Отделы позвоночника
Движение позвоночника – результат работы многочисленных комбинированных суставов между позвонками. Он движется за счет действия скелетных мышц. Позвоночник способен наклоняться вперед, прогибаться (сгибание и разгибание), наклоняться вбок (отведение и приведение), а также скручиваться. Наиболее подвижны шейный и поясничный отделы.
Химический состав костей взрослого человека следующий: 50 % воды, 15 % жира, 12 % органических веществ (белок, представляющий собой разновидность коллагена), 22 % неорганических веществ, а именно солей кальция в форме гидроксиапатита, и около 30 % органических веществ. Основные органические вещества кости – белки коллаген и оссеин. Сочетание волокон органического коллагена с солями кальция обеспечивает основные функции костей – прочность и упругость. Прочность – это способность противостоять внешним механическим воздействиям, упругость – возвращать первоначальную форму после окончания действия внешней силы.
Минеральные вещества придают костям твердость и хрупкость, органические – гибкость и упругость. Благодаря сочетанию органических и неорганических веществ кости имеют большую прочность, что позволяет им выносить немалые нагрузки.
Структура кости
Соотношение органических и неорганических веществ с возрастом изменяется. В костях детей немного больше органических веществ, поэтому их кости более упругие, гибкие и реже ломаются. С возрастом в костях увеличивается доля неорганических веществ, из-за чего у пожилых людей кости менее эластичные и более хрупкие и могут ломаться даже при небольших травмах.
Соединения костей связывают кости скелета в одно целое, обеспечивая им ту или иную степень подвижности. Различают три вида соединений:
• непрерывные соединения, в которых полость между соединяющимися костями отсутствует, существует лишь прослойка соединительной ткани или хряща – неподвижные соединения;
• переходная форма от непрерывных соединений к прерывным – симфизы, или полусуставы; имеют небольшую щель в хрящевой или соединительнотканной прослойке между сочленяющимися костями – эти образования обладают большой прочностью и очень ограниченной подвижностью;
• прерывные (синовиальные) соединения или суставы; характеризуются наличием между костями полости и синовиальной оболочки, выстилающей изнутри суставную капсулу, – это подвижные соединения, а степень подвижности зависит от особенностей строения конкретного сустава.
Сустав – самая распространенная и сложная форма соединения костей. Обязательными элементами любого сустава, независимо от места расположения и степени подвижности, являются суставные поверхности, суставная сумка и суставная полость.
Соединение костей в коленном суставе (вверху – рентген, внизу – модель)
Суставные поверхности костей, образующие сустав, плотно прилегают друг к другу. Они покрыты особым гиалиновым хрящом, чья гладкая поверхность и эластичность облегчают движение в суставе, смягчают испытываемые им толчки и сотрясения.
Суставные поверхности костей окружает суставная капсула – оболочка из соединительной ткани. Обычно она крепится к костям в месте перехода суставной поверхности в надкостницу и прочно с ней срастается. Снаружи капсула укреплена связками, которые располагаются в местах наибольшей нагрузки.
Суставные поверхности и капсула ограничивают собой небольшое герметично закрытое пространство – полость сустава, заполненную малым количеством вязкой синовиальной жидкости, роль которой заключается в уменьшении трения в суставах при движении. Благодаря отрицательному давлению в суставной полости поверхности костей тесно прилегают друг к другу.
Суставная капсула
Шаровидный сустав
По форме суставных поверхностей различают плоские, цилиндрические, эллиптические и шаровидные суставы. Наименее подвижны плоские суставы, наиболее – шаровидные.
Так как мы существуем в трехмерном пространстве, то в биомеханике суставов соответственно выделяют три оси вращения: фронтальную (правая – левая стороны, или наружная – внутренняя поверхности), сагиттальную (задняя – передняя поверхности) и продольную (вдоль сочленяющихся костей). В зависимости от формы суставных поверхностей в суставах может быть движение вокруг любой одной, двух или трех указанных осей (одно-, двух- и многоосные суставы). Вокруг указанных осей выполняются соответствующие виды движений. Вокруг фронтальной оси происходят сгибание и разгибание. При сгибании угол между сочленяющимися костями уменьшается (например, в локтевом суставе – угол между плечом и предплечьем). Во время разгибания движение идет в обратном направлении и происходит выпрямление (конечности или туловища).
Вокруг сагиттальной оси осуществляются приведение и отведение. В случае отведения одна из сочленяющихся костей удаляется от срединной плоскости, при приведении – приближается к ней (например, отведение руки в сторону от туловища и снова приближение к нему).
Наши двигательные возможности определяются прежде всего строением суставов
Вокруг продольной оси кость вращается в разные стороны. Круговое движение – это последовательное перемещение вокруг всех осей, при котором свободный конец движущейся кости или конечности (например, кисти руки) описывает окружность.
Размах (объем) движений в суставах зависит от многих факторов:
• от разности угловых величин (выражаются в угловых градусах) сочленяющихся поверхностей (чем больше эта разность, тем больше размах движений);
