Statik dan dinamik badan manusia: pusat graviti

Kedudukan menegak badan manusia, pergerakannya di angkasa, pelbagai jenis pergerakan (berjalan, berlari, melompat) berkembang dalam proses evolusi panjang bersama-sama dengan pembentukan manusia sebagai spesies. Dalam proses antropogenesis, berkaitan dengan peralihan nenek moyang manusia ke keadaan terestrial kewujudan, dan kemudian ke pergerakan pada dua anggota (bawah), anatomi seluruh organisma, bahagian individu, organ, termasuk sistem muskuloskeletal, berubah dengan ketara. Bipedalisme membebaskan anggota atas daripada fungsi muskuloskeletal. Anggota atas bertukar menjadi organ bersalin - tangan dan boleh meningkatkan lagi ketangkasan pergerakan. Perubahan ini sebagai hasil daripada fungsi baru secara kualitatif dicerminkan dalam struktur semua komponen ikat pinggang dan bahagian bebas anggota atas. Ikat pinggang bahu berfungsi bukan sahaja sebagai sokongan untuk anggota atas bebas, ia dengan ketara meningkatkan mobilitinya. Disebabkan fakta bahawa skapula disambungkan ke rangka badan terutamanya dengan bantuan otot, ia memperoleh kebebasan pergerakan yang lebih besar. Skapula mengambil bahagian dalam semua pergerakan yang dibuat oleh klavikula. Di samping itu, skapula boleh bergerak bebas secara bebas daripada klavikula. Dalam sendi bahu bola-dan-soket berbilang paksi, yang dikelilingi oleh otot pada hampir semua sisi, ciri-ciri anatomi struktur membolehkan pergerakan sepanjang arka besar dalam semua satah. Pengkhususan fungsi amat ketara dalam struktur tangan. Terima kasih kepada perkembangan jari yang panjang dan sangat mudah alih (terutamanya ibu jari), tangan telah menjadi organ kompleks yang melakukan tindakan yang halus dan berbeza.

Anggota bawah, setelah mengambil seluruh berat badan, disesuaikan secara eksklusif dengan fungsi muskuloskeletal. Kedudukan menegak badan, postur tegak dicerminkan dalam struktur dan fungsi ikat pinggang (pelvis) dan bahagian bebas anggota bawah. Ikat pinggang anggota bawah (pelvic girdle) sebagai struktur melengkung yang kuat disesuaikan dengan pemindahan berat batang, kepala, anggota atas ke kepala femur. Kecondongan pelvis sebanyak 45-65° yang ditubuhkan dalam proses antropogenesis menyumbang kepada pemindahan berat badan kepada anggota bawah bebas dalam keadaan biomekanik yang paling baik untuk kedudukan menegak badan. Kaki memperoleh struktur melengkung, yang meningkatkan keupayaannya untuk menahan berat badan dan bertindak sebagai tuas fleksibel apabila menggerakkannya. Otot-otot anggota bawah berkembang dengan kuat, yang menyesuaikan diri untuk melakukan beban statik dan dinamik. Berbanding dengan otot anggota atas, otot anggota bawah mempunyai jisim yang lebih besar.

Pada anggota bawah, otot mempunyai permukaan sokongan yang luas dan penggunaan daya otot. Otot anggota bawah lebih besar dan lebih kuat daripada anggota atas. Pada anggota bawah, extensor lebih berkembang daripada fleksor. Ini disebabkan oleh fakta bahawa extensor memainkan peranan utama dalam memastikan badan tegak dan bergerak (berjalan, berlari).

Di lengan, fleksor bahu, lengan bawah dan tangan tertumpu di bahagian hadapan, kerana kerja yang dilakukan oleh tangan dilakukan di hadapan badan. Pergerakan menggenggam dilakukan dengan tangan, yang dipengaruhi oleh bilangan fleksor yang lebih banyak daripada extensor. Anggota badan atas juga mempunyai lebih banyak otot pusing (pronator, supinator) daripada bahagian bawah. Mereka jauh lebih baik berkembang di bahagian atas daripada di bahagian bawah. Jisim pronator dan supinator lengan berkaitan dengan seluruh otot anggota atas sebagai 1:4.8. Dalam anggota bawah, nisbah jisim otot yang membelok kepada yang lain ialah 1:29.3.

