Что такое сводчатая стопа в биологии
Стопа как целое и ее своды
Стопа устроена и функционирует как упругий подвижный свод. Сводчатое строение стопы отсутствует у всех животных, включая антропоидов, и является характерным признаком для человека, обусловленным прямохождением.
Такое строение возникло в связи с новыми функциональными требованиями, предъявленными к человеческой стопе: увеличение нагрузки на стопу при вертикальном положении тела, уменьшение площади опоры в сочетании с экономией строительного материала и крепостью всей постройки.
Комплекс костей стопы, соединенных почти неподвижно при помощи тугих суставов, образует так называемую твердую основу стопы, в состав которой входит 10 костей: os naviculare, ossa cuneiformia mediale, intermedium, laterale, os cuboideum, ossa metatarsalia I, II, III, IV, V.
Из связок в укреплении свода стопы решающую роль играет lig. plantare longum — длинная подошвенная связка. Она начинается от нижней поверхности пяточной кости, тянется вперед и прикрепляется глубокими волокнами к tuberositas ossis cuboidei и поверхностными — к основанию плюсневых костей.
Перекидываясь через sulcus ossis cuboidei, длинная подошвенная связка превращает эту борозду в костно-фиброзный канал, через который проходит сухожилие m. peronei longi.
В общем сводчатом строении стопы выделяют 5 продольных сводов и I поперечный. Продольные своды начинаются из одного пункта пяточной кости и расходятся вперед по выпуклым кверху радиусам, соответствующим 5 лучам стопы.
Важную роль в образовании 1-го (медиального) свода играет sustentaculum tali. Самым длинным и самым высоким из продольных сводов является второй. Продольные своды, в передней части соединенные в виде параболы, образуют поперечный свод стопы. Костные своды держатся формой образующих их костей, мышцами и фасциями, причем мышцы являются активными «затяжками», удерживающими своды.
В частности, поперечный свод стопы поддерживается поперечными связками подошвы и косо расположенными сухожилиями m. peroneus longus, m. tibialis posterior и поперечной головкой m. adductor hallucis.
Продольно расположенные мышцы укорачивают стопу, а косые и поперечные суживают. Такое двусторонее действие мышц-затяжек сохраняет сводчатую форму стопы, которая пружинит и обусловливает эластичность походки. При ослаблении описанного аппарата свод опускается, стопа уплощается и может приобрести неправильное строение, называемое плоской стопой.
Однако пассивные факторы (кости и связки) играют в поддержании свода не меньшую, если не большую роль, чем активные (мышцы).
Что такое сводчатая стопа и ее значение для человека
Сводчатая стопа – это патология, характеризующаяся нарушением в формировании продольного свода, увеличением свода выше нормы. Здоровая стопа выполняет роль амортизатора, опоры. Благодаря анатомическому устройству человек может находиться в вертикальном положении, ходить, бегать, заниматься спортом. Для сводчатой формы стопы характерно отсутствие соприкосновения средней части с опорой. Нагрузка приходится на большой палец, пятку ступни.
Что такое и функции сводчатой стопы
Чрезмерно высокий свод ступни встречается редко. Провоцируют искривления неврологические патологии у детей, взрослых:
При длительном отсутствии терапии пальцы деформируются, приобретают когтеобразную форму. Функциональный запас организма – поддержка положения туловища стоя и процесс прямохождения нарушаются, куполообразный свод и когтевидные пальцы не позволяют безболезненно передвигаться. Требуется лечение с применением ортопедических конструкций, подбором индивидуальной коррекционной обуви.
