Биомеханика рук и плечевого пояса в асанах йоги

Мы начнем с того, что вспомним, как называются те части тела человека, которые относятся к плечевому поясу. Конечно, мы все понимаем, где у человека нога, а где голова. Но есть некоторые части тела, анатомические названия которых не совпадают с названиями в бытовой речи. Это прежде всего плечо. В обыденной речи плечом принято называть место между шеей и рукой. Вероятно, это пришло от портных, которые именно так это и называют. В анатомии плечом называется верхняя часть руки: от локтевого до плечевого сустава. А вот для части тела между шеей и плечевым суставом специального анатомического названия не существует. Если же врачу нужно указать на эту область, например, если здесь имеется травма, он назовет ее надключичной областью, если речь идет о передней ее части, или надлопаточной, если имеется в виду задняя часть.

Итак, верхняя часть руки от плечевого до локтевого сустава называется плечом. Нижняя часть руки от плечевого до лучезапястного сустава называется предплечьем. Далее у нас следует кисть руки. В ней различают запястье и пясть. Чтобы понять, где они находятся, лучше всего посмотреть на скелет кисти (см. рис. ниже). Мы видим здесь два ряда мелких косточек, которые соединяются с длинными костями, похожими на кости пальцев. Вот эти два ряда мелких косточек – это запястье, а длинные кости – это пясть.

Если мы, проводя йога-классы, даем словесные инструкции по отстройке асан, нам нужно объяснить и нашим студентам, какая часть тела как называется, и что мы имеем в виду, говоря «плечо» или «предплечье».

Под исходным положением тела подразумевается положение, когда человек стоит, равномерно опираясь на обе ноги. Голова и туловище расположены прямо, позвоночник сохраняет свои физиологические изгибы, таз находится в нейтральном положении, колени выпрямлены, но не переразогнуты, стопы развернуты – пятки вместе, носки разведены на 65 – 70⁰, угол между голенью и стопой равен 90⁰, руки свободно висят, плечи несколько отведены назад, а ладони развернуты вперед.

Оси и плоскости тела – это не какие-то реально существующие образования или части тела. Это воображаемые плоскости и линии, помогающие нам описывать человеческое тело и его движения. Для описания движений человеческого тела используются три плоскости: фронтальная, сагиттальная и горизонтальная; и три оси: фронтальная, сагиттальная и вертикальная.

Плоскости тела.

Фронтальная плоскость – это плоскость, в которой мы видим человека, если смотрим на него лицом к лицу. Она расположена вертикально параллельно плоскости лба и делит тело человека на переднюю и заднюю части.

Сагиттальная плоскость – это плоскость, в которой мы видим человека в профиль. Сагиттальная плоскость также расположена вертикально, проходит спереди назад и делит тело на правую и левую сторону.

Горизонтальная плоскость – это плоскость, в которой мы могли бы увидеть человека, если бы смогли посмотреть на него сверху. Она, как понятно из названия, расположена горизонтально, перпендикулярно двум предыдущим – фронтальной и сагиттальной.

Глядя на рисунок горизонтальной плоскости, легко догадаться, что она может быть проведена не только в области середины тела, но и выше или ниже. Например, если мы обсуждаем движения тазобедренных суставов, мы проведем горизонтальную плоскость в области этих суставов. А если обсуждаем движения шеи, например, мы проведем горизонтальную плоскость в области шеи. Точно также и другие плоскости могут быть проведены через любую точку тела. При этом фронтальная плоскость может смещаться больше вперед или назад, а сагиттальная плоскость больше вправо или влево. Т.е. плоскостей может быть сколь угодно много. Но среди них выделяют одну срединную плоскость тела. Это сагиттальная плоскость, проходящая точно по середине тела спереди назад и делящая его на правую и левую части. Срединная плоскость может быть только одна.

При изучении движений в суставах, кроме плоскостей, условно проводят оси, вокруг которых эти движения осуществляются. Их тоже три: фронтальная, сагиттальная и вертикальная.

