Тема 3. Топография тела человека
1. Общие данные о теле человека 2. Оси и плоскости 3. Краткие данные о центре тяжести тела человека 4. Организм, орган, система органов, ткани 5. Клетки и ткани организма. Строение и функция тканей 6. Спинной мозг. Позвоночник 7. Механизм движений туловища и головы 8.Движения позвоночного столба и головы 9. Механизм движений верхней конечности 10. Некоторые данные о конституции человека 11.Нервная регуляция позы и движений 12.Функциональный анализ положения человека в позе стоя.
1.Общие данные о теле человека
Тело человека представляет собой с точки зрения механики объект величайшей сложности. Оно состоит из частей,которые с большой степенью точности можно считать твердыми(скелет) и деформируемых полостей(мышцы, сосуды и пр.), причем в этих полостях содержатся текучие и фильтрующиеся среды, не обладающие свойствами обычных жидкостей.
Тело человека в общих чертах сохраняет строение, свойственное всем позвоночным: дву- полярность(головной и хвостовой концы), двустороннюю симметрию, преобладание парных органов, наличие осевого скелета,сохранение некоторых (реликтовых) признаков сегментар- ностиI(метамерии) и т. п.
К другим морфофункциональным особенностям тела человека относятся:высокополи- функциональная верхняя конечность; ровный ряд зубов; развитый головной мозг; прямо- хождение и др.
В анатомии принято изучать тело человека в вертикальном положении с сомкнутыми нижними и опущенными верхними конечностями.
При этом выделяют областиголовы, шеи, туловища и двух пар верхних и нижних конечностей.
На туловище человека обозначают два конца — черепной, или краниальный и хвостовой, или каудальный и четыре поверхности — брюшную, или вентральную. спинную, или дорсальнуюи две боковых— правую и левую.
На конечностях определяют по отношению к туловищу два конца: проксимальный, т. е. более близкий и дистальный. т. е. отдаленный.
2.Оси и плоскости
Тело человека построено по типу двубоковой симметрии (оно делится срединной плоскостью на две симметричные половины) и характеризуется наличием внутреннего скелета. Внутри тела наблюдается расчленение на метамеры,или сегменты, т. е. образования однородные по строениюи развитию, расположенные в последовательном порядке, в направлении продольной оси тела (например, мышечные, нервные сегменты, позвонки и пр.); центральная нервная система лежит ближе к спинной поверхности туловища, пищеварительная — к брюшной. Как и все млекопитающие, человек имеет молочные железы и покрытую волосами кожу, полость его тела разделена диафрагмой на грудной и брюшной отделы.
Чтобы лучше ориентироваться относительно взаимного положения частей в человеческом теле, исходят из некоторых основных плоскостей и направлений (рис. 2.5). Термины «верхний», «нижний», «передний», «задний»относятся к вертикальному положению тела человека. Плоскость, делящая тело в вертикальном направлении на две симметричные половины, именуется срединной. Плоскости, параллельные срединной, называются сагиттальными, (лат. зад^а — стрела): они делят тело на отрезки, расположенные в направлении справа налево. Перпендикулярно срединной плоскости идут фронтальные, т. е. параллельные лбу(Фр. Front— лоб) плоско- сти:они рассекают тело на отрезки, расположенные в направлении спереди назад. Перпендикулярно срединной и фронтальной плоскости проводятся горизонтальные,или поперечныеплоскости, разделяющие тело на отрезки, расположенные друг над другом. Сагиттальных (за исключением срединной), фронтальных и горизонтальных плоскостей можно провести произвольное количество, т. е. через любую точку поверхности тела или органа.
Терминами «медиально»и «латерально»пользуются для обозначения частей тела по отношению к срединной плоскости:medialis— находящийся ближе к срединной плоскости,laternus— дальше от нее. С этими терминами не надо смешивать термины «внутренний»—internusи«наружный»—externus, которые употребляются только по отношению к стенкам полостей. Слова«брюшной» — ventranus, «спинной» — dorsalis, «правый» — dexter, «левый» — sinister, «поверхностный» — superficialis, «глубокий» — profundusне нуждаются в объяснении. Для обозначения пространственных отношений на конечностях приняты термины «proximalis»и «distalis», т. е. находящийся ближе и дальше от места соединения конечности с туловищем.