Основные типы свода стоп
Бывают нескольких видов. Зависимо от деформирующего фактора, подбирается в дальнейшем лечебная тактика, ортопедическая обувь, фиксаторы подошвы. Различают три вариации строения ступней. Формируются в утробе или изменяются под воздействием внешних факторов.
| Вид свода | Нормальный изгиб | Высокий (экскавация) изгиб | Плоский изгиб |
| Диагностика | Плантометрия или «мокрый тест». | Отчетливо диагностируется самостоятельно. | Подометрия, компьютерный тест, «мокрый тест». |
| Особенности, симптоматика | Распространенный вариант, функции стопы выполняются, важно правильно подбирать обувь для ежедневного ношения, занятий спортом, особенно беговых. | Отсутствует соприкосновение свода с поверхностью. Выражена пронация (выворот на внешнюю сторону увеличен). Симптомы усталости, болезненности склонны нарастать по степени ухудшения состояния. | Свод полностью во всех точках соприкасается с опорой, выражена гиперпронация. Симптоматика усталости ног, боли при длительной ходьбе, простреливающие боли в продольной части стопы. |
| Методы коррекции | Не требуются. | Лечение длительное с применением медикаментов, массажа, физиотерапии, ношение ортезов, протекторов. При тяжелых ситуациях используют хирургическое вмешательство. | Исправляется гимнастическими упражнениями, ортопедической обувью, самомассажем и физиопроцедурами. |
Как определить свод стопы
Самостоятельно определить сложно, требуется обращение за помощью к специалисту. Существуют методики определения кривизны:
При каких результатах существуют проблемы
При проведении подометрии по методике Фридлянда рассчитывают индекс, в норме составляет от 29 до 31. При развитии полой, сводчатой экскавации индекс показатель будет свыше 31, при цифре ниже 29 – можно говорить о развитии уплощения, вальгусного искривления, плоскостопия.
При компьютерной методике четко определяется зона перезагрузки, степень искривления до миллиметров, местонахождение очага поражения, упрощается подбор схемы коррекции.
На рентген-снимке определяется кривизна или уплощение свода, при смазывании картины дополнительно применяют компьютерную или магнитно-резонансную томографию.
«Мокрый тест» позволяет визуально увидеть рисунок стопы – в норме продольный свод не отпечатывается. При отсутствии отпечатка середины стопы, наличии пальца, пятки диагностируют высокий куполообразный свод, при отпечатке всех структур подошвы –плоскостопие.
При уплощении или возвышении проводят коррекцию не откладывая. В противном случае существует риск навредить голеностопным суставам, нарушить многие структуры опорно-двигательного аппарата.
Возможные осложнения
При отсутствии лечения патологически дугообразного изгиба возникают осложнения:
Значение заболевания сводчатой стопы для человека недооценивают. Развивается искривление умеренно. Изменяет анатомию стоп, перераспределяется нагрузка на опорно-двигательный аппарат. Низкий свод менее опасен риском инвалидности.
Необходимо своевременно определять патологию, обращаться за медицинской помощью к врачу, дабы не допустить нарушения свободного передвижения человека.
Свод стопы
На протяжении многих лет эволюции опорно-двигательный аппарат человека формировался таким образом, чтобы поддерживать его тело в вертикальном положении. При передвижении работает множество суставов, мышц и связок. А главная роль отводится стопам. Они выполняют основную опорную функцию, так как именно на них опирается человек, когда стоит или идет. А площадь их поверхности составляет всего 1% от площади всего тела. Поэтому стопы выдерживают огромные нагрузки.
Но особое строение позволяет им не только поддерживать тело, сохранять равновесие, но и защищать суставы и позвоночник от сотрясений. Эта амортизационная функция обеспечивается наличием двух сводов стопы: продольного и поперечного. Только при правильном их формировании во время передвижения не возникает никаких проблем. Но на современного человека воздействует множество негативных факторов. Они нарушают нормальное анатомические строение стопы, что вызывает развитие различных патологий.
Функции стопы
Большинство людей не уделяют особого внимания своим ступням. Они и не подозревают, что эта часть тела выполняет важнейшие функции, участвуя в любом передвижении человека. Прежде всего, стопа является опорой тела. На эту небольшую поверхность приходится весь его вес. Кроме того, ступни помогают сохранять равновесие, бегать, прыгать, поворачиваться. Ни одно движение не обходится без их участия. Очень важна также толчковая функция стопы. Благодаря наличию поперечного свода в основании пальцев, она может пружинить, сообщая телу ускорение при отталкивании.