Фронтальная ось проходит во фронтальной плоскости слева направо (или справа налево). Движения вокруг фронтальной оси совершаются в сагиттальной плоскости.

Сагиттальная ось проходит в сагиттальной плоскости – спереди назад, а движения вокруг этой оси совершаются во фронтальной плоскости.

Вертикальная ось проходит вертикально сверху вниз, перпендикулярно горизонтальной плоскости. Движения вокруг этой оси совершаются в горизонтальной плоскости.

Во фронтальной плоскости мы совершаем движения отведения и приведения. На латыни – абдукция и аддукция, поэтому мышцы, отвечающие за эти движения, называют абдукторами – отводящие мышцы и аддукторами – приводящие мышцы. Отведением называется движение, при котором часть тела удаляется от его срединной плоскости. Приведением – движение, при котором часть тела приближается к срединной плоскости.

Отведение и приведение совершаются вокруг сагиттальной оси.

В сагиттальной плоскости мы совершаем сгибание – флексию и разгибание – экстензию. Мышцы, выполняющие такие движения, называют флексорами – сгибателями или экстензорами – разгибателями. Сгибание – это движение в суставе, при котором угол между сочленяющимися в этом суставе костями уменьшается. При разгибании – увеличивается. Сгибание и разгибание совершаются вокруг фронтальной оси.

В горизонтальной плоскости и вокруг вертикальной оси совершается вращение – ротация, которое может быть внутренним, если направлено к центру тела, и наружным, если направлено от центра тела. Вращение к центру тела называется пронацией, от центра – супинацией. Соответственно, мышцы, выполняющие вращательные движения, называют внешними (наружными) и внутренними ротаторами или супинаторами и пронаторами.

Чтобы легче было запомнить, где пронация, а где супинация, используется так называемая мнемоническая фраза: «суп несу – супинация, суп пролил – пронация». Когда мы несем тарелку с супом, наши руки находятся в положении супинации. Если же мы пронируем руки, суп прольется.

Это основные движения человеческого тела. Но мы совершаем и ряд других стереотипных движений, у которых есть собственные названия.

Основные движения.

Эверсия и инверсия. Для обозначения движений стопы используются также термины инверсия и эверсия. Эверсия – это поворот внутреннего края стопы в подошвенном направлении. Эверсия – это комплексное движение, одновременно сочетающее сгибание и поворот подошвы наружу. Инверсия – подъем внутреннего края стопы в тыльном направлении – является сочетанием разгибания и поворота подошвы внутрь.

Протракция и ретракция. Протракция – движение части тела вперед, ретракция – движение назад. Эти термины применяют при описании движений лопатки или нижней челюсти.

Депрессия и элевация. Для обозначения движений этих же частей тела также используются термины элевация – движение вверх и депрессия – движение вниз.

Отдельный термин существует для описания движений большого пальца руки – оппозиция – противопоставление большого пальца другим пальцам руки.

И наконец, круговое движение части тела, при котором она описывает круг, называется циркумдукция. Циркумдукция – это последовательное движение вокруг всех осей.

Отдельные виды движений.

Для описания движений или расположения части тела используются некоторые специальные термины:

Латеральный – «боковой», расположенный дальше от середины тела, ближе к боку.

Медиальный – расположенный ближе к середине тела. Например, медиальная и латеральная лодыжки ноги: медиальная расположена на внутренней стороне ноги, латеральная – на наружной.

Проксимальный – верхний, расположенный ближе к голове по вертикальной оси.

Дистальный – нижний, расположенный дальше головы по вертикальной оси.

Вентральный – передний, обращенный к передней стороне тела.

Дорзальный – задний, обращенный к задней стороне тела.

Кости в нашем теле соединяются по-разному. Эти соединения бывают непрерывные, прерывные – суставы, и промежуточные – полусуставы или симфизы.