З.Краткие данные о центре тяжести тела человека
Функция нижних конечностей человека, если исключить многие физические упражнения, определяется главным образом опорой (положение стоя) и локомоцией (ходьба, бег). И в том, и в другом случае на функцию нижних конечностей, в отличие от верхних, имеет значительное влияние общий центр тяжести (ОЦТ) тела человека (рис. 2.6).
Во многих задачах механики удобно и допустимо рассматривать массу какого-то тела так, как будто она сконцентрирована в одной точке — центре тяжести (ЦТ). Поскольку нам предстоит анализировать силы, действующие на тело человека во время выполнения физических упражнений и стоя (покой), нам следует знать, где находится ЦТ у человека в норме и при патологии (сколиоз, коксартроз, ДЦП, ампутации конечности и др.).
В общей биомеханике важным является изучение расположения центра тяжести (ЦТ) тела, его проекции на площадь опоры, а также пространственного соотношения между вектором ЦТ и различными суставами. Это позволяет изучать возможности блокировки суставов, оценить компенсаторные, приспособительные изменения в опорно-двигательном аппарате (ОДА). У взрослых мужчин (в среднем) ОЦТ располагается на 15 мм позади от передне-нижнего края тела V поясничного позвонка. У женщин ЦТ в среднем располагается на 55 мм спереди от передне- нижнего края I крестцового позвонка.
Вофронтальной плоскости ОЦТ незначительно(на 2,6 мм у мужчин и на 1,3 мм у женщин) смещен вправо, т. е. правая нога принимает несколько большую нагрузку, чем левая. Общий центр тяжести (ОЦТ) тела слагается из центров тяжести отдельных частей тела (парциальные центры тяжести). Поэтомупри движениях и перемещении массы частей тела перемещается и общий центр тяжести, но для сохранения равновесия его проекция не должна выходить за пределы площади опоры.
Высота положения ОЦТ у разных людей значительно варьирует в зависимости от целого ряда факторов, к числу которых в первую очередь относятся пол, возраст, телосложение и пр.
У женщин ОЦТ обычно располагается несколько ниже, чем у мужчин.
У детей раннего возраста ОЦТ тела расположен выше, чем у взрослых.
При изменении взаимного расположения частей тела, проекция его ОЦТ также меняется (рис. 2.11). Меняется при этом и устойчивость тела. В практике спорта (обучение упражнениям и тренировки) и при выполнении упражнений лечебной гимнастики этот вопрос очень важен, так как при большей устойчивости тела можно выполнять движения с большей амплитудой без нарушения равновесия. Устойчивость тела определяется величиной площади опоры, высотой расположения ОЦТ тела и местом прохождения вертикали, опущенной из ОЦТ. внутри площади опоры. Чем больше площадь опоры и чем ниже расположен ОЦТ тела, тем больше устойчивость тела.
Количественным выражением степени устойчивости тела в том или ином положении является угол устойчивости, (УУ).УУ называется угол, образованный вертикалью, опущенной из ОЦТ тела и прямой, проведенной из ОЦТ тела к краю площади опоры (рис. 2.12).Чем больше угол устойчивости, тем больше степень устойчивости тела.
а — угол устойчивости назад; р — угол устойчивости вперед; Р — сила тяжести (по М.Ф. Иваницкому) Вертикаль, опущенная из ОЦТ тела, проходит на некотором расстоянии от осей вращения суставов. В связи с этим сила тяжести в любом положении тела имеет по отношению к каждому суставу определенный момент вращения,равный произведению величины силы тяжести на ее плечо. Плечом силы тяжестиявляется перпендикуляр, проведенный из центра сустава к вертикали, опущенной из ОЦТ тела (рис. 2.13). Чем больше плечо силы тяжести, тем больший момент вращения она имеет по отношению к суставу.
Масса частей тела определяется различными способами. Если у разных людей абсолютная масса частей тела будет значительно различаться, то относительная масса, выраженная в процентах, достаточно постоянна (см. табл. 5.1).
Очень большое значение имеют данные о массе частей тела, а также о расположении парциальных центров тяжести и моментов инерции в медицине (для конструирования протезов,
ортопедической обуви и т. п.) и в спорте (для конструирования спортивного инвентаря, обуви и т.п.).