Биомеханика суставов человека

Биомеханика суставов. Классификация суставов

Биомеханика суставов человека

В суставах в зависимости от строения сочленяющихся поверхностей (форма, изогнутость и размер) движения могут осуществляться вокруг различных осей. В биомеханике суставов выделяют три оси вращения и, соответственно, три вида движения вокруг них (рис. 68).

Фронтальная ось (от лат. fronts – «лоб») проходит справа налево. Вокруг фронтальной оси выполняются сгибание и разгибание подвижного звена сустава.

При сгибании один из костных рычагов движется относительно другого таким образом, что угол между сочленяющимися поверхностями уменьшается; например, в локтевом суставе уменьшается угол между плечом и предплечьем.

Во время разгибания движение происходит в обратном направлении – конечность выпрямляется.

Сагиттальная ось (от лат. sagitta – «стрела») проходит спереди назад. Вокруг сагиттальной оси осуществляется приведение и отведение подвижного звена сустава.

Приведение – движение, при котором одна из сочленяющихся костей приближается к срединной плоскости, например, в плечевом суставе плечо приводится к туловищу.

От­ведение – обратное движение, когда плечо удаляется от туловища (отводится в боковую сторону).

Вертикальная ось проходит сверху вниз. Вокруг сагиттальной оси кость вращается в ту или иную сторону. Для конечностей вращение разделяется на две фазы: пронация – вращение вовнутрь и супинация – вращение наружу. Последовательное движение вокруг всех осей называют круговым движением. При этом свободный конец движущейся кости или конечности (подвижное звено сустава) описывает окружность.

Величина подвижности сустава зависит: 1. От количества осей движения, что определяется формой суставных поверхностей (см. ниже). 2. От соответствия сочленяющихся поверхностей (конгруэнтности).

Чем это соответствие больше, тем подвижность в суставе меньше (пример: крестцово-подвздошный сустав), и, наоборот: чем меньше соответствуют суставные поверхности друг другу, тем большая подвижность в таком суставе (пример: плечевой сустав). В каждом суставе различают анатомическую, пассивную и активную подвижность.

Величина анатомической подвижности определяется разницей угловых размеров поверхностей сочленяющихся кос­тей. Так, если величина дуги суставной впадины составляет 140°, а дуги суставной головки – 210°, то дуга возможного движения равна 70°. Чем больше разность кривизны суставных поверхностей, тем больше размах движения.

Пассивная подвижность появляется в результате действия внешних сил, насильственно выполненного движения. Активная подвижность осуществляется за счет сокращения мышц, действующих на данный сустав. Активная подвижность всегда меньше пассивной, а последняя меньше анатомической. Разница между величиной активной и пассивной подвижности называется резервной подвижностью. 3.

К морфологическим факторам, обуславливающим подвижность суставов, относится состояние кровообращения и иннервации сустава, а также мышц, его окружающих. На величину амплитуды движения влияет и взаимное расположение суставов данного звена в связи с натяжением мышц-антагонистов. Так, разгибание кисти выполняется с большей амплитудой при согнутых пальцах, чем при разогнутых.

Натяжение сгибателей пальцев тормозит движение. Сгибание бедра при согнутой голени больше, чем при разогнутой, так как натяжение мышц задней поверхности бедра тормозит движение. 4. От возрастных, половых и функциональных изменений су­ставов. Женщины и дети, как правило, обладают большей подвижностью суставов, чем мужчины, из-за большей эластичности мышц.

С возрастом подвижность уменьшается, так как уменьшается тонус мышц и наступают дегенеративные изменения обязательных элементов сустава.

5. К внешним факторам, обуславливающим подвижность, относятся температура окружающей среды и время суток. Исследования показали, что понижение температуры на 5-8° уменьшает амплитуду, и наоборот.

Кроме того, подвижность в суставах различна в течение суток, что объясняется биоритмами. Наименьшая подвижность отмечается утром, максимальных показателей достигает к 12-14 часам, а затем снижается. Отмечено, что при эмоциональном подъеме подвижность в суставах выше, чем при депрессии. Все эти внешние факторы требуют учета при проведении тренировок (разминок) и при выездах на соревнования в другие регионы.

Классификация суставов. По строению суставы бывают:
1. Простые, образованные только двумя костями. Например, плечевой сустав, межфаланговый сустав и т.п.
2.

Сложные, в образовании которых участвуют три и более костей. Например, коленный сустав, локтевой сустав.
3. Комбинированные – два или несколько анатомически изолированных сустава действуют одновременно.

