Стопа
Стопа́ - орган опорно-двигательной системы, состоящий из 26 костей, 33 суставов, и сотен связок, сухожилий и мышц. Стопа покрыта кожей, которая со стороны подошвы имеет уникальное строение, которое позволяет ей переносить сжимающие нагрузки большой величины (до 200 кг на см2).
Строение и функцииПравить
Стопа является сложным биомеханическим комплексом, выполняющим 3 важные задачи при обеспечении функции опоры и движения человека:
- обеспечение опоры и равновесия при стоянии,
- поглощение энергии удара в момент «приземления» и придание телу вертикального импульса в момент отталкивания от опоры, что необходимо для реализации естественных локомоций (ходьба, бег, прыжки),
- защита опорно-двигательной системы от возможных травм и перегрузок.
Стопа — это важная составная часть опорно-двигательной системы. Её функция и структура с одной стороны зависит от вышележащих элементов опорно-двигательного аппарата, а с другой стороны оказывает на них положительное или негативное влияние. Функция и структура стопы зависит от особенностей системы управления стоянием и локомоциями (от двигательного стереотипа) и от условий эксплуатации (особенности обуви, особенность и интенсивность повседневной двигательной активности).
Смягчение статической инерционной нагрузки при стоянии, ходьбе и беге осуществляется сложным комплексом костного и суставно-связочного аппарата, соединяющего 26 основных костей стопы, в котором выделяют 3 продольных и поперечный свод.
Передний и задний отделы стопы соединены в единую кинематическую цепь мощным эластичным сухожилием — подошвенным апоневрозом, который подобно пружине возвращает распластанный под нагрузкой свод стопы. Подошвенный апоневроз прикреплен с одной стороны к бугру пяточной кости, а с другой стороны — к дистальным отделам плюсневых костей.
Таким образом 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 волнах при зыблении моря». Это важно для «улавливания» мелких неровностей почвы.
Анатомия стопыПравить
Стопу составляют три отдела: задний (пяточная и таранная кости), средний (отделяется от заднего суставом Шопара и включает в себя ладьевидную, кубовидную и клиновидные кости) и передний (состоит из плюсневых костей и фаланг пальцев и отграничивается от среднего отдела суставом Лисфранка). Стабильность и структурную целостность стопы обеспечивают 28 костей, 57 основных суставных поверхностей и множество связок, а также сухожилия и мягкие ткани.
Динамика стопыПравить
Динамика стопы - это взаимодействие сил, действующих на стопу, и тех нагрузок и напряжений, которые возникают при воздействии этих сил. Стопа - это составная часть биомеханической системы опорно-двигательного аппарата и ее динамика не может быть рассмотрена вне связи с этой системой. Динамика стопы это производная от движений опорно-двигательной системы (кинематики). Типовые движения человека, связанные с нагрузкой стопы - ходьба человека, бег, прыжки.
Стопа преодолевает очень большие по величине и по продолжительности повторяющиеся нагрузки. Скорость, на которой стопа "приземляется" на опору, составляет при быстрой ходьбе составляет 5 метров в секунду (18 км в час), а при беге до 20 м. в сек (70 км в час), что определяет силу столкновения с опорой равную 120-250% от веса тела. В течение дня обычный человек совершает от 2 до 6 тысяч шагов (за год - 860 000 - 2 085 600 шагов). Даже современные приборы - протезы стопы не служат при такой эксплуатации более 3 лет. Долговечность стопы человека определяется во первых совершенством механической конструкции и во вторых - уникальность материала, из которого "сделана" стопа.
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.
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 .
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, патологические разрывы сухожилий... Например, отложение солей кальция в области прикрепления подошвенного апоневроза к бугру пяточной кости, которое именуется "пяточная шпора".
Низкая двигательная активность в сочетании с продолжительными статическими нагрузками (стояние, топтание в небольших помещениях) приводят к развитию плоскостопия.