CC BY
2УДК 615.828+616.7+611.72+612.75 © А. Д. Козлов, Ю. П. Потехина, 2019
https://doi.org/10.32885/2220-0975-2019-1-2-108-114
Зависимость конфигурации сустава от фулькрума динамичной неподвижности
А. Д. Козлов1, 2, Ю. П. Потехина3
1 Городская клиническая больница № 67 им. Л. А. Ворохова. 123423, Россия, Москва, ул. Саляма Адиля, д. 2/44
2 Остеопатический центр доктора Кутузова на Староалексеевской. 129626, Россия, Москва, СВАО, ул. Староалексеевская, д. 8
3 Приволжский исследовательский медицинский университет. 603005, Россия, Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1
Несмотря на многообразие суставов, имеющих синовиальную полость и суставные поверхности, их роднит одна общая особенность: чаще всего одна из суставных поверхностей имеет вогнутую, другая — выпуклую поверхность. При формировании сустава эпифиз, обладающий при движениях в суставе меньшей кинетической энергией, образует выпуклую поверхность. Большая кинетическая энергия формирует эпифиз с вогнутой поверхностью. Анализ строения суставов в организме, исходя из данной концепции, позволяет обнаружить силы, участвующие в их создании, и выявить общие закономерности формирования скелета. Ключевые слова: сустав, кость, суставная поверхность, фулькрум, подвижность
UDC 615.828+616.7+611.72+612.75 © A. D. Kozlov, Yu. P. Potekhina, 2019
https://doi.org/10.32885/2220-0975-2019-1-2-108-114
Dependence of the joint configuration on the dynamic immobility fulcrum
A. D. Kozlov1' 2, Yu. P. Potekhina3
1 City Clinical Hospital № 67 L. A. Vorokhova. 2/44 ul. Salam Adil, Moscow, Russia 123423
2 Dr. Kutuzov Osteopathic Center on Staroalekseevskaya street. 8 ul. Staroalekseevskaya, SVAO, Moscow, Russia 129626
3 Privolzsky Research Medical University. 10/1 pl. Minina i Pozharskogo, Nizhny Novgorod, Russia 603005
Althoughjoints with synovial cavities and articular surfaces are very variable, they all have one common peculiarity. In most cases, one of the articular surfaces is concave, whereas the other one is convex. During the formation of a joint, the epiphysis, which has less kinetic energy during the movements in the joint, forms a convex surface, whereas large kinetic energy forms the epiphysis with a concave surface. Basing on this concept, the analysis
Для корреспонденции: Юлия Павловна Потехина,
профессор, докт. мед. наук, профессор кафедры нормальной физиологии им. Н. Ю. Беленкова Scopus Author ID: 55318321700; ORCID ID: 0000-0001-8674-5633 e-mail: [email protected]
For correspondence:
Yulia P. Potekhina, professor, Ph. D., M. D., D. Sc.,
professor in the Department of Normal Physiology
n. a. N. Yu. Belenkov
Scopus Author ID: 55318321700;
ORCID ID: 0000-0001-8674-5633
e-mail: [email protected]
Для цитирования: Козлов А. Д., Потехина Ю. П. Зависимость конфигурации сустава от фулькрума динамичной неподвижности. Российский остеопатический журнал 2019; 1-2 (44-45): 108-114.
For citation: Kozlov A. D., Potekhina Yu. P. Dependence of the joint configuration on the dynamic immobility fulcrum. Russian Osteopathic Journal 2019; 1-2 (44-45): 108-114.
of the structure of the joints, allows to determine forces involved into their formation, and to identify the general
patterns of the formation of the skeleton.
Key words: joint, bone, articular surface, fulcrum, mobility
Введение
Сустав — это прерывное, полостное соединение, образованное сочленяющимися суставными поверхностями, покрытыми хрящом, заключенными в суставную сумку (капсулу), внутри которой содержится синовиальная жидкость. Сустав должен обязательно включать три основных элемента: суставные поверхности, покрытые хрящом, суставную капсулу, полость сустава [1].
