Мышцы стопы и голени: строение (сухожилия, связки), анатомия ступни у человека

Наиболее крупные синовиальные сумки стопы расположены над I и V плюснефаланговыми суставами и вокруг пятки. Синовиальные сумки могут размещаться под кожей в области ахиллова сухожилия/между ним и задней поверхностью пяточной кости, между кожей и подошвенной поверхностью пяточной кости возле места прикрепления подошвенной фасции. Подкожные сумки обычно образуются в местах, несущих повышенную нагрузку или подвергающихся трению.

Диагностика голеностопного сустава

К основным заболеваниям голеностопного сустава или связанных с ним сухожильных влагалищ относятся:

• ревматоидный и псориатический артриты;
• болезнь Бехтерева или Рейтера.

При этом для ревматоидного артрита и болезни Бехтерева более характерно одновременное вовлечение в процесс обоих суставов.

Среди других причин появления боли в области голеностопного сустава можно назвать реактивные артриты, включая ревматический, деформирующий остеоартроз, артриты при неспецифическом язвенном колите и болезни Крона. При наличии нескольких островоспалившихся, резко болезненных суставов с гиперемией и гипертермией кожи над ними можно предполагать подагрический артрит.

Особая осторожность требуется в тех случаях, когда припухлость возникает только в области одного голеностопного сустава. Это может указывать на наличие инфекционного бактериального (гнойного, гонококкового, туберкулезного) артрита, при котором инъекционная терапия противопоказана.

Нередко причиной боли и даже припухлости в области голеностопного сустава является воспаление сухожильного влагалища задней большеберцовой или малоберцовых мышц.

Стопы

Суставы переднего отдела стопы, пораженные ревматоидным артритом и другими заболеваниями, являются основными причинами боли и потери трудоспособности. Кроме того, есть целый ряд других причин, вызывающих болезненные ощущения в стопе. К ним относятся:

• гнойное поражение стопы, особенно у больных сахарным диабетом;
• переломы;
• остеохондрит головок плюсневых костей, включая остеохондропатию головки II плюсневой кости;
• ишемические поражения на фоне облитерирующего эндартериита, атеросклероза и других сосудистых заболеваний.

Причинами боли в области стопы также могут быть расстройства чувствительности вследствие нейропатии, перерастающие в болезненные и неприятные ощущения, которые больные связывают с суставным поражением.

При ревматоидном артрите почти всегда поражаются плюснефаланговые суставы, что является одним из основных признаков болезни. Поражение приводит к припуханию и расширению переднего отдела стопы. Вследствие отека мягких околосуставных тканей пальцы стопы отстоят друг от друга. При пальпации, а особенно при боковом сжатии, выявляется ярко выраженная болезненность. На поздних стадиях ревматоидного артрита развиваются подвывихи плюснефаланговых суставов, формируется деформация стопы. Боль связана со сдавлением под тяжестью тела структур, не приспособленных выносить ее. После того как артрит вызвал поражение плюснефаланговых суставов, через некоторое время (обычно не ранее чем через 2 года) капсула сустава ослабляется, происходит подвывих проксимальной фаланги и смещение ее в сторону тыла стопы.

Лежащие под суставом подушки, состоящие из фиброзной и жировой ткани. смещаются вперед, и суставы становятся не защищенными. Вследствие давления кожа утолщается и развивается типичная мозоль («натоптыш»). Повреждения могут усугубляться развитием эрозий головок плюсневых костей и отклонением пальцев в латеральную сторону.

Наиболее часто поражаются II и III плюснефаланговые суставные сочленения. Первый плюснефаланговый сустав является классическим местом локализации подагрического артрита. Данная патология редко нуждается в местном введении глюкокортикостероидов, так как пероральный прием нестероидных препаратов весьма эффективен. Но сустав может вовлекаться в воспалительный процесс при ревматоидном или псориатическом артрите, болезни Рейтера. Может он деформироваться и при полиостеоартрозе. Иногда сумка на медиальной стороне сустава воспаляется из-за давления на нее неправильно подобранной обуви.

Пятки

Боль в районе пяточной кости — талалгия — симптом, часто встречающийся при целом ряде суставных заболеваний. Иногда при серонегативном спондилоартрите и деформирующем остеоартрозе талалгия длительное время может быть единственным проявлением болезни. Основными причинами боли в области пятки, поддающейся инъекционной терапии, являются воспаление синовиальных сумок ахиллова сухожилия (ахиллобурсит) и болезненные пяточные шпоры.

Ахиллобурсит встречается при серонегативных формах полиартритов, включая псориатический артрит, болезнь Рейтера или Бехтерева, энтеропатические артропатии, а также при тяжелых формах ревматоидного артрита. Ахиллобурсит обычно сопровождается выраженным отеком, который придает пятке ощущение деревянной плотности при ее пальпации.

Пяточная (подошвенная) шпора в классическом варианте представляет собой хроническое болезненное воспаление места прикрепления длинной подошвенной связки к средней части пяточной кости (чуть выше точки опоры, несущей массу тела). Обычным ее морфологическим субстратом, выявляемым при рентгенологическом исследовании, является костное разрастание в указанной области, обращенное острой вершиной кпереди. Но не всегда даже шпора больших размеров может являться причиной талалгии.

