Statyka i dynamika ludzkiego ciała: środek ciężkości

Pionowa pozycja ludzkiego ciała, jego ruch w przestrzeni, różne rodzaje ruchów (chodzenie, bieganie, skakanie) ewoluowały w trakcie długiej ewolucji wraz z pojawieniem się człowieka jako gatunku. Podczas anthropogenes w połączeniu z przejściem do naziemnej ludzkich warunków istnienia rodowych, a następnie poruszać się w obu końców (dolnych) zasadniczo niezmienionych anatomii całego organizmu, jej poszczególne części, organów, np układu mięśniowo-szkieletowego. Jazda uwolniła kończynę górną od funkcji mięśniowo-szkieletowej. Górna kończyna zmieniła się w narząd pracy - ramię i w przyszłości można było poprawić zręczność ruchów. Zmiany te, wynikające z jakościowo nowej funkcji, wpłynęły na strukturę wszystkich elementów pasa i wolnego odcinka kończyny górnej. Pasek na ramię służy nie tylko do podtrzymywania wolnej kończyny górnej, ale także znacznie zwiększa jej ruchliwość. Ze względu na fakt, że łopatka łączy się ze szkieletem tułowia głównie za pomocą mięśni, uzyskuje większą swobodę ruchów. Łopatka uczestniczy we wszystkich ruchach, które tworzą obojczyk. Ponadto łopatka może swobodnie poruszać się niezależnie od obojczyka. W wieloosiowym sferycznym stawie barkowym, który jest otoczony niemal ze wszystkich stron przez mięśnie, anatomiczne cechy struktury umożliwiają ruch wzdłuż dużych łuków we wszystkich płaszczyznach. Szczególnie zauważalna specjalizacja funkcji wpłynęła na strukturę pędzla. Dzięki rozwojowi długich, bardzo ruchomych palców (przede wszystkim kciuka), szczotka stała się złożonym narządem, który wykonuje subtelne, zróżnicowane działania.

Kończyna dolna, przyjmując całą masę ciała, dostosowała się wyłącznie do funkcji mięśniowo-szkieletowej. Pionowe położenie ciała, prawość odbija się na strukturze i funkcjach pasa (miednicy) i swobodnej części kończyny dolnej. Pas kończyn dolnych (obręczy miednicy) jako bryła o łukowatym kształcie przystosował się do przeniesienia ciężaru tułowia, głowy, kończyn górnych na głowę kości udowej. Uformowana w procesie antropogenezy nachylenie miednicy przy 45-65 ° ułatwia przeniesienie do wolnych kończyn dolnych ciążenia organizmu w warunkach biomechanicznych najbardziej sprzyjających pionowemu położeniu ciała. Stopa zyskała sklepioną strukturę, która zwiększyła jego zdolność wytrzymania ciężaru ciała i działa jak elastyczna dźwignia podczas jej przesuwania. Mięśni kończyny dolnej rozwinęły się silnie, co dostosowało się do obciążenia statycznego i dynamicznego. W porównaniu z mięśniami kończyny górnej mięśnie kończyny dolnej mają dużą masę.

Na kończynie dolnej mięśnie mają rozległe powierzchnie wspierające i zastosowanie siły mięśni. Mięśnie kończyny dolnej są większe i silniejsze niż kończyna górna. Prostowniki są bardziej rozwinięte na kończynie dolnej niż zginacze. Wynika to z faktu, że prostowniki odgrywają dużą rolę w utrzymywaniu ciała w pozycji pionowej i podczas ruchu (chodzenia, biegania).

Na ramieniu zginacze ramion, przedramion i dłoni koncentrują się na przedniej stronie, ponieważ praca wykonywana rękami odbywa się przed pniem. Grooming ruchy są wykonywane przez pędzel, który jest obsługiwany przez większą liczbę zginaczy niż prostowniki. Toczenie mięśni (pronatorów, podbródków) w kończynie górnej jest również większe niż w dolnym. W kończynie górnej są lepiej rozwinięte niż w kończynie dolnej. Masa pronatorów i podbródków dłoni odnosi się do pozostałych mięśni kończyny górnej jako 1: 4,8. W kończynie dolnej stosunek masy toczących się mięśni do reszty wynosi 1: 29,3.

Powięź, rozcięgno w kończynie dolnej ze względu na dużą manifestację siły pod obciążeniem statycznym i dynamicznym jest znacznie lepiej rozwinięta niż w kończynie górnej. Kończyna dolna ma dodatkowe mechanizmy, które pomagają utrzymać ciało w pozycji pionowej i zapewniają jego ruch w przestrzeni. Pas kończyny dolnej jest prawie niezmiennie połączony z kością krzyżową i jest naturalnym wsparciem tułowia. Aspiracja miednicy, która przechyla się do tyłu głowy kości udowej, jest hamowana przez silnie rozwinięte więzadło dokolno-udowe stawu biodrowego i silne mięśnie. Ponadto, pionowy ciężar ciała, który rozciąga się przed poprzeczną osią stawu kolanowego, mechanicznie sprzyja zatrzymaniu stawu kolanowego w pozycji wysuniętej.

