Анатомия стопы

Без анатомических данных вы не выполняете своих обязанностей перед обществом и остаетесь возможностей для дальнейшего совершенствования и успехов ваших.

Каждая нога состоит из 28 костей, 30 суставов и более 100 мышц, связок и сухожилий, которые все работают вместе, чтобы обеспечить поддержку, баланс и подвижность.

Краткая анатомия

Таранная кость — кость на верхней части стопы, который образует соединение с двумя костями голени: большеберцовой и малоберцовой.

Пяточная кость — самая большая кость стопы, которая лежит под таранной костью.

Кости предплюсны — пять неправильной формы костей среднего отдела стопы, которые образуют арки стопы. Предплюсневыми костями являются кубовидная, ладьевидная, медиальная, промежуточная и латеральная клиновидная.

Кости плюсны — пять костей, которые составляют переднюю часть стопы.

Фаланги пальцев — 14 костей, которые составляют пальцы. Большой палец состоит из двух фаланг — дистальной и проксимальной. Остальные пальцы имеют три фаланги.

Сесамовидные кости — две маленьких, гороховидных кости, которые лежат под головкой первой плюсневой..

Суставы

Суставы в ногах образуются на стыке двух и более из этих костей. За исключением большого пальца, каждый из пальцев ног имеет три сустава, которые включают:

плюснефаланговый сустав  — сустав у основания пальца ноги, проксимальный межфаланговый сустав — на середине пальца и дистальный межфаланговый сустав — ближе всего к кончику пальца.

Большой палец стопы имеет два соединения:плюснефаланговый сустав и

межфаланговый сустав.

Поверхности костей, которые образуют сустав, покрыты слоем хряща, что позволяет им скользить плавно друг против друга при движении. Суставы окружены фиброзной капсулой, которая выстлана тонкой мембраной, называемой синовиальной, которая выделяет жидкость для смазки суставов.

Мышцы

Двадцать мышц дают ноге ее форму, поддержку и способность двигаться. Основными мышца  стопы являются:

• Задняя большеберцовая мыщца, которая поддерживает свод стопы
• Передняя болльшеберцовая мышца, которая позволяет стопе двигаться вверх
• Малоберцовая мышца — контролирует движение на внешней стороне лодыжки
• Мышцы разгибатели пальцев, которые помогают поднять пальцы ног, что делает возможным сделать шаг
• Мышцы сгибатели, которые помогают стабилизировать пальцыи делают возможным их сгибание

Биомеханика

Стабильность стопы обеспечивают пассивный и активный механизмы.

Пассивный механизм состоит из:

• структурного построения сводов (арок) стопы,
• связочного аппарата,
• и плантарного апоневроза.

Активный механизм обеспечивают мышцы голени и собственные мышцы стопы. Выделяют тибиальный (большеберцовый), фибулярный (малоберцовый) и поперечный свод.

Большеберцовый свод включает пяточную, кубовидную кости, IV и V лучи (плюсневые кости и фаланги пальцев), обеспечивает статическую сопротивляемость; малоберцовый, состоящий из таранной кости и небольшой части пяточной, ладьевидной, трех клиновидных костей, I -III лучей, обеспечивает динамическую функцию и изменение формы стопы во время ходьбы.

Арочное строение стопы представляет собой феномен, характерный только для человека. Связки обеспечивают анатомическую центровку, особенно костей tarsus. Для биомеханики продольного свода основную роль играют ligg. calcaneonavicularis, calcaneocu- boideum, plantare longum и плантарный апоневроз. Стопа обеспечивает необходимый контакт с плоскостью опоры для двустопного хождения и действует как рычаг во время передвижения. Вес тела распределяется поровну между пяточной костью и головками метатарзальных костей.

Поперечный свод проходит в проекции сустава Лесфранка (предплюсне-плюсневые суставы) отличается значительной ригидностью( малоподвижностью) за счет характерного строения — кости плотно пригнаны друг к другу и связаны крепкими короткими межкостнимы связками. Центральное место занимает II плюсневая кость, а именно форма ее основы и артикуляция с тарзальным рядом. II плюсневая прочно соединена с медиальной клиновидной костью клино-плюсневой межкостной связкой (lig. Cuneo-metatar- seum interosseum s. Lisfranci), к тому же ее подвижность во фронтальной плоскости ограничена медиальной и латеральной клиновидными, и  III плюсневой костями. Клиновидная форма поперечного сечения основания II плюсневой обусловливает ее большую стабильность в сагиттальной (поперечной) плоскости, большую — при смещющих усилиях, направленных плантарно; меньшую — при действии дорсально направленных сил.

