Курс лекций по биомеханике. Курс лекций Содержание Биомеханика как учебная и научная

• Название: Курс лекций Содержание Биомеханика как учебная и научная
• Анкор: Курс лекций по биомеханике.doc
• Дата: 24.04.2017
• Размер: 5.94 Mb.
• Имя файла: Курс лекций по биомеханике.doc
• Тип: Курс лекций; #1886
• страница: 4 из 26

7.Механизм движений туловища и головы

Основная функция мышечного аппарата туловища и головы за­ключается в удержании тела в состоянии равновесия, в обеспече­нии подвижности (сгибание, разгибание, боковые наклоны, круго­вые вращения) позвоночного столба, грудной клетки и головы и в преодолении сопротивления и тяжести различных предметов. Статика и динамика туловища в значительной мере взаимосвязаны с механизмом дыхания и состоянием органов грудной и брюшной полостей.

Удержанию тела в равновесии при выпрямленном его положе­нии содействует одновременное сокращение большинства мышц туловища. Главная роль в этом принадлежит напряжению подвздошно-бедренной связки и сокращению ягодичных мышц.

Сгибание туловища может быть пассивным и активным. В пер­вом случае вследствие расслабления мышц-разгибателей позвоноч­ника, а также тяжести головы и внутренних органов происходит пассивный наклон туловища вперед. Такое явление часто может происходить у лиц, работающих сидя, а также при общем ослабле­нии мышечного тонуса (истощающие заболевания, хронические профессиональные отравления и др.) и нередко у пожилых людей.

Активные сгибания тела наблюдаются при некоторых профес­сиональных и спортивных движениях, а также в условиях преодо­ления нагрузки (например, ношение тяжестей на спине). При этом сокращаются мышцы живота, подвздошно-поясничные, длинные мышцы головы и шеи, лестничные и грудино-ключично-сосцевидные и отчасти мышцы переднего отдела шеи.

Разгибание туловища обеспечивается сокращением всех мышц спины и заднего отдела шеи, но, главным образом, мышц-разгиба­телей позвоночника.

Наибольший интерес представляет работа мышц в условиях пре­одоления нагрузки: ношение груза на плечевом поясе, поднятие тяжестей (рис. 18) и др. В таких случаях помимо напря-­

Рис. 18. Методы поднятия и переноса груза. Пунктиром отмечены неправильные положения

жения указанных мышц-разгибателей сильно сокращается дыха­тельная мускулатура и мышцы передней брюшной стенки. Вследст­вие этого грудная и брюшная полости представляют собой своего рода туго надутые воздушно-газовые камеры, препятствующие фор­сированному сгибанию тела и тем предохраняющие от возможно­сти разрыва связочного аппарата позвоночного столба.

Боковые сгибания туловища происходят при одновременном со­кращении сгибателей и разгибателей одной стороны позвоночного столба. В этом также принимают участие мышцы, поднимающие ребра, задние зубчатые мышцы, квадратная мышца поясницы, на­ружные и внутренние межреберные мышцы, мышцы боковой стен­ки живота, а при фиксированном поясе — мышцы, поднимающие лопатку, широчайшая мышца спины, большая и малая грудные мышцы. Все отмеченные мышцы работают с большим напряжени­ем при поднятии груза одной рукой.

Вращение телом обеспечивается, главным образом, сокращени­ем следующих мышц: наружной косой мышцы живота одноименной стороны, внутренней косой мышцы живота противоположной сторо­ны, лестничных мышц, всех частей поперечно-остистых мышц, грудино-ключично-сосцевидной мышцы, верхней части трапециевидной мышцы и мышцы, поднимающей лопатку противоположной стороны.

Движения головы могут совершаться одновременно с движе­ниями туловища или самостоятельно. Сгибание головы проис­ходит вследствие расслабления всех мышц заднего отдела шеи и головы и может форсироваться при двустороннем сокращении длинных мышц головы и шеи, передних прямых мышц головы, грудино-ключично-сосцевидных мышц, переднего отдела шеи.

Разгибание головы связано с функцией ременных мышц головы и шеи, длиннейших мышц головы и шеи, а также и грудино-ключично-сосцевидных мышц.

Боковые наклоны головы осуществляются преимущественно за счет сокращения прямой и боковых мышц головы одноименной стороны, а также комбинированной функции других мышц перед­ней и задней областей шеи.

