Биомеханика стопы

Биомеханика – наука о том, как устроены движущиеся части живого организма, по каким принципам она работают, как они сочленены между собой, какова их взаимная подвижность, какое воздействие они оказывают друг на друга.

Знания биомеханики важны для мастеров педикюра, особенно для тех, кто работает в подологическом направлении, поскольку они помогают им не только эргономично обращаться со своим телом, исключая возможность профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата, но также помогают на ранних стадиях выявлять различные деформации стоп, понять природу возникновения мозолей, использовать адекватные методы по уходу за стопой и активнее внедрять в свою практику профилактические мероприятия.

Рассмотрим некоторые биомеханические принципы.

1. Главную жесткую опору тела представляют собой кости, связанные между собой различными сочленениями. Кость обладает огромной и разносторонней механической прочностью. И прочность ее зависит не от того, что она построена из прочного вещества, а от того, как она построена. Костное вещество состоит из тончайших трубочек, пронизанных очень тонкими каналами. Просвет этих каналов так мал, что в него не прошел бы и волос. Весь секрет прочности кости заключается в строении стенок этих костных канальцев. Стенка такого канальца состоит из ряда слоев, и каждый слой представляет собою сеточку из тончайших волоконец, пропитанную известковыми солями. Строение стенок костных канальцев очень сходно с железобетонными конструкциями. Волокнистые сеточки можно сравнить с арматурой железобетонных балок, а известковые соли – с бетоном. Если положить кость в раскаленную печь и прожечь ее, то органические волоконца прогорят, и останется только известковая часть кости, только ее «бетон». Такая прожженная кость окажется очень хрупкой и легко раздробляется в порошок. Можно сделать обратное: положить кость в слабый раствор кислоты, в котором растворяться все известковые соли. После такой процедуры кость сделается мягкой, как тряпка: ее можно будет запросто намотать на карандаш.

2. Живая кость обладает к тому же замечательным свойством. Она развивается сильнее всего там и в тех направлениях, где на нее воздействуют наибольшие силы, и вырождается в тех местах и направлениях, где силы не действуют. В кости постепенно исчезают, недоразвиваются все части, кроме тех, которые нужны для достижения наибольшей прочности при наибольшей легкости. Поэтому у лиц, которые по тем или иным причинам ограничивают себя в движениях, мало ходят, начинают постепенно атрофироваться не только мышцы стоп, но и разрушаться и деформироваться кости. Недостаток нагрузок на стопы также чреват осложнениями, как и перегрузки.

3. Там, где несколько смежных костей в общей совокупности подвергаются одним и тем же усилиям, перегородки в них представляют собою как бы непосредственное продолжение друг друга. Так происходит, например, в костях, составляющих стопу. Стопа есть свод (Рис.1), который опирается на землю тремя точками: основаниями большого пальца и мизинца, и пяткой. На эти своды сверху давит тяжесть всего тела, сообразно с этим перегородки костей стопы расположены как раз так, как располагались бы в соответствующем случае элементы железобетонной сводчатой постройки. В сущности это не один, а два смежных свода. Первый свод – внутренний, более высок и упруг, он отпечатывается (если ступить босой мокрой ногой на пол) только своими кончиками. Наружный свод более плоский и отпечатывается всегда сплошной полосой, Упругость ноги при ходьбе и стоянии зависит, главным образом, от внутреннего свода, им определяется то, что называют подъемом стопы. На наружный свод тяжесть тела передается не непосредственно, а через внутренний. Ось голеностопного сочленения проходит наискось, с его помощью стопа поворачивается внутрь и наружу, осуществляя при этом движения пронации и супинации.