Но самая главная функция стоп – это рессорная или амортизирующая. Она обеспечивает снижение нагрузки на коленные, тазобедренные суставы и позвоночник.
Строение стопы
Особая анатомия ступней обеспечивает правильное выполнение ими своих функций. Эта часть скелета представляет собой сложное образование из множества мелких костей, соединенных между собой суставами, связками и мышцами. При нагрузках связки растягиваются, кости сдвигаются, смягчая толчки и удары. Сводчатое строение стопы свойственно только человеку. Это нужно, чтобы обеспечить правильное распределение возросшей нагрузки на небольшую площадь опоры.
В строении ступни выделяют два отдела: передний и задний. Передний представлен предплюсневыми, плюсневыми костями и фалангами пальцев. Здесь много суставов, мелких мышц и связок. В задний отдел входят более крупные кости: пяточная, ладьевидная, таранная, кубовидная и другие. Они соединены более жестко, так как принимают на себя первую нагрузку при каждом шаге.
Все кости стопы объединены в сложную структуру, имеющую сводчатую форму. Поэтому человек опирается не на всю поверхность подошвы, а на несколько точек. Благодаря этому стопа играет роль амортизатора при любом движении. Такое состояние обеспечивается наличием двух сводов: продольного и поперечного. Они образованы особым расположением костей. Но формируется такое строение не сразу, у маленьких детей сводов еще нет. Они появляются после того, как ребенок начинает активно ходить.
В процессе передвижения участвуют оба свода. Сначала нога ставится на пятку, потом происходит перекат по наружному краю стопы. В этот момент работает продольный свод, смягчая удары и распределяя нагрузку. Потом подключается поперечный свод – в последней фазе шага вся нагрузка падает на пальцы, ими человек отталкивается от поверхности. Получается, что для амортизации важны оба свода. Они дополняют друг друга, работая как единый механизм.
Для поддержания сводов в правильном положении нужен хорошо развитый мышечно-связочный аппарат. Связки называют пассивными затяжками стопы, так как их натяжение обеспечивает сводам упругость. Для поддержания продольного свода важна подошвенная связка, идущая через всю стопу. Поперечный свод удерживается межпальцевой связкой. Но важную роль в поддержании сводов выполняют также мышцы. Их называют активными затяжками стопы, так как при движении они постоянно сокращаются и расслабляются, обеспечивая выполнение функции амортизации.
Продольный свод
Самым известным сводом стопы является продольный. Его легко заметить внешне или на ощупь, проведя рукой по подошве с внутреннего края. Так можно определить наличие впадины дугообразной формы. Именно в этом месте происходит амортизация – стопа пружинит при нагрузке. Если же происходит уплощение этого свода, вся инерция толчков передается по ноге на суставы и позвоночник.
Продольный свод начинается от пяточной кости и идет через всю ступню до пальцев. Причем, высота его с внутренней стороны больше, чем с наружной. Специалисты выделяют пять таких сводов по числу плюсневых костей. Они расходятся от пяточного бугра к суставам пальцев. Именно их дугообразная форма обеспечивает упругость походки и амортизацию всех толчков. Самой высокой является дуга второй плюсневой кости, а самой низкой – пятой. На этот участок – наружный край стопы человек опирается при ходьбе.
При нормальном развитии продольного свода его высота не должна быть меньше 35 мм по внутреннему краю. По рентгеновскому снимку также определяют угол свода. Его образуют линии, проведенные от пяточного бугра и сустава первого пальца к нижнему краю ладьевидно-клиновидного сустава. В норме этот угол должен составлять не более 130 градусов.
