Анатомическое положение тела

    1. Характеристика ОЦТ

    От  распределения масс частей тела зависят  многие сопротивления, которые встречают  силы, действующие на тело. Эти сопротивления  определяются силами тяжести и моментами  инерции частей тела.

    Наиболее  общим показателем распределения  масс в теле служит общий центр тяжести тела (ОЦТ) . Как известно, центром тяжести называется точка тела, к которой как бы приложена равнодействующая всех сил тяжести тела . Во все стороны от этой точки, по любому направлению, моменты сил тяжести взаимно уравновешиваются. Равнодействующая параллельных сил, действующих на все частицы тела в любом направлении, приложена к ОЦТ; поэтому в этом случае ОЦТ называют еще центром массы, или центром инерции.

    Расположение  ОЦТ необходимо знать при изучении статики для оценки условий равновесия тела. Путь движения -траектория ОЦТ - во многих случаях дает ценные сведения об особенностях движения тела, так как отражает действие внешних сил на тело. ОЦТ не может перемещаться иначе как под действием внешних сил. Одни внутренние силы никогда не могут изменить положение и путь ОЦТ в пространстве.

    Общий центр тяжести тела располагается  в зависимости от телосложения человека. У людей с более развитыми  ногами ОЦТ относительно ниже, чем  у людей с более мощной мускулатурой туловища и рук. У длинноногих людей ОЦТ анатомически расположен ниже, но он дальше от земли, чем у коротконогих.

    В симметричных положениях человека, стоящего с опущенными руками, ОЦТ находится  на уровне от первого до пятого крестцового  позвонка (по Иваницкому) , примерно на 4-5 см выше поперечной оси тазобедренных суставов. Пере-днезадняя плоскость, проходящая через ОЦТ, делит тело почти симметрично. Она несколько смещена вправо от срединной плоскости, так как правая половина тела человека тяжелее левой на 400-500 г, в связи с несимметричным располо­жением внутренних органов и неравномерным развитием двигательного аппарата. У правшей правая половина тела развита лучше и имеет большую массу. В переднезаднем направлении ОЦТ располагается между крестцом и лобком в зависимости от положения тела при стоянии.

    С изменением формы тела, вследствие иного расположения его частей, изменяет свое положение и ОЦТ. При перемещении какой-либо части тела и ОЦТ смешается в том же направлении. Если переметающаяся часть тела имеет большую массу,   то и смещение ОЦТ больше.

    Массы частей тела определяли путем распила  замороженных трупов, а также путем  измерения объема частей тела и уравновешивания  живых людей в различных позах. Средние данные, полученные этими  различными методами, оказались близкими друг к другу. Так, если вес тела человека принять за 100%, то вес головы составит 7%; туловища - 43%; бедра - 12%; голени - 5%; стопы - 2%; плеча - 3%; предплечья - 2% и кисти 1%.

    Если  средние данные более или менее  близки, то данные отдельных людей могут значительно отличаться от этих средних в зависимости от телосложения.

    Массы отдельных частей тела не остаются постоянными. В связи с тренировкой  здесь могут происходить немалые  изменения. У спортсменов меньше отложения жира на туловище и лучше  развиты мышцы конечностей. Поэтому у них соотношение масс может быть иное, чем у людей, не занимающихся спортом.

    Массы тела могут также изменяться и  в течение коротких промежутков  времени. Например, прием пищи и воды может увеличить массу туловища; после разминки или соревнований прилив крови в расширенные сосуды мышц может увеличить массу конечностей.

    Таким образом, относительные массы частей тела человека в конкретных случаях  могут намного отличаться от точно  вычисленных средних данных. Поэтому  нет необходимости в очень большой точности при расчетах, производимых с практической целью. Вполне достаточно эти величины в процентах округлить, так как индивидуальные отклонения от них могут быть намного больше, чем на сотые и десятые доли процента.

    Для положения ОЦТ имеет значение не только масса частей тела, но и ее распределение в каждой части тела. Показателями этого служат центры тяжести частей тела. Центры тяжести длинных частей тела лежат приблизительно на их продольной оси, ближе к проксимальному сочленению. Так, расстояние от проксимального сочленения до центра тяжести (радиус центра тяжести) составляет для бедра 0,44 его длины, для голени 0,42, для плеча 0,47 и для предплечья 0,42. Такое распределение масс обусловлено большой массой мышц, окружающих проксимальные сочленения, особенно для бедра, голени и предплечья. Предплечья и голени имеют мышцы с отчетливо выраженным брюшком и тонким сухожилием. А на бедре в области тазобедренного сустава есть большие массы коротких мышц - ягодичные, приводящие, запирательные и др. Этими особенностями и определяется неравномерное распределение масс в этих частях тела.