4. При изучении стопы, вся нижняя конечность интересует нас в первую очередь как опора тела. И поэтому нам важна не столько динамика, сколько статика ноги. Для этого необходимо познакомиться с основными понятиями равновесия человеческого тела и его частей. Центр тяжести – это есть точка, через которую проходит при всех возможных положениях данного тела равнодействующая сила тяжести. Равновесие имеет место тогда (и только тогда), когда общая работа тела при небольшом смещении равна нулю. Та точка тела, относительно которой совокупный элемент всех частей равен нулю, и есть центр тяжести тела. Рассмотри небольшой пример. В большинстве случаев, голени, а иногда и бедра, наклонены немного вперед. Центр тяжести туловища оказывается далеко впереди от голеностопных сочленений. И все тело стремится завалиться вперед. Этому заваливанию в норме препятствуют икроножные мышцы. Ведь при падении вперед произошло бы сгибание стоп в голеностопных сочленениях, и потому икроножная мышца, действуя как разгибатель стопы, препятствует падению и уравновешивает тело в положении стоя. Еще важнее роль икроножной мышцы при ходьбе, беге, прыжке и т.д. Не только начало, но и конец прыжка, конец каждого шага при ходьбе и беге сильнейшим образом зависят от деятельности икроножной мышцы. В этих случаях она действует как рессор, смягчая и ослабляя всякого рода толчки. При длительных перегрузках на ноги мышцы голени и стопы переутомляются вследствие накапливающегося напряжения в мышцах и все более возрастающего сопротивления в них. Из-за этого продольный свод стопы не в состоянии после отдыха восстановиться. Свод теряет свою упругость, боль становится постоянной и ноющей в результате перерастяжения связочного аппарата. Уменьшается высота продольного свода за счет удлинения стопы и расширения ее в средней части. Ладьевидная кость выпячивается у медиального края стопы. Пяточная кость отклоняется кнаружи. Смещается центр тяжести. Изменяется походка. Ограничивается объем движений в суставах стоп, что в свою очередь увеличивает давление на подошву. Если за ось стопы считать прямую, проходящую от конца пяточного бугра к концу второго пальца, то центр тяжести стопы в норме лежит на этой оси и делит ее на части приблизительно в отношении 4:5.

5. Рассмотрим теперь, как происходит распределение веса тела на стопах при нормальной стойке, и как можно определить центр тяжести всего тела, а не отдельных его звеньев. Для начала условимся, что понимать под нормальной стойкой. Такая стойка более или менее соответствует обычной сточке при команде «смирно», но без напряжения и без преувеличенного выпячивания груди. Эта стойка замечательна тем, что при ней центры тяжести всех частей тела (кроме стоп) лежат одни над другими в одной и той же вертикальной плоскости. Представим себе точку, куда попадает отвес, опущенный из центра тяжести. Если центр тяжести передвинется на несколько сантиметров вперед или вправо и т.д., то и положение этой точки передвинется в плоскости пола на столько же сантиметров в ту же сторону. Эту точку мы назовем проекцией центра тяжести. Пока проекция центра тяжести приходится внутри площади опоры, до тех пор равновесие может сохраниться. Как только проекция вышла за пределы площади опоры, равновесие нарушено, безусловно, и восстановить его можно, только переместив площадь опоры по-новому, так, чтобы проекция снова оказалась внутри нее. Площадь опоры человеческого тела мы получим, если соединим прямыми линиями кончики носков и кончики пяток обеих ног. Чем ближе проекция центра тяжести тела к краю площади опоры, тем больше риска потерять равновесие. Если нормальная стойка стоп достаточно хорошо приспособлена для спокойного стояния, то при выполнении какой-то работы части тела движутся, следом за ними движется и центр тяжести и его проекция. Поэтому площадь опоры увеличивается, вытягивается в том направлении, в каком двигается центр тяжести. Зная эти механизмы, можно все движения выполнять более рационально, не перенагружая стопы и не создавая ситуацию неравновесия, когда центр тяжести смещается на одну какую-то часть тела или на одну из его сторон. Например, при патологии диабетической стопы периферическая нейропатия приводит к неустойчивости во время вертикального положения тела, частым падениям из-за нарушения равновесия и к повреждениям во время ходьбы, возможно, к нарушения походки и большей травматизации стоп (например, общеизвестны часто встречающиеся метатарзальные переломы). Мозоли необходимо тщательно обрабатывать, так как они приводят к повышению давления, которое в свою очередь вызывает повреждение тканей, которое можно считать предъязвой (геморрагии в мозоль, пузырь, небольшое повреждение кожи). Если воздействие травмирующего агента продолжается из-за потери защитной чувствительности, то может развиться язвенный дефект, поражающий все слои кожи с риском инфицирования.