Непрерывные соединения подразумевают, что между соединяющимися костями нет никакой полости или щели, а лишь небольшое количество фиброзной или хрящевой ткани. Движение в таких соединениях практически отсутствует. Непрерывными являются, например, соединения костей черепа с помощью тонких волокнистых прослоек соединительной ткани. Эти соединения называются швами.

Непрерывные соединения костей с помощью связок, срастающихся с надкостницей, называются синдесмозами. Синдесмозом, например, соединены большая и малая берцовая кости в нижней части. Синдесмозы обеспечивают небольшую подвижность.

Если кости соединены прослойкой хрящевой ткани, такие соединения называются синхондрозами. Синхондрозы малоподвижны. В качестве примера можно привести соединение мечевидного отростка грудины.

Если с возрастом синдесмозы или синхондрозы окостеневают, они превращаются в синостозы – сращение костей.

Промежуточным между прерывным и непрерывным соединением являются симфизы или, как их еще называют, полусуставы. Это соединения двух костей с помощью хрящевой ткани, внутри которой есть небольшая щель. Типичным примером является лобковый симфиз. Симфизы – малоподвижные соединения.

Прерывные соединения костей – это суставы. Суставы являются центром любого движения. Именно они обеспечивают все разнообразие движений в нашем теле. Но почти все суставы разные. Они отличаются по форме и по строению, поэтому и возможности движения в разных суставах разные. Объем и амплитуда движения в суставах зависят от формы суставных поверхностей, а также от количества и расположения связок и растяжимости мышц, окружающих сустав.

Тем не менее, все суставы обладают общими качествами и похожим строением. Во всех суставах существуют суставные поверхности как минимум двух костей. Эти суставные поверхности покрыты гиалиновым хрящом. У всех суставов есть суставная капсула – плотная соединительно-тканная оболочка. Внутри всех суставов есть небольшая полость – суставная полость с небольшим количеством синовиальной жидкости, обеспечивающей скольжение костей относительно друг друга. В некоторых суставах есть также внутрисуставные хрящи, связки и другие элементы.

Типичное строение сустава.

Анатомическая классификация суставов

По строению суставы делятся на простые, сложные, комплексные и комбинированные.

Если в суставе соединяются только две суставные поверхности, такой сустав называют простым. Таковыми являются, например, межфаланговые суставы пальцев. Если в суставе соединяются три или более костей, он называется сложным. Сложным является локтевой сустав. Если внутри сустава находятся внутрисуставные диски или мениски, такой сустав называют комплексным. Например, коленный сустав. Если два расположенных отдельно друг от друга сустава функционируют совместно, их называют комбинированными. Например, височно-нижнечелюстной, соединяющий нижнюю челюсть с костями черепа.

Биомеханическая классификация суставов

Кроме этой, анатомической, существует также биомеханическая классификация суставов, в которой суставы классифицируются по функциональным возможностям. Наше тело потенциально может двигаться в трех плоскостях вокруг трех осей. Но в реальности большинство суставов в нашем теле могут двигаться только вокруг двух или даже только вокруг одной оси. Возможности движения зависят от формы суставов. Суставы, движения в которых возможны только вокруг одной оси, называются одноосными; вокруг двух – двуосными. Если форма сустава позволяет ему двигаться вокруг трех осей, он называется … многоосным, потому что движение вокруг трех осей позволяет движение вокруг любых других осей, которых бесконечно много.

Возможность тех или иных движений в суставе определяется не только формой и строением самого сустава, но и мышцами, управляющими этими движениями. Например, пястно-фаланговые суставы кисти рук представляют собой типичные шаровидные суставы, образованные шаровидными суставными головками пястных костей и суставными впадинами первых фаланг пальцев. Потенциально они могли бы обеспечивать любые виды движений, но у нас нет мышц, которые бы позволяли осуществлять их вращение. Мы можем осуществлять только сгибание/разгибание и отведение/приведение в этих суставах, но не ротацию. Однако в этих суставах возможна циркумдукция – круговое движение.

Классификация суставов.