    Строго  говоря, при изменении напряжения мышц и их кровенаполнения распределение  масс в конечностях также несколько  изменяется. Но значительно больше оно изменяется у туловища, способного очень сильно изменять свою форму.

    Принято считать, что центр тяжести туловища располагается на линии, соединяющей  середины поперечных осей, проведенных  через центры плечевых и тазобедренных  суставов. Эту линию центр тяжести туловища делит на отрезки, относящиеся друг к другу как 4: 5, считая от головного конца. По сути дела, туловище - не отдельное звено, а система звеньев, обладающая большой подвижностью. Кроме того, надо учитывать изменение распределения масс туловища при вдохе, когда внутренние органы брюшной полости оттесняются вниз, а грудная клетка, наполненная воздухом, имеет меньший удельный вес. При некоторых положениях отдельные органы брюшной полости могут смещаться на значительное расстояние (до 20 см)    (Джафаров) .

    Значит, при всех расчетах положения ОЦТ  имеются очень большие погрешности, связанные с тем, что подвижно соединенные части тела и части  тела, в которых изменяется распределение  масс, принимаются за неизменяемые тела. Лишь у головы расположение центра тяжести сзади турецкого седла клиновидной кости довольно постоянно, но и оно может измениться при движениях нижней челюсти.

    Расположение  ОЦТ обусловлено половыми и возрастными  особенностями. У детей, имеющих  большую массу туловища и головы,   ОЦТ располагается выше,   чем у взрослых. У женщин, в связи с присущей им пропорцией тела, в частности с более массивным тазовым поясом, ОЦТ располагается ниже, чем у мужчин. 
 

     2. Анатомическая  характеристика положения  тела

    2.1 Положение стоя 

    Положение стоя - это естественное, привычное для человека положение тела, выработанное в процессе длительной эволюции. Оно может являться рабочей позой, исходным и конечным положением для движений и физических упражнений. При стоянии тело занимает вертикальное положение, руки опущены вдоль туловища, голова держится прямо, ноги соприкасаются с опорной поверхностью подошвенной стороной стоп. Сила тяжести направлена вниз и действует сдавливающим образом на звенья тела. Чем ближе звено к опорной поверхности, тем больше момент силы тяжести. Поэтому наибольшую нагрузку испытывают нижние конечности, особенно стопа. Сила реакции опоры равна силе тяжести, но направлена противоположно.

    Одним из условий сохранения равновесия тела человека в положении стоя является расположение ОЦТ тела непосредственно над площадью опоры. Если вертикаль этого центра выходит за пределы площади опоры, то равновесие нарушается и тело падает. Кроме того, положение стоя можно сохранить только тогда, когда подвижные друг относительно друга звенья, входящие в состав тела, удерживаются при помощи напряжения мышц и связок в закрепленном состоянии.

    Стояние относится к положениям тела с  нижней опорой. Площадь опоры образуется площадью подошвенной поверхности  стоп и площадью пространства, заключенного между ними. Главными местами опоры стопы является нижняя поверхность пяточного бугра и головок плюсневых костей, а также (возможно) и пальцев. Площадь опоры с сомкнутыми пятками бывает большей в том случае, когда стопы располагаются друг относительно друга под некоторым углом. Она составляет примерно 250-350 см².

    В положении стоя давление приходится в большей мере на пятку и в  меньшей - на область головок плюсневых  костей, преимущественно 2-й и 3-й. На задний отдел стопы падает примерно 3/4 тяжести тела, на передний - 1/4. Если в положении стоя отвести туловище назад или же, наоборот, вывести вперед, то сила давления на площадь опоры переднего и заднего отделов стопы будет изменяться. В первом случае давление переднего отдела стопы уменьшится, а заднего - увеличится, а во втором - наоборот. Кроме того, вертикаль ОЦТ тела приближается то к заднему, то к переднему краю площади, опоры, в связи с чем нагрузка на мышцы изменяется. Так называемая действующая опорная поверхность стопы значительно меньше той поверхности, которая видна на отпе чатках. Это объясняется тем, что мягкие части стопы не могут служить достаточной опорой для тела.

    Если  человек стоит в обуви, особенно в жестких ботинках, «бездействующая» поверхность стопы больше, чем  без обуви, так как в первом случае мягкие ткани края стопы оказывают большее сопротивление действию силы тяжести.

    При симметричном стоянии масса тела распределяется равномерно на обе стопы  и вертикаль ОЦТ тела проходит приблизительно в середине площади  опоры. Но равновесие может быть нарушено, если эта вертикаль выйдет за границу площади опоры. В связи с этим положение стоя относят к ограниченно устойчивому виду равновесия.

