Statics at dynamics ng katawan ng tao: sentro ng grabidad

Ang patayong posisyon ng katawan ng tao, ang paggalaw nito sa kalawakan, iba't ibang uri ng paggalaw (paglalakad, pagtakbo, paglukso) na binuo sa proseso ng mahabang ebolusyon kasama ang pagbuo ng tao bilang isang species. Sa proseso ng anthropogenesis, na may kaugnayan sa paglipat ng mga ninuno ng tao sa mga kondisyon ng pag-iral ng lupa, at pagkatapos ay sa paggalaw sa dalawang (mas mababang) limbs, ang anatomy ng buong organismo, ang mga indibidwal na bahagi nito, mga organo, kabilang ang musculoskeletal system, ay nagbago nang malaki. Pinalaya ng bipedalism ang upper limb mula sa musculoskeletal function. Ang itaas na paa ay naging isang organ ng paggawa - isang kamay at maaaring higit pang mapabuti sa kagalingan ng mga paggalaw. Ang mga pagbabagong ito bilang isang resulta ng isang qualitatively bagong function ay makikita sa istraktura ng lahat ng mga bahagi ng sinturon at ang libreng seksyon ng itaas na paa. Ang sinturon ng balikat ay nagsisilbi hindi lamang bilang isang suporta para sa libreng itaas na paa, ito ay makabuluhang pinatataas ang kadaliang kumilos. Dahil sa ang katunayan na ang scapula ay konektado sa balangkas ng katawan higit sa lahat sa tulong ng mga kalamnan, nakakakuha ito ng higit na kalayaan sa paggalaw. Ang scapula ay nakikilahok sa lahat ng paggalaw na ginawa ng clavicle. Bilang karagdagan, ang scapula ay maaaring malayang gumalaw nang nakapag-iisa sa clavicle. Sa multi-axial ball-and-socket na magkasanib na balikat, na napapalibutan ng mga kalamnan sa halos lahat ng panig, ang mga anatomical na tampok ng istraktura ay nagpapahintulot sa mga paggalaw kasama ang malalaking arko sa lahat ng mga eroplano. Ang pagdadalubhasa ng mga pag-andar ay lalong kapansin-pansin sa istraktura ng kamay. Salamat sa pag-unlad ng mahaba, napaka-mobile na mga daliri (pangunahin ang hinlalaki), ang kamay ay naging isang kumplikadong organ na gumaganap ng maayos, magkakaibang mga aksyon.

Ang mas mababang paa, na nakuha sa buong bigat ng katawan, ay eksklusibo na inangkop sa musculoskeletal function. Ang patayong posisyon ng katawan, tuwid na postura na makikita sa istraktura at pag-andar ng sinturon (pelvis) at ang libreng seksyon ng mas mababang paa. Ang sinturon ng mas mababang mga paa (pelvic girdle) bilang isang malakas na arched na istraktura na inangkop sa paglipat ng bigat ng puno ng kahoy, ulo, itaas na mga limbs sa mga ulo ng femur. Ang ikiling ng pelvis sa pamamagitan ng 45-65 ° na itinatag sa proseso ng anthropogenesis ay nag-aambag sa paglipat ng bigat ng katawan sa mga libreng lower limbs sa pinaka-kanais-nais na biomechanical na mga kondisyon para sa vertical na posisyon ng katawan. Ang paa ay nakakuha ng isang arched na istraktura, na nagpapataas ng kakayahang mapaglabanan ang bigat ng katawan at kumilos bilang isang nababaluktot na pingga kapag inililipat ito. Ang mga kalamnan ng mas mababang paa ay nabuo nang malakas, na umangkop sa pagsasagawa ng mga static at dynamic na pagkarga. Kung ikukumpara sa mga kalamnan ng itaas na paa, ang mga kalamnan ng mas mababang paa ay may mas malaking masa.

Sa ibabang paa, ang mga kalamnan ay may malawak na suporta sa ibabaw at paggamit ng puwersa ng kalamnan. Ang mga kalamnan ng ibabang paa ay mas malaki at mas malakas kaysa sa itaas na paa. Sa mas mababang paa, ang mga extensor ay mas binuo kaysa sa mga flexors. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga extensor ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpapanatiling patayo at paggalaw ng katawan (paglalakad, pagtakbo).

Sa braso, ang mga flexors ng balikat, bisig at kamay ay puro sa harap na bahagi, dahil ang gawaing ginagawa ng mga kamay ay ginagawa sa harap ng katawan. Ang mga paggalaw ng paghawak ay ginagawa ng kamay, na apektado ng mas maraming flexors kaysa sa mga extensor. Ang itaas na paa ay mayroon ding mas maraming nagiging kalamnan (pronators, supinators) kaysa sa ibaba. Ang mga ito ay mas mahusay na binuo sa itaas na paa kaysa sa ibaba. Ang masa ng mga pronator at supinator ng braso ay nauugnay sa natitirang mga kalamnan ng itaas na paa bilang 1:4.8. Sa lower limb, ang mass ratio ng mga lumiliko na kalamnan sa iba ay 1:29.3.