Например, височно-нижнечелюстной сустав, атланто-осевой сустав.
4. Комплексные суставы характеризуются наличием между суставными поверхностями суставного диска, который делит полость сустава на два этажа.

При этом уве­личивается количество осей движения в данном суставе. Например, височно-нижнечелюстной сустав, грудино-ключичный сустав.

По количеству осей движения и форме суставных поверхностей различают (рис. 69):

1. Одноосные суставы (рис. 69.1). Движения в них происходят только вокруг одной оси. По форме суставных поверхностей в этой группе различают: – Цилиндрический сустав. Выпуклая суставная поверхность представляет собой отрезок поверхности цилиндра. Сочленяющаяся с ней суставная поверхность другой кости имеет конгруэнтную ей суставную впадину.

Движение в суставе происходит вокруг вертикальной оси – вращение. Например, центральный атланто осевой сустав. – Блоковидный сустав. На суставной поверхности цилиндрической формы, как правило, имеется костный гребешок, а на суставной впадине – направляющая бороздка. Движение в суставе происходит вокруг фронтальной оси – сгибание, разгибание.

Например, межфаланговые суставы.

– Винтообразный сустав. Является разновидностью блоковидного. В нем направляющий гребешок и бороздка располагаются под углом к оси вращения сустава. Движение в суставе происходит, как и в блоковидном, вокруг фронтальной оси – сгибание и разгибание, но с некоторым винтообразным смещением сочленяющихся поверхностей.

Например, плечелоктевой сустав.

2. Двуосные суставы (рис. 69.2). Движения в них происходят вокруг двух осей. Кроме того, в ряде случаев возможны круговые движения. По форме суставных поверхностей в этой группе различают:

– Эллипсовидный сустав. Суставные поверхности представляют собой отрезки эллипса в виде головки и соответствующей впадины. Движения в суставе происходят вокруг фронтальной и сагиттальной осей. Возможны круговые движения. Например, лучезапястный сустав. – Седловидный сустав. Обе суставные поверхности имеют форму седла.

Они накладываются друг на друга таким образом, что вогнутость одной поверхности соответствует выпуклости другой. Движения в суставе происходят вокруг фронтальной и сагиттальной осей. Возможны круговые движения. Например, сустав между пястной костью первого пальца кисти и костью трапецией запястья (запястно-пястный сустав большого пальца кисти).

– Мыщелковый сустав имеет выпуклую суставную головку в виде выступающего округлого отростка, близкого по форме к эллипсу, называемого мыщелком, откуда и происходит название сустава. Мыщелку соответствует впадина на соответствующей поверхности другой кости.

Мыщелковый сустав можно рассматривать как разновидность эллипсовидного, представляющую переходную форму от блоковидного сустава к эллипсовидному. Поэтому основной осью вращения у него будет фронтальная. От эллипсоидного сустава он отличается числом суставных головок.

Мыщелковые суставы имеют всегда два мыщелка, которые находятся либо в одной капсуле (коленный сустав), либо в отдельных капсулах (атлантозатылочный сустав). Движения в суставе происходят вокруг двух осей. Например, коленный сустав – вокруг фронтальной и вертикальной осей; атланто-затылочный сустав – вокруг фронтальной и сагиттальной осей.

3. Многоосные суставы (рис. 69.2). В этих суставах происходят движения вокруг всех трех осей. Кроме того, всегда возможно круговое движение. Амплитуда (размах движений) зависит от формы суставных поверхностей. Различают следующие виды многоосных суставов: – Шаровидный сустав.

Выпуклая суставная поверхность имеет форму шара (головка), а вогнутая – соответствующей ей впадины. Амплитуда движений наибольшая вследствие большой разницы в размерах со­членяющихся поверхностей. Например, плечевой сустав. – Чашеобразный сустав. Разновидность шаровидного сустава.

Отличие заключается лишь в глубине суставной ямки, которая охватывает головку более чем наполовину. Вследствие этого амплитуда движений ограничена. Например, тазобедренный сустав.

– Плоский сустав. Также представляет собой разновидность шаровидного сустава. Суставные поверхности напоминают отрезки шара большого диаметра. Амплитуда движений ограничена.

Как правило, плоские суставы тугоподвижны. Движения в них – скольжение плоскостей друг относительно друга в разных направлениях. Например, межзапястные сочленения, крестцово-подвздошный сустав.