Na poziomie stawu skokowego, podczas stania, wzrasta obszar kontaktu między stawami kości kości dolnej i kości skokowej. Jest to ułatwione przez fakt, że kostki przyśrodkowe i boczne obejmują przednią, szerszą część bloku kości skokowej. Ponadto przednie osie lewego i prawego stawu skokowego są ustawione względem siebie pod kątem otwartym do tyłu. Pion masy ciała przechodzi przed stawami kostkowymi. Prowadzi to, jak gdyby do naruszenia przedniej, szerszej części bloku kości skokowej pomiędzy kostkami przyśrodkowymi i bocznymi. Stawy kończyny górnej (ramię, łokieć, nadgarstek) nie mają takich mechanizmów hamowania.

Głębokie zmiany w procesie Antropogeneza kości przeprowadzono, mięśnie wokół tułowia, zwłaszcza w szkielecie osiowym - kręgosłupa, która stanowi oparcie dla głowy, kończyn górnych, klatki piersiowej i brzusznej. W związku z wyprostowanymi kręgosłupem uformowały się łuki kręgosłupa, rozwinęła się potężna muskulatura grzbietowa. Ponadto, kręgosłupa zasadniczo sztywno połączone parami wytrzymałych stawów krzyżowo-biodrowych z pasem dolnym ramieniem (ów pas miednicowy), który służy biomechaniczne na korpusie rozdzielacza grawitacyjnego na głowie kości udowej (po kończyn dolnych).

Oprócz anatomicznych czynników - zwłaszcza niższym poziomie kończyn, ciała, opracowane w trakcie antropogenezie do utrzymania ciała w pozycji pionowej, zapewnić stabilny równowagi i dynamikę, szczególną uwagę należy zwrócić na sytuację środka ciała ciężkości.

Wspólny środek ciężkości (OCT) osoby nazywany jest punktem zastosowania uzyskanych sił grawitacji części jego ciała. Według MF Iwanitskiego, OCT znajduje się na poziomie IV kręgu sakralnego i jest rzutowany na przednią powierzchnię ciała powyżej spojenia łonowego. Pozycja TC w stosunku do podłużnej osi ciała i kręgosłupa zależy od wieku, płci, kości szkieletu, mięśni i złogów tłuszczu. Ponadto codzienne wahania pozycji OCT są obserwowane w związku ze skróceniem lub wydłużeniem kręgosłupa, które powstają w wyniku nierównej aktywności fizycznej w dzień iw nocy. U osób starszych i starszych pozycja OCT zależy również od postawy. W BCT ludzie się na poziomie lędźwiowym III - V kręgiem krzyżowym, kobiet - 4-5 cm niższe niż u mężczyzn i odpowiada poziomowi V do I lędźwiowego kręgu ogonowego. Zależy to w szczególności od większych niż u mężczyzn złogów tłuszczu podskórnego w okolicy miednicy i ud. U noworodków OCT znajduje się na poziomie kręgów piersiowych V-VI, a następnie stopniowo (do 16-18 lat) schodzi i porusza się nieco z tyłu.

Pozycja OCT ludzkiego ciała zależy również od rodzaju ciała. U osób z typem budowy dolichomorficznej (w astenicznych) OCT jest względnie niższy niż u osób o typie budowy brachymorficznej (w hipersthektyce).

W wyniku badań stwierdzono, że OCT ciała jest zwykle na poziomie II kręgu sakralnego. Pionowa linia środka ciężkości mija 5 cm za osią poprzeczną stawów biodrowych, około 2,6 cm za linią łączącą duże trójostyki i 3 cm przednią względem osi poprzecznej stawów skokowych. Środek ciężkości głowy leży nieco przednią względem poprzecznej osi stawów atlanto-potylicznych. Wspólny środek ciężkości głowy i tułowia znajduje się na poziomie środka przedniej krawędzi X kręgu piersiowego.

Aby utrzymać stabilną równowagę ciała ludzkiego na płaszczyźnie, konieczne jest, aby prostopadła, opuszczona ze środka ciężkości, spadła na obszar zajmowany przez obie stopy. Ciało jest silniejsze, ponieważ szerszy obszar podparcia i niższy środek ciężkości. W przypadku pozycji pionowej ciała ludzkiego głównym zadaniem jest utrzymanie równowagi. Jednak odpowiedni zastrzałowy mięśni, osoba może posiadać ciała w różnych pozycjach (w pewnych granicach), nawet wówczas, gdy rzut środka ciężkości przemieszczane poza obszar podstawy (silne pochylenia do przodu tułowia z boku, etc.). Jednocześnie pozycja i ruch ludzkiego ciała nie mogą być uznane za stabilne. Przy stosunkowo długich nogach, osoba ma stosunkowo niewielką powierzchnię. Ponieważ łączny środek ciężkości ciała osoby jest stosunkowo wysokim poziomie (II krzyżowego), a powierzchnia podtrzymująca (powierzchnia dwóch wkładek, a przestrzenie między nimi) jest mała, stabilność w organizmie jest bardzo mała. W stanie równowagi ciało trzyma się siły skurczów mięśni, co zapobiega ich upadkowi. Części ciała (głowa, tułów, kończyny) zajmują pozycję odpowiadającą każdemu z nich. Jednakże, jeśli proporcja części ciała jest zerwana (na przykład rozciąganie ramion do przodu, zginanie kręgosłupa w pozycji stojącej itp.), Odpowiednio zmienia się położenie i równowaga innych części ciała. Statyczne i dynamiczne momenty działania mięśni są bezpośrednio związane z położeniem środka ciężkości ciała. Ponieważ środek ciężkości całego ciała znajduje się na poziomie II krzyżowego za poprzeczną linią łączącą ośrodki stawów biodrowych, tułów pożądania (wraz z miednicą) wskazówka wstecz sprzeciwiają silnie rozwinięte mięśnie i więzadła, które wzmacniają biodra. Zapewnia to równowagę całej górnej części ciała, która jest utrzymywana na nogach w pozycji pionowej.