Fascia dan aponeuroses anggota bawah jauh lebih baik berkembang daripada anggota atas kerana manifestasi daya yang lebih besar di bawah beban statik dan dinamik. Anggota bawah mempunyai mekanisme tambahan yang membantu menahan badan dalam kedudukan menegak dan memastikan pergerakannya di angkasa. Tali pinggang anggota bawah hampir tidak bergerak disambungkan ke sakrum dan merupakan sokongan semula jadi untuk batang. Kecenderungan pelvis untuk berhujung ke belakang pada kepala femur dihalang oleh ligamen iliofemoral yang sangat maju pada sendi pinggul dan otot yang kuat. Di samping itu, menegak graviti badan, melepasi di hadapan paksi melintang sendi lutut, secara mekanikal membantu untuk memegang sendi lutut dalam kedudukan lanjutan.

Pada peringkat sendi buku lali, apabila berdiri, kawasan sentuhan antara permukaan artikular tibia dan talus meningkat. Ini difasilitasi oleh fakta bahawa malleoli medial dan lateral merangkul bahagian anterior, bahagian yang lebih luas dari blok talus. Di samping itu, paksi hadapan sendi buku lali kanan dan kiri ditetapkan antara satu sama lain pada sudut terbuka ke belakang. Tegak graviti badan melepasi ke hadapan berhubung dengan sendi buku lali. Ini membawa kepada sejenis cubitan bahagian anterior, bahagian yang lebih luas dari blok talus antara malleolus medial dan lateral. Sendi anggota atas (bahu, siku, pergelangan tangan) tidak mempunyai mekanisme brek sedemikian.

Tulang dan otot batang, terutamanya rangka paksi - lajur tulang belakang, yang menyokong kepala, anggota atas, dan organ rongga toraks dan perut - mengalami perubahan yang mendalam dalam proses antropogenesis. Sehubungan dengan postur tegak, lengkung di tulang belakang terbentuk, dan otot dorsal yang kuat berkembang. Di samping itu, tulang belakang boleh dikatakan tidak bergerak dalam sendi sacroiliac yang kuat berpasangan dengan ikat pinggang anggota bawah (dengan ikat pinggang pelvis), yang dalam istilah biomekanik berfungsi sebagai pengedar berat batang ke kepala femur (ke anggota bawah).

Bersama-sama dengan faktor anatomi - ciri-ciri struktur anggota badan dan badan yang lebih rendah, dibangunkan dalam proses antropogenesis untuk mengekalkan badan dalam kedudukan tegak, memastikan keseimbangan dan dinamik yang stabil, perhatian khusus harus diberikan kepada kedudukan pusat graviti badan.

Pusat graviti am (GC) seseorang ialah titik penggunaan paduan semua daya graviti bahagian badannya. Menurut MF Ivanitsky, GC terletak pada tahap vertebra sakral IV dan diunjurkan ke permukaan anterior badan di atas simfisis kemaluan. Kedudukan GC berhubung dengan paksi membujur badan dan tulang belakang bergantung pada umur, jantina, tulang rangka, otot dan deposit lemak. Di samping itu, terdapat turun naik harian dalam kedudukan GC disebabkan oleh pemendekan atau pemanjangan tulang belakang, yang berlaku akibat aktiviti fizikal yang tidak sekata pada waktu siang dan malam. Pada orang tua dan orang tua, kedudukan GC juga bergantung pada postur. Pada lelaki, GC terletak pada tahap III lumbar - V vertebra sakral, pada wanita - 4-5 cm lebih rendah daripada lelaki, dan sepadan dengan tahap dari V lumbar ke vertebra coccygeal I. Ini bergantung, khususnya, pada pemendapan lemak subkutan yang lebih besar di kawasan pelvis dan pinggul berbanding lelaki. Pada bayi baru lahir, pusat graviti berada pada tahap vertebra toraks V-VI, dan kemudian secara beransur-ansur (sehingga 16-18 tahun) ia bergerak ke bawah dan sedikit ke belakang.

