Menneskekroppens statik og dynamik: Tyngdepunkt

Menneskekroppens vertikale position, dens bevægelse i rummet, forskellige typer bevægelser (gang, løb, hop) udviklede sig i den lange evolutionære proces sammen med dannelsen af mennesket som art. I antropogeneseprocessen, i forbindelse med menneskets forfædres overgang til jordiske eksistensforhold og derefter til bevægelse på to (nedre) lemmer, ændrede hele organismens anatomi, dens individuelle dele, organer, inklusive bevægeapparatet, sig markant. Tobenethed frigjorde overbenet fra bevægeapparatets funktion. Overbenet blev til et arbejdsorgan - en hånd - og kunne yderligere forbedre bevægelsesfærdigheden. Disse ændringer som følge af en kvalitativt ny funktion afspejledes i strukturen af alle komponenterne i bæltet og den frie del af overbenet. Skulderbæltet tjener ikke kun som støtte for det frie overben, det øger også dets mobilitet betydeligt. Da skulderbladet er forbundet med kroppens skelet hovedsageligt ved hjælp af muskler, opnår det større bevægelsesfrihed. Skulderbladet deltager i alle bevægelser foretaget af kravebenet. Derudover kan skulderbladet bevæge sig frit uafhængigt af kravebenet. I det multiaksiale kugleled med skulderledsform, som er omgivet af muskler på næsten alle sider, tillader strukturens anatomiske træk bevægelser langs store buer i alle planer. Specialiseringen af funktioner er især mærkbar i håndens struktur. Takket være udviklingen af lange, meget mobile fingre (primært tommelfingeren) er hånden blevet et komplekst organ, der udfører fine, differentierede handlinger.

Underekstremiteten, der bærer hele kroppens vægt, er udelukkende tilpasset muskuloskeletale funktioner. Kroppens lodrette position og oprejste kropsholdning afspejles i bækkenets struktur og funktioner samt den frie del af underekstremiteten. Underekstremiteternes bækkenbælte er en stærk, buet struktur, der er tilpasset til at overføre vægten af kroppen, hovedet og overekstremiteterne til lårbenets hoveder. Bækkenets hældning på 45-65°, der etableres i antropogeneseprocessen, bidrager til at overføre kroppens vægt til de frie underekstremiteter under de mest gunstige biomekaniske forhold for kroppens lodrette position. Foden har fået en buet struktur, hvilket øger dens evne til at modstå kroppens vægt og fungere som en fleksibel løftestang, når den bevæges. Musklerne i underekstremiteten er stærkt udviklede og tilpasser sig statiske og dynamiske belastninger. Sammenlignet med musklerne i overekstremiteten har musklerne i underekstremiteten en større masse.

På underekstremiteterne har musklerne omfattende støtteflader og anvendelse af muskelkraft. Musklerne i underekstremiteterne er større og stærkere end musklerne i overekstremiteterne. På underekstremiteterne er ekstensorerne mere udviklede end fleksorerne. Dette skyldes, at ekstensorerne spiller en vigtig rolle i at holde kroppen oprejst og i bevægelse (gang, løb).

I armen er skulderens, underarmens og håndens fleksorer koncentreret på forsiden, da det arbejde, der udføres af hænderne, udføres foran kroppen. Gribebevægelser udføres af hånden, som påvirkes af et større antal fleksorer end ekstensorer. Overekstremiteten har også flere drejemuskler (pronatorer, supinatorer) end underekstremiteten. De er meget bedre udviklede i overekstremiteten end i underekstremiteten. Massen af armens pronatorer og supinatorer relaterer sig til resten af musklerne i overekstremiteten som 1:4,8. I underekstremiteten er masseforholdet mellem drejemusklerne og resten 1:29,3.

Underekstremiteternes fascia og aponeuroser er meget bedre udviklede end overekstremiteternes på grund af den større kraftudfoldelse under statiske og dynamiske belastninger. Underekstremiteterne har yderligere mekanismer, der hjælper med at holde kroppen i en lodret position og sikre dens bevægelse i rummet. Underekstremiteternes bælte er næsten ubevægeligt forbundet med korsbenet og fungerer som en naturlig støtte for kroppen. Bækkenets tendens til at vippe bagover på lårbenshovederne forhindres af det højt udviklede iliofemorale ligament i hofteleddet og stærke muskler. Derudover hjælper kroppens tyngdekrafts vertikale position, der passerer foran knæleddets tværgående akse, mekanisk med at holde knæleddet i en udstrakt position.