Болезненные поражения обычно связаны с ранней стадией образования шпоры, а рентгенологическое исследование при этом может только показать неясные очертания надкостницы и начальные рентгенологические признаки формирования шпоры. Данное изменение, как правило, вторично. Ему обычно предшествуют микротравматизация с надрывом или разрывом отдельных волокон подошвенной связки, ахиллова сухожилия (ахиллодинии при остеоартрозе, бруцеллезном артрите), ахиллобурсит, ахиллотендинит (при серонегативных спондилоартритах), периостит (при псориатическом артрите, болезни Рейтера). Довольно редко болезненные пяточные шпоры встречаются при ревматоидном артрите.

Среди других причин болезненного состояния пятки, при которых локальная инъекционная терапия не применяется, наиболее частой является воспаление в сухожилии. При ахиллотендините происходит повреждение всего ахиллова сухожилия и места его прикрепления, где оно переходит в фиброзный периост, покрывающий заднюю часть пяточной кости. Вследствие диффузности поражения он не поддается местному лечению глюкокортикостероидами. К тому же существует опасность разрыва спустя некоторое время после инъекции ПГКС.

В ряде случаев (при серонегативных спондилоартритах и гонококковом артрите) встречаются энтезопатии в местах прикрепления ахиллова сухожилия. При этом органические изменения не выявляются даже при морфологическом исследовании.

Непосредственно под пяткой могут локализоваться ревматоидные узелки. Они редко причиняют болевые ощущения, легко могут быть пропальпированы у больного, находящегося в положении лежа на спине. Если они большие и болезненные, то проявляется хорошая реакция на инъекцию глюкокортикостероидов. Располагающиеся непосредственно на ахилловом сухожилии ревматоидные узелки (тофусы) способны вызывать боль, если травмируются обувью при ходьбе. Иногда выявляется безболезненная диффузная или ограниченная припухлость ахиллова сухожилия, обусловленная ассоциированным с гиперхолестеринемией ксантоматозом.

Разрыв ахиллова сухожилия возникает спонтанно и проявляется внезапным параличом сгибания голеностопного сустава. Боль ощущается по задней поверхности пятки в ахилловом сухожилии. При пальпации обнаруживается наличие дефекта на сухожилии за счет ретракции мышц голени.

Также может наблюдаться частичный разрыв, возникающий вследствие инъекций ПГКС в сухожильную ткань при проведении местной инъекционной терапии. Экзостозы развиваются по задней поверхности кости пятки, обычно ниже места сухожильного прикрепления. Они появляются вследствие давления обуви и легко обнаруживаются при пальпации или на рентгене.

Возможны также костные повреждения пяточной кости вследствие метастазирования опухолей, болезни Педжета, переломов. Эти патологические состояния диагностируются при рентгенологическом исследовании.

АНАТОМИЯ

Анатомия стопы

Прежде чем говорить о строении различных отделов стопы, следует упомянуть, что в этом отделе ноги органично взаимодействуют кости, связочные структуры и мышечные элементы.

В свою очередь, костный скелет стопы разделен на предплюсну, плюсну и фаланги пальцев. Кости предплюсны сочленяются с элементами голени в голеностопном суставе.

Голеностопный сустав

Одной из самых крупных костей предплюсны является таранная кость. На верхней поверхности имеется выступ, называемый блоком. Этот элемент с каждой стороны соединяется с малоберцовой и большеберцовой костями.

В боковых отделах сочленения имеются костные выросты – лодыжки. Внутренняя является отделом большеберцовой кости, а наружная – малоберцовой. Каждая суставная поверхность костей выстлана гиалиновым хрящом, который выполняет питательную и амортизирующую функции. Сочленение является:

• По строению – сложным (участвуют более двух костей).
• По форме – блоковидным.
• По объему движения – двуосным.

Связки

Удержание костных структур между собой, защита, ограничение движений в суставе возможны благодаря наличию связок голеностопного сустава. Описание этих структур стоит начать с того, что они делятся в анатомии на 3 группы. К первой категории относятся волокна, соединяющие кости голени человека между собой:

1. Межкостная связка – нижний отдел мембраны, натянутой по всей длине голени между её костями.
2. Задняя нижняя связка – элемент, препятствующий внутреннему повороту костей голени.
3. Передняя нижняя малоберцовая связка. Волокна этой структуры направляются от большеберцовой кости к наружной лодыжке и позволяют удерживать стопу от наружного поворота.
4. Поперечная связка – небольшой волокнистый элемент, обеспечивающий фиксацию стопы от поворота внутрь.

Кроме перечисленных функций волокон, они обеспечивают надежное прикрепление хрупкой малоберцовой кости к мощной большеберцовой. Второй группой связок являются наружные боковые волокна:

1. Передняя таранно-малоберцовая
2. Задняя таранно-малоберцовая.
3. Пяточно-малоберцовая.

