Общая динамическая морфология

Движения человека сложные и многообразные, в их осуществлении принимает участие весь двигательный аппарат в целом. Любое сложное движение представляет собой определенную совокупность простых движений в различных суставах, обусловленную координированной работой скелетных мышц. Для анатомического анализа положений или движений тела необходимо знать: основные принципы соединений костей и движений в суставах, функции отдельных мышц и мышечных групп, технику выполнения того или иного движения и его целевую направленность, данные теоретической механики, которые необходимы для объяснения положения или движения с точки зрения общих физических законов.

К движениям человека относятся перемещение тела в пространстве, трудовые движения, физические упражнения, движения, связанные с речью, и др. Они обусловлены координированной работой скелетных мышц.

Движения человека осуществляются в неразрывной взаимосвязи с внешней средой и определяются теми силами, которые действуют на организм, а также внутренними силами, развиваемые скелетными мышцами при сокращении. Анализируя эти силы, а также данные теоретической механики, необходимые для объяснения положения или движения тела с точки зрения общих физических законов, можно дать анатомическую характеристику работы двигательного аппарата в целом при выполнении движений или сохранении определенных положений тела.

Анатомический анализ положений и движений тела человека целесообразно проводить в определенной последовательности по следующей схеме:

1. Описание положения или движения (описание морфологии положения или движения).

2. Характеристика положения или движения с точки зрения законов механики.

3. Характеристика работы двигательного аппарата: положение отдельных звеньев тела, характеристика групп мышц, обеспечивающих данное положение или движение в суставах, работа мышц (динамическая, статическая, преодолевающая, уступающая, удерживающая).

4. Особенности механизма внешнего дыхания: изменения грудной клетки, изменения в положении диафрагмы, тип дыхания (грудной, брюшной, смешанный). Состояние систем регуляции и обеспечения движений.

6. Оценка влияния движений (упражнений) на организм (трансформировалось в отдельный раздел – спортивная морфология).

Морфология положения или движения тела изучается на основе зрительного образа, возникшего по данным визуального ознакомления с выполняемым упражнением, а также при использовании фото- и видео съемки. При этом обращается внимание на симметричность положения, особенности формы тела при том или ином положении и ее изменения, происходящие при каком-либо движении, наличие и вид опоры, взаиморасположение частей тела.

Ввиду того, что движения тела очень сложные, в них необходимо предварительно выделить наиболее типичные, подразделив каждое сложное движение на простые движения в отдельных суставах.

Характеристика положения или движения тела с позиций законов механики необходима для понимания работы двигательного аппарата. При этом рассматриваются действующие силы, положение центра тяжести (ОЦТ) тела человека и его отдельных звеньев, положение центра объема, величина удельного веса тела, площадь опоры, вид равновесия, условия сохранения равновесия тела и степень его устойчивости.

Действующие силы. Каждое движение, производимое человеком, и любое положение, в котором он находится, обусловлены взаимодействием ряда сил. Силы, действующие на тело человека, разделяются на внешние и внутренние.

Внешние силы приложены к человеку извне или возникают при его взаимодействии с внешними телами (противником, спортивными снарядами и др.). Существенное значение для анатомического анализа положений или движений человека имеют сила тяжести, сила реакции опоры и сила сопротивления среды. Каждая из этих сил характеризуется величиной, направлением и точкой приложения.

Сила тяжести (сила гравитации) равна массе тела, приложенной к ОЦТ тела, она направлена вертикально вниз. При выполнении упражнения с отягощением (штангой, ядром) необходимо учитывать силу тяжести системы «спортсмен-снаряд».

Сила реакции опоры представляет собой противодействие опорной поверхности при давлении на нее. Сила реакции опоры при вертикальном положении тела равна силе тяжести (действие равно противодействию), но противоположна ей по направлению. При ходьбе, беге, прыжках в длину с места сила реакции опоры направлена к телу под углом от опорной поверхности. Она может быть разложена по правилу параллелограмма сил на две составляющие: вертикальную (сила нормального давления, нормаль в математике – перпендикуляр), направленную вверх параллельно силе тяжести, и горизонтальную (сила трения) перпендикулярную силе тяжести. Сила трения влияет на перемещение тела. Если бы не существовало трения, человек не мог бы ходить и бегать; нога, которой производится отталкивание, скользила бы назад, и перемещение тела было бы невозможно (нечто подобное наблюдается 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 поверхности сопротивления тела, скорости движения и плотности среды. С уменьшением лобовой поверхности (например, при низкой посадке велосипедиста) сопротивление среды уменьшается.

Внутренние силы разделяются на пассивные и активные.

К пассивным внутренним силам относятся: сила эластической тяги мягких тканей (связок, суставных сумок, фасций, мышц и др.), возникающая при их растяжении, сила сопротивления костей и хрящей, определяемая их физико-химическими свойствами, а также сила молекулярного сцепления синовиальной жидкости, находящейся в полости суставов.

