Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела

Суставы, находящиеся в скелете человека, похожи на те суставы, или шарниры, которые используются при постройке зданий, создании мебели и машин. Как человеческие, так и нечеловеческие суставы построены на одних и тех же базовых принципах; при этом для обоих типов суставов прослеживаются сильные взаимосвязи между структурой и функцией. Можно сказать, что функция определяет структуру, а структура, в свою очередь, определяет функцию. Например, если надо спроектировать шарнир для предмета мебели или механизма, конструктор должен знать функцию сустава, чтобы создать соответствующий его дизайн. Таким образом, в этом случае структура определяется функцией. Однако если сустав спроектирован и создан, то его функция уже будет определяться структурой. Суставы в теле человека являются как бы заранее спроектированными и собранными, поэтому функция человеческого сустава будет всегда определяться его структурой. Однако читателю следует помнить, что ткани человека могут адаптироваться к стрессу, и, таким образом, здесь уже структура, в некоторой степени, будет определяться функцией. Например, когда нарушается функция поврежденного сустава, целый сустав в качестве ответной реакции может также изменить и свою структуру, и функцию. Хотя основным предметом внимания данной части являются суставы человека, мы выбрали соединение стола в качестве примера для иллюстрации основных принципов строения и архитектуры сустава. Принцип действия шарнира ножки стола легко осмыслить, и он достаточно хорошо иллюстрирует основные принципы конструкции сустава.

Суставные движения — это простые движения двух биозвеньев относительно друг друга в одном суставе, направленные на решение простой двигательной задачи.

Движения в суставах ограничены суставными сумками, связками, сухожилиями, мышцами и происходят по дугам окружностей вокруг суставных осей. Поэтому в каждом суставе количество простых двигательных задач, решаемых суставными движениями, зависит от количества степеней свободы движений. В одноосных суставах (межфаланговые) с одной степенью свободы происходит сгибание и разгибании; в двуосных (лучезапястный, локтевой, голеностопный, коленный) с двумя степенями свободы возможны сгибание и разгибание, отведение и приведение, пронация и супинация; в трехосных суставах (плечевой, тазобедренный) с тремя степенями свободы решаются задачи сгибания и разгибания, отведения и приведения, пронации и супинации или исполнения круговых движений.

Основные принципы. Сустав (сочленение) используется для соединения одного компонента структуры с другим, или несколькими другими компонентами. Строение сустава и используемые материалы частично зависят от функции сустава и характера составных частей. Если функцией сустава является обеспечение устойчивости или статическая опора, его строение будет отличаться от сустава, желательной функцией которого будет подвижность. Таким образом, функция, по крайней мере, частично будет определять структуру. Если человек хочет спроектировать сочленение, которое находится между ножками стола и его крышкой, ему следует учитывать функцию этого сочленения и характер компонентов. Функцией шарнира стола будет, конечно, устойчивость, и, таким образом, строение его должно быть таким, чтобы компоненты объединяли стол в устойчивую конструкцию. Если желательно, чтобы ножки стола складывались, то шарнир должен быть таким, чтобы в одной ситуации обеспечивать устойчивость, а в другой — подвижность. Проект стола со складными ножками и используемые материалы должны отличаться и быть более сложными, чем для обычного нескладного стола. Одним из возможных вариантов проекта складной ножки стола может быть применение металлического уголка с фиксатором. Когда фиксатор открыт, ножка двигается свободно, если закрыт — шарнир будет зафиксирован (см. рис.).

Рисунок.Складная ножка стола:

_{a — если фиксатор открыт, то шарнир создает подвижность, и ножка стола двигается свободно;}

_{b — если уголок зафиксирован, то он не дает двигаться ножке стола и таким образом обеспечивает устойчивость}

Использование такой конструкции требует использования внешней силы для фиксирования и открытия. Однако такой шарнир на столе не обеспечивает устойчивости при движении, что зачастую делают суставы человека.

Шарниры стола использовались исключительно для того, чтобы показать читателю элементарные принципы, которым должна следовать конструкция сустава, но следует при этом помнить, что человеческие суставы намного сложнее.

• Суставы, которые выполняют только одну функцию, менее сложны, чем те, которые выполняют несколько функций.

• Конструкция сустава определяется его функцией и характером компонентов.