Эти связки начинаются на наружной лодыжке малоберцовой кости и расходятся в разные стороны по направлению к элементам предплюсны, поэтому они объединяются термином «дельтовидная связка». Функция этих структур заключается в укреплении наружного края этой области.

Наконец, третьей группой волокон являются внутренние боковые связки:

1. Большеберцово-ладьевидная.
2. Большеберцово-пяточная.
3. Передняя большеберцово-таранная.
4. Задняя большеберцово-таранная.

Аналогично анатомии предыдущей категории волокон, эти связки начинаются на внутренней лодыжке и удерживают от смещения кости предплюсны.

Мышцы

Движения в сочленении, дополнительная фиксация элементов достигаются посредством мышечных элементов, окружающих голеностоп. Каждая мышца имеет определенную точку крепления на стопе и собственное назначение, однако объединить структуры в группы можно по преобладающей функции.

К мышцам, участвующим в сгибании, относятся задняя большеберцовая, подошвенная, трехглавая, длинные сгибатели большого пальца и других пальцев стопы. За разгибание отвечают передняя большеберцовая, длинный разгибатель большого пальца, длинный разгибатель других пальцев.

Третьей группой мышц являются пронаторы – эти волокна вращают голеностоп внутрь к средней линии. Ими являются короткая и длинная малоберцовые мышцы. Их антагонисты (супинаторы): длинный разгибатель большого пальца, передняя малоберцовая мышца.

Ахиллово сухожилие

Голеностопный сустав в заднем отделе укрепляется самым крупным в организме человека ахилловым сухожилием. Образование формируется при слиянии икроножной и камбаловидной мышц в нижнем отделе голени.

Натянутое между мышечными брюшками и пяточным бугром мощное сухожилие играет важнейшую роль при движениях.

Важным клиническим моментом является возможность разрывов и растяжений этой структуры. В этом случае врач травматолог должен проводить комплексное лечение для восстановления функции.

Кровоснабжение

Работа мышц, восстановление элементов после нагрузки и травмы, обмен веществ в суставе возможен благодаря особенной анатомии кровеносной сети, окружающей соединение. Устройство артерий голеностопа подобно схеме кровоснабжения коленного сочленения.

Передние и задние большеберцовые и малоберцовые артерии разветвляются в области наружной и внутренней лодыжек и охватывают сустав со всех сторон. Благодаря такому устройству артериальной сети возможно полноценное функционирование анатомической области.

Венозная кровь оттекает от этой области по внутренней и наружной сетям, которые формируют важные образования: подкожные и большеберцовые внутренние вены.

Другие суставы стопы

Голеностопный сустав объединяет кости стопы с голенью, но между собой небольшие фрагменты нижнего отдела конечности также соединены небольшими сочленениями:

1. Пяточная и таранная кости человека участвуют в формировании подтаранного сустава. Вместе с таранно-пяточно-ладьевидным сочленением он объединяет кости предплюсны – заднего отдела стопы. Благодаря этим элементам объем вращения увеличивается до 50 градусов.
2. Кости предплюсны соединяются со средней частью скелета стопы предплюсне-плюсневыми суставами. Эти элементы укреплены длинной подошвенной связкой – важнейшей волокнистой структурой, которая формирует продольный свод и препятствует развитию плоскостопия.
3. Пять плюсневых косточек и основания базальных фаланг пальцев соединяются плюсне-фаланговыми суставами. А внутри каждого пальца имеется два межфаланговых сустава, объединяющих небольшие кости между собой. Каждый из них укреплен по бокам коллатеральными связками.

Эта непростая анатомия стопы человека позволяет ей сохранять баланс между подвижностью и функцией опоры, что очень важно для прямохождения человека.

Функции

Строение голеностопного сустава прежде всего направлено на достижение нужной для ходьбы подвижности. Благодаря слаженной работе мышц в суставе возможны движения в двух плоскостях. Во фронтальной оси голеностоп человека совершает сгибание и разгибание. В вертикальной плоскости возможно вращение: внутрь и в небольшом объеме наружу.

Кроме двигательной функции голеностопный сустав имеет опорное значение.

Кроме того, благодаря мягким тканям этой области осуществляется амортизация движений, сохраняющая костные структуры в целости.

Диагностика

В таком сложном элементе опорно-двигательного аппарата, как голеностоп могут происходить различные патологические процессы. Чтобы обнаружить дефект, визуализировать его, правильно поставить достоверный диагноз, существуют различные методы диагностики:

1. Рентгенография. Самый экономичный и доступный способ исследования. В нескольких проекциях делаются снимки голеностопа, на которых можно обнаружить перелом, вывих, опухоль и другие процессы.
2. УЗИ. На современном этапе диагностики используется редко, так как в отличие от коленного сустава, полость голеностопа небольшая. Однако метод хорош экономичностью, быстротой проведения, отсутствием вредного воздействия на ткани. Можно обнаружить скопление крови и отек в суставной сумке, инородные тела, визуализировать связки. Описание хода процедуры, увиденных результатов даёт врач функциональной диагностики.
3. Компьютерная томография. КТ применяется для оценки состояния костной системы сустава. При переломах, новообразованиях, артрозе эта методика является наиболее ценной в диагностическом плане.
4. Магнитно-резонансная томография. Как и при исследовании коленного сустава, эта процедура лучше любой другой укажет на состояние суставных хрящей, связок, ахиллова сухожилия. Методика дорогостоящая, но максимально информативная.
5. Атроскопия. Малоинвазивная, низкотравматичная процедура, которая включает введение в капсулу камеры. Врач может своими глазами осмотреть внутреннюю поверхность сумки и определить очаг патологии.

