WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |
-- [ Страница 1 ] --

51.28 ПРЕДИСЛОВИЕ В монографии исследуются актуальные проблемы формирования осанки детей школьного возраста;

приведены данные о двигательной функции позвоночного столба, способах измерения и оценки осанки человека;

рассматриваются задачи расширения возможностей человека и профилактики нарушений осанки за счет более рациональной организации деятельности.

На основе результатов собственных исследований процессов формирования биогео метрического профиля осанки школьников автор предлагает оригинальные концепции и стратегии управления этим процессом.

Для студентов и преподавателей институтов спортивного и медицинского профилей, гренеров, специалистов спортивной медицины, реабилитации и кинезитерапии.

человека является своеобразной летописью его биологического раз вития. На разных ее этапах различные биологические объекты выполняют разнооб У проблеми формування постави разные функции. Так, в частности, организм человека, который в ряде случаев рас ного наведено щодо хребта, та сматривается как наиболее современное создание природы, в принципе постави людини;

завдання розширення рухових людини та ляет собой обычную биологическую сущность. Однако современные теоретические порушень постави за рахунок концепции развития живой природы сегодня ставят человека и его жизнедеятель На власних формування ность в ряд самых уникальных творений биологического развития.

постави автор пропонуе та Современная теория эволюции свидетельствует о том, что в развитие организ процесом. * ма человека различные системы вносят свой собственный вклад. Это, в Для i спортивного та медичного очередь, относится к формированию у человека определенной системы медицини, та Уровень знаний закономерностей развития этой системы сегодня является опреде ляющим фактором развития современной цивилизации. С этой точки зрения иссле дования формирования и развития у человека двигательной функции следует признать весьма актуальным.

доктор педагогических наук, профессор, В монографии "Биомеханика осанки" рассматриваются и исследуются важные заслуженный деятель науки и техники Украины БУЛАТОВА проблемы развития и формирования системы локомоций которые, что доктор педагогических наук, профессор ЕРМАКОВ особенно примечательно, открывают в этой проблеме новые, ранее не изученные грани. Автор видит в исследованиях эволюции человека, прежде всего, самую су доктор физико-математических наук, профессор ГРИЦЕНКО щественную проблему развития учения о формировании пространственного, орто положения тела человека.

В работе В. Кашубы привлекает особое проблема формирования осанки человека. Однако осанка понимается автором в необычном, нетрадицион ном плане. Он ее видит как важнейшую составную часть функции организма чело века, обеспечивающую его равновесие в трехмерном пространстве. При этом он рассматривает функцию равновесия через глобальные проблемы гравитационных взаимодействий организма человека с окружающей средой. Благодаря такому под ходу у исследователей формируется новое представление об Эволюция человека понимается не только как морфологическое совершенствование, но и как часть космических проблем гравитации, гравитационных взаимодействий с окружающим миром. Через призму этих проблем автор рассматривает проблемы © В.А.Кашуба, осанки человека. Причем саму осанку он понимает, прежде всего, как проявление © Издательство "Олимпийская литература" SBN 966-7133-58- взаимодействий человека. По его мнению, благодаря эво ОТ АВТОРА и у человека формируются основные морфоло гические особенности осевого скелета. Собственно саму вертикальную позу можно как одно из мощных проявлений природной функции человека и она всего, с отношением к гравитационным взаимодействиям его орга Монография хорошо иллюстрирована. В ней, пожалуй, впервые в отечес и зарубежной литературе дается подробное и объективное описание гео метрии масс тела человека в онтогенезе. Это открывает широкие возможности для использования результатов исследования. В частности, речь идет о более широкого использования средств физического воспитания для Регуляция вертикальной позы человека относится к числу наиболее и коррекции осанки детей школьного возраста. При этом автор при биологических и социально-педагогических проблем современности. Она интересные данные о компьютерной диагностике осанки, что особенно важ вается не только как один из факторов, характеризующих определенное но при использовании современных компьютерных технологий в физическом вос тела человека в пространстве, но и как наиболее показатель и в биологии человека. ния его здоровья. Как свидетельствуют исследования, большинство специалисте Большое количество экспериментального материала, включающего собствен- придают особое значение работам в области регуляции вертикальной позы и, в формирования осанки человека. Однако, как многие авторы ные исследования, а также исследования своих учеников, добавляет существенную дуют эту проблему только с одной точки зрения, а комплексная, системная аргументацию к исследованиям автора и позволяет видеть перспективы этого иссле данного явления в специальной литературе, к сожалению, до настоящего времени дования.

Между тем, такие данные, по-видимому, могли бы существенным образо Работа "Биомеханика осанки" является продолжением цикла исследований ди расширить современное представление о динамических взаимодействиях в намики организма человека, начатого несколько десятков лет назад в Националь тельном аппарате человека при формировании его положения. В связ ном университете физического воспитания и спорта Украины. Именно поэтому с этим исследование проблем прогнозирования возможностей формирования специалисты уверены в том, что проблемы, поднимаемые в данной работе, получат вильной осанки детей школьного возраста приобретает чрезвычайную свое дальнейшее продолжение и распространение в области физического воспита Среди заболеваний опорно-двигательного аппарата нарушения осанки ния и спорта, биологии, медицины и кинезитерапии. Это значительно расширит ют одно из первых мест как по частоте, так и по сложности патологических наше представление о гравитационной функции организма человека и позволит нений. Количество детей с нарушением осанки в Украине за последние лет современные данные о формировании организма детей и под- личилось в два раза и составляет, по данным разных исследований, от 60 до то есть, в среднем, три ребенка из пяти имеют видимые деформации ростков.

гательного аппарата, что, в свою очередь, приводит к увеличению патологии только аппарата движения, но и основных органов и систем Доктор биологических наук, профессор, пищеварительная, дыхательная и др.).