Дата добавления: 2017-10-16; просмотров: 5471; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/9-34991.html

Прерывные соединения костей, суставы, диартрозы

Биомеханика суставов человека

Оглавление темы “Общая артрология.”:

Сустав представляет прерывное, полостное, подвижное соединение, или сочленение, articulatio synovialis (греч.

arthron – сустав, отсюда arthritis – воспаление сустава).

В каждом суставе различают суставные поверхности сочленяющихся костей, суставную капсулу, окружающую в форме муфты сочленовные концы костей, и суставную полость, находящуюся внутри капсулы между костями.

1. Суставные поверхности, facies articulares, покрыты суставным хрящом, cartilago articularis, гиалиновым, реже волокнистым, толщиной 0,2 – 0,5 мм.

Вследствие постоянного трения суставной хрящ приобретает гладкость, облегчающую скольжение суставных поверхностей, а вследствие эластичности хряща он смягчает толчки и служит буфером. Суставные поверхности обычно более или менее соответствуют друг другу (конгруэнтны).

Так, если суставная поверхность одной кости выпуклая (так называемая суставная головка), то поверхность другой кости соответствующим образом вогнута (суставная впадина).

2. Суставная капсула, capsula articularis, окружая герметически суставную полость, прирастает к сочленяющимся костям по краю их суставных поверхностей или же несколько отступя от них.

Она состоит из наружной фиброзной мембраны, membrana fibrosa, и внутренней синовиаль ной, membrana synovialis.

Синовиальная мембрана покрыта на стороне, обращенной к суставной полости, слоем эндотелиальных клеток, вследствие чего имеет гладкий и блестящий вид.

Она выделяет в полость сустава липкую прозрачную синовиальную жидкость – синовию, synovia, наличие которой уменьшает трение суставных поверхностей.

Синовиальная мембрана оканчивается по краям суставных хрящей. Она часто образует небольшие отростки, называемые синовиальными ворсинками, villi synoviales.

Кроме того, местами она образует то большей, то меньшей величины синовиаль ные складки, plicae synovidles, вдвигающиеся в полость сустава.

Иногда синовиальные складки содержат значительное количество врастающего в них снаружи жира, тогда получаются так называемые жировые складки, plicae adiposae, примером которых могут служить plicae alares коленного сустава.

Иногда в утонченных местах капсулы образуются мешкообразные выпячивания или вывороты синовиальной мембраны – синовиальные сумки, bursae synoviales, располагающиеся вокруг сухожилий или под мышцами, лежащими вблизи сустава. Будучи выполнены синовией, эти синовиальные сумки уменьшают трение сухожилий и мышц при движениях.

3. Суставная полость, сavitas articularis, представляет герметически закрытое щелевидное пространство, ограниченное суставными поверх ностями и синовиальной мембраной.

В норме оно не является свободной полостью, а выполнено синовиальной жидкостью, которая увлажняет и смазывает суставные поверхности, уменьшая трение между ними.

Кроме того, синовия играет роль в обмене жидкости и в укреплении сустава благодаря сцеплению поверхностей.

Она служит также буфером, смягчающим сдавление и толчки суставных поверхностей, так как движение в суставах – это не только скольжение, но и расхождение суставных поверхностей.

Между суставными поверхностями имеется отрицательное давление (меньше атмосферного). Поэтому их расхождению препятствует атмосферное давление.

(Этим объясняется чувствительность суставов к колебаниям атмосферного давления при некоторых заболеваниях их, из-за чего такие больные могут предсказывать ухудшение погоды.)

При повреждении суставной капсулы воздух попадает в полость сустава, вследствие чего суставные поверхности немедленно расходятся.

В обычных условиях расхождению суставных поверхностей, кроме отрицательного давления в полости, препятствуют также связки (внутри- и внесустав-ные) и мышцы с заложенными в толще их сухожилий сесамовидными костями.

Связки и сухожилия мышц составляют вспомогательный укрепляющий аппарат сустава.

В ряде суставов встречаются добавочные приспособления, дополняющие суставные поверхности, – внутрисуставные хрящи; они состоят из волокнистой хрящевой ткани и имеют вид или сплошных хрящевых пластинок – дисков, disci articulares, или несплошных, изогнутых в форме полумесяца образований и потому называемых менисками, menisci articulares (meniscus, лат. – полумесяц), или в форме хрящевых ободков, labra articularia (суставные губы).

Все эти внутрисуставные хрящи по своей окружности срастаются с суставной капсулой. Они возникают в результате новых функциональных требований как реакция на усложнение и увеличение статической и динамической нагрузки. Они развиваются из хрящей первичных непрерывных соединений и сочетают в себе крепость и эластичность, оказывая сопротивление толчкам и содействуя движению в суставах.