Инструментальные методы дополняются результатами врачебного осмотра и лабораторных анализов, на основании совокупности данных специалист выносит диагноз.

Мышцы стопы и голени: строение (сухожилия, связки), анатомия ступни у человека

На стопе выделяют три отдела — предплюсна, плюсна и фаланги пальцев.

Предплюсна образована семью короткими губчатыми костями, расположенными в два ряда. Задний ряд включает пяточную и таранную кости. Передний ряд состоит из внутренней группы костей: ладьевидной, медиальной, срединной и латеральной клиновидных, наружно расположенной кубовидной кости.

Плюсна состоит из пяти плюсневых костей. Это короткие трубчатые кости, в которых имеется основание, тело и головка. 1, 2 и 3 плюсневые кости своим основанием соединяются с клиновидными костями, а 4 и 5 — с кубовидной костью. 1 плюсневая кость самая короткая и толстая, 2 — самая длинная. Установлено, что механическая прочность 1 и 5 плюсневых костей в 3 раза превышает прочность 2,3, 4.

Фаланги пальцев — короткие трубчатые кости. Пальцы исполняют роль дополнительных опорных участков при ходьбе (см. далее Процесс ходьбы). Наглядное представление о роли пальцев в опорной функции стопы можно получить, если посмотреть на внутреннюю поверхность стельки ношеной обуви, где четко контурируются участки стопы, на которые мы опираемся при ходьбе.

Эти разнообразные по форме и размерам кости образуют стопу, они соединены друг с другом при помощи многочисленных связок и мышц, обеспечивающих подвижность в трех плоскостях. Поддержанию формы и выполнению функций стопы способствует активность мышц стопы и голени.

Функциональное строение стопы

Стопа, как конструкция, имеет довольно сложную арочную форму, напоминающую спираль или лопасть пропеллера.
Стопа имеет сводчатое строение. В ней принято различать два продольных свода и один поперечный.

Продольные костные своды:
внутренний (рессорный) образован пяточной, таранной, ладьевидной, тремя клиновидными, 1,2,3 плюсневыми костями, представляет собой дугу, которая проходит через всю стопу, начинается от пяточного бугра и заканчивается в точке опоры головки 1 плюсневой кости;

наружный (грузовой) образован пяточной, кубовидной, 4 и 5 плюсневыми костями, также имеет форму дуги, которая проходит через всю стопу, начинаясь от пяточного бугра и заканчиваясь в точке опоры головки 5 плюсневой кости.

В существовании поперечного свода подавляющее большинство врачей не сомневается, но относительно его локализации имеется два мнения. Первое: поперечный костный свод – это дуга, образованная всеми головками плюсневых костей. Она расположена в плоскости перпендикулярно к дугам продольных сводов. Второе: поперечный свод наиболее отчетливо выражен в области клиновидных, кубовидной и оснований плюсневых костей.

Рассматривать своды стопы как самостоятельные элементы можно только условно, так как в действительности они находятся в постоянном взаимодействии и функционируют как единый орган. В поддержании сводчатой формы стопы ведущая роль принадлежит связкам, подошвенному апоневрозу и сухожилиям мышц, переходящих с голени на стопу, и собственно мышц тыльной и подошвенной поверхностей стопы.

Опора стопы осуществляется в трех точках: области пяточного бугра, головок 1 и 5 плюсневых костей. Давление между передними и задними опорными точками распределяется в норме как 1:4.

Между костным остовом стопы и опорной поверхностью располагаются мягкотканые структуры (мышцы, связки, подкожножировая клетчатка, слой собственно кожи), формирующие рельеф подошвенной поверхности стопы, здесь проходят многочисленные сосуды и нервы стопы. Кожа подошвенной области в местах соприкосновения с опорой имеет ячеистое строение. В ней перпендикулярно расположены фиброзные тяжи, между которыми находятся участки жировой ткани, являющиеся хорошими амортизаторами. В области опорных точек (пятка, зона плюснефаланговых суставов) кожа более плотная, устойчивая к сжатию.

Особенности детской стопы

У детей до 3-х лет значительно развит подкожно-жировой слой, он заполняет всю нишу внутреннего продольного свода, выполняя сводоформирующую роль и роль амортизатора.

Связки стопы у ребенка содержат мало эластических волокон и много основного вещества. Основная роль в пассивной фиксации сводов принадлежит подошвенному апоневрозу.