    В зависимости от расположения вертикали  ОЦТ тела ближе к заднему или  к переднему краю опоры различают  три вида положения стоя:

    1) антропометрическое,

    2) спокойное,

    3) напряженное. 

    Антропомеrрическим положением считается такое, которое служит исходным для различных измерений (обычно для определения длины тела деревянным ростомером). При этом тело выпрямлено и несколько отведено назад. ОЦТ тела находится приблизительно в той же фронтальной плоскости, в которой лежат поперечные оси главных суставов конечностей (плечевого, локтевого, тазобедренного, коленного и голеностопного) и центры тяжести отдельных звеньев тела (головы, туловища и конечностей). Антропометрическое положение мало удобно, так как площадь опоры сзади от фронтальной плоскости очень невелика и достаточно небольшого действия внешних сил, чтобы вызвать падение тела. Кроме того, неодинаковое развитие мышц, расположенных спереди и сзади поперечных осей вращения в суставах, приводит к быстрому утомлению тех, которые недостаточно сильны (например, мышц передней nоверхности голени). В некотором напряжении должны быть как те мышцы, которые расnоложены спереди от поперечных осей суставов, так и те, которые находятся сзади этих осей т.е. сгибатели и разгибатели.

    Спокойное положение характеризуется тем, что все тело находится в непринужденном состоянии (например, при положении  по команде «Вольно!»). Располагаясь симметрично, верхняя часть тела несколько отведена на назад, а таз, наоборот, вперед. Фронтальная плоскость, проведённая через ОЦТ тела, проходит сзади поперечной оси тазобедренного сустава, спереди осей коленного и голеностопного суставов, приоли зительно через середину площади опоры. Углы устойчивости спереди и сзади, как и боковые, одинаковы. В этом положении человек может выполнять движения в пределах площади опоры без потери равновесия.

    Поскольку плечи силы тяжести в тазобедренном, коленном и голеностопном суставах небольшие, как и их моменты, то спокойное положение стоя связано с минимальным напряжением мышц. При этом движение тела назад (под влиянием силы тяжести) предупреждается натяжением подвздошно-бедренной связки, хотя мышцы-сгибатели бедра, удерживающие таз, в некоторой мере напрягаются.

    Укреплению  коленного сустава, по отношению  к поперечной оси которого вертикаль  ОЦТ тела проходит спереди, способствует натяжение связок, раположенных на его задней поверхности и внутри сустава. Укрепление голеностопного сустава  обеспечивается устройством самого сустава Блок таранной кости спереди несколько шире, чем сзади, поэтому, когда голень наклонена кпереди, он укрепляется между лодыжками костей голени лучше, чем при антропометрическом положении. При спокойном положении, когда туловище несколько откинуто назад, для укрепления как тазобедренного, так и коленного сустава требуется не значительное напряжение мышц.

    Верхняя часть туловища удерживается от наклона  вперед мышцами спины, из которых  наибольшее значение имеет мышца-выпрямитель позвоночника. Ввиду того что продолженная вверх вертикаль ОЦТ тела проходит довольно близко от поперечных осей соединений головы и туливища, требуется сравнительно небольшое мышечное напряжение, чтобы удержать в равновесии эти части тела. Связочный аппарат в этом также играет существенную роль.

    Напряженное положение тела характеризуется  тем, что туловище выпрямлено и несколько  выведено вперед, так что вертикаль  ОЦТ тела проходит вблизи передней границы площади опоры, спереди  поперечных осей всех главных суставов нижней конечности: тaзoбедренного, коленного и голеностопного. Таким образом, мышцы, расположенные на задних поверхностях этих суставов, должны постоянно находиться в сокращенном состоянии, чтобы предохранить тело от падения.

    При напряженном положении основная нагрузка падает на мышцы, находящиеся на стороне, противоположной той, где проходит вертикаль ОЦТ тела и туловище удерживаются мышцами.

    2.2. Характеристика положения  тела: ходьба вверх,  вниз- по лестнице

    Ходьба вверх-вниз, как и любое другое  движение, происходит в результате взаимодействия внешних и внутренних сил. Взаимодействие силы тяжести и силы реакции опоры различно в этом  движении  в зависимости от его фаз. Сила тяжести действует на протяжении всего цикла  движения, а сила реакции опоры — лишь в фазе опорной ноги. В первой фазе — фазе переднего шага опорной ноги, когда тело  соприкасается пяткой с опорной поверхностью, — действие силы тяжести направлено  вниз-вперед , а силы реакции опоры — вверх-назад . Силу реакции опоры можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие.