой слаженностью и соответствием строению тела. В шаговых движениях каждая нога поочерёдно бывает опорной и переносной.

В опорном периоде имеются фазы амортизации и отталкивания, в переносном – период подъёма и торможения ноги.

Когда мы говорим о шаговом цикле, то имеем в виду весь спектр движений человека при перемещении вперед. Нормальный завершенный цикл имеет две независимые фазы: опоры и переноса.

Фаза переноса происходит в то время, когда стопа не касается опоры.

Фаза опоры – во время контакта с опорой. Именно эта часть цикла представляет для нас наибольший интерес. На фазу опоры приходится шестьдесят пять процентов шагового цикла. Другими словами, каждая нога контактирует с грунтом шестьдесят пять процентов времени цикла.

Анализ движений в шаге, характеризуется попеременной активностью ног, чередованием отталкивания и переноса каждой ноги. Эти движения отличаются строгой слаженностью и соответствием строению тела. В движениях шага каждая нога поочерёдно бывает опорной и переносной. В опорном периоде имеются фазы амортизации и отталкивания, в переносной – период подъёма и торможения ноги.

Фаза опоры делится на три периода:

1. Приземление - от касания пятки до полного соприкосновения всей стопы с поверхностью опоры;
2. Опорный период - от полного контакта стопы с опорой до начала отрыва пятки от опоры;
3. Отталкивание - от отрыва пятки до отрыва пальцев от опоры.

 В следующий момент максимальная нагрузка приходится на плюснефаланговые суставы, человек готовится к отрыву ноги от опоры, разгрузка стопы осуществляется за счет поперечного свода.

Перегруженные места ступни принимают на себя нагрузку от давления обуви и сухого трения. Из-за этого в местах контакта ступни с обувью идет процесс усиленного образования и утолщения эпителиального слоя (гиперкератоз), образуются натоптыши. Причём для каждой деформации стопы, натоптыши имеют специфическую локализацию, что является, в том числе, диагностическими критериями.

Всегда ориентируйте пациентов что, испытывая любой дискомфорт в ногах, никогда не терпите! Так как даже незначительные неприятные ощущения в ногах могут быть признаком патологии и привести к необратимым последствиям. Первое, что нужно сделать в случае возникновения болевых ощущений или подозрения на патологию – незамедлительно обратиться к врачу.

Если Вам интересны техники диагностики и терапии стопы, мы подробно разбираем это на годовом курсе "Артро-Динамика 2.0".

2-ю часть разбора биомеханики стопы, в которой мы поговорим о движениях, которые совершаются в голеностопном суставе и суставах стопы относительно осей и плоскостей тела. А также разберём какие именно мышцы и какими группами их осуществляют - читайте здесь.

Пишите Ваши вопросы и комментариях.