Несмотря на многообразие суставов, имеющих синовиальную полость и суставные поверхности, их роднит одна общая особенность: чаще всего одна из суставных поверхностей имеет вогнутую, другая — выпуклую поверхность. Исключения немногочисленны. От чего зависит, на какой суставной поверхности появится выпуклость, на какой — вогнутость? Нетрудно заметить, что некоторые кости имеют с одного конца выпуклую суставную поверхность, с другого конца — вогнутую, например фаланги пальцев. Есть кости с двумя вогнутыми на обоих концах кости суставными поверхностями, например большая берцовая кость. Бывают и выпуклые суставные поверхности с обеих сторон кости, к примеру бедренная кость. Почему так? П. Ф. Лесгафт посвятил много трудов анализу влияния внешних сил и работы мышц на строение суставов. Он писал: «Геометрические формы суставных поверхностей так логически связаны с отправлениями суставов, что по анализу формы можно определить все существующие в суставе движения, и обратно, по движениям, наблюдаемым у животного, можно с математической точностью определить форму, лежащую в основании этого движения». П. Ф. Лесгафт выдвинул как руководящее положение биомеханики суставов, что движение в суставе есть повторение движения образующей его суставной поверхности, а величина движения определяется разностью угловых размеров суставных поверхностей [2].
Эндрю Тейлор Стилл сравнивал человеческий организм с механической машиной [3]. Рассмотрим механический процесс, чем-то сходный с процессом формирования суставов, — придание стёклам для телескопа выпуклой и вогнутой поверхности с помощью шлифования. Для получения линз для телескопа с положительной и отрицательной кривизной поверхности одно из стёкол закрепляют на неподвижном основании, другим совершают возвратно-поступательные и вращательные движения, поместив между заготовками абразив. Через некоторое время поверхность неподвижного стекла примет выпуклую форму, подвижного — вогнутую. Если рассмотреть поперечный разрез заготовок, легко заметить, что стекло, обладавшее большей кинетической энергией, подверглось большему износу.
Можно предположить, что формирование суставов происходит аналогично данному процессу. Две костные поверхности, участвующие в формировании сустава, приобретают одна выпуклую, другая — вогнутую поверхность. При движении в суставе на кости, обладающей большей кинетической энергией, сформируется вогнутая поверхность, кость, обладающая большей стабильностью, приобретёт в суставе выпуклую поверхность.
Суставы конечностей
Рассмотрим возможные факторы, обеспечивающие стабильность и подвижность различных костей и способные повлиять на форму суставных поверхностей.
Фулькрум — точка опоры, основа для выполнения каких-либо движений. В теле человека нет абсолютно неподвижных костей, поэтому можно рассматривать их относительную подвижность/ неподвижность. Мы предлагаем ввести термин «фулькрум динамичной неподвижности» — это плоскость или ось, вокруг которой тормозится движение одной из костных структур, участвующих в образовании сустава.
Любой сустав конечностей необходимо рассматривать в связи с другими суставами как часть региона. Регионально-локальная конструкция суставов включает два уровня — региональный и локальный. Региональный уровень подразумевает часть тела (регион), где располагается сустав, — голова, шея, конечность и т. д. Локальный уровень определяет место (локус) конкретного нахождения сустава. Следует подчеркнуть, что суставы одной конечности формируют единую стато-кинематическую цепь, звенья которой функционально и генетически взаимосвязаны [4].
При движениях в голеностопном суставе стопа при каждом шаге фиксирована к опорной поверхности, в той или иной мере приближающейся к горизонтальной плоскости. Большеберцовая кость своим дистальным концом скользит по таранной кости. В результате, на таранной кости формируется выпуклая поверхность, на большеберцовой — вогнутая. Аналогичным образом формируется и подтаранный сустав: на пяточной кости (более неподвижной) сформируется выпуклая поверхность, на таранной — вогнутая (рис. 1). В данном случае можно говорить о фулькруме динамичной неподвижности в виде опорной плоскости, приближающейся к плоскости горизонтальной.
Можно предположить, что похожее на хлыстовое движение конечности имеет своим прообразом движение плавника рыбы. Замена среды обитания с жидкой на газообразную привело к появлению нового фактора — гравитации. При анализе костных останков доисторических животных бросается в глаза, что некоторые из них передвигались по суше с опорой на конечности, используя их наподобие хлыста (аналог движения плавника). В этом случае все суставы конечности, включая сустав между голенью и стопой, формировались следующим образом: проксимальная кость сустава имеет выпуклую форму, дистальная — вогнутую. Примером могут служить Гигантская птица Моа, ТагЬоваигив Ьа1ааг Ма1ееу, Qallimimus ЬиНаЫэ ОстоЬка, конечности которых более приспособлены к бегу, нежели к стоянию. При возникновении опоры конечности на пятку картина в суставе меняется: на опорной кости образуется выпуклая поверхность, на кости голени — вогнутая.