Поперечный свод
Поперечный свод стопы почти незаметен внешне, но он тоже выполняет важные функции. Находится он в переднем отделе у основания пальцев. Расположен поперечный свод перпендикулярно продольному, и образуют его головки плюсневых костей. Он обеспечивает равномерное распределение нагрузки и способность стопы отталкиваться от поверхности при беге и прыжках. Человек опирается при этом только на две точки: головки 1 и 5 плюсневых костей. Все остальные образуют свод и выполняют функции рессоры.
Но иногда при повышенных нагрузках или ослаблении связок, удерживающих плюсневые кости в правильном положении, происходит уплощение поперечного свода. В этом случае при каждом шаге поверхности касаются не только 1 и 5 пальцы, но все остальные. Центр тяжести смещается вперед. Это нарушает амортизационные функции, передний отдел стопы уже не так хорошо пружинит.
Состояние сводов
Стопы каждого человека индивидуальны. Высота сводов может отличаться у представителей разных рас, но это не является признаком патологии. Например, у людей, относящихся к желтой расе, своды обычно довольно высокие, а чернокожих отличает низкий свод стопы. И для них это нормально, главное, чтобы ступня выполняла свои амортизационные функции.
Всего различают три разновидности сводов стопы у человека:
Для определения особенностей сводов существует несколько тестов. С их помощью можно самостоятельно выявить у себя наличие патологии. Легче всего это сделать с помощью листа бумаги. Подошву нужно намазать маслом, йодом или краской, можно просто намочить, но тогда лучше взять темную бумагу. На лист нужно наступить двумя ногами. Потом следует изучить отпечатки ступней.
В норме должны быть видны следы пятки, подушечки переднего отдела, кончиков пальцев и полоса по наружному краю. Выемка на внутренней поверхности стопы должна занимать чуть больше половины ширины ступни. Если она меньше или ее нет совсем, значит, у человека плоскостопие. Если же отпечаток средней части стопы совсем узкий или его нет, можно говорить о высоком своде.
Плоскостопие
Чаще всего деформация стопы и нарушение ее функций наблюдается при плоскостопии. Внешне симптомы этой патологии сложно определить, так как уплощаются своды только при нагрузке. Нога начинает опираться на внутренний край ступни. Из-за этого нарушаются ее амортизационные функции.
Различают продольный, поперечный и комбинированный тип плоскостопия. У детей чаще всего встречается уплощение продольного свода, а взрослые в основном страдают от деформации переднего отдела или же от продольно-поперечного плоскостопия. Причиной появления патологии может быть неправильный выбор обуви, повышенные нагрузки на ноги, лишний вес, слабость мышечно-связочного аппарата ступней или травмы.
Заподозрить развитие патологии можно по таким симптомам:
Плоскостопие может развиться в любом возрасте. Но вылечить патологию можно только у детей, пока не произошло окончательного формирования сводов стопы. Для взрослых лечение заключается только в снятии симптомов и прекращении прогрессирования деформации.
Сводчатая стопа
Слишком высокий свод стопы – это довольно редко встречающаяся патология. Чаще всего такая деформация возникает из-за неправильно сросшихся переломов или других травм ступни, например, сильных ожогов. Увеличение высоты сводов может происходить также при неврологических заболеваниях, вызывающих гипертонус мышц. Причиной патологии может быть полиомиелит, спинальная дизрафия, полинейропатия, сирингомиелия, ДЦП, менингит, опухоли спинного мозга.
Сводчатая стопа характеризуется увеличением продольного свода выше нормы. Из-за этого при нагрузках человек опирается в основном на пятку и первый палец. Средняя часть ступни не имеет точек соприкосновения с поверхностью. Поэтому процесс ходьбы нарушается, возникает быстрое утомление ног, возрастает нагрузка на голеностопные суставы. Человеку с такой патологией сложно подобрать обувь, так как высокий подъем не помещается ни в какие туфли. Возникают боли, частые судороги, на подошве образуются мозоли, меняется походка. Пальцы постепенно деформируются, приобретая когтеобразную форму.