Основной активной внутренней силой является сила сокращения мышц. Величина силы сокращения мышц зависит от анатомического и физиологического поперечников мышцы, угла и рычага.

Если силы, действующие на тело, уравновешены, то оно находится в покое; если же их равнодействующая не равна нулю, то тело перемещается 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 (ОЦТ) представляет собой равнодействующую сил тяжести всех отдельных частей тела, располагающихся на пересечении трех основных плоскостей. Положение ОЦТ тела изменяется в зависимости от изменения положения отдельных частей, от дыхания, кровообращения и других моментов. При спокойном положении тела ОЦТ перемещается в пределах 5-10 мм. При выполнении упражнений ОЦТ смещается значительно и в некоторых случаях может располагаться за пределами тела, например при выполнении упражнения «мост».

Чем выше расположен ОЦТ тела, тем масса верхней половины тела больше. Например, у гимнастов он расположен выше, чем у легкоатлетов-бегунов, так как большие физические нагрузки у гимнастов приходятся на мышцы верхних конечностей, а у бегунов – на мышцы нижних конечностей. Возникают различия в распределении мышечных масс.

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 особенностей кровообращения, дыхания, пищеварения и пр. В каждый момент времени внутри тела происходит перераспределение его массы, что сказывается и на положении ОЦТ: он постоянно несколько перемещается в ту или иную сторону на 5-10 мм.

Для установления местоположения ОЦТ тела необходимо определять его в трех плоскостях: фронтальной, горизонтальной и сагиттальной. При любом симметричном положении тела его ОЦТ расположен в срединной (медианной) плоскости.

М.Ф. Иваницкий определил местоположение ОЦТ тела в горизонтальной плоскости и предложил индекс: расстояние от ОЦТ до подошвенной поверхности стопы к длине тела умноженное на тысячу. Наиболее часто значение индекса составляет 555-565. т.е. ОЦТ тела находится несколько выше середины тела и соответствует 1-5 крестцовым позвонкам. У мужчин он выше, чем у женщин (м. – 572, ж. – 559) и зависит от телосложения. У детей: новорожденный – 5-6 грудной позвонок, 2 года – 1-ый поясничный позвонок, до 16-18 лет опускается вниз и кзади.

Другим показателем положения ОЦТ тела является его проекция на позвоночный столб и на брюшную стенку – ОЦТ при стоянии расположен в среднем на 2,5 см ниже мыса крестца и на 4-5 см выше поперечной оси тазобедренного сустава. Положение его относительно продольной оси тела и позвоночного столба зависит от многих факторов: пола, возраста, развития мускулатуры, массивности скелета, выраженности жироотложения и пр. Возможны и суточные колебания положения ОЦТ тела, связанные с деформациями, которые тело испытывает при больших физических нагрузках. Индивидуальные колебания его положения относительно позвоночного столба более заметны, чем относительно длины тела. На переднюю поверхность тела ОЦТ проецируется выше лобкового симфиза.

Особенности пропорций тела и распределения мышечной массы у спортсменов различных специализаций также обусловливают различия в положении ОЦТ тела. У пловцов более высокое расположение его, чем у теннисистов, а у велосипедистов более низкое; у хоккеистов более низкое, чем у баскетболистов.

Центр объема (ЦО) тела человека – точка приложения всех сил давления воды на поверхность тела. Имеет особое значение при плавании: если ОЦТ совпадает с ЦО – тело в воде неподвижно, если их значения различны возникает момент вращения. Для определения ЦО используют метод вытеснения воды. Обычно ЦО на 2-6 см выше ОЦТ, при вдохе – еще выше.

Удельный вес (плотность) тела равен массе, приведенной к единице объема (1 см³). В среднем он равен 1,044. При развитии мышц увеличивается, при отложении жира уменьшается. У женщин меньше, чем у мужчин. С возрастом возрастает, у мужчин до 17 лет, у женщин до 13, затем несколько уменьшается. Это один из важных показателей физического развития и состояния здоровья человека. По динамике удельного веса можно следить за изменением компонентов массы тела: нарастание удельного веса говорит об увеличении мышечной (активной) массы тела и. наоборот, снижение его – об увеличении жирового компонента,

Рис 1. Площадь опоры в положении «стоя».

Площадь опоры равна площади опорных поверхностей тела и величине пространства, заключенного между ними (рис. 1). От нее зависит устойчивость тела: она тем больше, чем больше площадь опоры. Например, устойчивость тела в стойке ноги врозь больше, чем в стойке ноги вместе; в стойке на двух ногах больше, чем в стойке на одной ноге; на лыжах больше, чем на коньках; в стойке фехтовальщика или боксера при расставленных ногах больше, чем в обычном положении стоя (поэтому и маневренность движений без потери равновесия в спортивном поединке достаточно велика).