Kedudukan CG badan manusia juga bergantung kepada jenis badan. Pada orang yang mempunyai jenis badan dolichomorphic (asthenics), CG terletak agak lebih rendah daripada orang yang mempunyai jenis badan brachymorphic (hypersthenics).

Hasil daripada penyelidikan mendapati bahawa pusat graviti badan manusia biasanya terletak pada tahap vertebra sakral kedua. Garis tegak bagi pusat graviti melepasi 5 cm di belakang paksi melintang sendi pinggul, kira-kira 2.6 cm di belakang garis yang menghubungkan trochanter yang lebih besar, dan 3 cm di hadapan paksi melintang sendi buku lali. Pusat graviti kepala terletak sedikit di hadapan paksi melintang sendi atlanto-occipital. Pusat graviti biasa kepala dan badan adalah pada paras tengah tepi anterior vertebra toraks kesepuluh.

Untuk mengekalkan keseimbangan badan manusia yang stabil di atas satah, adalah perlu bahawa serenjang yang jatuh dari pusat gravitinya jatuh pada kawasan yang diduduki oleh kedua-dua kaki. Badan berdiri dengan lebih teguh, semakin luas kawasan sokongan dan semakin rendah pusat graviti. Untuk kedudukan menegak badan manusia, mengekalkan keseimbangan adalah tugas utama. Walau bagaimanapun, dengan menegangkan otot yang sesuai, seseorang boleh memegang badan dalam pelbagai posisi (dalam had tertentu) walaupun unjuran pusat graviti berada di luar kawasan sokongan (kecondongan badan yang kuat ke hadapan, ke sisi, dll.). Pada masa yang sama, berdiri dan menggerakkan badan manusia tidak boleh dianggap stabil. Dengan kaki yang agak panjang, seseorang mempunyai kawasan sokongan yang agak kecil. Oleh kerana pusat graviti keseluruhan tubuh manusia terletak agak tinggi (pada tahap vertebra sakral kedua), dan kawasan sokongan (kawasan dua tapak kaki dan ruang di antara mereka) adalah tidak penting, kestabilan badan adalah sangat kecil. Dalam keadaan keseimbangan, badan dipegang oleh kekuatan kontraksi otot, yang menghalangnya daripada jatuh. Bahagian badan (kepala, batang tubuh, anggota badan) menempati kedudukan yang sepadan dengan masing-masing. Walau bagaimanapun, jika nisbah bahagian badan terganggu (contohnya, meregangkan tangan ke hadapan, membengkokkan tulang belakang apabila berdiri, dsb.), maka kedudukan dan keseimbangan bahagian badan yang lain berubah dengan sewajarnya. Momen statik dan dinamik tindakan otot secara langsung berkaitan dengan kedudukan pusat graviti badan. Oleh kerana pusat graviti seluruh badan terletak pada paras vertebra sakral kedua di belakang garis melintang yang menghubungkan pusat-pusat sendi pinggul, kecenderungan batang tubuh (bersama-sama dengan pelvis) ke hujung ke belakang ditentang oleh otot dan ligamen yang sangat maju yang menguatkan sendi pinggul. Ini memastikan keseimbangan seluruh bahagian atas badan, yang dipegang tegak pada kaki.

Kecenderungan badan untuk jatuh ke hadapan apabila berdiri adalah disebabkan oleh garis menegak pusat graviti yang melepasi ke hadapan (dengan 3-4 cm) dari paksi melintang sendi buku lali. Jatuh ditentang oleh tindakan otot belakang kaki. Sekiranya garis menegak pusat graviti bergerak lebih jauh ke hadapan - ke jari kaki, maka dengan mengecutkan otot belakang kaki tumit dinaikkan, diangkat dari satah sokongan, garis menegak pusat graviti bergerak ke hadapan dan jari kaki berfungsi sebagai sokongan.