Ang fascia at aponeuroses ng lower limb ay mas mahusay na binuo kaysa sa upper limb dahil sa mas malaking pagpapakita ng puwersa sa ilalim ng static at dynamic na pagkarga. Ang mas mababang paa ay may mga karagdagang mekanismo na tumutulong upang hawakan ang katawan sa isang patayong posisyon at matiyak ang paggalaw nito sa espasyo. Ang sinturon ng ibabang paa ay halos hindi kumikibo na konektado sa sacrum at isang natural na suporta para sa puno ng kahoy. Ang pagkahilig ng pelvis na mag-tip paatras sa mga ulo ng femurs ay pinipigilan ng mataas na binuo na iliofemoral ligament ng hip joint at malalakas na kalamnan. Bilang karagdagan, ang vertical ng gravity ng katawan, na dumadaan sa harap ng transverse axis ng joint ng tuhod, ay mekanikal na nakakatulong upang hawakan ang joint ng tuhod sa isang pinahabang posisyon.

Sa antas ng magkasanib na bukung-bukong, kapag nakatayo, ang lugar ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga articular surface ng tibia at talus ay tumataas. Ito ay pinadali ng katotohanan na ang medial at lateral malleoli ay yumakap sa anterior, mas malawak na seksyon ng talus block. Bilang karagdagan, ang mga frontal axes ng kanan at kaliwang bukung-bukong joints ay nakatakda sa isa't isa sa isang anggulo na bukas sa likod. Ang patayo ng gravity ng katawan ay dumadaan pasulong na may kaugnayan sa mga kasukasuan ng bukung-bukong. Ito ay humahantong sa isang uri ng pagkurot ng anterior, mas malawak na seksyon ng talus block sa pagitan ng medial at lateral malleoli. Ang mga kasukasuan ng itaas na paa (balikat, siko, pulso) ay walang mga mekanismo ng pagpepreno.

Ang mga buto at kalamnan ng trunk, lalo na ang axial skeleton - ang spinal column, na sumusuporta sa ulo, upper limbs, at mga organo ng thoracic at abdominal cavities - ay sumailalim sa malalim na pagbabago sa proseso ng anthropogenesis. May kaugnayan sa tuwid na postura, nabuo ang mga kurba sa gulugod, at nabuo ang makapangyarihang mga kalamnan sa likod. Bilang karagdagan, ang gulugod ay halos hindi kumikibo sa isang ipinares na malakas na sacroiliac joint na may lower limb girdle (na may pelvic girdle), na sa biomechanical terms ay nagsisilbing distributor ng bigat ng trunk sa mga ulo ng femur (sa lower limbs).

Kasama ng mga anatomical na kadahilanan - ang mga tampok na istruktura ng mas mababang mga paa at katawan, na binuo sa proseso ng anthropogenesis upang mapanatili ang katawan sa isang tuwid na posisyon, na tinitiyak ang matatag na balanse at dinamika, ang espesyal na pansin ay dapat bayaran sa posisyon ng sentro ng grabidad ng katawan.

Ang pangkalahatang sentro ng grabidad (GC) ng isang tao ay ang punto ng aplikasyon ng resulta ng lahat ng puwersa ng gravitational ng mga bahagi ng kanyang katawan. Ayon kay MF Ivanitsky, ang GC ay matatagpuan sa antas ng IV sacral vertebrae at naka-project sa anterior surface ng katawan sa itaas ng pubic symphysis. Ang posisyon ng GC na may kaugnayan sa longitudinal axis ng katawan at spinal column ay depende sa edad, kasarian, skeletal bones, muscles at fat deposits. Bilang karagdagan, mayroong pang-araw-araw na pagbabagu-bago sa posisyon ng GC dahil sa pag-ikli o pagpapahaba ng spinal column, na nangyayari dahil sa hindi pantay na pisikal na aktibidad sa araw at sa gabi. Sa mga matatanda at matatanda, ang posisyon ng GC ay nakasalalay din sa postura. Sa mga lalaki, ang GC ay matatagpuan sa antas ng III lumbar - V sacral vertebrae, sa mga kababaihan - 4-5 cm mas mababa kaysa sa mga lalaki, at tumutugma sa antas mula sa V lumbar hanggang sa I coccygeal vertebra. Ito ay depende, sa partikular, sa mas malaking pagtitiwalag ng subcutaneous fat sa pelvic at hip area kaysa sa mga lalaki. Sa mga bagong silang, ang sentro ng grabidad ay nasa antas ng V-VI thoracic vertebrae, at pagkatapos ay unti-unti (hanggang 16-18 taon) ito ay gumagalaw pababa at bahagyang paatras.