заслуженный деятель науки и техники Украины В специальной литературе приводится множество причин этих нарушений Анатолий изменение экологии, несбалансированное питание, информационные детей, снижение их двигательной активности (гипокинезия) и др.

В период обучения в школе дефицит двигательной активности приводит к не достаточной стимуляции роста и развития организма, появлению избыточной тела за счет отложения жира. Ограничение объема мышечной деятельности ве дет к существенному снижению афферентной импульсации мышц, что, в очередь, приводит к изменению сократительных способностей мышц. В волокнах наблюдаются выраженные атрофические и дистрофические значительно снижаются сила и мышечный тонус, происходят нарушения навыков и координации движений.

Результаты научных исследований и опыт ряда стран Западной Европы убеди тельно показывают, что достаточно увеличить двигательную активность, обеспечит заложенный в нем генетический двигательный ГЛАВА заставить работать системы физического воспитания, и уже решает ряд с уровнем заболеваемости и распростра ЭВОЛЮЦИЯ И ГРАВИТАЦИЯ деформации опорно-двигательного аппарата, значительно повышает детей к различного рода неблагоприятным факторам среды.

Нарушения осанки, которые первыми обычно замечают родители и педагоги, должны как безобидная, не требующая деформация столба или стоп. Это является первым предупреждением к развитию нарушений аппарата движения (сколиотическая болезнь, юношеский ки фоз и и др.).

авторов, рассматривающих проблему нарушения осанки, уделяют анатомическим или физиологическим ее аспектам. В то же вре мя пространственная организация биозвеньев тела человека чаще всего остается вне поля специалистов. В связи с этим для автора было весьма интересно в сво обозначить основные направления возможных источников формирования Двигательная функция — одна из важнейших функций организма чело масс тела человека и отдельных ее элементов в онтогенезе.

века. В ходе эволюции организм человека как открытая, но относительно Круг проблем, затрагиваемых в настоящей книге, а также их раскрытие выхо обособленная биологическая система приобрел способность к активным дят далеко за рамки реальных возможностей автора.

движениям благодаря наличию эффективных механизмов обмена энергией Наибольшее внимание автора привлекают проблемы взаимосвязи физических с окружающей средой. Характер и закономерности организации этих дви сил земной гравитации и внутренних сил живых биологических систем, стимулиру жений во многом определяют те проявления жизнедеятельности орга ющих рост, развитие и формирование живой материи, несмотря на присутствие низма, которые принято объединять под общим понятием — двигательная препятствия к этому — наличия мощнейшего и постоянно сил земного притяжения. функция человека 1999).

современной биомеханической методологии открывают определенные Состояние двигательной функции отражает способность конкретной перспективы для дальнейшего совершенствования средств и методов формирования биологической системы улавливать, накапливать и преобразовывать раз Развитие технологии и методов измерений, внедрение в исследовательские личные виды энергии, вещества и информации. Эта способность может компьютерных систем значительно расширяют возможности физических быть измерена и изучена путем объективного исследования механических в частности в профилактике нарушений осанки.

движений биологической системы организма.

Литр исходит из широкого понимания осанки как важной характеристики фи Поскольку материя и движение как диалектические категории, наибо развития и одной из доминант правильного воспитания. Поэтому вопро лее полно отражающие современные представления о мироздании, едины,. воспитания школьников представлены как основа профилактики ее то с определенной уверенностью можно заключить, что материя и движе ния организма человека также представляют собой единое неразрывное це с традиционными методами диагностики осанки и новой, раз юром технологией измерения и анализа биогеометрического профи- лое. Практически это означает, что каждому уровню построения и органи ля осанки школьного возраста. Использование предложенной технологии зации материи организма соответствует вполне определенный уровень пос на ранних этапах выявить угрозу развития серьезной деформации или бо троения его движений. На атомно-молекулярном уровне — один уровень лезни и, что главное, направить ребенка к специалисту.

движений, на клеточном — другой, на тканевом — третий, органном и ор Все в виде последовательных целостных подходов и могут ганизменном — четвертый и пятый. Каждому уровню соответствует и свой использоваться специалистами, причастными к физическому воспитанию ре уровень взаимодействий, определяющий закономерности проявления дви гательной функции. Так называемые сильные (или ядерные) электромаг Итогом своей работы автор хотел бы видеть новые идеи, а воз нитные взаимодействия в основном детерминируют закономерности дви можно, даже методы и технологии, позволяющие практически более эффективно жения материи организма человека на атомно-молекулярном, клеточном и осуществлять формирования, профилактики и коррекции осанки школьни тканевом уровнях построения материи.

ков. Автор выражает надежду, что такие идеи и мысли могут появиться после озна комления с данной у специалистов в области физического воспита- Гравитационные и в какой-то мере слабые взаимодействия представля ния, физической реабилитации, биологии и медицины. ют законы движения материи на органном и организменном уровнях. Ис холя из этого, понятно, что объективно судить о двигательной функции че- присущими свойствами, в своей материальной и функциональной сущнос можно с единства всех форм движения материи, ти отражает все основные свойства целой популяции живых организмов.

Особенности каждого организма могут передаваться по наследству. Те регуляции двигательной функции, равно как и материя, ее признаки, которые оказываются более полезными с точки зрения приспо постель, имеют многоуровневую иерархическую структуру организации. собления всей популяции организмов к окружающей среде, могут встре сознательный уровень управления не охватывает абсо- чаться все чаще во всех последующих поколениях и таким образом закреп лютно Ему доступны и впрямую подвластны только гравита- ляться. Так, а ходе эволюции осуществляется естественный отбор — выжи ционные и обусловленные ими механические движения. вают только те индивидуумы, у которых закреплены переданные по наслед на другие уровни произвольно человек впрямую не может. Тем не ству полезные свойства.