Одноосные суставы

Суставы, движения в которых возможны только вокруг одной оси называются одноосными. По форме и строению такие суставы похожи на блоки или цилиндрические соединения, используемые в технике.

В цилиндрическом суставе имеется цилиндрическая суставная поверхность. Если мы посмотрим на цилиндрический сустав, нетрудно понять, что движение в нем возможно только вокруг вертикальной оси, т.е. только вращение. Такими суставами в нашем теле являются атланто-аксиальный сустав между I и II шейными позвонками и луче-локтевые суставы.

Если похожая конструкция расположена горизонтально во фронтальной плоскости, сустав называется блоковидным. Такой сустав тоже обеспечивает движение только вдоль одной оси – сагиттальной, т.е. сгибание и разгибание. Такими суставами являются межфаланговые суставы пальцев.

В качестве разновидности блоковидного сустава рассматривается винтообразный сустав, каковым является локтевой сустав. Сгибание и разгибание в нем совершается с винтообразным смещением.

Двуосные суставы

Суставы, движения в которых возможны вокруг двух осей, называются двуосными. По форме такие суставы бывают эллипсовидными, седловидными и мыщелковыми.

В эллипсовидных суставах суставные поверхности имеют форму эллипса: одна выпуклая, другая вогнутая; и обеспечивают движения вокруг фронтальной и сагиттальной осей. Примером является лучезапястный сустав, в котором возможно сгибание/разгибание и отведение/приведение.

В седловидном суставе также одна суставная поверхность выпуклая, а другая вогнутая, но они теснее входят одна в другую. Примером является первый запястно-пястный сустав кисти. Движения также возможны в двух плоскостях: фронтальной и сагиттальной – сгибание/разгибание, отведение/приведение.

Третья возможная форма двуосных суставов – мыщелковая: одна суставная поверхность выпуклая, округлой формы в виде выступающей головки – мыщелка (могут быть два мыщелка), другая – вогнутая в виде неглубокой ямки или плоская. В таких суставах возможны движения вокруг фронтальной и вертикальной осей: сгибание/разгибание и вращение. Примерами таких суставов являются коленный и височно-нижнечелюстной.

Трехосные или многоосные суставы

Суставы, обеспечивающие движения вокруг трех осей, могут обеспечивать движения в любых направлениях, т.е. вокруг любых возможных осей, поэтому их называют многоосными. У таких суставов одна суставная поверхность приближена к форме шара и представляет собой шаровидную головку кости, а другая суставная поверхность представляет вогнутую суставную впадину. Примером такого сустава является плечевой (плечелопаточный) сустав и тазобедренный сустав. Поскольку в тазобедренном суставе суставная впадина глубокая, его называют чашеобразным суставом.

К трехосным суставам относят и плоские суставы, в которых суставные поверхности совсем слабо изогнуты, почти плоские, что можно рассматривать, как участок поверхности шара с очень большим радиусом. Таковыми, например, являются соединения костей предплюсны.

Симфизы

Кроме истинных суставов, у нас еще есть полусуставы, которые называются симфизами. Симфиз – это соединение костей посредством хрящевой ткани, внутри которой есть небольшая щель. У симфизов нет суставной капсулы, а внутри щели нет синовиальной оболочки. В этих соединениях возможны небольшие смещения костей относительно друг друга. Примеры: лобковый симфиз, рукоятка грудины.

Любое движение, которое мы совершаем, и даже поддержание неподвижной позы требует участия многих мышц. В любом двигательном акте мышцы работают слаженно и согласованно, последовательно включаясь в работу.

В данной книге под словом «мышцы» подразумевается поперечнополосатая скелетная мускулатура, т.е. мышцы скелета. При этом нужно отметить, что у нас есть и другой вид мышечной ткани – гладкие мышцы. Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов, например, желудка, пищевода, в стенках протоков, в эндокринных железах и в стенках сосудов.

Мышцы составляют около 40% массы тела взрослого человека. Мышцы позволяют нам перемещаться в пространстве, поддерживать определенную позу и совершать разнообразные движения.