У детей суставные щели шире, чем у взрослых. Это делает суставы подвижными и снижает роль суставных поверхностей как пассивного стабилизатора сводов. До 6-и лет на рентгенограммах не прослеживаются силовые линии в костях стопы, что свидетельствует об их функциональной несостоятельности и уязвимости. Кости предплюсны до 6-и лет не дифференцированы.

Оценить истинное состояние стоп ребенка может только врач на основании данных клинического осмотра, измерений параметров стоп, плантографии.

Следует отметить, что у детей в возрасте до 3-х лет, при осмотре указанная жировая подушка дает ложные представления об уменьшении размеров мягкого свода и уплощении внутреннего продольного свода.

Мышцы стопы и голени: строение (сухожилия, связки), анатомия ступни у человека

Эти три движения происходят из горизонтальной, сагиттальной и фронтальной плоскости.

Так как оси движения трехплоскостных суставов наклонены, пересекая все три оси тела (сагиттальную, фронтальную и горизонтальную), то движение отведения, тыльного сгибания и эверсии происходят одновременно (фото 2, Р).

Супинация – это трехплоскостное движение, включающее приведение, подошвенное сгибание и инверсия (фото 2, S).

Супинация и пронация, описанные выше, происходят в открытой кинетической цепи.

Root и др. описывают это движение в открытой кинетической цепи, наблюдая за пяточной костью в НЕнагруженном положении.

Функциональная биомеханика стопы и голеностопного сустава очень важны именно в нагруженном положении или в закрытой кинетической цепи.

60% цикла шага – это нагрузка на ногу и описывается как “период опоры”.

Супинация и пронация происходят в определенных точках опоры, чтобы помочь движению, стабилизировать суставы и снизить нагрузку на стопу и нижнюю конечность.

Root и др. идентифицировали 5 трехплоскостных суставов, которые позволяют происходить пронации и супинации.

Трепхплоскостные суставы включают в себя голеностопный, подтаранный, поперечный,
первый луч (клиновидно-плюсневый сустав), пятый луч (пятый предплюсне-плюсневый сустав).

Пронация происходит в фазу опоры шагового цикла для амортизации удара во время ходьбы, сохранения равновесия, при изменениях рельефа местности.

С момента касания пяткой до момента касания большим пальцем на стопу и нижнюю конечность воздействуют 4 основные силы, требующие смягчения.

При касании пятки 80% веса тела приходится на пяточную кость, образуется вертикальная к земле сила. Кость – это специальная соединительная ткань, предназначенная для снижения силы компрессии. Расположение большеберцовой, таранной и пяточной кости в момент касания пятки играет важную роль в безопасном распределении вертикальной компрессии.

Распределение компрессии весовой нагрузки с момента касания пяткой до касания большим пальцем происходит между пяточной и плюсневыми костями. Кости плюсны и предплюсны находятся под взаимным давлением подобно арке каменной кладки.

Средняя часть стопы во время фазы опоры не несет на себе веса. Есть также передняя поперечная сила сдвига большеберцовой и таранной кости. Она смягчается в большей степени икроножной/камбаловидной мышечными группами. Mann описывает медиальный сдвиг в стопе как следствие внутренней ротации нижней конечности.

Подтаранный сустав, состоящий из таранной и пяточной костей, отвечает на внутреннюю ротацию и медиальный сдвиг латеральным смещением или вальгусом пяточной кости.

Таранная кость двигается в медальном направлении (подошвенная поверхность совершает флексию и приведение), чтобы полностью совпадать с медиальной суставной фасеткой пяточной кости. Эта медиальная суставная поверхность сформирована медиальным отростком пяточной кости, называемым опорой таранной кости.

Поэтому когда задняя часть пяточной кости идет латерально, медиальный отросток пяточной кости уходит в латеральном направлении вместе с таранной костью (фото 3). Данная ротация таранной и пяточной костей была описана как преобразователь крутящего момента нижней конечности.

Фото 3. Пронация в закрытой кинетической цепи.

А. Подтаранный сустав и талокруральный сустав (голеностопный сустав). Вид спереди
В. Подтаранный сустав и талокруральный сустав (голеностопный сустав). Вид сзади

1. Пяточно/кубовидная артикуляция
2. Таранно-ладьевидная артикуляция
3. Опора таранной кости
4. Пяточная кость
5. Таранная кость
6. Большеберцовая кость
7. Малоберцовая кость

Передвижение – последовательность ротаций, начинающихся в поясничном отделе позвоночника, которые перемещают тело в пространстве. Ротации большой и малой берцовых костей в горизонтальной плоскости передаются и уменьшаются в подтаранном суставе. В фазу опоры шагового цикла ротация стопы не происходит.

Большеберцовая кость вращается внутрь во время касания пяткой, таранная кость следует за ней, что приводит к пронации подтаранного сустава или вальгусу (эверсии) пятки (фото 3).

Ротации нижней конечности в горизонтальной плоскости преобразуются в трехплоскостные движения пронации и супинации.

Поперечный сустав предплюсны, состоящий из таранно-ладьевидного и пяточно-кубовидного суставов, становится мобильным при пронации подтаранного сустава.