менее, сознательно регулируя гравитационные взаимодействия органов и Появление изменчивости организмов до некоторой степени обуслов частей тела со средой, он посредственно может воздействовать и на лено рекомбинацией наследственных факторов, имеющихся в наличии у псе взаимодействия материи своего организма на всех других данной популяции. Основная же ее причина объясняется возникновением ее организации. генных и мутаций. При этом воздействие окружающей среды структуру двигательной функции на организменном на организм, во всяком случае в обычных условиях, как известно, не при можно представить в виде структурных блоков: блок исполнения, ведет к появлению именно тех мутаций, которые обеспечивают его прис двигательный аппарат;

блок управления, центральной час- пособление к внешним условиям.

которого является нервная система;

блоки обслуживающих систем — Оригинальная теория эволюции органического мира была создана все другие системы организма, среди которых выделяет- французским ученым Ж. Ламарком (1955). Согласно его концепции, разви ся сердечно-сосудистая, пищеварительная, дыхательная, тием живых организмов управляет некое присущее им внутреннее стремле и др. Взаимосвязь всех структурных блоков, взаимообус- ние к совершенствованию. Он считал, что признаки организмов, приобре их строения, расположение и функции в синтетическом тенные ими в процессе приспособления к среде, обязательно наследуются.

порождают специфическую двигательную функ- По его мнению, характер развития каждого органа биологического объекта цию соответствует его употреблению или неупотреблению, а достигнутый в ре Физические упражнения являются своеобразными стимуляторами раз- зультате такого "употребления" морфологический и функциональный организма. Человек развивается как бы в двух временных измерени- уровень развития органа затем передается по наследству из поколения в по в филогенеза и в ходе онтогенеза. Применительно к филогене- коление. Проводя некоторые возможные параллели с современностью, сле. довольно часто употребляют термин эволюция, подразуме- довало бы считать, что, согласно теории Ламарка, то или иное преимущес под этим длительный постепенный процесс перехода человека как твенное развитие определенных отделов мышечной системы спортсмена, объекта из одного состояния в другое. Интерес их при этом приобретенное им в процессе тренировок, могло бы передаваться по нас он центрируется преимущественно на развитии всего данного биологичес- ледству. Однако теория Ламарка в данной своей части неверна, в действи тельности этого не происходит.

вида. Изучая онтогенез, многие исследователи учитывают закономер отдельных индивидуумов в масштабе времени всей естес- В то же время Ч. Дарвин (1912) предложил более точное объяснение ме пенной продолжительности его жизни. При этом отмечая, что в некоторых ханизмов эволюционного развития. Он, в частности, установил, что причи онтогенеза каждого отдельного человека повторяются этапы фило- ной наследственной изменчивости является так называемый естественный всего человечества как биологического вида. Так, в частности, заро- отбор. Последующим поколениям через естественный отбор передаются по последовательно как бы рекапитулирует, т.е. повторяет ста- наследству только те свойства организмов данной популяции, которые об наруживаются у особей, выживших в условиях борьбы за существование рыбы, амфибии, рептилии и т.д. (Струков, 1987).

путем лучшего приспособления к окружающей среде.

очевидно, что физические упражнения определенным обра Биологической единицей наследственности в живых организмах каж влияют на развитие организма, интересно рассмотреть особенности дой популяции принято считать ген. Известно, что генетическим материа ною влияния в свете филогенеза и онтогенеза человека.

лом является нуклеиновая кислота, а носителем наследственной информа В процессе эволюционного развития весь органический мир постоянно Каждый биологический объект, обладая только ему ции — двойная спираль кислоты (ДНК).

Гены способны изменяться — мутировать. Термин "мутация" имеет в новых генов из других популяций), а также путем уже упомянутого естест литературе ряд неоднозначных толкований. Сейчас большин венного отбора.

считает, что мутации подразделяются на генные и хромосом Учитывая основные положения современного понимания теории эво ные. Хотя мутации носят вредный характер, нельзя полностью люции органического мира, можно представить закономерности влияния случайного возникновения и полезных, благоприят физических упражнений на процесс развития человека, на формирование мутаций. Такие мутации могут оказаться чрезвычайно выгодными для его двигательной функции. При этом, как уже упоминалось, часто возни организмов, к внезапно изменившимся условиям кает несколько интересных вопросов. Ведут ли те изменения в организме, среды. которые возникают под влиянием физических упражнений, к изменению Все особи популяции являются носителями собственного генотипа и генотипа индивидуума? Каковы возможные границы изменений в организ Генотип каждого организма несет в себе совокупность всех нас- ме человека под влиянием физических упражнений? Наследуются ли при факторов организма (всех генов), содержащихся в хромосомах. обретенные в результате этих изменений свойства последующими поколе Он детерминирует норму реакции особи при всех возможных условиях сре- ниями человека?

ды. Фенотип представляет собой совокупность всех внешних и внутренних Ответы на эти вопросы чрезвычайно важны с точки зрения перспектив и функций организма, наиболее отчетливо проявляющихся в ин — дальнейшего совершенствования всей системы физического воспитания морфологических, физиологических и других характеристи- в целом и методов использования физических упражнений в частности. В ках особи. Единство каждого генотипа определяет границу возможной из связи с этим понятна целесообразность более детального освещения каж менчивости живых организмов относительно окружающей среды.

дого из поставленных вопросов.

Фенотип формируется при взаимодействии генотипа особи с внешней Прежде чем определенно ответить на поставленные вопросы, необходи в результате рекомбинации генов всей популяции вида. Генетичес- мо обсудить проблемы единства генотипа человека, понимание сущности ге изменчивость популяции в большей своей части обусловлена своеоб- на как абсолютно — физиологически, эволюционно независимой единицы разным генным потоком и рекомбинацией генов. Некоторые специалисты ошибочно. В действительности наблюдается не только фенотипическое дей считают, что генотип определяет генетическую конституцию человека, а его ствие гена, но и взаимодействие генов. Каждый ген оказывает взаимодей обусловлен фенотипом. В то же время фенотип представляет собой как ствие на все признаки организма. Рекомбинация генов в каждом новом по реализованную в процессе жизни потенцию колении приводит к формированию новых генотипов. Однако образование Фенотип по существу является результатом деятельности генов при их вза новых генотипов почти никогда не выходит за рамки генофонда популяции.