Биомеханика суставов

В организме живого человека суставы играют тройную роль: 1) они содействуют сохранению положения тела; 2) участвуют в перемещении частей тела в отношении друг друга и

3) являются органами локомоции (передвижения) тела в пространстве.

Так как в процессе эволюции условия для мышечной деятельности были различными, то и получились сочленения различных формы и функции. По форме суставные поверхности могут рассматриваться как отрезки геометрических тел вращения: цилиндра, вращающегося вокруг одной оси; эллипса, вращающегося вокруг двух осей, и шара – вокруг трех и более осей.

В суставах движения совершаются вокруг трех главных осей.

Различают следующие виды движений в суставах: 1. Движение вокруг фронтальной (горизонтальной) оси – сгибание (flexio), т. е. уменьшение угла между сочленяющимися костями, и разгибание (extensio), т. е. увеличение этого угла. 2. Движения вокруг сагиттальной (горизонтальной) оси – приведение (adductio), т. е.

приближение к срединной плоскости, и отведение (abductio), т. е. удаление от нее. 3. Движения вокруг вертикальной оси, т. е. вращение (rotatio): кнутри (pronatio) и кнаружи (supinatio).

4.

Круговое движение (circumductio), при котором совершается переход с одной оси на другую, причем один конец кости описывает круг, а вся кость – фигуру конуса.

Возможны и скользящие движения суставных поверхностей, а также удаление их друг от друга, как это, например, наблюдается при растягивании пальцев.

Характер движения в суставах обусловливается формой суставных поверхностей. Объем движения в суставах зависит от разности в величине сочленяющихся поверхностей. Если, например, суставная ямка представляет по своему протяжению дугу в 140°, а головка в 210°, то дуга движения будет равна 70°.

Чем больше разность площадей суставных поверхностей, тем больше дуга (объем) движения, и наоборот. Движения в суставах, кроме уменьшения разности площадей сочленовных поверхностей, могут ограничиваться еще различного рода тормозами, роль которых выполняют некоторые связки, мышцы, костные выступы и т. п.

Так как усиленная физическая (силовая) нагрузка, вызывающая рабочую гипертрофию костей, связок и мышц, приводит к разрастанию этих образований и ограничению подвижности, то у различных спортсменов замечается разная гибкость в суставах в зависимости от вида спорта.

Например, плечевой сустав имеет больший объем движений у легкоатлетов и меньший у тяжелоатлетов. Если тормозящие приспособления в суставах развиты особенно сильно, то движения в них резко ограничены. Такие суставы называют тугими..

На величину движений влияют и внутрисуставные хрящи, увеличивающие разнообразие движений. Так, в височно-нижнечелюстном суставе, относящемся по форме суставных поверхностей к двуосным суставам, благодаря присутствию внутрисуставного диска возможны троякого рода движения.

Закономерности расположения связок. Укрепляющей частью сустава являются связки, ligamenta, которые направляют и удерживают работу суставов; отсюда их делят на направляющие и удерживающие. Число связок в теле человека велико, поэтому, чтобы лучше их изучить и запомнить, необходимо знать общие законы их расположения. 1.

Связки направляют движение суставных поверхностей вокруг определенной оси вращения данного сустава и потому распределяются в каждом суставе в зависимости от числа и положения его осей. 2. Связки располагаются: а) перпендикулярно данной оси вращения и б) преимущественно поконцамее. 3. Они лежат в плоскости данного движения сустава.

Так, в межфаланговом суставе с одной фронтальной осью вращения направляющие связки располагаются по бокам ее (ligg. collateralia) и вертикально. В локтевом двуосном суставе ligg. collateralia также идут вертикально, перпендикулярно фронтальной оси, по концам ее, a lig. anulare располагается горизонтально, перпендикулярно вертикальной оси.

Наконец, в многоосном тазобедренном суставе связки располагаются в разных направлениях.

Другие видео уроки по данной теме находятся: ЗдесьДругие видео уроки по данной теме находятся: Здесь

– Также рекомендуем “Классификация суставов и их общая характеристика”

Источник: https://meduniver.com/Medical/Anatom/27.html

Биомеханика суставов Классификация суставов

Биомеханика суставов человека

В организмечеловека суставы играют тройную роль:1) они содействуют сохранению положениятела; 2) участвуют в перемещении частейтела в отношении друг друга; 3) являютсяорганами локомоции (передвижения) телав пространстве.