Пальцы ног обладают большей свободой движения по сравнению с дистальными концами плюсневых костей, вследствие чего на плюсневых костях формируются головки, проксимальные концы проксимальных фаланг костей пальцев имеют вогнутую форму (см. рис. 1). Аналогичное строение мы обнаруживаем и в межфаланговых суставах. Подвижность костей увеличивается от центра к периферии, обеспечивая конечности хлыстовой паттерн движения. Фулькрумом динамичной неподвижности в каждом отдельном случае будет являться проксимально расположенная кость.
На аналогичных принципах сформирован коленный сустав. И здесь мы сталкиваем с ситуацией, когда одна кость испытывает действие двух разных функций, участвующих в формировании её суставов. Речь идёт о большеберцовой кости. Нижний сустав — голеностопный — формируется под влиянием функции, поднимающейся снизу (неподвижная опорная таранная кость), верхний сустав (коленный) формируется нисходящей функцией (хлыстовой паттерн). В результате, больше-берцовая кость обладает относительной кинетической подвижностью.
Обратная картина представляется при рассмотрении бедренной кости. Оба эпифиза представлены выпуклыми поверхностями. Стабилизатором бедренной кости является сила тяжести. Фулькрум динамической неподвижности здесь представлен в виде прямой отвесной линии, вокруг которой стабилизируются движения бедренной кости. Тазовые кости совершают множество мелких движений и при ходьбе, и при беге, и в положении стоя. Бедренная кость обладает относительной кинетической стабильностью.
Аналогичная ситуация происходит и с плечевой костью. С переводом человека с четырёх опорных конечностей в положение стоя плечевая кость по-прежнему стабилизируется по ходу вектора силы тяжести. При этом грузы, переносимые человеком в руках, усиливают эффект стабилизации. Движения лопатки совершаются постоянно на ходу и в покое, сопровождая дыхательные движения. Итак, фулькрум динамичной неподвижности в случае и с плечевой костью представлен в виде вертикально расположенной прямой линии. Механизм возникновения фулькрума связан с наличием силы земного притяжения.
M. triceps surae; Tendo calcaneus
\ Трехглавая мышца голени; Пяточное сухожилие (ахиллово)
M. flexor hallucis longus Длинный сгибатель большого пальца стопы Talus
Articulatio subtalaris; Articulatio talocalcanea Подтаранный сустав; таранно-пяточный сустав Articulatio talocalcaneonavicularis Таранно-пяточно-ладьевидный сустав
Os naviculare Ладьевидная кость Os cuneiforme intermedium Промежуточная клиновидная кость
Articulatio tarsometatarsal Предплюсне-плюсневый сустав M. fibularis longus; M. peroneus
longus; Tendo Длинная малоберцовая мышца;
сухожилие Os metatarsi; Os metatarsale Плюсневая кость M. interosscus dorsalis Тыльная межкостная мышца
Пяточная кость
Подошвенный апоневроз
Короткий сгибатель пальцев
Основание проксимальной фаланги M. adductor hallucis, caput obliquum Мышца, приводящая большой палец стопы, косая головка
Рис. 1. Голеностопный сустав и суставы стопы (распил в сагиттальной плоскости) [5] Fig. 1. Ankle and foot joints (sagittal cut) [5]
В процессе эволюции рука человека претерпела значительные изменения под влиянием необходимых к исполнению новых функций. Для осуществления точных, разнообразных по амплитуде движений в костях предплечья развились движения пронации-супинации. При этом лучевая кость приобрела более функционально значимую (по сравнению с малой берцовой) суставную поверхность в дистальной части (число осей вращения увеличилось) и значительную ротационную подвижность в своей проксимальной части. Кости предплечья как единый функциональный комплекс, подобно большой берцовой кости, имеют относительную кинетическую подвижность.