Ang posisyon ng CG ng katawan ng tao ay depende rin sa uri ng katawan. Sa mga taong may dolichomorphic na uri ng katawan (asthenics), ang CG ay medyo mas mababa kaysa sa mga taong may brachymorphic na uri ng katawan (hypersthenics).

Bilang resulta ng pananaliksik ay itinatag na ang sentro ng grabidad ng katawan ng tao ay karaniwang matatagpuan sa antas ng pangalawang sacral vertebra. Ang plumb line ng center of gravity ay dumadaan sa 5 cm sa likod ng transverse axis ng hip joints, humigit-kumulang 2.6 cm sa likod ng linya na nagkokonekta sa mas malaking trochanter, at 3 cm sa harap ng transverse axis ng ankle joints. Ang sentro ng grabidad ng ulo ay matatagpuan nang bahagya sa harap ng transverse axis ng atlanto-occipital joints. Ang karaniwang sentro ng grabidad ng ulo at katawan ay nasa antas ng gitna ng anterior na gilid ng ikasampung thoracic vertebra.

Upang mapanatili ang matatag na balanse ng katawan ng tao sa isang eroplano, kinakailangan na ang patayo na bumaba mula sa sentro ng grabidad nito ay bumagsak sa lugar na inookupahan ng magkabilang paa. Ang katawan ay nakatayo nang mas matatag, mas malawak ang lugar ng suporta at mas mababa ang sentro ng grabidad. Para sa patayong posisyon ng katawan ng tao, ang pagpapanatili ng balanse ay ang pangunahing gawain. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pag-strain sa naaangkop na mga kalamnan, ang isang tao ay maaaring hawakan ang katawan sa iba't ibang mga posisyon (sa loob ng ilang mga limitasyon) kahit na ang projection ng sentro ng grabidad ay nasa labas ng lugar ng suporta (malakas na pasulong na ikiling ng katawan, sa mga gilid, atbp.). Kasabay nito, ang pagtayo at paggalaw ng katawan ng tao ay hindi maituturing na matatag. Sa medyo mahaba ang mga binti, ang isang tao ay may medyo maliit na lugar ng suporta. Dahil ang pangkalahatang sentro ng grabidad ng katawan ng tao ay matatagpuan medyo mataas (sa antas ng pangalawang sacral vertebra), at ang lugar ng suporta (ang lugar ng dalawang soles at ang puwang sa pagitan ng mga ito) ay hindi gaanong mahalaga, ang katatagan ng katawan ay napakaliit. Sa isang estado ng balanse, ang katawan ay hawak ng puwersa ng mga contraction ng kalamnan, na pumipigil sa pagbagsak nito. Ang mga bahagi ng katawan (ulo, katawan, limbs) ay sumasakop sa isang posisyon na naaayon sa bawat isa sa kanila. Gayunpaman, kung ang ratio ng mga bahagi ng katawan ay nabalisa (halimbawa, pag-unat ng mga braso pasulong, pagyuko ng gulugod kapag nakatayo, atbp.), Kung gayon ang posisyon at balanse ng iba pang mga bahagi ng katawan ay nagbabago nang naaayon. Ang mga static at dynamic na sandali ng pagkilos ng kalamnan ay direktang nauugnay sa posisyon ng sentro ng grabidad ng katawan. Dahil ang sentro ng grabidad ng buong katawan ay matatagpuan sa antas ng pangalawang sacral vertebra sa likod ng transverse line na nagkokonekta sa mga sentro ng hip joints, ang tendensya ng torso (kasama ang pelvis) na mag-tip paatras ay pinipigilan ng mataas na binuo na mga kalamnan at ligament na nagpapalakas sa mga kasukasuan ng balakang. Tinitiyak nito ang balanse ng buong itaas na katawan, na nakahawak nang patayo sa mga binti.

Ang pagkahilig ng katawan na bumagsak pasulong kapag nakatayo ay dahil sa patayong linya ng sentro ng grabidad na dumadaan pasulong (sa pamamagitan ng 3-4 cm) mula sa nakahalang axis ng mga kasukasuan ng bukung-bukong. Ang pagkahulog ay nilalabanan ng mga pagkilos ng mga kalamnan ng likod ng binti. Kung ang patayong linya ng sentro ng grabidad ay gumagalaw pa pasulong - sa mga daliri ng paa, pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagkontrata sa likod na mga kalamnan ng binti ang takong ay itinaas, itinaas mula sa eroplano ng suporta, ang patayong linya ng sentro ng grabidad ay gumagalaw pasulong at ang mga daliri ay nagsisilbing suporta.