Биомеханика суставов и опорно-двигательного аппарата. Классификация суставов по форме суставных поверхностей, количеству движения и функции

Биомеханика суставов человека

В организме живого человека суставы играют тройную роль (Davies): 1) Содействуют сохранению положения тела. 2) Участвуют в перемещении частей тела в отношении друг друга. 3) Являются органами локомоции (передвижения) тела в пространстве.

Так как в процессе эволюции условия для мышечной деятельности были различными, то и получились сочленения различной формы и функции. По форме суставные поверхности могут рассматриваться как отрезки геометрических тел вращения: цилиндра, вращающегося вокруг одной оси; эллипса, вращающегося вокруг двух осей, и шара — вокруг 3 и более осей.

В суставах движения совершаются вокруг трех главных осей. Различаются следующие виды движений в суставах: 1) Движение вокруг фронтальной (горизонтальной) оси – сгибание (flexio), т. е. уменьшение угла между сочленяющимися костями, и разгибание (extensio), т. е. увеличение этого угла. 2) Движения вокруг сагиттальной (горизонтальной) оси — приведение (adductio), т.

е. приближение к срединной плоскости, и отведение (abductio), т. е. удаление от нее. 3) Движения вокруг вертикальной оси, т. е. вращение (rotatio) кнутри и кнаружи или направо и налево. 4) Круговое движение (circumductio), при котором совершается переход с одной оси на другую, причем один конец кости описывает круг, а вся кость — фигуру конуса.

Возможны и скользящие движения суставных поверхностей, а также удаление их друг от друга, как это, например, наблюдается при растягивании пальцев. Характер движения в суставах обусловливается формой суставных поверхностей. Объем движения в суставах зависит от разности в величине сочленяющихся поверхностей.

Если, например, суставная ямка представляет по своему протяжению дугу в 140°, а головка в 210°, то дуга движения будет равна 70°. Чем больше разность по протяжению суставных поверхностей, тем больше дуга (объем) движения, и наоборот. Если обе сочленяющиеся поверхности равны между собой, то движение отсутствует или очень незначительно.

Движения в суставах, кроме уменьшения разности по протяжению сочленовных поверхностей, могут ограничиваться еще различного рода тормозами, роль которых выполняют некоторые связки, мышцы, костные выступы и т. п.

Так как усиленная физическая (силовая) нагрузка вызывающая рабочую гипертрофию костей, связок и мышц, приводит к разрастанию этих образований и ограничению подвижности, то у различных спортсменов замечается различная гибкость суставов в зависимости oт вида спорта. Например, плечевой сустав имеет больший объем движений у легкоатлетов и меньший у тяжелоатлетов.

Если тормозящие приспособления в суставах развиты особенно сильно, то движения в них резко ограничены. Такие суставы называют тугими.

На величину движений влияют и внутрисуставные хрящи, увеличивающие количество движений. Так, в височно-нижнечелюстном сочленении, относящемся по форме суставных поверхностей к двуосным суставам, благодаря присутствию внутрисуставного диска возможны троякого рода движения.

Согласно действующей анатомо-физиологической классификации суставы различают[2]

§ по числу суставных поверхностей,

§ по форме суставных поверхностей и

§ по функции.

По числу суставных поверхностей:

§ Простой сустав (лат. articulatio simplex) — имеет две суставные поверхности, например межфаланговый сустав большого пальца

§ Сложный сустав (лат. articulatio composita) — имеет более двух суставных поверхностей, например локтевой сустав

§ Комплексный сустав (лат. articulatio complexa) — содержит внутрисуставной хрящ (мениск либо диск), разделяющий сустав на две камеры, например Височно-нижнечелюстной сустав

§ Комбинированный сустав — комбинация нескольких изолированных суставов, расположенных отдельно друг от друга, напримерВисочно-нижнечелюстной сустав

По функции и форме суставных поверхностей:

§ Одноосные суставы:

1. Цилиндрический сустав, (лат. art.trochoidea), например атланто-осевой срединный

2. Блоковый сустав, (лат. art.ginglymus), например межфаланговые суставы пальцев

3. Винтообразный сустав, как разновидность блоковидного, например плечелоктевой

§ Двухосные суставы:

1. Эллипсовидный (лат. art.ellipsoidea), например Лучезапястный сустав

2. Мыщелковый (лат. art.condylaris), например Коленный сустав

3. Седловидный (лат. art.sellaris), например запястно-пястный сустав I пальца

§ Многоосные суставы:

1. Шаровидный (лат. art.spheroidea), например Плечевой сустав

2. Чашеобразный, как разновидность шаровидного, например тазобедренный сустав

3. Плоский (лат. art.plana), например межпозвонковые суставы.

