Учебники / Иваницкий 14-е издание

К О Н С Т И Т У Ц И О Н А Л Ь Н А Я М О Р Ф О Л О Г И Я И П О Л О В О Й Д И М О Р Ф И З М

Формирующее влияние на скелет механических нагрузок, сопря женных с мышечной деятельностью, хорошо известно (см. стр.50). Следовательно, развитие мускулатуры не может не отразиться на особенностях строения скелета. С другой стороны, развитие скелета находится в теснейшей связи с эндокринными органами, с особенно стями гормонального состояния организма. Так, В. В. Бунак, изу чивший гребни на черепах обезьян, впервые объяснил образование этих возвышений не только механическими воздействиями, сопря женными с тягой височных мышц, но и своеобразием гормональной ситуации. Особенности полового диморфизма наиболее ярко выра жены в строении черепа и таза.

Мужскойчереп.Егохарактеризуютболеекрупныеразмеры(сравни тельно с женским черепом), значительная выраженность надбровных дуг,большиеразмерынижнейчелюстиитехобразованийначерепе,где прикрепляются мышцы (венечного отростка нижней челюсти – места прикрепления височной мышцы, жевательной бугристости в области угланижнейчелюсти,гдеприкрепляетсяжевательнаямышца,сосцевид ногоотростка–местаприкреплениягрудино ключично сосцевидной мышцы,бугристостинанаружнойповерхностизатылочнойкости).

Женский череп. Его характеризуют меньшие размеры (сравни тельно с мужским черепом). Однако это связано с меньшими разме рами всего тела и костного компонента. Поэтому различие абсолют ных значений вполне естественно. Интерес же представляют особен ности иного плана: более вертикальная форма лба, более гладкие очертания костей без ярко выраженных выступов и шероховатостей в местах прикрепления мышц.

Особенно четко половые отличия выявляются в строении таза. Женщина носит в полости таза в течение 9 месяцев, вплоть до момен та родоразрешения, ребенка. Естественно, что репродуктивная фун кция не может не отразиться на особенностях строения женского таза.Тазженщинысвоимиширотнымиипереднезаднимиразмерами превосходит таз мужчин. Специфика строения таза отражается на особенностях строения позвоночного столба, на его изгибах.

Женский организм отличается от мужского и по строению других органов. При этом абсолютные и относительные различия нередко носят противоположный характер.

Морфологические отличия в онтогенезе

Эти отличия выявляются в динамике процессов роста, развития, старения мужского и женского организма. Возрастная периодиза

470

П О Л О В О Й Д И М О Р Ф И З М

ция, в которой учитываются показатели биологического возраста де тей и подростков, в начальный период постнатальной жизни харак теризуется одними и теми же сроками для мальчиков и девочек, но начиная с конца первого десятилетия жизни в ней возникает опреде ленная хронологическая рассогласованность. Это выражается в том, что каждый этап (второго детства, подросткового возраста, юношес кого возраста) у девочек и девушек завершается в среднем на 1 год раньше, чем у мальчиков и юношей. В результате более раннего за вершения роста у девушек, в частности роста в длину позвоночного столба, внутренние органы у женщин скелетотопически располага ются на более высоком уровне, чем у мужчин (например, места нача ла и окончания гортани, глотки, пищевода у женщин находятся на позвонок или полпозвонка выше, чем у мужчин). Тем самым скеле тотопия внутренних органов у женщин больше напоминает особен ности положения их у детей. Вместе с тем из за слабости мускулату ры у женщин, особенно мускулатуры брюшного пресса у много ро жавших женщин, а также слабости связочного аппарата, на котором подвешены некоторые внутренние органы, в ходе старения наблюда ется смещение внутренних органов вниз. Это относится к почкам, печени, половым и другим органам. Смещение внутренних органов, связанное с возрастом, происходит и у мужчин, но в гораздо меньшей степени. Если в итоге ростовых процессов внутренние органы у жен щин располагаются относительно более высоко, а в ходе старения более интенсивно опускаются вниз, то скелетотопические отличия в положении их у мужчин и женщин с возрастом нивелируются.

Итак, морфологические особенности полового диморфизма весь ма многосторонни. Они тесно связаны с функциональными прояв лениями диморфизма, с различиями в состоянии здоровья мужчин и женщин, с большей средней продолжительностью жизни женщин и многими другими факторами.

Женский организм биологически более устойчив к внешним воз действиям. Однако некоторые нагрузки, легко переносимые мужчи нами, оказываются непосильными для женщин.

