ГЛАВА 3. Биомеханика движений стопы
Все анатомические образования (кости, связки, мышцы) собраны в единую структуру, которая позволяет выполнять определенные функции. Отдельное знание анатомических образований, конечно, необходимо, но куда важнее знать, как они друг с другом взаимодействуют.
Далее станет понятно, что тренировка отдельных мышечных групп (изолированные упражнения) не приведет к ожидаемому результату, если речь идет о качестве движения. Всю анатомию необходимо воспринимать как подвижную структуру со своими закономерностями и взаимосвязями. Взаимосвязями, позволяющими распределять коэффициенты инерции, силу гравитации и т. д.
Объяснить взаимодействие структурных элементов стопы будет проще со стороны геометрии, представленной в тенсегрити-моделях. Они достаточно хорошо описаны многими авторами. С их помощью объясняется сочетание мобильности и стабильности опорно-двигательного аппарата.
Тенсегрити-модель, в отличие от моделей сжатия и натяжения, позволяет распределять силу воздействия и остается устойчивой во внешней среде.
Сами по себе тенсегрити-модели более упругие, что позволяет им приспосабливаться к окружающему миру. При оказании давления на один из углов этой модели вся структура перестроится, чтобы адаптироваться к новым условиям. Не напоминает стопу?
Если вспомнить анатомию стопы, где мы говорили про функцию движения, позволяющую адаптироваться к поверхности, и опорную функцию, позволяющую удерживать всю массу тела, становится понятно, насколько точно тенсегрити-модель может описать биомеханику движения стопы.
Для более полного понимания разделим мышцы на синергисты и антагонисты.
Синергисты – это мышцы либо мышечные группы, выполняющие однонаправленное движение в определенном суставе. Например, передняя большеберцовая и задняя большеберцовая, они обе концентрически будут выполнять супинацию стопы – функция одной дополняет функцию другой. Антагонисты – это мышцы либо мышечные группы, выполняющие противоположное движение в определенном суставе. Например, обе большеберцовые мышцы выполняют супинацию, а обе малоберцовые мышцы выполняют пронацию стопы – функция одной мышечной группы полностью противоположна функции другой.
Тенсегрити-модель будет стабильна при выполнении нескольких условий. Во-первых, это целостность всех структурных элементов (кости, связки, мышцы), а во-вторых, баланс элементов, работающих на сжатие (кости, связки), с элементами, работающими на растяжение (мышцы-антагонисты).
Одним из принципов сохранения здоровья опорно-двигательного аппарата, стопы в том числе, является взаимоотношение мышц-антагонистов. Как мы уже знаем, это мышцы, выполняющие противоположную функцию. Есть даже такое понятие, как «пара сил». То есть мышцы-антагонисты должны быть примерно равной силы, или получится, что одна мышечная группа будет «перетягивать» другую, и это нарушит принципы тенсегрити, что приведет к потере стабильности структуры. Следовательно, это негативно скажется на функции того или иного региона тела.
Если же описывать модель стопы проще, необходимо сделать акцент на возможные движения стопы и голеностопного сустава и определить те самые тенсегрити-модели на конкретных примерах.
Голеностопный сустав имеет одну степень свободы, то есть в нем возможно движение только в одной плоскости. И это будет сгибание и разгибание стопы относительно костей голени.
Сгибание в голеностопном суставе мы будем называть flex, когда расстояние между костями голени и стопой уменьшается. А разгибанием будет pointe, когда это расстояние увеличивается. Но, что интересно, на стопе движения пальцев и движения в суставах стопы будут называться наоборот. Сгибание пальцев (вытягивание) будет называться pointe, а разгибание пальцев (сокращение) – flex. Это особенность обозначения движения в суставах.
Объем движений зависит от нескольких факторов. Во-первых, это костные ограничители, во-вторых, натяжение связок и, в-третьих, мышечный фактор.
Сгибание в голеностопном суставе может ограничиваться за счет костного контакта между таранной и большеберцовой костями, также за счет натяжения капсульно-связочного аппарата и за счет повышения мышечного тонуса икроножной мышцы (рис. 18).
Разгибание в голеностопном суставе, то есть вытягивание стопы, может ограничиваться за счет костного контакта, но тут уже задний край большеберцовой кости контактирует с таранной костью, ограничивая дальнейшее движение. Точно так же как и в сгибании, разгибание может ограничить капсульно-связочный аппарат, но уже в передней поверхности сустава. И повышенный мышечный тонус мышц-сгибателей стопы, расположенных на передней и наружной поверхности голени (рис. 16).