Цилиндрический сустав

Цилиндри́ческий суста́в (враща́тельный сустав) — цилиндрическая суставная поверхность, ось которой располагается в вертикальной оси тела или параллельно длинной оси сочленяющихся костей и обеспечивает движение вокруг одной (вертикальной) оси — вращение (лат. rotátio)[2].

Блоковидный сустав

Блокови́дный сустав — суставная поверхность представляет собой лежащий во фронтальной плоскости цилиндр, расположенныйперпендикулярно по отношению к длинной оси сочленяющихся костей[2].

Эллипсовидный сустав

Эллипсови́дный сустав — суставные поверхности имеют вид отрезков эллипса (одна выпуклая, а другая вогнутая), которые обеспечивают движение вокруг двух взаимно перпендикулярных осей[2].

Мыщелковый сустав

Мы́щелковый сустав — имеет выпуклую суставную головку, в виде выступающего отростка (мыщелка), близкого по форме к эллипсу. Мыщелку соответствует впадина на суставной поверхности другой кости, хотя их поверхности могут существенно отличаться друг от друга. Мыщелковый сустав можно рассматривать как переходную форму от блоковидного сустава к эллипсовидному[2].

Седловидный сустав

Седлови́дный сустав — образован двумя седловидными суставными поверхностями, сидящими «верхом» друг на друге, из которых одна движется вдоль и поперёк другой, благодаря чему возможно движение в двух взаимно перпендикулярных осей[2].

Шаровидный сустав

Шарови́дный сустав — одна из суставных поверхностей представлена выпуклой ларовидной формы головкой, а другая соответственно вогнутой суставной впадиной. Теоретически движение в этом виде сустава может осуществляться вокруг множества осей, но практически используется только три. Шаровидный сустав самый свободный из всех суставов[2].

Плоский сустав

Пло́ский сустав — имеют практически плоские суставные поверхности (поверхность шара с очень большим радиусом), поэтому движения возможны вокруг всех трёх осей, однако объем движений ввиду незначительной разности площадей суставных поверхностей незначительный[2].

Тугой сустав

Туго́й сустав (амфиартроз) — представляют группу сочленений с различной формой суставных поверхностей с туго натянутой капсулой и очень крепким вспомогательным связочным аппаратом, тесно прилегающие суставные поверхности резко ограничивают объём движений в этом виде сустава. Тугие суставы сглаживают сотрясения и смягчают толчки между костями[2].

Источник: https://megaobuchalka.ru/10/2117.html

Биомеханика. Наука о движениях человека

Биомеханика суставов человека

Что такое биомеханика?

Название включает в себя греческие слова bios — жизнь и mexane — механизм, рычаг. В отличие от традиционной механики, в которой рассматривается движение и взаимодействие предметов, биомеханика это наука, которая изучает и анализирует многогранные и разносторонние движения живых существ.

В фитнесе, да и во всех видах спорта, особенно подвижных, биомеханика рассматривается и используется, как базовая наука и имеет большое значение. Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, математика, анатомия и физика в разделе механики. Не меньше биомеханика связана с психологией и биохимией.

Все варианты взаимодействия прикладных наук полезны и приносят ощутимую пользу.

Биомеханическая мускульная работа

Работа любой мышцы человеческого опорно-двигательного аппарата основаны на умении и возможности мышцы сокращаться. В момент мышечного сокращения сама мышца укорачивается, а обе точки крепления к костям сближаются одна относительно другой. Подвижная точка Insertion начинает приближаться к начальной неподвижной точке крепления Origin, так осуществляется движение данной конечности.

Если применить это качество и свойство мышечной материи к области фитнеса, то открывается возможность выполнения определенной механической работы (подъем штанги, перемещение конечности с гантелей), прилагая разную степень мышечного усилия.

Мышечная сила в данном случае будет определяться площадью сечения мышечных волокон, или говоря простым языком площадью разреза мышцы в поперечнике. Размер мышечного сокращения определен длиной мышечного волокна.

Соединения костей и взаимодействие с мышечными группами устроено в форме механического рычага, позволяющего выполнять простейшую работу по поднятию и передвижению предметов.

Механика учит нас, что чем дальше от оси будет приложена сила, тем выше кпд, ибо благодаря большому плечу рычага, работу можно выполнить с меньшими усилиями.