Повороты головы вокруг вертикальной оси возможно благода­ря комбинации сокращения мышц с косым направлением мышеч­ных пучков, а именно ременных мышц головы и шеи, полуостистой мышцы головы и шеи и одной из грудинно-ключично-сосцевидных мышц.

Во всех случаях при нижней опоре (положение стоя или сидя) механизм движений головы и отдельных частей туловища осуще­ствляется по типу рычага первого рода, т. е. рычага равновесия.

8.Движения позвоночного столба и головы

Движения позвоночного столба подобны изменениям положения и формы упругого стержня, укрепленного на штативе. Вме­сте с тем здесь все движения как бы контролируются и направляют­ся его суставами, а в грудном отделе значительно ограничиваются ребрами.

Наиболее подвижными являются шейный, нижнегрудной и верх­непоясничный отделы позвоночного столба. Схематически разнооб­разные формы движений позвоночного столба могут быть представле­ны в следующем виде: движения вокруг фронтальной оси (сгибание и разгибание) — общий размах 170—245°; движения вокруг сагит­тальной оси (отклонение в стороны) — около 55°; вращение вокруг вертикальной оси — до 90° (в значительной мере определяется тре­нировкой).

Движения головы могут быть классифицированы следующим обра­зом: сгибание и разгибание, определяемое скользящей подвижностью во всех суставах шейного отдела позвоночного столба; повороты во­круг вертикальной оси, в котором принимают участие лишь атланто-затылочные и атланто-осевые суставы; боковые наклоны головы, определяемые также главным образом суставами двух верхних шей­ных позвонков; круговые вращения, происходящие в суставах ниж­них трех-четырех шейных позвонков.

В молодом возрасте позвоночный столб более подвижен, у по­жилых людей объем движений во всех его отделах резко сокра­щен. Это объясняется некоторым сплющиванием и частичным око­стенением межпозвонковых дисков, а иногда и рядом заболеваний (чаще всего — остеохондрозом, деформирующим спондилезом и др.). Такие заболевания обычно носят профессиональный харак­тер (тяжелый физический труд, спорт и др.).

Путем физических упражнений объем движений позвоночного столба (боковые смещения головы, боковые движения грудной клетки и др.) может быть увеличен за счет резервной эластичнос­ти связочного аппарата и тренированности мышц.

9.Механизм движений верхней конечности

Верхние конечности являются самыми подвижными звеньями аппарата движения тела человека. Наряду с этим они приспособ­лены к значительным силовым нагрузкам.

К основным движениям верхних конечностей в трудовой (или спортивной) деятельности человека относятся: перекладывание и перенос предметов; поднятие или удержание предмета, отталкивание, поднимание и опускание верх­ней конечности, движения кистью, ударные движения; пронаторно-супинаторные движения; вращение; давле­ние на предмет и т.д.
Перекладывание и перенос предметов — наиболее распростра­ненная форма движений свободной верхней конечностью; при этом предплечье и кисть в большинстве случаев полупронированные. Работа мышц направлена на сгибание локтевого, разгибание и при­ведение (реже сгибание) лучезапястного и разгибание и приве­дение (реже отведение) плечевого суставов. В данном случае сокращаются, преодолевая большее или меньшее сопротивление, следующие мышцы: поверхностный и глубокий сгибатели пальцев, лучевой сгибатель и лучевые разгибатели запястья, плечелучевая мышца, двуглавая мышца плеча, надостная, подостная, подло­паточная мышцы, и в некоторых случаях — широчайшая мышца спины. Реже при этой форме движений дистальные отделы ко­нечностей полностью пронированы (гребля и др.) или же, наобо­рот, супинированы (выдвигание ящика и др.). В первом случае преимущественная силовая нагрузка падает на мышцы передней группы предплечья, поочередно на трехглавую и двуглавую мышцы плеча, а также мышцы, прямо или косвенно воздействующие на плечевой сустав. Во втором случае главным образом сокращается двуглавая мышца плеча и мышцы, разгибающие плечевой сустав,