имодействии с внешней средой.

В связи с этим генотипическая изменчивость отдельных особей также впи Каждая популяция обладает вполне определенным генофондом, каж- сывается в рамки фенотипических проявлений данного генофонда. Постоян биологическая особь популяции генетически уникальна и несет в се- ство генофонда — чрезвычайно важный фактор выживания популяции, оно свой, только для нее характерный генотип. Отдельная особь в популя- достаточно устойчиво по отношению к большинству внешних факторов.

ции является только временным носителем определенной части генети- Каждый фенотип популяции является продуктом определенного гено ческого багажа всей популяции. Она может обогатить его одним или типа, он также сформировался путем длительного отбора в условиях посто двумя новыми генами, несколько увеличить частоту появления некоторых янного приспособления к окружающей среде, несмотря на разнообразие ге в данной популяции. Та популяция живых организмов, которая нотипов, заложенных в основу того или иного фенотипа. Последний чаще находится в генетическом равновесии, имеет неизменно постоянный ге- всего остается постоянным у многих поколений. Это объясняется в из Если же та или иная популяция эволюционирует, ее генофонд вестной степени тем, что каждый фенотип существует, прежде всего, бла изменяется. Причин такого изменения несколько. Благодаря мутациям ге годаря оптимизации своих взаимоотношений со средой. С другой стороны, материал приобретает определенное разнообразие, что увели постоянство генотипа в большой мере определяется способностью популя т возможности воспроизведения организмов с разнообразными ции уравновешивать свою генетическую структуру в ответ на значительные свойствами. Мутации могут быть связаны с изменением и неожиданные изменения среды. Такое свойство популяции называется хромосом в одной клетке, а также с изменением структуры самих генетическим гомеостазом.

хромосом и изменениями в молекуле ДНК, входящей в определенный Генетический гомеостаз определяет предел генетического разнообразия Генофонд может также изменяться за счет гибридизации (притока особей и возможности каждой популяции к изменчивости под влиянием 10 И В экспериментальной биологии было накоплено множество данных, от и внутренних факторов. Гомеостаз генофонда человеческой попу вергающих гипотезу о возможности наследования вновь приобретенных сохраняется, несмотря на различия отдельных индивидуумов, наро признаков. Морфологические и функциональные сдвиги в организме чело и рас. Сегодня известно, что различия между отдельными особями в века, возникающие в результате воздействия физических упражнений, одной группы людей или расы обычно превосходят различия меж можно отнести к вновь приобретенным признакам. Есть еще один факт, ду или расами. Различные человеческие расы отличаются который практически не оставляет никаких сомнений в справедливости друг от друга степенью изменчивости, обусловленной в основном размера данного положения.

ми образуемой ими популяции, интенсивностью генетического обмена с Как известно, все наследуемые признаки передаются только через яй соседними популяциями, изменчивостью мест географического и экологи цеклетки и сперматозоиды. Соматические клетки, которые, прежде всего, ческого расположения и рядом других факторов.

подвергаются воздействию физических упражнений в процессе длительных Изложенное в своей совокупности позволяет вполне определенно от занятий, в механизме передачи по наследству своих признаков не участ на вопрос о месте физических упражнений в эволюционном раз вуют. Таким образом, можно заключить, что физические упражнения и человека. Физические упражнения, какими бы интенсивными и ак здоровый образ жизни как бы являются тем важным фактором, котором они не были, изменить генотип и фенотип человека не могут.

разворачивается генетическая программа развития человека. Не влияя су совершенно очевидно, поскольку воздействия, оказываемые физичес щественным образом на ее содержание, они, тем не менее, могут замедлить кими упражнениями на организм человека, не выходят за рамки воздей или ускорить сам процесс разворачивания программы, облегчить или за ствия на него известных факторов среды, в частности такого, как грави труднить процесс ее реализации. В этом состоит их большое значение для эволюции всего вида. Поддерживая таким способом все положительные вполне определенную генетическую программу развития ви проявления в развитии каждого индивидуума, занятия физическими упраж да, каждый индивидуум реализует ее в конкретных условиях среды. Поэто нениями создают благоприятные условия для закрепления в популяции на му его фенотип формируется под влиянием адаптации к внешней среде. В иболее прогрессивных изменений, происходящих в результате наследствен ходе организма с окружающей средой между ними возни ной изменчивости индивидуумов.

кают определенные противоречия. Сила и острота этих противоречий оп Способность адаптироваться к условиям внешней среды определяется ределяют соответствующий тип реакции организма на воздействия среды.

собственно самой природой, генетической наследственностью. Это не при В в нем могут происходить ненаследственные адаптации и нас обретенное в процессе индивидуального развития свойство. Это одно из ледственные адаптации, мутационные изменения или, в крайнем случае, проявлений генетической программы развития, это, прежде всего, ее свой для организма может даже наступить летальный исход.

ство. Оно только реализуется (или не реализуется) в ходе индивидуального Регулярные занятия физическими упражнениями на протяжении нес развития человека. Таким образом, функциональные и морфологические кольких поколений людей могут существенно изменить морфологические и изменения, возникающие в организме в результате воздействия физических характеристики их организма. Однако данные изменения упражнений, в определенной степени уже предусмотрены его генотипом.

не выйдут за пределы изменчивости наследуемых этими поколени Однако его способность адаптироваться к внешней среде, в том числе и ями признаков гено- и фенотипов. Приобретенные в результате занятий воздействиям физических упражнений, необходимо отличать от упражнениями морфологические и функциональные особен возникающей в организме на генном уровне. Приспособительные измене ности являются ненаследственными адаптациями и не могут передаваться ния в организме человека, происходящие при выполнении физических уп по наследству. Каждое последующее поколение таких индивидуумов для ражнений, как правило, носят обратимый характер.