Pożądanie ciała, aby spadł do przodu podczas stania, jest spowodowane przejściem pionu środka ciężkości z przodu (3-4 cm) od poprzecznej osi stawów skokowych. Spadek jest przeciwstawiony działaniu mięśni tylnej powierzchni goleni. Jeśli linia pionu środka ciężkości przesunie się jeszcze bardziej z przodu - do palców, redukcja mięśni pleców dolnej pięty noga jest uniesiona z płaszczyzny nośnej, pion centrum linia ciężkości przesuwa się do przodu i służą jako podparcie stóp.

Oprócz wsparcia, kończyny dolne pełnią funkcję lokomotoryczną, poruszając ciałem w przestrzeni. Na przykład, gdy chodzenie ludzkiego ciała wykonuje ruch translacyjny, na przemian spoczywa na jednej nodze lub drugiej. W takim przypadku nogi wykonują naprzemiennie ruchy wahadłowe. Podczas chodzenia jedna z kończyn dolnych w danym momencie jest wsparciem (z tyłu), druga - wolna (z przodu). Z każdym kolejnym krokiem wolna noga staje się podpierającą nogą, a noga wspierająca jest przesuwana do przodu i staje się wolna.

Zmniejszenie mięśni kończyn dolnych podczas chodzenia zauważalnie wzmacnia zakrzywienie podeszwy stopy, zwiększa krzywiznę poprzecznych i podłużnych łuków. W tym samym czasie ciało przechyla się do przodu wraz z miednicą na głowie kości udowej. Jeśli pierwszy krok rozpoczyna się od prawej stopy, wtedy prawy brzeg, a następnie środek podeszwy i palce wznoszą się nad płaszczyzną podparcia, prawa noga wygina się w biodrach i stawach kolanowych i jest przenoszona do przodu. Jednocześnie staw biodrowy tej strony i tułowia podąża do przodu za wolną nogą. Ta (prawa) noga energicznie kurcząca mięsień czworogłowy prostuje się w stawie kolanowym, dotyka powierzchni podparcia i staje się podpierającą. W tym momencie druga, lewa noga (do tego momentu, tył, noga podpierająca) odrywa się od płaszczyzny wsparcia, przesuwa się do przodu, stając się przednią, wolną nogą. Prawa noga w tym momencie pozostaje jako podpora. Wraz z kończyną dolną i ciałem porusza się do przodu i nieco w górę. Tak więc obie kończyny na przemian wykonują te same ruchy w ściśle określonej kolejności, podpierając ciało z jednej strony, a potem z drugiej i popychając je do przodu. Jednak podczas chodzenia nie ma czasu, aby obie stopy zostały oderwane od ziemi w tym samym czasie (płaszczyzna wsparcia). Przednia (wolna) kończyna zawsze ma czas, aby dotknąć płaszczyzny podparcia obcasem, zanim tylna (podpierająca) noga całkowicie oddzieli się od niego. Różni się to od chodzenia i skakania. Jednocześnie, podczas chodzenia, następuje chwila, w której obie stopy dotykają ziemi w tym samym czasie, podpierająca się na całej podeszwie, a wolna palcami. Im szybciej chodzenie, tym krótszy moment równoczesnego kontaktu obu nóg z płaszczyzną podparcia.

Śledzenie podczas chodzenia zmienia położenie środka ciężkości, można zauważyć ruch całego ciała do przodu, do góry i z boku w płaszczyznach poziomej, czołowej i strzałkowej. Największe przemieszczenie występuje do przodu w płaszczyźnie poziomej. Przemieszczenie w górę iw dół wynosi 3-4 cm, a po bokach (boczne huśtawki) 1-2 cm. Charakter i zakres tych przemieszczeń podlegają znacznym wahaniom i zależą od wieku, płci i indywidualnych cech. Połączenie tych czynników determinuje indywidualność chodu, który może ulec zmianie pod wpływem treningu. Średnio długość zwykłego cichego kroku wynosi 66 cm i trwa 0,6 s.

Przy przyspieszeniu chodzenia krok przechodzi w biegu. Bieganie różni się od chodzenia tym, że tylko podpórka i kontakt obszaru wsparcia z jedną lub drugą nogą naprzemiennie.

[1], [2]