Основа движения: определение и виды¶

Основа движения — совокупность анатомических, физиологических и биомеханических структур и процессов, обеспечивающих возможность активного перемещения тела человека или животного в пространстве, а также поддержание позы. В широком смысле термин употребляется для обозначения опорно-двигательного аппарата, который у позвоночных представлен костным скелетом, суставами и скелетной мускулатурой. В биомеханике под основой движения понимают также систему рычагов, образованную костями, и силы, генерируемые мышцами, которые приводят эти рычаги в действие.

¶Состав опорно-двигательного аппарата

Опорно-двигательный аппарат (ОДА) человека традиционно разделяют на пассивную и активную части. Пассивная часть включает кости и их соединения — суставы, связки и сухожилия. Активная часть представлена скелетными мышцами, которые за счет способности к сокращению преобразуют химическую энергию в механическую работу.

¶Костная система

Скелет взрослого человека насчитывает 206 костей (у новорожденных — около 270, часть срастается в процессе роста). Кости выполняют несколько функций: опорную (каркас для мягких тканей), защитную (череп, грудная клетка, позвоночный канал), локомоторную (рычаги для мышц) и метаболическую (депо кальция и фосфора, красный костный мозг). По строению выделяют трубчатые (плечевая, бедренная), губчатые (позвонки, грудина), плоские (лопатка, тазовая кость) и смешанные кости.

¶Соединения костей

Соединения делятся на непрерывные (синартрозы) и прерывные (диартрозы, или суставы). В непрерывных соединениях кости связаны прослойкой соединительной, хрящевой или костной ткани, что обеспечивает малую подвижность или ее отсутствие (швы черепа). Суставы характеризуются наличием суставной щели, синовиальной жидкости и суставных поверхностей, покрытых гиалиновым хрящом. По форме суставных поверхностей выделяют шаровидные (плечевой), блоковидные (локтевой), цилиндрические (лучелоктевой) и другие типы суставов, определяющие число осей вращения.

¶Мышечная система

Скелетных мышц у человека насчитывается около 600. Каждая мышца состоит из мышечных пучков, покрытых соединительнотканными оболочками (фасциями), и переходит в сухожилия, прикрепляющиеся к костям. По функции мышцы делятся на сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, ротаторы. Работа мышц всегда антагонистична: для сгибания конечности необходима координация сокращения сгибателя и расслабления разгибателя.

¶Биомеханика движения

Биомеханика рассматривает движение как результат взаимодействия внутренних (мышечная тяга) и внешних (гравитация, сопротивление среды) сил. Костные рычаги в теле человека делятся на рычаги первого рода (равновесия), где точка опоры расположена между точкой приложения силы и точкой сопротивления (например, сочленение черепа с позвоночником), и рычаги второго рода (силы), где сопротивление находится между опорой и силой (подъем на стопу).

Движение в суставе описывается через оси вращения и объем движений. Например, плечевой сустав — многоосный, обеспечивает сгибание, разгибание, отведение, приведение и ротацию. Локтевой сустав работает преимущественно как блоковидный, допуская сгибание и разгибание в одной плоскости. Координация движений регулируется центральной нервной системой через рефлекторные дуги и проприоцептивную чувствительность — сигналы от рецепторов мышц, сухожилий и суставных капсул.

¶Физиология сокращения

Мышечное сокращение происходит по механизму скольжения нитей: актиновые и миозиновые филаменты саркомеров смещаются относительно друг друга за счет энергии АТФ. Процесс инициируется нервным импульсом, который через нервно-мышечный синапс вызывает деполяризацию мембраны мышечного волокна и выход ионов кальция из саркоплазматического ретикулума. Различают изотоническое сокращение (изменение длины мышцы при постоянном напряжении) и изометрическое (изменение напряжения при постоянной длине). В естественных движениях оба типа сочетаются.

¶Развитие и возрастные изменения

Формирование опорно-двигательного аппарата начинается на 3–4-й неделе эмбриогенеза из мезодермы. Окостенение скелета продолжается до 20–25 лет. У детей кости содержат больше органических веществ, поэтому они более эластичны и менее хрупки. Мышечная масса нарастает в течение всего детства и юности, достигая пика к 20–30 годам. С возрастом снижается плотность костной ткани (остеопороз), уменьшается эластичность связок и сухожилий, сокращается объем движений в суставах, что связано с дегенеративными изменениями суставного хряща.

¶Роль в двигательной активности

Основа движения обеспечивает все виды локомоции — ходьбу, бег, прыжки, ползание, плавание. Локомоция человека характеризуется цикличностью: фаза опоры и фаза переноса конечности. При ходьбе центр масс тела перемещается по синусоидальной траектории, что снижает энергозатраты. Бег отличается наличием фазы полета, когда обе ноги не касаются опоры. Эффективность движения зависит от длины и частоты шага, амплитуды движений в суставах и силы мышц нижних конечностей.

¶Патологии и нарушения

Нарушения основы движения могут быть врожденными (дисплазия тазобедренного сустава, кривошея) или приобретенными (артриты, артрозы, остеохондроз, переломы, разрывы связок). Заболевания опорно-двигательного аппарата входят в число наиболее распространенных причин временной нетрудоспособности. Лечение включает консервативные методы (лечебная физкультура, физиотерапия, массаж, ортезирование) и хирургические вмешательства (эндопротезирование, остеосинтез, артроскопия). Реабилитация направлена на восстановление объема движений, мышечной силы и координации.

¶Значение в спорте и трудовой деятельности

В спортивной биомеханике оптимизация основы движения позволяет повысить результативность и снизить риск травм. Анализ техники бега, прыжков, метаний проводится с использованием видеозахвата, тензоплатформ и электромиографии. В эргономике учет характеристик опорно-двигательного аппарата необходим для проектирования рабочих мест, инструментов и средств индивидуальной защиты. Рациональная организация движений снижает утомляемость и профессиональные заболевания, такие как туннельные синдромы и периартрозы.

¶Источники

• Привес М. Г., Лысенков Н. К., Бушкович В. И. Анатомия человека. — СПб.: Гиппократ, 2001.
• Дубровский В. И., Федорова В. Н. Биомеханика. — М.: ВЛАДОС, 2003.
• Сапин М. Р., Никитюк Д. К. Анатомия и физиология человека. — М.: Академия, 2013.
• Бегун П. И., Шукейло Ю. А. Биомеханика. — СПб.: Политехника, 2000.