сохранения или, точнее, для восстановления этих Взаимоотношение между морфологическими и функциональными про своего организма должно будет вновь упорно заниматься физичес явлениями живой материи, как одна из серьезнейших проблем современ кими упражнениями в том же режиме, что и предки, и даже при полном ной биологии сегодня, как и ранее, продолжает волновать специалистов.

всех условий совсем не обязательно ими будут достигнуты те Диалектические закономерности развития живых организмов показывают, же физического развития. На их достижение или недостижение что форма всегда является объективным отражением определенного мате могут многочисленные факторы постоянно изменяющейся среды риального содержания. Морфологическая структура и функция представля и многие внутренние и внешние явления, которые полностью предопреде ют собой те две качественно различные категории, которые наиболее ха заранее практически невозможно.

для проявления жизни всех биологических объектов. Гомеостазис Многие биологи-эволюционисты полагают, что процесс биологической определенным соотношением его эволюции человека в какой-то степени завершен. При этом свои выводы Это соотношение динамично. Внешняя среда и, в частности, они подкрепляют не только данными о постоянстве его экологической ни физическое состояние организма, вызванное выполнением упражнения, ши, но и фактами стабилизации внешних форм и пропорций тела, а также на эту динамику. Организм, приспосабливаясь к ней, тем не величины мозга.

менее не должен нарушать свой гомеостазис. Поэтому происходящая пе- Ж. Ламарк охарактеризовал направление эволюции живых организмов, хотя и может привести либо к функциональным, либо к морфо- как "... стремление увеличить объем, "... расширить размеры..." всех частей ическим изменениям, однако в любом случае баланс их соотношений и элементов биологических объектов. Он также считал, что "образование должен быть таким, чтобы гомеостазис организма сохранился. В противном нового органа в теле животного является результатом новой развивавшей случае воздействия таких физических упражнений могут подорвать основы ся "развитие органов и сила их действия всегда соответ жизни организма. Мера этих воздействий определяется глубиной и харак ствуют употреблению этих органов" и т.д. Другими словами, "рациональные" вначале функциональной, затем и морфологической перестройки ор- адаптации организмов в процессе фило- и онтогенеза, по Ж. Ламарку, мог Морфологическая адаптация клеток, тканей и органов вначале но- ли бы означать систематическое и устойчивое увеличение и расширение характер рабочей гипертрофии и лишь впоследствии, когда воздействия диапазона проявления их морфофункциональных возможностей. Пример физических упражнений продолжают увеличиваться, изменения приобрета- но такие же тенденции довольно часто еще наблюдаются в современной ют характер гиперплазии, и если эти воздействия не снизить, то в организ- системе применения физических упражнений, прежде всего для подготов ме может наступить деструкция различных морфологических компонентов, ки спортсменов высокой квалификации. В специальной литературе сущес большинстве случаев приводящая к необратимым изменениям. твует определенное число рекомендаций по использованию упражнений Для того чтобы обеспечить желаемый эффект воздействия физических как средств не только естественного расширения, но и доведения до опре на организм, педагог должен управлять процессом их направ- деленных крайних функциональных и морфологических пределов развития применения. То, что физические упражнения не могут воздейство- отдельных систем и органов человека. Это касается, в первую очередь, сер на генотип человека, есть положительный факт. Это можно сравнить дечно-сосудистой, дыхательной и ряда других систем. Такое положение в с иммунным защитным барьером организма против нежелательных внеш- методике применения физических упражнений характерно, прежде всего, воздействий. Ведь не исключена возможность ошибочного использова для этапа ее экстенсивного развития.

упражнений и, как следствие этого, закрепление в организме нежела- На первый взгляд, что плохого в том, что функции и морфологические адаптационных морфофункциональных изменений. Если бы в ор- структуры отдельных органов и систем будут увеличены и гипертрофирова не было упомянутого кинетического барьера, то все последующие ны? А если допустить, чтобы были значительно расширены также возмож вполне возможно, могли бы получить по наследству нежела- ные морфофункциональные границы всех органов и систем организма?

признаки. Разве это не расширение возможностей человека в целом как биологичес В процессе управления воздействием физических упражнений специа- кого вида? Действительно, все это кажется заманчивым и логичным, но листы не могут также игнорировать факт выраженной наследственной только до тех пор, пока не принимаются во внимание известные законы отдельных индивидуумов к проявлению определен эволюции.