Bilang karagdagan sa pagsuporta, ang mga lower limbs ay nagsasagawa ng locomotor function, na nagpapagalaw sa katawan sa espasyo. Halimbawa, kapag naglalakad, ang katawan ng tao ay gumagawa ng isang pasulong na paggalaw, halili na nakasandal sa isang binti, pagkatapos ay sa kabilang binti. Sa kasong ito, ang mga binti ay halili na gumagawa ng mga paggalaw na parang pendulum. Kapag naglalakad, ang isa sa mga lower limbs sa isang tiyak na sandali ay isang suporta (likod), ang isa ay libre (harap). Sa bawat bagong hakbang, ang libreng binti ay nagiging suporta, at ang suportang binti ay dinadala pasulong at nagiging libre.

Ang pag-urong ng mga kalamnan ng mas mababang paa sa panahon ng paglalakad ay makabuluhang pinatataas ang kurbada ng talampakan ng paa, pinatataas ang kurbada ng mga nakahalang at paayon na mga arko nito. Kasabay nito, sa sandaling ito, ang katawan ng tao ay bahagyang tumagilid pasulong kasama ang pelvis sa mga ulo ng femurs. Kung ang unang hakbang ay sinimulan sa kanang paa, pagkatapos ay ang kanang takong, pagkatapos ay ang gitna ng talampakan at mga daliri sa paa ay tumaas sa itaas ng eroplano ng suporta, ang kanang binti ay yumuko sa mga kasukasuan ng balakang at tuhod at dinala pasulong. Kasabay nito, ang hip joint ng bahaging ito at ang katawan ay sumusunod pasulong pagkatapos ng libreng binti. Ang (kanang) binti na ito, na may masiglang pag-urong ng quadriceps na kalamnan ng hita, ay tumutuwid sa kasukasuan ng tuhod, humipo sa ibabaw ng suporta at nagiging suporta. Sa sandaling ito, ang isa, kaliwang binti (hanggang sa sandaling ito ang likod, suportang binti) ay lumalabas sa eroplano ng suporta, dinadala pasulong, nagiging harap, libreng binti. Sa oras na ito, ang kanang binti ay nananatili sa likod bilang isang binti ng suporta. Kasama ang ibabang paa, ang katawan ay gumagalaw pasulong at bahagyang pataas. Kaya, ang parehong mga paa ay halili na nagsasagawa ng parehong mga paggalaw sa isang mahigpit na tinukoy na pagkakasunud-sunod, na sumusuporta sa katawan muna sa isang panig, pagkatapos ay sa kabilang banda, at itinutulak ito pasulong. Gayunpaman, sa paglalakad, walang sandali kapag ang parehong mga binti ay sabay-sabay na napunit sa lupa (ang eroplano ng suporta). Ang harap (libre) na paa ay palaging nagagawang hawakan ang eroplano ng suporta gamit ang sakong nito bago ang likod (nakasuporta) na binti ay ganap na nakahiwalay dito. Ganito ang pagkakaiba ng paglalakad sa pagtakbo at pagtalon. Kasabay nito, kapag naglalakad, mayroong isang sandali kapag ang parehong mga binti ay sabay na humipo sa lupa, na ang sumusuporta sa binti ay humahawak sa buong talampakan, at ang libreng binti ay humahawak sa mga daliri ng paa. Ang mas mabilis na paglalakad, mas maikli ang sandali ng sabay-sabay na pakikipag-ugnay ng parehong mga binti sa eroplano ng suporta.

Ang pagsubaybay sa mga pagbabago sa posisyon ng sentro ng grabidad habang naglalakad, mapapansin ang paggalaw ng buong katawan pasulong, pataas at sa gilid sa pahalang, pangharap at sagittal na mga eroplano. Ang pinakamalaking displacement ay nangyayari pasulong sa pahalang na eroplano. Ang displacement pataas at pababa ay 3-4 cm, at sa mga gilid (lateral swings) - 1-2 cm. Ang kalikasan at lawak ng mga displacement na ito ay napapailalim sa mga makabuluhang pagbabago at depende sa edad, kasarian at indibidwal na mga katangian. Ang kumbinasyon ng mga salik na ito ay tumutukoy sa sariling katangian ng lakad, na maaaring magbago sa ilalim ng impluwensya ng pagsasanay. Sa karaniwan, ang haba ng isang normal na kalmadong hakbang ay 66 cm at tumatagal ng 0.6 s.

Kapag bumibilis ang paglalakad, nagiging takbo ang hakbang. Ang pagtakbo ay naiiba sa paglalakad dahil ito ay nagsasangkot ng alternatibong suporta at paghawak sa ibabaw ng suporta gamit ang isang paa at pagkatapos ay ang isa pa.

[ 1 ], [ 2 ]