Кубовидная и ладьевидная кости выстраиваются более параллельно, позволяя переднему отделу стопы превратиться в «мешок с костями». Передний отдел становится эффективным и мобильным адаптером к изменениям поверхности, тем самым облегчая нахождение равновесия. Именно в области плюсны мы можем наблюдать снижение и увеличение медиальной арки.

Подводя итог вышесказанному, можно сказать, что на стопу и нижнюю конечность от момента удара пяткой до касания носком действует множество сил, из которых мы рассмотрели компрессию, ротацию, передний и медиальный сдвиги. Нормальная пронация играет важную роль в смягчении этих сил. Эта пассивная активность в закрытой кинетической цепи возникает вследствие внутренней ротации нижней конечности и силы медиального сдвига. Пронация инициируется в момент касания пятки и контролируется эксцентрическим сокращением супинаторов. С момента касания пяткой до момента касания носком активными являются следующие 3 мышцы: передняя большеберцовая, длинный разгибатель пальцев, длинный разгибатель большого пальца.

Супинация происходит в конце фазы опоры шагового цикла.

Это позволяет наружным мышцам эффективно функционировать и создает надежный рычаг для отталкивания. Этот жесткий рычаг формируется за счет фиксации костей стопы и голеностопа.

Зафиксированная позиция плюсны и предплюсны способствует установлению блоковой системы мышц. Правильная работа некоторых наружных мышц зависит от костных рычагов. Например, длинная малоберцовая мышца во время толчка стабилизирует первый луч. Способность этой мышцы совершать данное движение зависит от кубовидного блока (кубовидная кость в качестве ролика).

Фото 4. Кубовидный блок (cuboid pulley).

А и F представляют векторы действия длинной малоберцовой мышцы.
А. Вектор отведения;
F. Вектор подошвенного сокращения;
P. Сухожилие длинной малоберцовой мышцы;

1. Кубовидная кость;
2. Клиновидный кости;
3. Таранная кость;
4. Малоберцовая кость;
5. Большеберцовая кость.

Супинация стопы является результатом нескольких механизмов. Сначала в подфазу середины опоры (касание носком и толчок) активность наружных мышц инициализирует супинацию.

Исследования электромиографии показали, что в подфазу середины опоры увеличивается активность икроножной/камбаловидной мышц, задней большеберцовой, длинного сгибателя большого пальца и длинного сгибателя пальцев. Mann и Inman при помощи исследований электромиографии продемонстрировали важность глубоких мышц, участвующих в касании носком/отталкивании. Мышца, отводящая мизинец стопы; короткий сгибатель пальцев; короткий сгибатель большого пальца; короткая головка мышцы, отводящей большой палец; межкостные мышцы и короткий разгибатель пальцев важны для стабилизации плюсневого сустава во время последних 50% фазы опоры.

Второй фактор, влияющий на супинацию – это наружная ротация нижней конечности. Контралатеральная конечность, раскачиваясь вперед мимо опорной конечности, создает силу наружной ротации. Она обуславливает латеральную силу сдвига в стопе, приводящую к супинации. Подтаранный сустав инициирует супинацию инверсией пятки. Таранная кость перемещается в латеральную позицию (абдукция и дорсифлексия) через медиальный отросток пяточной кости. Плюсневый сустав в момент супинации подтаранного сустава блокируется. Механизм блокировки срабатывает тогда, когда кубовидная и ладьевидная кости оказываются перпендикулярными друг другу. Кости становятся прочными рычагами для более эффективной работы длинной малоберцовой и задней большеберцовой мышц. Таким образом, синергическое сокращение этих двух мышечных групп стабилизирует средний отдел стопы и первый луч (кубовидного блока). Стабилизация первого луча обеспечивает хорошее выравнивание первого плюснефалангового сустава и надежный рычаг для отталкивания.

Третий фактор, влияющий на супинацию – мобильность первого плюснефалангового сустава. Разгибание этого сустава обуславливает повышенное натяжение подошвенного апоневроза, способствующего супинации подтаранного сустава. Этот механизм описывался ранее как «Эффект лебедки». Для включения этого механизма в норме требуется 60-70º пассивной дорсифлексии плюснефалангового сустава.

Фото 5. Закрытая кинетическая цепь супинации
А. Вид подтаранного и голеностопного суставов спереди;
В. Вид сзади.

1. Пяточный/кубовидный сустав;
2. Таранный/ладьевидный суставы;
3. Опора таранной кости;
4. Пяточная кость;
5. Таранная кость;
6. Большеберцовая кость;
7. Малоберцовая кость.

Стопа

Стопа – часть нижней конечности, которая несет на себе вес тела и вместе с другими отделами ноги служит для перемещения человека в пространстве.

Стопа – часть нижней конечности, которая выполняет опорную функцию при стоянии и ходьбе. Она несет на себе всю тяжесть человеческого тела и вместе с другими отделами ноги служит для перемещения тела в пространстве. Благодаря сводчатому строению стопа обладает рессорными свойствами. Кости стопы, соединяясь между собой, образуют свод, обращенный выпуклостью вверх. Сзади стопа опирается на пяточный бугор, а спереди – на головки плюсневых костей (они выступают в основании пальцев стопы). Пальцы стопы служат для отталкивания от опорной поверхности при ходьбе, беге и прыжках.