ных двигательных возможностей. Это обстоятельство позволяет использо- Гипертрофия отдельных систем, как правило, выводит из естественно и фенотипические обусловленные свойства моторики человека го динамического равновесия весь организм, нарушает взаимодействие как объективные критерии индивидуального подбора наиболее адекватных между системами, и этим не только не увеличивает, а скорее напротив — снижает его жизнеспособность. Резервы двигательной активности человека Используя физические упражнения как средство совершенствования заключаются не в гиперфункции отдельных органов, групп органов или да функции, специалисты, кроме прочего, не могут не учитывать же всех его систем а, прежде всего, в увеличении согласованности между данные о скорости и направлении движения эволюции человека. ними, в функционально-морфологической координации жизненно важных эволюционных изменений в той или иной группе живых организ- подсистем организма. В этом видятся безграничные возможности совер мом может определяться числом новых биологических рядов, возникающих шенствования приспособительных механизмов организма человека, кото биологическом виде в какую-то единицу времени его развития. рые требуют от специалистов такой стратегии применения физических 14 которая предусматривает оптимизацию двигательных взаимо ГЛАВА человека со средой за счет использования внешних сил и эконом ного расходования ресурсов собственного организма. Такое использование ГРАВИТАЦИОННЫЕ упражнений, скорее всего, не приведет к значительным морфологическим ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ в организме. Напротив, оно будет способствовать длительной стабилизации морфологических структур в генотипических и фенотипичес ких границах на том оптимальном уровне, который будет достаточным для требуемого уровня функциональной согласованности подсис обеспечивая в целом более высокий уровень двигательной функции Тело человека, в отличие от других живых организмов, формируется в процессе онтогенеза таким образом, что вся его масса в продольном нап равлении располагается параллельно вектору гравитации. Оно растет в нап равлении, противоположном действию силы земного притяжения. Такое явление, по-видимому, можно трактовать как проявление отрицательного геотропизма. При этом тело человека обладает двусторонне симметричным строением, относительно сагиттальной плоскости оно имеет две достаточ но строго симметричные половины — правую и левую. Однако эта симмет рия касается, в первую очередь, только органов, связанных с двигательной функцией и гравитационно-зависимых, в частности скелета, нервно-мы шечной системы и органов чувств. В то же время внутреннее строение ор ганизма, непосредственно не обеспечивающее реализацию перемещений тела в гравитационном поле Земли, в основном не имеет такой строгой симметричности расположения масс. Из этого можно предположить, что симметричность биомеханической конструкции двигательной системы про является, по-видимому, благодаря тому, что именно такое распределение масс тела в пространстве позволяет человеку более эффективно управлять гравитационными взаимодействиями при перемещениях звеньев своего те ла. В то же время вероятно, что те его части, которые имеют меньшую мас су, располагаются в другом силовом поле, в частности в электромагнитном, имеют негеометрическую и не трехмерную, а какую-то другую, обуслов ленную другими силовыми взаимодействиями, симметрию.

Поднятие массы тела человека в процессе его развития поверхнос тью Земли вызывает напряженность в его межклеточных, межтканевых и межорганных взаимодействиях. В этом случае, когда взаимодействующие массы тела достигают соответствующих величин, возрастает потребность организма в различных видах энергии, могущей обеспечить его затраты на удержание всего организма в определенном положении в пространстве от носительно гравитационного поля Земли.

механическая работа при единичном сокращении мышцы в пересчете на Одним из таких видов энергии, необходимой микроскопическим ком единицу ее объема является неизменной и не зависит от размеров тела жи тканей организма для обеспечения их движений, является хими вотного или человека. Количество филаментов мышцы на единицу площа ческая энергия. Общее потребление химической энергии организма в таких ди ее поперечного сечения одинаково у крупных и мелких животных.

принято определять интенсивностью его метаболизма. В физио Длины саркомеров и длины филаментов мышцы также у всех позвоночных логии интенсивность окислительного метаболизма организма принято из примерно одинаковы. Однако в том случае, когда работа, производимая мерять скоростью потребления кислорода.

мышцей при одиночном сокращении, — величина постоянная, то ее выход I В биологии широко известна связь между интенсивностью метаболиз ная мощность прямо пропорциональна частоте ее сокращения. Частота сок ма покоя (потребление кислорода) и размерами (массой) тела животных.

ращения скелетных мышц человека, реализующих его циклические мономо рассматривают интенсивность метаболизма как функцию торные акты, равномерно уменьшается с увеличением размеров его тела.

массы тела млекопитающих. Однако она не пропорциональна площади по Организм человека — открытая биологическая система. Он неразрывно их тела. В то же время известно, что так называемая удельная связан с окружающей средой и находится по отношению к ней в неравно интенсивность метаболизма (его интенсивность на 1 кг массы) у живых ор весном термодинамическом состоянии. Это позволяет ему естественным уменьшается с увеличением массы тела. В том случае, если гра образом утилизировать различные виды энергии из среды и таким образом фически в логарифмическом масштабе изобразить зависимость удельной формировать материальную структуру своего тела.

интенсивности метаболизма от массы тела животных, то линия регрессии Организм человека, как всякий другой материальный объект, находит будет иметь отрицательный наклон.

ся в глобальной мировой системе сил и взаимодействий. Одно из таких вза Для организма человека так же, как и для организма всех других теп имодействий — гравитационное — формируется благодаря взаимодействию важным является поддержание постоянной масс различных тел, расположенных по всему пространству Вселенной. К температуры тела, на что направлена часть его метаболических ресурсов. У числу таких тел относятся и многочисленные космические тела — планеты небольших животных поверхность тела больше относительно массы, поэто и все другие тела, в том числе и живые, расположенные в атмосфере нашей му для того, чтобы не снизилась температура их тела, они должны произ планеты. Конечно же, человек, обладая определенной массой тела, также водить тепло со скоростью, соответствующей скорости его потери через по ощущает на себе и в себе гравитационные взаимодействия и взаимодей верхность тела. Таким образом, часть метаболизма расходуется организмом ствует таким образом с массами всех других тел на Земле.

каждого теплокровного млекопитающего, в том числе человека, только на Коль скоро человек существует в мире гравитационных взаимодей поддержание процессов нормального функционирования всех клеток, тка ствий, следовательно, вполне резонно предположить, что результаты этих и органов. Другая часть метаболизма затрачивается на создание соб взаимодействий каким-то образом должны быть видны и отражаться на фо ственного силового поля, необходимого человеку для поддержания верти не его морфологической структуры и на функциях его организма. Так оно кального положения тела в ответ на действие противоположно направлен и есть, большинство специалистов еще в середине и особенно к концу ного вектора сил гравитации. Причем, при увеличении общей массы тела прошлого века пришли к заключению о том, что форма тела животных человека, геометрия его масс, как правило, не остается подобной изомет обусловлена силами земного притяжения.

рической.

В. Бровар (1960), например, считает, что с момента возникновения и на По данным И. (1939), Г. Струкова (1987), общая интен всем протяжении своего онтогенетического развития, связанного с измене сивность метаболизма человека и животных в покое складывается из ин нием внешней формы и положением частей внутри целого, организм нахо тенсивности, обусловленной затратами организмом кислорода, расходуемо дится под влиянием тяготения.

на поддержание жизни в поле силы тяжести Земли.