6. Биомеханические нарушения часто приводят к образованию плантарных омозолелостей, способствуют развитию прогрессирующих деформаций стоп, что в конечном итоге проявляется появлением болезненных стержневых мозолей (например, на молоткообразных и когтевидных пальцах (рис.2 a,б)) или появлением жесткого края в области пятки, испрещенного множеством мелких или несколькими глубокими трещинами. В основе образования молоткообразных пальцев лежит уменьшение продольного свода стопы, что ведет к избыточному натяжению сгибателей пальцев, а также к поперечному распластыванию стопы с вальгусным отклонением первого пальца, усугубляющему данное состояние. Появление болей в молоткообразных пальцах связано с деформирующим артрозом в плюснефаланговых суставах, находящихся в положении подвивиха. На тыльной поверхности кожи в области межфаланговых суставов появляются мозоли (чаще на втором пальце), что связно с постоянной травматизацией кожи обувью.

7. Рассмотрим теперь некоторые биомеханические аспекты непосредственно плоскостопия. Плоскостопие – одна из распространенных деформаций стоп. П. бывает врожденное и приобретенное. В данном случае нас интересует последнее. Наиболее распространенный вид плоскостопия – статическое. Основной причиной его является длительное пребывания на ногах, а также перегрузки, вызванные длительным напряжением или подъемом тяжестей, в связи с чем снижается тонус мышц, что приводит к чрезмерному утомлению. Основными элементами, поддерживающими продольный свод стопы, являются передняя, задняя большеберцовые мышцы, сгибатели стопы и длинный разгибатель большого пальца. Ослабление этих мышц ведет к опущению внутреннего края стопы, связочный аппарат при этом растягивается, ладьевидная кость смещается книзу и кнутри, пяточная кость пронируется (рис.3). Происходит вторичное изменение капсулы голеностопного сустава: в наружном отделе она сморщивается, по внутренней поверхности растягивается. Обувь стаптывается вовнутрь, т.к. пятка отклоняется кнаружи. Поскольку стопа удлиняется и расширяется в средне ее части, то при недостаточно корректном подборе обуви и игнорировании необходимости приобретения ортопедических стелек, постепенно начинают омозолевать участки кожи на подушечках пальцев дистально, на пятом пальце – с тыльной поверхности, а на большом пальце, т.к. происходит его ротация, - сбоку медиально. Еще один вид плоскостопия – поперечно-распластанная стопа (т.н. поперечное плоскостопие). Наиболее распространенное патологическое состояние у женщин. Она встречается редко в возрасте от 15 до 25 лет, и часто в возрасте 35 – 50 лет. В этиологии на первом месте стоят слабость связочного аппарата стопы, ношение нерациональной обуви, работа, связанная с длительным пребыванием на ногах, слабость мышц стопы и голени и т.д. В клинической картине чаще наблюдается отклонения 1 плюсневой кости кнутри, появление бурсита в области головки, а позднее – омозолелости по внутренней поверхности головки этой кости, развитие экзостоза вызывает вальгусное отклонение первого пальца в той или иной степени и появление «натоптыша» под основаниями головок второй и третьей плюсневых костей (рис.4). Появление резкой боли в области «натоптыша» связано с раздражением веточек подошвенного нерва, который придавливается при ходьбе. Опущение головок первой и второй плюсневых костей связано с тем, что при распластывании переднего отдела стопы резко снижается давление на головку первой плюсневой кости, а нагрузка на вторую и третью кость увеличивается. При поперечном распластывании стопы первая плюсневая кость, наряду с отведением кнутри, ротируется так, что сесамовидные кости оказываются в первом межкостном промежутке, в проекции с подошвенной стороны «порождая» стержневые мозоли (рис.5).

В заключении хотелось бы заметить, что, расширяя свои знания в области биомеханики, мастер подологического ухода за стопой может с успехом обслуживать клиента комплексно. В этом случае он начинает свою работу с осмотра и диагностики стопы в рамках подологического подхода, что дает ему четко определить границы собственного воздействия, результатом которого являются:

- исключение травматизации клиента,

- разгрузка стопы посредством тщательной обработки нагруженных участков,

- специальный уход за кожей в зонах вероятного механического повреждения (потертости, мозоли),

- проведение защитных мероприятий (например, использование защитных гидроскопичных пластырей, индивидуальное изготовление ортозов).

Хорошо ориентируясь в законах биомеханики, мастер может правильно объяснить клиенту возникновение тех или иных деформаций на стопе, дать адекватную рекомендацию для домашнего ухода и при необходимости направить к конкретному специалисту.

Статья Куликовой Л.А.

Дата добавления: 2015-05-09