Поднятие или удержание предмета требует, как правило, полупронированного (реже пронированного) положения предплечья и кисти. При этом основная работа мышц направлена на сжатие пальцев и сгибание локтевого (иногда и плечевого) сустава и пре­имущественная нагрузка падает на сгибатели пальцев, плечелучевую мышцу, лучевой сгибатель и лучевые разгибатели запястья, двуглавую мышцу плеча и отчасти большую грудную и переднюю часть дельтовидной мышцы. При удержании предмета (ношение груза в вытянутой руке), помимо сокращения сгибателей пальцев, в значительной мере напряжены все мышцы свободной верхней конечности, что препятствует перерастяжению связочного ап­парата. При слабом развитии мышц верхних конечностей (у де­тей, подростков, истощенных людей) ношение тяжестей может привести к травмированию связочного аппарата.

Отталкивание предмета (толкание ядра) требует активного участия разгибателей, причем наибольшая нагрузка падает на трех­главую мышцу плеча. Одновременно значительно сокращается передняя зубчатая мышца, которая с силой выдвигает верхнюю ко­нечность вперед.

При поднимании неотягощенной верхней конечности вперед сокращаются двуглавая мышца плеча, большая грудная мышца и мышцы радиального отдела предплечья.

При ударных движениях (работа молотобойца и др.) верхние конечности находятся преимущественно в полупронированном по­ложении и работа мышц состоит в следующем. Предварительное поднятие руки, помимо напряжения сгибателей пальцев, требует сокращения всех упомянутых в предыдущем случае мышц, но по­следние вследствие отягощения руки должны работать с большим напряжением. Обеспечение удара определяется главным образом силовым сокращением трехглавой мышцы плеча и всех мышц ла­донного отдела предплечья.

Пронаторно-супинаторные движения при согнутом локтевом суставе осуществляются преимущественно за счет сокращения пронаторов и супинаторов предплечья, а при разогнутой верхней конечности в них принимают значительное участие большая и ма­лая грудные, надостная и подостная мышцы, широчайшая мышца спины, а также передняя и задняя части дельтовидной мышцы.

При круговых вращениях верхней конечностью поочередно включаются в работу мышцы поднимающие, отводящие и опус­кающие плечо и плечевой пояс. Следовательно, в этом принимают участие двуглавая мышца плеча, большая грудная и передняя зубчатая мышцы, все части дельтовидной и верхние пучки трапе­циевидной мышц, мышца, поднимающая лопатку, ромбовидные мышцы и отчасти (при форсированном опускании плечевого пояса) малая грудная, подключичная и нижние пучки трапециевидной мышц.

Давление на предмет в вертикальном направлении дает возмож­ность использовать верхние конечности для силового воздействия на рычаги второго рода. Эта функция требует преимущественно ра­боты разгибателей, действующих на локтевой сустав. Кроме того, при этом в значительной мере напряжены все мышцы переднего отдела предплечья, переходящие на кисть, так как их роль в данном случае заключается в укреплении лучезапястного сустава и в предохране­нии его от переразгибания.

В функциональном отношении наиболее важной частью верх­ней конечности является кисть.Большая сложность и значитель­ное разнообразие движений, совершаемых кистью, обеспечивается главным образом следующими обстоятельствами: наличием наи­более совершенных форм противопоставления большого пальца; дифференцированностью движений каждого из пальцев; большой подвижностью лучезапястного сустава; четкой координацией всех видов движения кисти и конечности в целом, обусловленной функ­цией центральной нервной системы (ЦНС).

Некоторые позиции верхних конечностей создают благоприят­ные условия для активного участия вспомогательной дыхательной мускулатуры в механизме дыхания. К ним относятся: фиксация плечевого пояса путем сокращения ромбовидных мышц; упор ра­зогнутых верхних конечностей (на стол, спинку стула и др.); опора кисти на полку; положение локтей на подлокотниках и др.; опора туловища (на спинку стула, кресла и др.); положение рук на бед­рах. Наоборот, опускание плечевого пояса, что в большинст­ве случаев носит пассивный характер (действие силы тяжести) и обычно имеет место при сильной мышечной усталости (у рабо­тающих сидя без подлокотников), неблагоприятно сказывается на глубине вдоха и приводит к поверхностному дыханию.

Все отмеченное необходимо учитывать врачу, тренеру (инст­руктору физкультуры) при контроле за конструкцией рабочего места (стола, парты и др.) и организации производственной гим­настики.