Так и в биомеханике — если мышца крепится дальше от опорной точки, тем более выгодно будет использована ее сила. П.Ф.

Лесгафт в этом смысле квалифицировал мышцы на сильные, имеющие крепление дальше от опорной точки и быстрые или ловкие, имеющие точку крепления вблизи опоры.

Мышечное движение всегда производится в двух противоположных направлениях.

По этой причине для выполнения двигательного процесса вокруг одной опорной точки необходимо наличие двух мышц на противоположных сторонах одна от другой.

Направления движения в биомеханике тоже получили свои определения: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и горизонтальное отведение, ротация медиальная и ротация латеральная.

Мышца, которая вызывает момент движения при сокращении и принимает на себя основную нагрузку, называется агонистом — Prime mover. Каждое сокращение мышцы-агониста приводит к полному расслаблению противоположной ей мышцы-антагониста.

Если мы выполняем сгибание в локте, агонистом будет являться сгибатель локтя — бицепс, а антагонистом в этот момент будет разгибатель локтя — трицепс. После окончания движения обе мышцы будут уравновешивать друг друга, находясь в немного растянутом состоянии. Это явление называется мышечным тонусом.

Мышцы, помогающие выполнять движение мышце-агонисту и действующие в одном с ним направлении, но испытывающие меньшую нагрузку и меньшую степень сокращения называются синергистами. Мышцы, обеспечивающие устойчивость и равновесие определенному суставу при выполнении движения, называются фиксаторами.

Помимо фиксаторов значительную роль в тренировочном процессе выполняют мышцы стабилизаторы, которые работают в качестве элементов равновесия тела при смещении центра тяжести и увеличении общей силовой нагрузки.

Кроме того мышцы стабилизаторы участвуют в повседневной жизни человека в обеспечении равновесного расположения частей тела относительно друг друга вне силовой тренировки.

В любой момент движения, кости образуют механические рычаги, следуя за мышечными командами.

Биомеханика выделяет три вида биомеханических рычагов:

  • рычаг 1 рода, где точки приложения силы расположены с противоположных сторон от оси; 
  • рычаг 2 рода, где точки приложения силы располагаются по одну сторону от оси, но на разном от нее расстоянии, поэтому здесь применимы два вида рычага, условно называемые «рычаг силы» и «рычаг скорости».

Рассмотрим виды рычагов более подробно:

Рычаг 1 рода

В биомеханике он называется «рычагом равновесия». Поскольку точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим». Такой рычаг нам демонстрирует соединения позвоночника и черепной коробки.

Если вращающий момент силы, действующей на затылочную часть черепа равен вращающему моменту силы тяжести, действующему на переднюю часть черепа, и они имеют одинаковое плечо рычага, достигается равновесие.

Нам удобно, мы не замечаем разнонаправленного действия, и мышцы не напряжены.

Рычаг 2 рода

В биомеханике он подразделяется на два вида. Название и действие этого рычага зависят от места расположения приложения нагрузки, но у рычагов обоих видов точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому оба рычага являются «одноплечими».

Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу.

Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе. Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости.

Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести). Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю.

Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага, и тем значительнее будет проигрыш в силе.

При соединении двух костных пар образуется биокинетическая пара, характер движения в которой определяется строением костного сочленения (сустава), работой мышц, сухожилий и связок. Подвижность в суставе может зависеть от многочисленных факторов: пола, возраста, генетического строения, состояния ЦНС.

Для того чтобы оптимально и правильно принять исходное положения для выполнения упражнений необходимо напрямую руководствоваться знанием законов рычагов первого и второго типов.

Если мы изменим положение конечности или туловища, то в свою очередь определенным образом изменится длина плеча рычага конечности или туловища.

В любом случае всегда исходное положение выбирается таким образом, чтобы начальный период тренировки сопровождался менее нагрузочными положениями конечностей и корпуса.

В дальнейшем, в зависимости от состояния и формы тренирующегося, можно постепенно увеличивать длину плеча рычага, для усиления воздействия на определенную мышечную группу. Увеличение силы противодействия одновременно с удлинением плеча рычага в свою очередь еще больше акцентирует внимание на укрепление силы конкретной мышечной группы или одной мышцы.

Для осуществления технически грамотного движения в момент выполнения упражнения, необходимо и важно знать, в каком направлении работает сустав, соединяющий активную мышечную группу. Здесь нам необходимо опять обратиться к анатомическим плоскостям. Виды и описание осей и плоскостей даны в разделе кинезиологии.