Комплекс костей запястья обладает двумя выпуклыми совокупными поверхностями с дис-тальной и проксимальной стороны (рис. 2). При этом кости запястья, в отличие от костей стопы, не выполняют опорной функции. Дистально расположенный пястно-лучезапястный сустав сфор-
Membrana interossea antebrachii Межкостная перепонка предплечья Ulna Локтевая кость Articulatio radioulnaris distalis Дистальный лучелоктевой сустав Discus articularis Суставной диск
Lig. collaterale ulnare_
Локтевая коллатеральная связка Os triquetrum Трехгранная кость
Os pisiforme Гороховидная кость Os capitatum Головчатая кость Os hamatum Крючковидная кость Articulationes carpometacarpals Запястно-пястные суставы Ligg. metacarpalia dorsalia Тыльные пястные связки M. abductor digiti minimi Мышца, отводящая мизинец Mm. interossei dorsales
Os lunatum Полулунная кость Radius Лучевая кость
Articulatio radiocarpalis Лучезапястный сустав Os scaphoideum
Тыльные межкостные мышцы
Articulationes metacarpophalangeae Пястно-фаланговые суставы
Межфаланговые суставы кисти
Ладьевидная кость Articulatio mediocarpalis Среднезапястный сустав
_Lig. collaterale carpi radiale_
Лучевая коллатеральная связка запястья Os trapezium Кость-трапеция
Articulatio carpometacarpal pollicis Запястно-пястный сустав большого пальца кисти M. opponens pollicis Мышца, противопоставляющая большой палец кисти Os trapezoideum Трапециевидная кость
Ossa metacarpi; Ossa metacarpalia [I-V] Пястные кости [I-V]
Articulationes metacarpophalangeae Пястно-фаланговые суставы
Articulationes interphalageae
manus Межфаланговые суставы кисти
Ligg. collateralia Коллатеральные связки
Phalanx proximalis Проксимальная фаланга
Phalanx media Средняя фаланга
Phalanx distalis Дистальная фаланга
Рис. 2. Лучезапястный сустав и суставы кисти (фронтальный распил) [5] Fig. 2. Wrist joint and hand joints (frontal cut) [5]
мирован функцией, обеспечивающей хлыстовое движение, а проксимально расположенный лучезапястный сустав сформировался при достижении динамической неподвижности в момент переноса тяжестей в руке или при лазании по деревьям. Противопоставление большого пальца в кисти при захвате сформировало единственный у человека седловидный сустав между первой пястной и трапециевидной костью. Благодаря своей конфигурации этот сустав поддерживает хлыстовую функцию конечности и надёжность захвата предметов кистью при противопоставлении большого пальца.
Суставы шейного отдела позвоночника
Мыщелки затылочной кости имеют выпуклую форму, атлант — вогнутую. Значит, голова менее подвижна, чем атлант? Как такое возможно? Ведь мы крутим головой в разные стороны, поднимаем её кверху, опускаем вниз. Какая сила может удержать голову в неподвижности? Это делают анализаторы, которые «властвуют» над головой и удерживают её в положении, выгодном для своего функционирования. А тело, «подобно тряпичной кукле, болтается снизу».
И в филогенезе, и в онтогенезе переход человека в вертикальное положение начинается с посыла «а что там вокруг?», с желания расширить и контролировать своё жизненное пространство. И начинается это движение с головы. В течение первого года жизни зрительный анализатор производит дорзальную ротацию головы. Плоскость большого затылочного отверстия смещается на 45° до горизонтальной плоскости, — ребёнок начинает держать голову. Лабиринт вынужден совершать вращательное движение на 45° в противоположном направлении. Движение совершается за счёт трансформации височной кости, — ориентация полукружных каналов в пространстве должна быть сохранена [6]. Шейный отдел изгибается в лордоз. В течение первых лет жизни формируются и другие позвоночные изгибы. Человек осваивает вертикальное положение в пространстве. Доминирующим положением головы является положение, диктуемое глазным и вестибулярным анализаторами. Головой обретается фулькрум динамичной неподвижности.
«Диктат» анализаторов распространяется до IV шейного позвонка, о чём свидетельствует форма его фасеток. Суставы фасеток между II и III, III и IV позвонком имеют выпуклость на верхнем позвонке, обращённую вниз и дорзально. Между V и VI, VI и VII позвонком суставы приобретают вогнутую форму суставных поверхностей. В суставе между IV и V позвонком встречаются две функции, идущая сверху и снизу, — форма суставных фасеток на этом уровне является плоской [7].
Особенности других суставов
Анализируя подвижность в крестцово-подвздошном сочленении, приходим к интересным выводам. В верхней и средней части сустава крестец имеет вогнутую суставную поверхность, что должно свидетельствовать о большей его подвижностью по сравнению с подвздошными костями. В нижней части суставная поверхность крестца выпуклая [7], что должно свидетельствовать о большей подвижности подвздошных костей относительно крестца в этой части сустава.