471

О Б Щ А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

Глава одиннадцатая

ОБЩАЯ ДИНАМИЧЕСКАЯ МОРФОЛОГИЯ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Динамическаяморфология6 (от греч. dynamis – сила) – наука, изучаю щаяанатомическуюосновудвиженийиположенийтелачеловека(соот ношениеегочастей,ихвзаиморасположение),дающаяанатомический анализработыпассивнойиактивнойчастейопорно двигательногоаппа ратаиоценивающаяприэтомсостояниевсехоргановисистемтела.Ди намическаяморфологияразвиваетосновныепринципыфункциональной анатомии в их приложении к изучению движений тела. Рассматривая возрастные,половые,соматотипологическиеособенностиположенийи движенийтела,онасвязанасвозрастной(стр.358)иконституциональной (стр.382)морфологией,сизучениемморфологическихпроявленийпо лового диморфизма (стр.400). Динамическая морфология находится в неразрывнойсвязисбиомеханикой,решаясмежныезадачи.Динамичес кая морфология в своем общем разделе выполняет подготовительные (пропедевтические)функциидлябиомеханики.Вместестембиомехани кадаетсведения,необходимыедлясовершенствованиячастногоотдела динамическойморфологии.Динамическаяморфологиятесносвязанасо спортивнойморфологией(см.стр.485),однаиззадачкоторой–изучение морфофункциональных перестроек организма в условиях повторяю щихсяположенийидвиженийтела.

Классификация динамической морфологии. С учетом задач, решае мых этой наукой, ее подразделяют на общую, частную и область, по граничную с биомеханикой.

Общаядинамическаяморфология–результатреализациивучебнойи научной анатомии кинезиологического принципа (от греч. kinesis – движение), т.е. принципа изучения органов и структур тела в связи с выполняемымидвижениями.Этотпринципподразумеваетнестолько систематическое(поотдельнымсистемаморганов)инестолькотопог рафическое(сучетомрасположенияэтихорганов),сколькодеятельно

6 При жизни М.Ф. Иваницкого этот раздел морфологии назывался динами ческой анатомией, однако сейчас в связи с его обогащением новым содержанием предметная комиссия по анатомии Спорткомитета СССР сочла более приемле мым новый термин.

472

П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н Ы Е З А М Е Ч А Н И Я

стное(пронизанноеанатомическимистолкованиемособенностейдви гательной деятельности) изучение строения тела человека на разных структурныхуровняхорганизации–отуровняорганизмавцелом(мак роскопического,организменного)доклеточногоивнутриклеточного уровней(микро иультрамикроскопического).

При анализе положений и движений человека двигательный ап парат рассматривается как целостное образование в связи с система ми его обеспечения и регулирования. Если при изучении строения костей, их соединений, мышц и других органов основным является метод анализа, то в динамической морфологии ведущую роль играет метод синтеза, обобщения.

Частная динамическая морфология рассматривает анатомическую характеристику движений и положений тела в связи с потребностями спортивной, профессиональной, педагогической, бытовой и других видов практики. Эти данные необходимы для совершенствования спортивной техники, решения задач эргономики (более рациональ ного, с учетом возможностей человека, планирования рабочих мест и пультов управления), эргономического обоснования вопросов про изводственной и бытовой техники, успешной разработки новых тре нажерных устройств в спорте и т.п.

Рассматривая с позиций анатомии какое либо положение или движение тела, необходимо хорошо знать технику выполнения и ясно представлять себе целевую направленность данного упражне ния. Частная динамическая морфология входит в каждую спортив но педагогическую дисциплину, открывая перспективы совершен ствования техники и спортивного мастерства.

Область, пограничная с биомеханикой, изучает вопросы динами ческой морфологии, связанные с положением центров тяжести (масс) и объема тела, видами и условиями его равновесия и т.п.

История динамической морфологии. История этой науки нераз рывно связана со становлением анатомии, дифференциальной и спортивной морфологии, а также биомеханики.

Движения человека интересовали ученых с давних времен. Еще К. Гален (130–201) экспериментально доказал, что движения в сус тавах производят мышцы, которые напрягаются под контролем со знания человека. Он ввел понятие о тонусе (непроизвольном напря жении мышц), а также об антагонистических группах мышц.

Абу Али Ибн Сина (Авиценна) (980–1037) много внимания уде лял анализу положений и движений человека на основе данных ана томии и механики. Он доказал, что положения и движения человека подчиняются законам механики.