Такая конструкция стопы позволяет распределять тяжесть, падающую на нее, уменьшает сотрясения и толчки при ходьбе, приспосабливает стопу к неровностям почвы, сообщает плавность походке и упругость стоянию. У новорожденного сводчатость стопы не выражена, она формируется по мере того, как ребенок начинает ходить.

Строение стопы

В скелете стопы выделяют 3 отдела: предплюсну, плюсну и пальцы.

Строение предплюсны
Предплюсна состоит из 7 прочных костей, расположенных в 2 ряда. Задний ряд включает в себя относительно крупные пяточную и таранную кости, передний состоит из ладьевидной, кубовидной и 3 клиновидных костей. На каждой из этих костей имеются суставные поверхности для соединения с соседними костями. Таранная кость сверху сочленяется с костями голени, снизу – с пяточной костью, впереди – с ладьевидной. Наиболее крупная пяточная кость сзади вытянута и утолщена, образуя пяточный бугор, который служит опорой при стоянии и местом прикрепления сухожилия мощной мышцы (ахиллово сухожилие трехглавой мышцы голени). Ладьевидная кость, занимая в предплюсне центральное положение, сочленяется со всеми ее костями, за исключением пяточной. Клиновидные кости располагаются в ряд впереди ладьевидной кости. Кубовидная кость находится у наружного края стопы и сочленяется сзади с пяточной костью, а впереди – с IV и V плюсневыми костями.

Строение плюсны
Плюсна образована 5 короткими трубчатыми костями, из которых I – наиболее толстая, а II – наиболее длинная. Каждая плюсневая кость имеет основание, опирающееся на предплюсну, головку, сочленяющуюся с основной фалангой соответствующего пальца, и трубчатое тело. На основании V плюсневой кости (со стороны мизинца) имеется бугристость, легко прощупываемая через кожу.

Строение пальцев стопы
Пальцы стопы имеют по 3 фаланги, кроме I (большого) пальца, у которого фаланг две. Все фаланги, особенно средние, значительно укорочены, а на V пальце средняя фаланга часто сливается с ногтевой.

Стопа и кисть: сходства и особенности строения

Стопа имеет много сходных черт строения с кистью, поскольку произошли они от гомологичных передних и задних конечностей низших позвоночных животных. Однако в ходе эволюции рука освободилась для выполнения трудовых движений, а нога осталась органом опоры и перемещения в пространстве. Функциональные различия привели к особенностям строения. Массивные кости предплюсны и короткие пальцы стопы разительно отличают ее от кисти с длинными пальцами и узким запястьем. Среди суставов кисти много подвижных соединений, которые отсутствуют в стопе. Особой подвижностью отличаются суставы большого пальца кисти, позволяющие захватывать предметы. У человекообразных обезьян стопа, как и кисть, обладает хватательной способностью. Но только у человека эта способность утрачивается и стопа приобретает сводчатое строение.

Строение и функции голеностопного сустава

С костями голени стопа соединена при помощи подвижного голеностопного сустава. Кости голени (большеберцовая – с внутренней стороны – и малоберцовая – с наружной) благодаря выступающим лодыжкам образуют подобие вилки, которая охватывает блок таранной кости. Движения в голеностопном суставе совершаются вокруг поперечной оси: сгибание, когда носок стопы опускается вниз, и разгибание, при котором носок движется вверх и приближается к голени. Эти движения иногда называют подошвенным и тыльным сгибанием.

Связки, укрепляющие голеностопный сустав, расположены по бокам сустава. Их волокна расходятся веерообразно от лодыжек к ладьевидной, таранной и пяточной костям. В суставе нередко бывают растяжения связок. Это случается при подошвенном сгибании одновременно с опусканием наружного края стопы. В этом случае в вилке между лодыжками оказывается более узкая задняя часть таранного блока, которая непрочно заклинивается и приводит к боковому движению – нога подворачивается. Может произойти растяжение наружной боковой связки, а иногда даже отрыв части лодыжки в месте прикрепления к ней этой связки.

Суставы стопы: особенности строения и функции

Соединения между костями стопы образуют сложную систему многочисленных суставов, укрепленных множеством коротких прочных связок. С практической точки зрения наибольшее значение имеют поперечный сустав предплюсны, или Шопаров сустав, и предплюсне-плюсневые суставы, объединенные под названием сустава Лисфранка. По линии этих суставов в случае необходимости производится ампутация передней части стопы.

Большинство суставов стопы относят к тугоподвижным, поскольку из-за формы костей и прочных связок движения в них ограничены. Наибольшей подвижностью обладают плюснефаланговые суставы, в которых возможно сгибание, разгибание, отведение и приведение пальцев, а также блоковидные по форме межфаланговые суставы стопы, допускающие незначительное сгибание и разгибание отдельных фаланг.