Однако известно, что в условиях Земного обитания в жизни человека Мышцы и сухожилия являются накопителями гравитационной потен встречаются такие обстоятельства, при которых гравитационные взаимо энергии тела человека. Требуемая для перемещения тела в грави действия его организма со средой не остаются постоянными. Действие сил тационном поле мощность реализуется мышечной массой, которая, по гравитации на него то уменьшается (погружение в воду, полет в космичес Д. Никитина (1963), составляет примерно общей массы ком корабле на орбите), то увеличивается (прыжки в высоту, взлет сверх тела у всех млекопитающих.

звукового истребителя или космического аппарата). Как показала практи Максимальная сила сокращения, которую может развивать отдельный ка, кратковременное изменение условий гравитационных взаимодействий в мышечный филамент, не зависит от размеров тела человека. Максимальная определенных пределах чаще всего не оказывает существенного воздей вероятная — столкновение Земли с другими небесными телами. Это могло на организм человека. Совершенно иное дело, когда в таких услови повлечь за собой целую цепь событий.

ях организм находится довольно длительное время. На вопросы о том, ка Теоретически причинами глобальных изменений гравитационного поля кие изменения могут произойти в организме, если гравитационные взаимо могут быть:

действия будут изменяться в течение достаточно продолжительного перио • факторы, вызывающие неравномерность вращения Земли;

да его жизни, пытаются ответить многие исследователи. Некоторые специ- • перестройка земной коры;

алисты обращаются при этом вглубь тысячелетий к проблемам филогенеза • изменения положения оси вращения в теле Земли;

и пытаются проследить те изменения в организме человека и других живот- • гелиодинамические явления;

ных, которые происходили на протяжении многих этапов эволюции живот • сезонные колебания уровня Мирового океана;

ного мира. На протяжении этого времени, по мнению многих исследовате- • перемещения атмосферных масс.

лей, в истории Земли уже происходили существенные изменения ее грави С учетом изложенного следует признать, что наиболее важным обстоя тационного поля. Другие авторы пытаются изучить закономерности адап тельством было существование только одной глобальной причины — стиму тации организма человека к условиям земной гравитации на протяжении ла возникновения у достаточно прочного скелета, необходимого его онтогенетического развития — от зарождения человеческого эмбриона, им противостояния резко возросшей силе земного притяжения. С другой живущего в утробе матери почти в невесомости, до появления на свет и стороны, очевидно, что причин увеличения самой силы земного притяже продолжительной жизни в условиях резко изменившихся воздействий на ния могло быть много. Также много могло быть у живых организмов и под него сил земного притяжения и, наконец, до глубокой старости, когда эти ручного строительного материала для формирования прочного скелета, за силы вновь притянут его к Земле и возвратят в ее лоно. их организм от гравитационных перегрузок не только в покое, Способность живых организмов строить скелет специалисты относят но и, что особенно важно, в условиях активных земных перемещений.

к событиям, происшедшим около 600 млн лет тому назад. В истории раз В результате собственных теоретических изысканий нами установлено, вития жизни на Земле этот период — граница докембрия и кембрия счи что само появление прочного скелета у большинства млекопитающих было тается одним из поворотных этапов и его принято называть фанерозоем.

обусловлено адаптационными изменениями их организма к действиям из Ему посвящены многие исследования, однако, к сожалению, до настоя меняющих сил гравитации. Однако благодаря тому, что в формировании щего времени все еще неизвестны и не установлены причины того, поче живой материи наряду с гравитационными принимают участие и другие, му многие организмы именно в этот период развития жизни на Земле из например электромагнитные силовые взаимодействия, роль и значение безскелетного состояния стали преобразовываться в скелетные формы ор скелета в организме, по нашему мнению, не ограничивается опорной и ме ганизации. Почему этот процесс произошел и каким образом осущес ханической функцией и выходит за рамки его чисто антигравитационного твлялись эти преобразования? Сегодня на эти вопросы достоверно отве назначения. Особое вещество кости — костный мозг, по мнению многих тить, к сожалению, не может пока никто. Большинство исследователей биологов, как орган кроветворения возник в скелете наземных позвоноч посвящают свои работы в основном проблемам изучения механизмов соб ных при их выходе из водной среды на сушу в процессе эволюции вслед ственно формирования скелета из тех или иных строительных материа ствие необходимости их повышенного энергообеспечения, для компенса лов, которые имелись в окружающей среде. Так, в частности, одна из ги ции затрат на преодоление сил гравитации. Таким образом, скелет стал ос потез объясняет возникновение периода начала скелетообразования с по новным местом и источником синтеза красных кровяных клеток — эритро явлением у живых организмов способности синтезировать коллаген. Для цитов и гемоглобина, что позволило решить для организма сложную проб этого, по их мнению, в атмосфере Земли в то время должно было быть лему его дополнительного обеспечения кислородом. Поэтому совершенно достаточно кислорода.

очевидно, что величина гравитационной нагрузки на скелет фактически и Анализируя все известные обстоятельства, по-нашему мнению, можно служит своеобразным стимулом не только его укрепления как опоры, но и прийти к выводу о том, что причина столь интенсивного и одновременно мощнейшим фактором стимуляции его кроветворной функции.

го скелетообразования у многих видов живых организмов может быть Наряду со скелетом важнейшей системой, обеспечивающей устойчи объяснена только изменившимися условиями каких-либо силовых, скорее вость и неравновесные термодинамические энергетические отношения ор всего, гравитационных, взаимодействий. К этому, в свою очередь, могло ганизма с внешним гравитационным полем, является скелетная мускулату привести множество причин. Одна из них, как мы полагаем, наиболее ра человека и всех позвоночных.