Плантарный апоневроз — крепкое соединительнотканное образование, имеет три порции: толстую центральную и две тонкие боковые. Центральная порция крепится к передней части пяточной кости и, направляясь дистально, делится на пять пучков, каждый из которых охватывает сухожилия сгибателей пальцев. Поверхностные слои каждого пучка крепятся к подкожным структурам между пальцами и подошвой, глубокие сросшиеся с фиброзным каналом сгибателей и посылают перемычки к глубокой поперечной плюсневой связи. Функцию плантарного апоневроза описывают на подобии «лебедки», сравнивая апоневроз с тросом, а головки плюсневых костей — с блоком.

Во время пассивного разгибания пальцев апоневроз натягивается и сгибает передний отдел стопы, что приводит к увеличению высоты медиального свода. Этот суммарный эффект увеличивает ригидность стопы во время фазы отталкивания и обеспечивает передачу импульса.

Взаимодействие суставов заднего отдела стопы

Структурное строение стопы является только одним из компонентов интегрированного действия всех звеньев нижней конечности для обеспечения ходьбы. Для эффективной локомоции все компоненты должны функционировать соответствующим образом. Слабость мышц, ограничение движений в суставах, патология костей или поражения мягких тканей — каждый из этих факторов в состоянии привести к нарушению ходьбы. Так же нарушения ходьбы вызывает перенагрузки других отделов опорно-двигательного аппарата, которое на определенном этапе вызывает функциональные или даже анатомические изменения в проксимальных сегментах нижней конечности и позвоночнике.

Рассматривая в этом аспекте стопу, как механическое устройство для перемещения тела из одной точки пространства в другую, следует отметить, что это устройство должно быть экономичным — затраты энергии на акт перемещения должны быть минимальными. Это достигается плавностью передвижения, что позволяет предотвратить внезапным изменениям моментов сил, связанных с инерцией тела: во время отталкивания стопа превращается в ригидную конструкцию, которая передает нашему телу энергию сокращения мышц в виде импульса, направленного вперед; во время соприкосновения пятки с поверхностью опоры амортизирует толчок и обеспечивает максимальный контакт между подошвой и грунтом.

Амортизация возможна при условии нормального функционирования голеностопного и подтаранного суставов, которые, двигаясь в разных плоскостях, действуют как один «универсальный» сустав — если пята соприкасается с поверхностью опоры не центром, а латеральнее или медиальнее, пяточная кость занимает соответствующее положение относительно таранной, не мешая последний свободно двигаться в вилке голеностопного сустава.

В амортизации существенную роль играет также жировая подушка пяты. Специфическое строение фиброзного каркаса, который в виде спиральных перемычек проходит через всю толщу подушки от кожи к пяточной кости, заключает жировые дольки в плотный каркас. Эта «гидравлическая» система не только хорошо амортизирует толчки, но и делает плантарную поверхность чрезвычайно устойчивой к нагрузкам.

В положении еверсии, оси тало-навикулярных и кальканео-кубовидного суставов параллельные и тогда сустав Шопара становится подвижным. В противоположность этому, при инвертированной пяточной кости, оси двух суставов не параллельные, и движения в суставе Шопара становятся практически невозможными.

Этот механизм повышает эффективность ходьбы — при соприкосновении пятки с поверхностью опоры наступает еверсия в подтаранном суставе, «незамкнутый» сустав Шопара и определенная гибкость среднего отдела стопы способствуют лучшей адаптации стопы к опоре и поглощению энергии удара. Во время отталкивания подтаранный сустав инвертируется, что «замыкает» сустав Шопара, стопа становится ригидной балкой для эффективной пропульсии.

Во время обычной ходьбы вертикальная нагрузка на стопу примерно равна весу тела, зато во время бега это нагрузка возрастает в 2,5 раза. Вертикальная нагрузка вызывает смещение усилия в боковые стороны и вперед. Исследования показали, что в процентном отношении длительное время нагружается передний отдел стопы, а именно головки плюсневых костей, а линия нагрузки проходит примерно с середины пяточной кости до 1 пальца.

При переходе из средней фазы к фазе отталкивания наблюдается увеличение высоты продольного свода. Это наступает вследствие взаимодействия нескольких факторов: сокращение мышц голени (в первую очередь m.tibialis posterior), мышц стопы (m. Flexor digitorum brevis), пассивного дорсального разгибания в плеснофалангових суставах с включением «лебедочного» механизма, описанного выше. Увеличение высоты медиального свода сопровождается инверсией в подтаранном суставе, которая «замыкает» тало-навикулярный и кальканео-кубовидный суставы. Таким образом стопа превращается в ригидную балку, которая чрезвычайно эффективно способствует отталкиванию.