Рисунок 16 – Факторы, ограничивающие сгибание и разгибание в голеностопном суставе
Если мы вспомним строение голеностопного сустава, то зададимся интересным вопросом: «Почему голень состоит из двух костей?» Все очень просто: это необходимо, чтобы подстраиваться под строение тарана. Таранная кость имеет неравномерную суставную поверхность, которая чуть шире спереди и уже сзади. Это сделано для того, чтобы обеспечить повышенную стабилизацию голеностопного сустава при повышении осевой нагрузки во время шага. Когда происходит максимальное сгибание в голеностопном суставе, таранная кость под силой оказываемого давления прижимается к берцовым, тем самым немного раздвигая их, так как ее передний край более широкий. Эта конструкция очень стабильна и является результатом тысячелетней адаптации к прямохождению. Но когда стопа разгибается, контакт между берцовыми и таранной костью становится меньше из-за сокращения ее задней части. И тут в работу включается задняя большеберцовая мышца, которая берет свое начало от обеих берцовых костей и направляется через голеностопный сустав к стопе. Тут ее функция очень важна, так как она начинается от обеих костей голени и активно участвует в разгибании стопы (вытягивании) вместе с трехглавой мышцей голени. Результатом ее сокращения будет сближение костей голени при разгибании голеностопного сустава, тем самым берцовые кости будут плотно обхватывать таранную (рис. 17).
Рисунок 17 – Влияние задней большеберцовой мышцы на кости голени
Это важно в положении demi-pointe и pointe. Особенно это нужно понимать, когда дается осевая нагрузка в раннем возрасте. Пока ладьевидная кость не закончила свое окостенение, лучше избежать выполнения элементов на пальцах и полупальцах, так как это может сформировать два ядра окостенения ладьевидной кости, что в итоге сформирует добавочное костное образование с внутренней части стопы и может негативно сказаться на стабильности голеностопного сустава в положении pointe.
Многие авторы называют голеностопный сустав самым крупным суставом стопы, то есть не выделяют его отдельно. Так как к таранной кости не прикрепляется ни одной мышцы, все они проходят мимо нее и крепятся к окружающим костям.
В этой главе, рассматривая биомеханику движений стопы, мы тоже поговорим об этих суставах совместно.
Большинство суставов стопы работают в плотном взаимодействии. Это необходимо для равномерного распределения тех сил, что действуют на стопу во время опоры. Вес тела, который передается по всей нижней конечности, приходит в таранную кость, откуда рассеивается по всей стопе. Поэтому она имеет арочное строение (рис. 18).
Вся масса тела будет распределяться на 3 точки. Половина нагрузки с таранной будет направлена на задний отдел стопы к пяточной кости, где на ее подошвенной стороне и будет располагаться первая точка опоры. А другая половина нагрузки рассеивается на передний отдел стопы, распределяясь 2:1, две части нагрузки на первый плюснефаланговый сустав и одна часть на пятый плюснефаланговый сустав. Эта треугольная структура позволяет равномерно рассеивать нагрузку на всю площадь стопы. Неадекватное распределение нагрузки влечет за собой повышенный стресс и потенциально негативно сказывается на всей структуре.
Суставы стопы адаптированы для изменения формы и величины сводов, чтобы она могла спокойно подстраиваться к разной поверхности. Таким образом, они выполняют важную амортизационную задачу.
Рисунок 18 – Арочное строение стопы
Кроме того, эти суставы могут ориентировать положение стопы в пространстве, чтобы подошва имела оптимальную установку в отношении плоскости опоры независимо от положения костей голени и степени наклона поверхности.
Стопа имеет три степени свободы, то есть возможны трехплоскостные движения. Это пронация и супинация.
Пронация – свод уплощается, становится более длинным, и пяточная кость наклонена верхним краем внутрь стопы.
Супинация – свод становится более высокий, стопа укорачивается, и пяточная кость наклонена верхним краем наружу.
Пронация и супинация – это необходимые движения в стопе, они помогают снизить осевую нагрузку и стабилизировать суставы (рис. 19).
Рисунок 19 – Пронация и супинация
Сбалансированная работа мышц голени и костей стопы позволяет стопе сохранять ее основные функции: оставаться стабильной и мобильной. Формирование стабильно-мобильной конструкции голеностопного сустава и стопы – ключевая цель тренировок у балерины.
Заметьте, не все крутится вокруг мобильности, то есть заниматься только лишь увеличением амплитуды возможных движений в корне неверно, так как это сильно навредит опорной функции.
Во время выполнения releve происходит концентрическая работа мышц задней поверхности (трехглавой мышцы голени) и задней большеберцовой мышцы. Как я писал ранее, работа задней большеберцовой крайне важна, так как она подгоняет по размеру две берцовые кости относительно таранной. А за счет активной работы трехглавой мышцы голени балерина может выполнить demi-pointe. И далее важно, чтобы при стабильном голеностопе в стопе не совершалось ни пронации, ни супинации. Это обеспечивает пара сил передней большеберцовой и длинной малоберцовой мышц. Прикрепляясь к ладьевидной кости с противоположных сторон, передняя большеберцовая будет стремиться сделать супинацию, а длинная малоберцовая – пронацию. И тут важно, чтобы эти мышцы мозг контролировал, чтобы у них была слаженная работа (рис. 20).