Две пары суставов у человека имеют высокую двигательную активность, при этом двигательные функции идут от обоих участников движения, как бы сходясь в суставе и конкурируя друг с другом, в зависимости от обстоятельств. Это грудино-ключичный и височно-нижнечелюстные суставы. В грудино-ключичном суставе имеются ритмичные движения грудины, связанные с дыханием, и многочисленные и разнообразные движения ключицы, обусловленные движениями в плечевом поясе. Аналогичная ситуация складывается в височно-нижнечелюстном суставе: краниальный ритм приходит в сустав со стороны височной кости, речь и жевание обусловливают движения нижней челюсти. Возможно, что именно неопределённость доминирующего движения приводит к образованию сустава с двумя полостями и хрящевой перегородкой между ними, обеспечивая, таким образом, возможность свободы движения для каждого из участников образованного сустава в зависимости от обстоятельств.
Заключение
Форма суставных поверхностей окончательно не сформирована даже к моменту рождения, так как у плода отсутствует влияние формообразующей функции или она минимальна. У плода суставные поверхности плоские или шаровидные, суставные полости большие. В дальнейшем под влиянием функции суставные поверхности приобретают форму, свойственную данному суставу [8]. В процессе жизнедеятельности форма костей и суставов может меняться в зависимости от вида и интенсивности нагрузки на них [2].
Таким образом, если исходить из логики относительной подвижности/неподвижности костей, формирующих сустав, суставная поверхность со стороны фулькрума динамичной неподвижности всегда имеет выпуклую форму. Для головы фулькрумом динамичной неподвижности является горизонтальная плоскость, удерживаемая глазным и вестибулярным анализаторами; для голеностопного сустава — опорная плоскость под стопой; для плечевого сустава — линия, совпадающая с вектором силы тяжести.
Исследование не финансировалось каким-либо источником, конфликт интересов отсутствует.
Литература/References
1. Гайворонский И. В. Нормальная анатомия человека: В 2-х т. Учебник для мед. вузов. СПб.: СпецЛит; 2001. Т. 1 [Gajvoronskij I. V. Normalnaya anatomiya cheloveka: V 2-x t. Uchebnik dlya med. vuzov. SPb.: SpeczLit; 2001. T. 1 (in russ.)].
2. Лесгафт П. Ф. Избранные труды по анатомии. М.: Медицина; 196В [Lesgaft P. F. Izbrannye trudy po anatomii. M.: Medicina; 1968 (in russ.)].
3. Still А.Т. Autobiographie. Editions Sully, 199В.
4. Киселевский Ю. М. Анатомо-генетические и морфофункциональные аспекты артротипологии. Журнал ГрГМУ. 2007; 3: 3-6 [Kiselevskij Yu.M. Anatomo-geneticheskie i morfo-funkcional nye aspekty artrotipologii. Zhurnal GrGMU. 2007; 3: 3-6 (in russ.)].
5. Билич Г. Л., Николенко В. Н. Атлас анатомии человека: В 3-х т. Учебное пособие. Ростов н/Д: Феникс; 2014. Т. 1 [Bilich G. L., Nikolenko V. N. Atlas anatomii cheloveka: V 3-x t. Uchebnoe posobie. Rostov n/D: Feniks; 2014. T. 1 (in russ.)].
6. Славичек Р. Жевательный орган. Функции и дисфункции. М.: Азбука стоматолога; 200В [Slavichek R. Zhevatelnyj organ. Funkcii i disfunkcii. M.: Azbuka stomatologa; 200В (in russ.)].
7. Капанджи А. И. Позвоночник. Физиология суставов. Изд. 6-е. М.: Эксмо; 2010 [Kapandzhi A. I. Pozvonochnik. Fiziologiya sustavov. Izd. 6-e. M.: Eksmo; 2010 (in russ.)].
В. Эмбриогенез систем органов человека: Учебно-методическое пособие/Под ред. П. Г. Пивченко. Минск; 2007 [Embriogenez sistem organov cheloveka: Uchebno-metodicheskoe posobie/Pod red. P. G. Pivchenko. Minsk; 2007 (in russ.)].
Поступила в редакцию 23.01.2019 После доработки 28.01.2019 Принята к публикации 19.02.2019
Сведения о соавторах:
А. Д. Козлов, врач-остеопат, хирург
Information about co-authors:
A. D. Kozlov, osteopathic physician, surgeon