Selain menyokong, anggota bawah melakukan fungsi lokomotor, menggerakkan badan di angkasa. Sebagai contoh, apabila berjalan, badan manusia membuat pergerakan ke hadapan, bersandar pada satu kaki, kemudian pada yang lain. Dalam kes ini, kaki secara bergilir-gilir membuat pergerakan seperti pendulum. Apabila berjalan, salah satu anggota bawah pada saat tertentu adalah sokongan (belakang), satu lagi bebas (depan). Dengan setiap langkah baharu, kaki bebas menjadi sokongan, dan kaki sokongan dibawa ke hadapan dan menjadi bebas.

Penguncupan otot-otot anggota bawah semasa berjalan dengan ketara meningkatkan kelengkungan tapak kaki, meningkatkan kelengkungan lengkungan melintang dan membujurnya. Pada masa yang sama, pada masa ini, batang badan sedikit condong ke hadapan bersama-sama dengan pelvis pada kepala femur. Jika langkah pertama dimulakan dengan kaki kanan, kemudian tumit kanan, kemudian bahagian tengah tapak kaki dan jari kaki naik di atas satah sokongan, kaki kanan bengkok pada sendi pinggul dan lutut dan dibawa ke hadapan. Pada masa yang sama, sendi pinggul sebelah ini dan batang badan mengikuti ke hadapan selepas kaki bebas. Kaki (kanan) ini, dengan penguncupan bertenaga otot paha depan paha, meluruskan pada sendi lutut, menyentuh permukaan sokongan dan menjadi sokongan. Pada masa ini, kaki kiri yang lain (sehingga saat ini belakang, kaki sokongan) terkeluar dari satah sokongan, dibawa ke hadapan, menjadi kaki depan, bebas. Pada masa ini, kaki kanan kekal di belakang sebagai kaki sokongan. Bersama-sama dengan anggota bawah, badan bergerak ke hadapan dan sedikit ke atas. Oleh itu, kedua-dua anggota badan secara bergilir-gilir melakukan pergerakan yang sama dalam urutan yang ditetapkan dengan ketat, menyokong badan pertama pada satu sisi, kemudian pada sebelah yang lain, dan menolaknya ke hadapan. Walau bagaimanapun, semasa berjalan, tidak ada masa apabila kedua-dua kaki secara serentak tercabut dari tanah (satah sokongan). Anggota hadapan (bebas) sentiasa berjaya menyentuh satah sokongan dengan tumitnya sebelum kaki belakang (menyokong) dipisahkan sepenuhnya daripadanya. Beginilah cara berjalan berbeza dengan berlari dan melompat. Pada masa yang sama, apabila berjalan, terdapat saat apabila kedua-dua kaki secara serentak menyentuh tanah, dengan kaki sokongan menyentuh seluruh tapak, dan kaki bebas menyentuh jari kaki. Semakin laju berjalan, semakin singkat masa sentuhan serentak kedua-dua kaki dengan satah sokongan.

Mengesan perubahan kedudukan pusat graviti semasa berjalan, seseorang boleh perhatikan pergerakan seluruh badan ke hadapan, ke atas dan ke sisi dalam satah mendatar, hadapan dan sagittal. Anjakan terbesar berlaku ke hadapan dalam satah mengufuk. Anjakan ke atas dan ke bawah ialah 3-4 cm, dan ke sisi (ayunan sisi) - 1-2 cm. Sifat dan tahap anjakan ini tertakluk kepada turun naik yang ketara dan bergantung pada umur, jantina dan ciri individu. Gabungan faktor-faktor ini menentukan keperibadian gaya berjalan, yang boleh berubah di bawah pengaruh latihan. Secara purata, panjang langkah tenang biasa ialah 66 cm dan mengambil masa 0.6 s.

Apabila berjalan memecut, langkah bertukar menjadi larian. Berlari berbeza daripada berjalan kerana ia melibatkan sokongan bergantian dan menyentuh permukaan sokongan dengan satu kaki dan kemudian yang lain.

[ 1 ], [ 2 ]