Свод стопы: особенности строения

Самым удивительным в строении стопы человека являются ее своды. Лишь у человека стопа построена по принципу прочной и упругой арки с короткими пальцами. Кости стопы образуют 2 свода – продольный и поперечный, которые образовались в связи с вертикальным положением человеческого тела. Стопа опирается на площадь пола не всей своей подошвенной поверхностью, а только пяточным бугром сзади и головками I и V плюсневых костей спереди, что обеспечивает ее рессорные свойства.

Кости и связки стопы
Продольный свод стопы можно представить как систему из пяти дуг, каждая из которых начинается от пяточного бугра и проходит вперед до головки соответствующей плюсневой кости. С внутренней стороны стопы ее продольный свод выше, с наружной – ниже. В этом легко убедиться даже при взгляде на подошвенную поверхность стопы. Наружная часть стопы служит опорой при стоянии и ходьбе, внутренняя пружинит при движении. Поэтому наружную часть продольного свода стопы (образованную дугами, идущими к IV и V пальцам) принято называть опорным сводом, а внутреннюю часть (I–III дуги) – рессорным сводом.

Поперечный свод стопы хорошо выражен в области головок плюсневых костей. В норме стопа опирается в переднем отделе только на головки крайних (I и V) плюсневых костей, головки II, III и IV плюсневых костей образуют выпуклый свод.

Сводчатая конструкция стопы поддерживается благодаря форме костей и прочности связок, особенно длинной подошвенной связки и подошвенного апоневроза, – это так называемые пассивные затяжки стопы.

Мышцы стопы
Не меньшую роль в укреплении сводов играют мышцы – активные затяжки, которые располагаются как продольно, так и поперечно. На подошве выделяют 3 группы мышц: одни осуществляют движения большого пальца; другие – мизинца; третьи, лежащие посередине, действуют на все пальцы стопы. Пучки волокон этих мышц, идущие в разных направлениях, способствуют удержанию продольного и поперечного сводов стопы.

Укрепляют своды стопы не только мышцы, лежащие непосредственно на ее подошвенной поверхности, но и мышцы голени, которые своими сухожилиями прикрепляются к костям стопы. В первую очередь это передняя и задняя большеберцовые мышцы и длинная малоберцовая мышца, располагающиеся на голени. От костей голени начинаются также длинные мышцы, сгибающие и разгибающие пальцы стопы. Поэтому при стоянии и движении, когда напряжены многие мышцы ноги, своды стопы часто выражены лучше. При ослаблении мышечной системы наблюдается сглаживание сводов стопы, связки растягиваются, стопа уплощается. Это явление называют плоскостопием.

Плоскостопие: виды, факторы риска, симптомы, профилактика

Различают поперечное и продольное плоскостопие. При поперечном плоскостопии уплощается поперечный свод стопы и ее передний отдел опирается на головки всех пяти плюсневых костей, а не только на I и V. При продольном плоскостопии уплощается продольный свод и стопа соприкасается с полом всей подошвенной поверхностью. Основная причина плоскостопия – слабость мышц и связок, возникающая вследствие травм или как профессиональное заболевание (у людей, работа которых связана с длительным стоянием или хождением). У тучных людей плоскостопие встречается чаще, чем у людей со средней массой тела. У многих к вечеру стопа также несколько уплощается и удлиняется (вследствие утомляемости мышц).

Проявляется плоскостопие болями в области стопы и быстрой утомляемостью ног. Боли могут ощущаться также в области голени и бедра и сопровождаться деформацией пальцев. У детей плоскостопие может развиться при частой физической перегрузке: ношении тяжестей, привычке брать на руки младших братьев и сестер и т. п.

Профилактика плоскостопия состоит в укреплении мышц стопы и голени специальными упражнениями (например, ходьба на носках и наружном крае стопы), создании условий, исключающих длительное пребывание на ногах, использовании специальных стелек-супинаторов, приподнимающих своды стопы.

Профессиональная нагрузка на стопу вызывает в ней хорошо заметные изменения.
Примером может служить стопа балерин. При стоянии и передвижении на носках
вся тяжесть тела падает на первые три пальца, поэтому плюсневые кости и фаланги этих
пальцев у балерин относительно массивнее, чем у людей других профессий. Несмотря на то
что человеческая стопа узко специализирована как орган опоры и передвижения,
у некоторых народов она используется как подсобный орган труда. Поэтому
движения в суставах стопы достигают у них большой подвижности, а мышцы
отличаются ловкостью. При необходимости подвижность суставов стопы
может быть увеличена соответствующими упражнениями.

Вместо заключения

Следует обратить внимание на тот факт, что площадь опоры вертикально стоящего человеческого тела ограничена именно наружным краем стоп. Чем шире раздвинуты стопы, тем больше площадь опоры и, в соответствии с законами физики, устойчивее равновесие человеческого тела. Любое перемещение в пространстве (ходьба, бег) начинается с потери равновесия (поступательное движение тела вперед – падение) и последующего создания новой площади опоры (переставление ноги). Стопа при этом – и опора, и двигатель, т. к. производит отталкивание тела от земли.

Авторы: Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН; Игорь Пономарев