Рисунок 20 – Пара сил большеберцовой и малоберцовой мышц
Еще одна важная структура на стопе, функцию которой необходимо описать, – это плантарный апоневроз (рис. 21).
Рисунок 21 – Плантарный апоневроз
Многие авторы описывают функцию плантарного апоневроза как лебедку. Его задача – поддерживать арочную конструкцию стопы. Прикрепляясь к пяточной кости, он проходит по подошвенной части стопы и оканчивается на поперечном своде. При выполнении разгибания всех пальцев плантарный апоневроз натягивается и свод становится более выражен, а стопа немного короче, то есть происходит небольшая супинация. Эта структура будет помогать трехглавой мышце голени в releve, обеспечивая определенную стабильность стопы.
От смещения среднего отдела стопы вперед в положении pointe будет ограничивать таранно-ладьевидная и Лисфранкова связки. Когда знаешь основное предназначение связок, пропадает желание их насильственно растягивать, поскольку растянуть их невозможно. Однако все пытаются их тянуть с применением дополнительного отягощения, об этом я расскажу в разделе «Заболевания стопы». Все же хотят красивый «балетный» подъем, и как раз он зависит от этих двух крупных связок (рис. 22).
Рисунок 22 – Балетный подъем
При переносе центра масс на поперечный свод, например, в позиции demi-pointe, либо при пальцевой технике вся нагрузка смещается на вторую и третью точку опоры (рис. 23).
Рисунок 23 – Поперечный свод на полупальцах
Это значительно повышает давление на них, так как, напомню, на поперечный свод оказывается всего лишь 50 % давления. Если нагрузка приходится на середину арки, то в результате повышения давления на нее арка скомпенсирует и станет более плоской, что является нормальным. Если центр масс в позиции demi-pointe находится не на середине арки, а на ее краях, допустим на 1, либо 5 плюснефаланговом суставе, то компенсации увеличения давления не произойдет, что уже является ненормальным, и в этом случае мы увидим отклонение либо первого, либо пятого пальца внутрь стопы.
Поэтому важно, чтобы крупные суставы стопы при выполнении хореографических элементов оптимально распределяли нагрузку за счет своего центрированного положения.
Подчеркивая важность положения стопы без излишней пронации, что очень часто распространено, необходимо знать, что совместно с пронацией происходит внутренняя ротация костей нижней конечности. Это происходит, так как в голеностопном суставе нет ротации, а есть только сгибание и разгибание, но при пронации пяточная кость совершает наклон верхней частью внутрь, тем самым таран смещается по ней немного внутрь, и так далее вся нижняя конечность. Простыми словами, завал стопы невозможен без внутренней ротации костей голени.
Почему это важно? Да потому что если не следить за положением стоп, а именно за «завалом стопы», то мы воруем сами у себя заветные сантиметры выворотности. Впрочем, это разговор не про стопу.
Сейчас у вас появилось представление, как работает стопа. Так давайте посмотрим, как выглядит стопа балерины в виде тенсегрити (рис. 24).
Рисунок 24 – Тенсегрити стопы балерины
Жесткость структуры будет обеспечиваться за счет костных образований, соединенных между собой связочным аппаратом. Центр масс будет приходиться на таран, откуда распределяться на три точки опоры стопы. В этом варианте большая часть нагрузки остается на плотных структурах (костях). Важная работа лежит на передней большеберцовой и длинной малоберцовой мышцах, так как от их длины и натяжения будет зависеть постановка стопы.
При выполнении demi-pointe начинает активно включаться мышечная система. Концентрическое сокращение трехглавой мышцы голени поднимает первую точку опоры – пяточную кость, при этом передавая натяжение на подошвенный апоневроз, который, в свою очередь, удерживает супинированное положение стопы, обеспечивая стабильность всей структуры. Тут также крайне важна работа передней большеберцовой и длинной малоберцовой мышц. Но активно включается в работу еще одна мышца – задняя большеберцовая. За счет ее сокращения голеностопный сустав остается стабильным, две берцовые кости становятся плотно прижатыми друг к другу и к тарану.
Если какой-то из элементов работает не оптимально, то вся структура начинает перестраиваться. Например, в спокойном состоянии при изменении длины и натяжения передней большеберцовой и длинной малоберцовой мышц, когда тонус передней большеберцовой снижается, под воздействием массы тела в вертикальном положении стопа начинает пронироваться, то есть свод становится менее выражен, стопа становится более длинная, пяточная кость верхним краем заваливается внутрь стопы, а кости голени ротируются внутрь (рис. 25).