Формирование сводов
У маленьких детей стопы всегда плоские. Кости еще мягкие, в основном ступня состоит из хрящей, соединенных связками. А функцию амортизации берет на себя жировая подушка на подошве. Такое строение сохраняется примерно до двухлетнего возраста. А когда ребенок начинает активно двигаться, постепенно формируются своды стопы. Из-за мягкости косточек и слабости связочного аппарата ножки ребенка очень сильно подвержены деформации. Поэтому родителям нужно следить за нормальным формированием ступней малыша.
Окончательное развитие правильной формы стопы заканчивается обычно к 10-12 годам. Но наличие плоскостопия можно выявить уже в 5-6 лет. Именно в этом возрасте его легче всего вылечить. Структуры стопы еще пластичны, и при правильном подходе к подростковому возрасту ноги приобретают правильное строение.
Профилактика патологий
Правильное формирование сводов стопы в раннем детском возрасте является залогом здоровья опорно-двигательного аппарата. Родителям необходимо следить за походкой малыша, развитием его ступней. Вовремя выявленную патологию легче вылечить. Поэтому лучше не допустить развития плоскостопия. Ведь в основном такая деформация является приобретенной в результате неправильного образа жизни и выбора обуви.
Сохранить здоровье стопы и ее амортизационные функции можно. Но для этого нужно соблюдать профилактические меры.
О значении сводов стопы многие не подозревают, пока не ощущают дискомфорта. Только те, кто мучается от болей при ходьбе и не может подобрать себе удобную обувь, понимают, как важно сохранить здоровье ног.
Скелет человека
Функции скелета человека
Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.
Кости в местах суставов (подвижных соединений) образуют рычаги, которые, сокращаясь, приводят в движение мышцы.
Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).
Осевой скелет
У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).
В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник.
Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд? Представьте всю его важность и пафосность, выставленную вперед грудь и выгнутую вперед спину (вот и лордоз!). Ассоциируя слово лорд со словом лордоз, вы не будете путаться 😉
Осанкой называют привычное положение спины. Часто у подростков возникают нарушения осанки из-за слабого развития мышц спины. Могут быть слишком сильно выражены лордозы и кифозы, либо, наоборот, очень плохо выражены, плоская спина. Возможно искривление позвоночника вправо или влево: в этом случае говорят о наличии сколиоза.
Последствия неправильной осанки: нарушение кровоснабжения, смещение и сдавливание внутренних органов, деформация грудной клетки.
Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.
Парные кости лицевого отдела черепа: скуловая, носовая, слезная, небная кости и верхняя челюсть. Непарные кости лицевого отдела черепа: нижняя челюсть, подъязычная кость.
Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.
Парные кости мозгового отдела черепа: височная и теменная кости. Непарные кости мозгового отдела черепа: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая.
Скелет поясов конечностей
Пояс нижних конечностей (тазовый) состоит из двух тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Тазовый пояс служит опорой для внутренних органов, местом прикрепления многих мышц.
Скелет конечностей
Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость и надколенник (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).
Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей тазобедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.
Особенности скелета человека
Мы уже изучили скелет человека, однако следует обратить внимание на некоторые его детали. Может быть, они покажутся вам незначительными и слишком очевидными, но именно они отличают человека от многих других животных. Некоторые из этих особенностей связанны с прямохождением и трудовой деятельностью.
Заболевания опорно-двигательного аппарата
Наиболее часто при слабости мышц голени и стопы, связочного аппарата, изменяется форма стопы, опускается ее поперечный и продольный свод: такое заболевание называется плоскостопием.
Причины: неправильная обувь, избыточный вес, длительное хождение или стояние (чрезмерно повышенная или пониженная нагрузка). Сопровождается болями в стопе, неестественной походкой. Из-за смещения центра тяжести организма плоскостопие может приводить к нарушению осанки.
Лечение: физические упражнения, ортопедические стельки (греч. orthos – прямой, правильный + paedos – ребенок).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.