473

О Б Щ А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

Значительная роль в изучении движений человека и животных принадлежит Борелли (1608–1779). Он создал классификацию ло комоторных движений (от лат. locus – место и motio – движение) – перемещений в пространстве, выделив три основных вида: по спосо бу отталкивания от опоры (ходьба, бег, прыжки), по способу оттал кивания от окружающей среды (плавание) и по способу подтягива ния к опорной поверхности (лазание по канату, шесту).

Братья Вебер в начале Х1Хв. экспериментально и довольно де тально изучили ходьбу, определив наклон и вертикальные колеба ния туловища, длину и частоту шагов, уменьшение периода двой ной опоры при повышении скорости ходьбы. Э. Марей с помощью записи движений методом пневмографии (записи колебаний воз духа в воздушных камерах, вмонтированных в обувь) определил наиболее экономичные и скоростные виды ходьбы (ходьба пригиб ным шагом). Он изучал соотношение периодов опоры и маха в дви жениях каждой ноги при ходьбе и беге, фазы полета при беге и др.

Брауне и Фишер в конце XIX в. экспериментально на заморожен ных трупах определили относительную массу частей тела человека и положение их центров тяжести. Этими данными пользуются и в на стоящее время при анализе положений и движений человека.

И. М. Сеченов в книге «Очерк рабочих движений» (1901) проана лизировал «рабочие» элементы двигательного аппарата: устройство костных рычагов, расположение мышечных тяг, приводящих эти ры чаги в движение, инерцию мышечных тяг. Он изучил сложные рабо чие движения руки как рабочего органа, ноги как опоры тела. Рас смотрев совместную работу туловища и конечностей, он разработал методические рекомендации по рациональной организации мышеч нойдеятельности.

Н. А.Бернштейн на основе усовершенствованного ими его учени ками метода циклографии получил новые данные по биодинамике локомоций. Он раскрыл возрастные особенности локомоций, в част ности, ходьбы.

В разработке научных основ динамической анатомии и обоснова нии необходимости этих знаний для специалистов по физическому воспитанию большая заслуга принадлежит П. Ф. Лесгафту и его уче ницам – А. А. Красуской и Е. А. Котиковой. В 1874 г. П. Ф. Лесгафт опубликовал книгу «Теория телесных движений», а в 1888 г. – «Ру ководство по физическому воспитанию детей школьного возраста», где показал, что физические упражнения следует выбирать исходя из строения организма человека. «Теорию телесных движений» П. Ф. Лесгафт и его последователи читали наряду с анатомией слушателям

474

СХЕМА АНАТОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

Курсов по физическому воспитанию. В 1927 г. возник курс «Теория движений», а затем «Биомеханика физических упражнений». Его возглавила Е. А. Котикова. В 1939 г. было опубликовано учебное по собие, где положения и движения человека она рассматривала не столько с точки зрения механики, сколько с позиций анатомии.

Большая работа в области анатомического анализа положений и движений человека в соответствии с задачами теории и практики спорта была проведена М. Ф. Иваницким, который в 1928 г. опубли ковал «Записки по динамической анатомии», а в 1938 г. – «Движения человеческого тела». Разработанные М.Ф. Иваницким положения отражены во всех изданиях учебника по анатомии для институтов и техникумов физической культуры.

СХЕМА АНАТОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

Анатомический анализ положений и движений тела человека це лесообразно проводить в определенной последовательности.

1.Описание морфологии положения или движения тела.

2.Характеристика положения или движения тела с позиций зако нов механики.

3.Характеристика работы двигательного аппарата.

4.Оценка механизма внешнего дыхания и состояния систем обес печения (дыхания, пищеварения, сердечно сосудистой и др.) и регу лирования (нервная, эндокринная) движений.

5.Определение степени и характера влияния на организм рас сматриваемого упражнения. Эта задача, традиционная для динами ческой морфологии, решается сейчас спортивной морфологией (см. стр. 485).

Морфология положения или движения тела изучается на основе зрительного образа, возникшего по данным визуального ознакомле ния с выполняемым упражнением, а также при использовании фото

икинодокументации.Приэтомобращается вниманиена симметрич ность положения или движения, наличие и вид опоры, взаимное рас положение частей тела.

Морфология движения включает его общую характеристику, разделение на отдельные фазы и рассмотрение их.