Действие мышцы проявляется в виде силы тяги, которая стремится сблизить концы мышцы – места ее прикрепления. Только несколько мышц в нашем теле, напрягаясь, не могут сблизить места своего прикрепления, например, диафрагма или поперечная мышца живота.

В описании функционирования мышц используются слова: напряжение, расслабление, сокращение и растяжение. Терминами «напряжение» и «расслабление» обозначается увеличение или уменьшение силы тяги мышцы. Термины «сокращение» и «растяжение» обозначают укорочение и удлинение мышцы. Сокращение мышцы не всегда сопровождается ее напряжением. Мышца напрягается в ответ на сопротивление; мышца, не встречающая сопротивления, не может быть напряжена. А растяжение мышцы не всегда сопровождается ее расслаблением.

Свойства и функции мышц

Функции, которые мышцы выполняют в нашем теле:

Поддержание тела и внутренних органов.

Движения тела в целом и его отдельных частей.

Терморегуляция – мышцы вырабатывают большое количество тепла. Можно вспомнить, например, как мы начинаем дрожать, когда нам холодно. Дрожь – это мышечные сокращения. Совершая их, мышцы вырабатывают тепло.

Гемодинамическая функция – сокращаясь, мышцы способствуют продвижению крови по венам.

Свойства мышц

Все мышцы в нашем теле обладают определенными свойствами.

Возбудимость – способность воспринимать нервный импульс и отвечать на него.

Сократимость – способность укорачиваться при получении соответствующего стимула.

Растяжимость – способность удлиняться под воздействием внешней силы.

Эластичность – способность возвращаться к нормальной форме после сокращения или растяжения.

Тонус – мышцы постоянно находятся в состоянии некоторого сокращения, которое называется мышечным тонусом.

Строение мышечного волокна

Скелетные мышцы называют поперечно-полосатыми. Такое название они получили из-за того, как они выглядят в электронном микроскопе.

Строение мышечного волокна.

Однако даже без микроскопа, невооруженным глазом, видно, что мышца состоит из отдельных волокон. Под микроскопом видно, что эти волокна состоят из еще более тонких волокон – миофибрилл. Миофибриллы «построены» из «кирпичиков», которые называются саркомерами. Саркомеры отделены друг от друга Z-пластинами. Расположение саркомеров в миофибриллах совпадает, поэтому в электронном микроскопе создается картинка поперечной исчерченности, полосок, которые создают чередующиеся саркомеры и Z-пластины. Отсюда и название – поперечнополосатые мышцы.

Строение саркомера.

От Z-пластинок в обе стороны отходят нити, состоящие из белка актина – актиновые филламенты. Одним концом они прикреплены к пластине, а второй свободно расположен внутри саркомера. Между нитями актина располагаются нити белка миозина – миозиновые филламенты. На боковых сторонах миозиновых нитей располагаются выступы, которые называются поперечные мостики. Во время мышечного сокращения нити актина скользят вдоль нитей миозина. Длина саркомера уменьшается, как и длина всей мышцы в целом. При этом длина самих нитей актина и миозина не изменяется, только увеличивается площадь их перекрытия. Так происходит мышечное сокращение.

Мышца сокращается в ответ на нервный импульс, который поступает от нервной клетки – мотонейрона спинного мозга.

Типы мышечных волокон

В зависимости от задач, которые выполняют те или иные мышцы, их структура несколько отличается. Выделяют три типа мышечных волокон: белые, красные и промежуточные.

Красные волокна окружены обширной сетью капилляров, в них много митохондрий и окислительных ферментов, благодаря чему они могут выполнять работу в течение продолжительного времени. Эти волокна преобладают в мышцах, для которых основной является статическая нагрузка, например, поддержание вертикального положения тела. Эти волокна называют медленными.

Белые мышечные волокна содержат большое количество сократительных элементов, благодаря чему они способны развивать большую силу, но легко и быстро утомляются. Белые мышечные волокна называют быстрыми.