Ved ankelleddet, når man står op, øges kontaktfladen mellem skinnebenets og talusens ledflader. Dette lettes af, at de mediale og laterale malleoler omfavner den forreste, bredere del af talusblokken. Derudover er frontakserne i højre og venstre ankelled placeret i en vinkel, der er åben i forhold til bagsiden, i forhold til hinanden. Kroppens tyngdekraft bevæger sig lodret fremad i forhold til ankelleddene. Dette fører til en slags klemning af den forreste, bredere del af talusblokken mellem de mediale og laterale malleoler. Leddene i overekstremiteterne (skulder, albue, håndled) har ikke sådanne bremsemekanismer.

Knoglerne og musklerne i kroppen, især det aksiale skelet - rygsøjlen, der støtter hovedet, de øvre lemmer og organerne i bryst- og bughulen - gennemgik dybtgående ændringer i antropogeneseprocessen. I forbindelse med den oprejste kropsholdning blev der dannet kurver i rygsøjlen, og der blev udviklet kraftige rygmuskler. Derudover er rygsøjlen praktisk talt ubevægelig i et parret stærkt korsbenet led med underbensbæltet (med bækkenbæltet), som biomekanisk set fungerer som en fordeler af kroppens vægt til lårbenets hoveder (til underekstremiteterne).

Sammen med anatomiske faktorer - de strukturelle træk ved underekstremiteterne og torsoen, udviklet i antropogeneseprocessen for at holde kroppen i en oprejst position, hvilket sikrer stabil balance og dynamik, skal der lægges særlig vægt på kroppens tyngdepunkts position.

En persons generelle tyngdepunkt (GC) er det punkt, hvor resultanten af alle tyngdekræfter fra kroppens dele anvendes. Ifølge MF Ivanitsky er GC placeret på niveau med IV korshvirvel og projiceres på kroppens forreste overflade over skambenssymfysen. GC's position i forhold til kroppens og rygsøjlens længdeakse afhænger af alder, køn, skeletknogler, muskler og fedtdepoter. Derudover er der daglige udsving i GC's position på grund af forkortelse eller forlængelse af rygsøjlen, som opstår på grund af ujævn fysisk aktivitet i løbet af dagen og om natten. Hos ældre og gamle mennesker afhænger GC's position også af kropsholdning. Hos mænd er GC placeret på niveau med III lændehvirvel - V korshvirvel, hos kvinder - 4-5 cm lavere end hos mænd, og svarer til niveauet fra V lændehvirvel til I halebenshvirvel. Dette afhænger især af den større aflejring af subkutant fedt i bækken- og hofteområdet end hos mænd. Hos nyfødte er tyngdepunktet på niveau med V-VI brysthvirvlerne, og derefter bevæger det sig gradvist (op til 16-18 år) nedad og lidt bagud.

Placeringen af menneskekroppens tyngdepunkt (CG) afhænger også af kropstypen. Hos personer med en dolichomorf kropstype (asthenikere) er tyngdepunktet placeret relativt lavere end hos personer med en brachymorf kropstype (hypersthenikere).

Som et resultat af forskningen blev det fastslået, at menneskekroppens tyngdepunkt normalt er placeret i niveau med den anden korshvirvel. Lodlinjen for tyngdepunktet går 5 cm bag hofteleddenes tværgående akse, cirka 2,6 cm bag linjen, der forbinder de større trochanter, og 3 cm foran ankelleddenes tværgående akse. Hovedets tyngdepunkt er placeret lidt foran atlanto-occipitalleddenes tværgående akse. Det fælles tyngdepunkt for hoved og krop er i niveau med midten af den forreste kant af den tiende brysthvirvel.

For at opretholde en stabil ligevægt i menneskekroppen på et plan er det nødvendigt, at den vinkelrette linje, der falder fra dens tyngdepunkt, falder på det område, der optages af begge fødder. Kroppen står fastere, jo bredere støtteområdet er, og jo lavere tyngdepunktet er. For menneskekroppens lodrette position er det at opretholde balancen den vigtigste opgave. Ved at spænde de passende muskler kan en person dog holde kroppen i forskellige positioner (inden for visse grænser), selv når tyngdepunktets projektion er uden for støtteområdet (stærk fremadrettet hældning af kroppen, til siderne osv.). Samtidig kan det ikke betragtes som stabilt at stå og bevæge menneskekroppen. Med relativt lange ben har en person et relativt lille støtteområde. Da menneskekroppens samlede tyngdepunkt er placeret relativt højt (på niveau med den anden korshvirvel), og støtteområdet (arealet af to fodsåler og afstanden mellem dem) er ubetydeligt, er kroppens stabilitet meget lille. I en ligevægtstilstand holdes kroppen af kraften fra muskelkontraktioner, hvilket forhindrer den i at falde. Kropsdelene (hoved, torso, lemmer) indtager en position, der svarer til hver af dem. Men hvis forholdet mellem kropsdelene forstyrres (for eksempel ved at strække armene fremad, bøje rygsøjlen, når man står, osv.), ændres andre kropsdeles position og balance i overensstemmelse hermed. Statiske og dynamiske momenter i muskelaktiviteten er direkte relateret til kroppens tyngdepunkt. Da hele kroppens tyngdepunkt er placeret på niveau med den anden korshvirvel bag den tværgående linje, der forbinder hofteleddenes centre, modvirkes torsoens (sammen med bækkenets) tendens til at vippe bagover af højt udviklede muskler og ledbånd, der styrker hofteleddene. Dette sikrer balancen i hele overkroppen, som holdes oprejst på benene.

Kroppens tendens til at falde forover, når man står op, skyldes, at den lodrette linje af tyngdepunktet bevæger sig fremad (3-4 cm) fra ankelleddets tværgående akse. Faldet modvirkes af musklerne på bagsiden af benet. Hvis den lodrette linje af tyngdepunktet bevæger sig endnu længere frem - til tæerne, så løftes hælen ved at spænde benets rygmuskler sammen, løftes fra støtteplanet, den lodrette linje af tyngdepunktet bevæger sig fremad, og tæerne fungerer som støtte.

Udover at støtte, udfører underbenene en bevægelsesfunktion, idet de bevæger kroppen i rummet. For eksempel, når man går, foretager menneskekroppen en fremadgående bevægelse, hvor den skiftevis læner sig på det ene ben og derefter på det andet. I dette tilfælde foretager benene skiftevis pendullignende bevægelser. Når man går, er en af underbenene på et bestemt tidspunkt en støtte (bag), den anden er fri (for). Med hvert nyt skridt bliver det frie ben en støtte, og støttebenet føres fremad og bliver frit.

Sammentrækning af musklerne i underekstremiteterne under gang øger krumningen af fodsålen betydeligt, hvilket øger krumningen af dens tværgående og langsgående buer. Samtidig vipper torsoen i dette øjeblik let fremad sammen med bækkenet på lårbenshovederne. Hvis det første skridt startes med højre fod, hæver højre hæl, derefter midten af fodsålen og tæerne sig over støtteplanet, højre ben bøjes ved hofte- og knæleddene og føres fremad. Samtidig følger hofteleddet på denne side og torsoen fremad efter det frie ben. Dette (højre) ben, med en energisk sammentrækning af lårets quadriceps-muskel, retter sig ud ved knæleddet, berører støttefladen og bliver støtten. I dette øjeblik kommer det andet, venstre ben (indtil dette øjeblik det bagerste, støttende ben) væk fra støtteplanet, føres fremad og bliver det forreste, frie ben. På dette tidspunkt forbliver det højre ben bagud som støtteben. Sammen med underekstremiteterne bevæger kroppen sig fremad og let opad. Således udfører begge lemmer skiftevis de samme bevægelser i en strengt defineret rækkefølge, idet de først støtter kroppen på den ene side, derefter på den anden, og skubber den fremad. Under gang er der dog intet øjeblik, hvor begge ben samtidig rives fri af jorden (støtteplanet). Det forreste (frie) ben når altid at røre støtteplanet med hælen, før det bagerste (støttende) ben er helt adskilt fra det. Sådan adskiller gang sig fra løb og hop. Samtidig er der, når man går, et øjeblik, hvor begge ben samtidigt rører jorden, hvor det støttende ben rører hele fodsålen, og det frie ben rører tæerne. Jo hurtigere gangen er, desto kortere er det øjeblik, hvor begge ben samtidig berører støtteplanet.

Når man følger ændringerne i tyngdepunktets position under gang, kan man bemærke hele kroppens bevægelse fremad, opad og til siden i det vandrette, frontale og sagittale plan. Den største forskydning sker fremad i det vandrette plan. Forskydningen op og ned er 3-4 cm, og til siderne (laterale udsving) - 1-2 cm. Arten og omfanget af disse forskydninger er underlagt betydelige udsving og afhænger af alder, køn og individuelle karakteristika. Kombinationen af disse faktorer bestemmer gangens individualitet, som kan ændre sig under påvirkning af træning. I gennemsnit er længden af et normalt roligt skridt 66 cm og tager 0,6 sekunder.

Når gang accelererer, bliver skridtet til løb. Løb adskiller sig fra gang ved, at det involverer skiftevis støtte og berøring af støttefladen med den ene fod og derefter den anden.

[ 1 ], [ 2 ]