Характеристика положения или движения тела с позиций зако нов механики необходима для понимания работы двигательного ап парата. Биомеханическое осмысление формы и структуры движения или положения тела человека для морфолога не самоцель, а лишь

475

О Б Щ А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

очень важная предпосылка детального анатомического разбора дви жениям или положения тела. При этом рассматриваются:

–действующие силы;

–положение центра тяжести (масс) тела человека и его отдельных звеньев;

–положение центра объема тела человека;

–величина удельного веса тела человека;

–состояние площади опоры;

–вид равновесия;

–условиясохраненияравновесиятелаистепеньегоустойчивости. Действующие силы. Каждое движение, производимое человеком,

илюбое положение, в котором он находится, обусловлены, взаимо действием ряда сил. Силы, действующие на тело человека, разделя ются на внешние и внутренние.

Внешние силы приложены к человеку извне или возникают при его взаимодействиисвнешнимителами(противником,спортивнымисна рядамиидр.).Наибольшеезначениедляанатомическогоанализаполо женийилидвиженийчеловекаимеютсилатяжести(силагравитации),

сила реакции опоры и сила сопротивления среды. Каждая из этих сил ха рактеризуетсявеличиной,направлениемиточкойприложения.

Сила тяжести (сила гравитации) равна массе тела, приложена в месте положения ОЦТ тела и направлена отвесно вниз. При выпол нении упражнения с отягощением (штангой, ядром) необходимо учитывать силу тяжести системы «спортсмен – снаряд».

Сила реакции опоры представляет собой противодействие опор ной поверхности при давлении на нее. Сила реакции опоры при вер тикальном положении тела равна силе тяжести (действие равно про тиводействию), но противоположна ей по направлению. При ходьбе, беге, прыжках в длину с места сила реакции опоры направлена к телу под углом от опорной поверхности и может быть разложена по пра вилу параллелограмма сил на две составляющие: вертикальную и го ризонтальную. Вертикальная составляющая силы реакции опоры (сила нормального давления) направлена вверх и взаимодействует с силой тяжести, горизонтальная (сила трения) влияет на перемещение тела. Если бы не существовало трения, человек не мог бы ходить и бегать: нога, которой производится отталкивание, скользила бы на задиперемещениетелабылобыневозможно(нечтоподобноенаблю дается при ходьбе по скользкому льду).

Сила сопротивления среды действует на тело человека при его движениях в воздушной (при сильном ветре или быстром беге) или водной среде (плавание). Она зависит от площади лобовой поверхно

476

СХЕМА АНАТОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

сти сопротивления тела, скорости движения и плотности среды. С уменьшением лобовой поверхности (например, при низкой посадке велосипедиста) сопротивление среды уменьшается.

Внутренние силы возникают внутри тела человека при взаимодей ствии частей тела. Внутренние силы разделяются на пассивные и ак тивные. К пассивным внутренним силам относятся: сила эластичес кой тяги мягких тканей (связок, суставных сумок, фасций, мышц и др.), которая возникает при их растяжении, сила сопротивления кос тей, хрящей, определяемая их физико химическими свойствами, а также сила молекулярного сцепления синовиальной жидкости, нахо дящейся в полости суставов.

Основной активной внутренней силой является сила сокращения мышц.Величинасилысокращениямышцзависитотанатомическихи физиологическихусловий(см.стр.114).Направлениеееопределяется равнодействующей.Точкойприложениясилысокращениямышцяв ляетсяцентрфиксациимышцынаподвижном(перемещаемом)звене.

Если силы, действующие на тело, уравновешены, то оно находит ся в покое; если же их равнодействующая не равна нулю, то тело пе ремещается в направлении этой равнодействующей. Каждая из сил может быть движущей или тормозящей. Например, сила тяжести при движении вниз является движущей силой, а при движении вверх – тормозящей. При движении по горизонтали силу тяжести условно считают нейтральной. Сила попутного ветра, например, при ходьбе

– движущая сила, а сила встречного ветра тормозящая.

Центр тяжести тела человека. Следует различать общий центр тяжести (центр масс) тела (ОЦТ тела) человека и центры тяжести отдельных частей тела.