Виды и названия суставов вы можете найти в разделе анатомии. Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой различные костные сочленения, соединенные друг с другом посредством суставов. Тело человека может свободно перемещаться в шести направлениях: вперед и назад, вправо и влево, вверх и вниз.

Определенная классификация суставов позволяет движения в этих направлениях.

Суставы трехосные — это самые подвижные суставы, они свободно обеспечивают движение в трех направлениях. Примером служат: соединения черепа и позвоночника, межпозвонковых дисков, плечевые суставы, лучевой и тазобедренный. Подобные суставы имеют шарообразную форму.

Движения в этих суставах происходят в сагиттальной, корональной и трансверсальной плоскостях.

В этих суставах тренирующийся имеет возможность выполнять все виды движений: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и отведение, медиальную и латеральную ротацию.

Суставы двухосные — обеспечивают движение в двух направлениях, менее подвижны. Они имеют форму эллипса или седла. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной и корональной плоскостях. Примером служат суставы пальцев рук, лучезапястный сустав. Здесь возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение.

Суставы одноосные — обеспечивают однонаправленное движение. Они имеют форму цилиндров и блоков. Примером служат плече локтевой, лучевой, коленный, голеностопный суставы. Движения возможны в сагиттальной плоскости и это сгибания и разгибания. В лучевом суставе возможна ротация латеральная (супинация) и ротация медиальная (пронация).

Несмотря на то, что многие крупные мышцы рассматриваются в анатомии как единое целое, различные части и отделы больших мышц могут осуществлять неодинаковые движения.

В сгибании плеча, например, принимает участие Deltoid Anterior, в отведении плеча Middle Deltoid, а в разгибании Deltoid Posterior. Данные знания являются основой для составления индивидуальной программы тренировок, которую инструктор или тренер готовит для тренирующегося.

Это позволяет грамотно осуществить подбор необходимых упражнений для воздействия на конкретную мышцу или мышечную группу.

В зависимости от того, какое исходное положение принимает тренирующийся, выполнение определенного упражнения может усложняться или облегчаться.

Поэтому общая эффективность тренировки также зависит от исходного положения в выполнении упражнения.

В фитнесе мы применяем следующие исходные положения: положение лежа — самое простое и легкое, положение сидя — менее легкое и положение стоя — с малой площадью опоры и поэтому достаточно сложное для удержания равновесия.

Для сглаживания разбалансировки в положениях тела с неустойчивым равновесием используются упоры. Очень распространенным является упор лежа. Это закрытая кинематическая цепь, поскольку все части тела замкнуты. Устойчивость и равновесие имеют достаточно высокую степень, центр тяжести расположен низко, площадь опоры большая.

Для примера верхней опоры могут послужить висы. Висы тоже считаются достаточно устойчивыми. Тело человека испытывает силу растяжения под тяжестью собственного веса. Руки прямые и соприкасаются с опорой в фиксировано положении. Вис является силовым упражнением уже сам по себе.

Подтягивания на перекладине являются сложным силовым упражнением, которое может выполнить только подготовленный спортсмен с сильно развитыми мышцами верхнего пояса и верхних конечностей.

В таком положении любая двигательная активность является сложно выполнимой, поэтому можно использовать опору для ног.

Ходьба — повседневная двигательная активность человека. Это попеременное движение ног. Одна нога служит опорой в тот момент, когда другая находится в воздухе и движется вперед. Ноги поочередно сменяют друг друга, меняя последовательно опорную фазу на двигательную.

Бег — быстрые циклические шаги, требующие от опорно-двигательного аппарата достаточно больших энергозатрат, напряжения центральной нервной системы, хорошей физической формы. Измеряется длиной шага, скоростью бега и длительностью временного промежутка.

Приседания — выполняются мышцами нижних конечностей. Площадь опоры достаточно мала, равновесие не обладает достаточной устойчивостью. При опоре руками выполнение приседаний значительно облегчается. Чем приседания глубже, тем они тяжелее. Усложнение упражнений осуществляется за счет темпа и числа приседаний, возможно дополнительное отягощение на плечи.

Прыжки — это поочередные отталкивания тела от площади опоры. Главную работу выполняют мышцы нижних конечностей, мышцы туловища и рук участвуют в движении, обеспечивая вспомогательную функцию.

Источник: https://www.skyrace.club/texts/18-biomexanika-nauka-o-dvizheniyax-cheloveka.html

МирСуставов
Добавить комментарий