Виды равновесия определяются по соотношению площади опоры и положения ОЦТ тела. Если площадь опоры расположена ниже ОЦТ тела, то равновесие неустойчивое или по определению Д.Д. Донского ограниченно устойчивое (положение стоя). В этом случае тело, будучи выведенное из состояния равновесия и предоставленное самому себе, без дополнительных усилий не может возвратиться в первоначальное положение. Если площадь опоры находится выше ОЦТ тела, равновесие устойчивое (тело, выведенное из этого положения, может без участия внутренних сил прийти в исходное положение, например, при различных висах).

Условия сохранения равновесия тела и степень его устойчивости. Степень устойчивости тела определяется высотой положения ОЦТ, величиной площади опоры и местом прохождения вертикали центра тяжести тела через площадь опоры. Основным условием сохранения любого вида равновесия является прохождение вертикали его ОЦТ внутри площади опоры, находящейся выше (вис) или ниже этого центра, и равенство между силой тяжести и реакцией опоры. Чем ниже расположен ОЦТ, том больше устойчивость и наоборот. Если вертикаль центра тяжести тела выходит за пределы площади опоры, равновесие нарушается и тело падает. Поэтому, чем больше площадь опоры, тем больше и степень устойчивости.

Количественной характеристикой степени устойчивости тела является угол устойчивости. Он образован вертикалью, опущенной из ОЦТ тела, и линией, проведенной из него к краю площади опоры. Чем больше угол устойчивости, тем устойчивость тела больше Величина угла устойчивости определяет возможности перемещения тела без потери равновесия. Значение угла устойчивости важно для определения величины перемещения тела, которое может происходить в данном направлении без потери равновесия. Так, при выполнении упражнения «шпагат» наблюдаются большие углы устойчивости, а при «стойке на кистях» – меньшие.

Работа двигательного аппарата. При морфологической характеристике опорно-двигательного аппарата в связи с особенностями двигательной деятельности необходимо учитывать: положение звеньев тела в суставах, размах и направление движения, величину углов в суставах, положение вертикали ОЦТ тела по отношению к осям вращения в суставах.

Движения в суставах могут быть определены путем непосредственного наблюдения на живом человеке и измерения величины подвижности при помощи транспортира, гониометра или какого-либо специального прибора. Более точные данные относительно функции суставов при том или ином положении или движении дают рентгенография и рентгеноскопия, с помощью которых можно получить ясное представление о положении костей в определенный момент движения.

При характеристике активной части двигательного аппарата необходимо определить: функциональные группы мышц, обеспечивающие данное положение или движение; направление тяги мышц или их равнодействующую относительно той или иной оси вращения в суставе, около которого проходит эта группа мышц; состояние мышц (напряжены, расслаблены, укорочены, удлинены); характер работы мышц (статическая, динамическая, преодолевающая, уступающая, удерживающая); вид их опоры (проксимальная, дистальная, верхняя, нижняя), а также особенности моментов сил мышечной тяги.

Методами исследования являются тонометрия, позволяющая судить о состоянии мышц; фотография, фиксирующая формы мышц; кинография, запечатлевающая серию последовательных изменений формы мышцы во время движения; рентгенография, регистрирующая на рентгеновской пленке форму и движения мышц (например, движения диафрагмы при дыхании); динамометрия, оценивающая силу мышц; электромиографии, дающая запись токов действия мышц, и др.

Особенности механизма внешнего дыхания, состояния систем обеспечения и регуляции движений. Оценка механизма внешнего дыхания и состояние систем обеспечения и регуляции движений включает определение формы грудной клетки (растянута или сдавлена), положения и экскурсий диафрагмы (имеется ли смещение диафрагмы, нет ли препятствий для ее движений), состояние межреберных мышц (степень фиксации в местах прикрепления) и мышц живота (напряжены или расслаблены (при напряженных мышцах живота опускание диафрагмы на вдохе затруднено). По движениям грудной клетки (среднего и нижнего отделов) определяется тип дыхания (грудной, брюшной, смешанный). Для этой цели используются следующие методы: антропометрия (оценивает размеры и подвижность грудной клетки при дыхании), фото-, кино- и рентгенография (для регистрации движений, производимых ребрами).

Для определения состояния систем обеспечения, механизма внешнего дыхания, особенностей расположения, строения и функции внутренних органов, состояния сердечно-сосудистой системы при выполнении физических упражнений в числе основных методов исследования применяются рентгенография и рентгенокимография, а также функциональные пробы.

Определение влияния положений или движений тела на организм человека учитывает влияние упражнений на костную систему, подвижность в суставах, развитие мышц, осанку тела, состояние стопы, а также на другие органы и системы организма.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ МЫШЦ,

Дата добавления: 2015-10-24