Общимцентромтяжестителачеловеканазываетсяточкаприложе нияравнодействующейвсехсилтяжестисоставляющихегочастей(зве ньевтела).Каждаячастьтелачеловекаприопределенноймассеиспеци фическом расположении ее имеет собственный центр тяжести. Так, центртяжестиголовынаходитсясзадиспинкитурецкогоседлапример нона7мм;центртяжеституловища–на0,44расстоянияотплечевого суставадотазобедренного,спередиотверхнегокрая1 гопоясничного позвонка;центртяжестиплеча–на0,47,предплечья–на0,42,бедра– на 0,44; голени – на 0,42 расстояния от своего проксимального конца; центртяжестикистиснесколькосогнутымипальцамиприблизительно на1смпроксимальнееголовки3 йпястнойкости;центртяжестистопы

–наеепродольнойосииотстоитотеезаднегокраяна0,44длиныстопы. Поскольку звенья тела человека даже при обычном вертикальном его положении (а особенно при движениях) не располагаются строго

477

О Б Щ А Я Д И Н А М И Ч Е С К А Я М О Р Ф О Л О Г И Я

вертикально друг над другом, между ними в области соединений об разуются углы. Поэтому вертикаль ОЦТ тела проходит на некотором расстоянии от центра любого сустава и возникает момент вращения (произведение величины силы тяжести на длину плеча ее действия). Чем больше момент вращения, тем большее напряжение испытывает группа мышц, противодействующая силе тяжести.

Зная положение центра тяжести звена, можно определить плечо действия силы тяжести по отношению к суставам и вычислить мо мент вращения. Величина массы отдельных звеньев тела составляет: головы – 7% массы тела, туловища – 46,4%, плеча – 2,6%, предпле чья – 1,8%, кисти – 0,7%, бедра – 12,2%, голени – 4,6%, стопы – 1,4%. Отсюда при общей массе (весе) тела 70 кг голова весит:

70 х 7 = 490 = 4,9 кг.

100 100 Таким образом, ОЦТ тела служит показателем распределения

массы тела в организме человека, определяя в той или иной мере его телосложение. Ведь ни обхваты, ни линейные размеры, обычно упот ребляемые в антропометрической практике, не являются достаточ ным показателем того количества массы, которое соответствует этим размерам. При одинаковых линейных размерах количество массы, определяемое ими, может быть неодинаково (в зависимости от раз ного удельного веса тканей и органов).

ЧемвышерасположенОЦТтела,теммассаверхнейполовинытела больше.Например,угимнастовонрасположенвыше,чемулегкоатле тов бегунов,таккакбольшиефизическиенагрузкиугимнастовприхо дятсянамышцыверхнихконечностей,аубегунов–намышцынижних конечностей.Возникаютразличиявраспределениимышечныхмасс.

Когда говорят «центр тяжести человеческого тела» и имеют в виду живого человека, то подразумевают не геометрическую точку, а лишь сферу, в которой эта точка расположена. В зависимости от осо бенностей кровообращения, дыхания, пищеварения и пр. в каждый момент времени внутри тела происходит перераспределение его мас сы, что сказывается и на положении ОЦТ: он постоянно несколько перемещается в ту или иную сторону. Ориентировочно можно счи тать, что диаметр сферы, внутри которой происходит перемещение ОЦТ тела при спокойном положении тела, равняется 5–10 мм.

Для установления местоположения ОЦТ тела необходимо опре делять его в трех плоскостях: фронтальной, горизонтальной и сагит тальной. При любом симметричном положении тела его ОЦТ распо ложен в медианной плоскости, поскольку правая и левая половины тела весят приблизительно одинаково (хотя масса внутренних орга

478

СХЕМА АНАТОМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПОЛОЖЕНИЙ И ДВИЖЕНИЙ ТЕЛА

нов, расположенных справа, примерно на 500 г больше, чем располо женных слева, в связи с тем что в правой половине находится боль шая часть такого массивного органа, как печень).

Впервые положение ОЦТ тела определил Борелли в 1679 г., отме тив, что в выпрямленном состоянии тела он находится между ягоди цами и лобком. Для определения ОЦТ тела использовался метод уравновешивания, основанный на принципе рычага первого рода: лежащего на доске человека уравновешивали на острие клина; поло жение клина показывало расположение ОЦТ тела (рис. 159).

Для определения положения ОЦТ тела использовался также метод Шейдта,основанныйнапринциперычагавторогорода(рис.160);вели чинадлинытелаиспытуемого,умноженнаянаполученныйвэкспери

в

L

Х

Рис. 160. Метод определения положения ОЦТ тела по принципу рычага второго рода;

– положение ОЦТ тела; Х – расстояние от подошвенной поверхности стопы до ОЦТ тела;

l – длина тела испытуемого;

в – показатель веса тела на десятичных весах

479