располагаются свободно (например, в коже), а иногда заключены в своеоб От восприятия человеком гравитационного поля Земли органами чувств разные внешние структуры мышечные Первый этап качество его управленческих решений при построении движений и преобразования гравитационного стимула в рецепторном аппарате совер реализации всех жизненно важных программ двигательных действий. Этим, шается на уровне молекулярных механизмов. Второй этап включает прев конечном итоге, обусловлен правильный или неправильный, энергети ращение изменений в молекулярном механизме рецептора в изменение экономичный или способ решения конкретных мембранного потенциала рецепторной клетки. Растяжение мембраны меха задач, а также определяется координационный уровень и точ норецепторов приводит к расширению мембранного канала, пропускающе ность движений. Таким образом, очевидно, что всякая тренировка или нап го поток ионов, который деполяризует мембрану. В результате этого изме приспособление человека к требуемым для эффективного вы няется электрический заряд мембраны. Это изменение называют рецептор заданных программ движений должны строиться, прежде всего, потенциалом. потенциал распространяется через так на с учетом особенностей сенсорного отражения им гравитационного поля в зываемые электротонические потенциалы. В клетках растяже любых проектируемых условиях решения двигательных задач.

ния силы гравитационных взаимодействий усиливают положительный ток, По данным Г. Парфенова (1988), у индивидуальных одноклеточных ор входящий через мембрану нервного окончания, что приводит к появлению ганизмов не было обнаружено каких-либо гравитационно-зависимых про в нервных окончаниях определенного рецепторного потенциала. Данный цессов и реакция на изменение силы тяжести является прерогативой, по потенциал распространяется в клетке электротоническими токами в аксо меньшей мере, органа, а чаще организма как целого. По его мнению, прин не к месту возникновения импульса. На завершающем этапе в афферент ципиальные морфологические признаки, в частности ных нервных волокнах происходит перекодирование ответа рецептора в строения организмов, являются имеющими толь импульсный разряд, передающий информацию о гравитационном поле ос ко филогенетический смысл. Они возникли как адаптации к средам, сфор тальным отделам нервной системы. При перемещениях тела человека с ус силой тяжести, имеющим векторную физическую организа корением относительно гравитационного поля Земли возникает динами цию. Поэтому он называет такое влияние силы тяжести влиянием первого ческий эффект стимуляции рецепторного аппарата мышц (их растяжение порядка. В то же время значение силы тяжести как одной из абиотических увеличивается) и частота нервных импульсов возрастает. В положении рав составляющих естественного отбора следует считать фактором формообра новесия тела наблюдается статический (или тонический) эффект реакции организмов второго порядка. Изучение же физиологической роли рецепторного аппарата, когда растяжение мышц не возрастает, а частота силы тяжести на организм человека относится к факторам третьего поряд нервных импульсов снижается. Установлено, что амплитуда рецепторных ка. Он считает, что в этой роли сила тяжести определяет верхний предел потенциалов при изменениях гравитационных стимулов изменяется в соот величины, по крайней мере у сухопутных организмов. Влияние изменений ветствии с их интенсивностью. На этом участке сенсорной системы проис силы тяжести в физиологических опытах сопровождается ее перцепцией, а ходит преобразование непрерывных (аналоговых) сигналов гравитационно у людей перцепция к тому же сопровождается сознанием.

го поля в прерывистые (дискретные) сигналы нервных импульсов. Измене В нервной системе человека имеются специальные клет ние частоты и амплитуды нервных импульсов в результате изменения дви ки, чувствительные к различным формам энергии в окружающей среде, в жения тела человека в гравитационном поле позволяет в нервной системе числе и к гравитационной энергии, которая служит для них важней кодировать и транспортировать практически полный объем информации об шим биологическим стимулом. Энергию гравитационного поля восприни этом процессе. Рецепторы, воспринимающие гравитационные взаимодей мают нервные клетки, расположенные в коже и подкожных тканях, крове ствия, обладают определенной динамической чувствительностью (способ носных сосудах, мышцах (поперечно-полосатые, гладкие), сухожильных ностью воспринимать резкое изменение стимулов) и адаптацией, которая органах, суставах (суставные поверхности, сумка, связки), вестибулярных характеризуется их способностью снижать ответ на стимулы через некото органах. Процесс восприятия гравитационных взаимодействий осуществля рое время после его возникновения в условиях неизменной (статической) сенсорной системой на трех главных уровнях: рецепторном, путях, стимуляции. Различают медленно адаптирующиеся (тонические) и быстро информацию, и в нервных сетях, находящихся в основе сен адаптирующиеся (физические) рецепторы. Молекулярные механизмы чув восприятия. В сенсорных нервных клетках происходит преобразо ствительного аппарата нервных клеток дифференцированы по отношению энергии гравитационного поля в соответствующие нервные сигналы.

к гравитационному полю. Информация об интенсивности гравитационных Участки, где, собственно, происходит данное преобразование, в большин взаимодействий кодируется путем преобразования градуальных рецептор случаев находятся в окончаниях нервных волокон, которые иногда спинного мозга, для передачи (через восходящие пути) мозговому центру.

потенциалов в частотный импульсный код. Тип ответа на гравитаци Восходящие волокна образуют в синапсы с релейными клетками онный стимул среды в зависимости от масштаба времени определяется волокна, от которых, в свою очередь, направляются в кору большого адаптацией рецепторного аппарата. Характеристики информации о прос мозга. В заднем центральном ядре волокна имеют геометрический транственном распределении гравитационных воздействий определяются порядок, который является как бы проекцией поверхности всего тела чело путем размещения соответствующих рецепторов в различных участках тела века. Этот же порядок наблюдается при проецировании релейных клеток на человека.

область коры.

Сенсорная информация о гравитационном поле поступает в централь Детальную информацию о силе земного тяготения нервная система по ную нервную систему через определенные центры, в которых она перера лучает от рецепторов (рецепторного аппарата), расположенных в суставах и батывается и анализируется во взаимосвязи с другими порциями информа сухожилиях мышц. Совокупность сенсорных сигналов от мышц и сухожи ции. Определенные нейронные сети в комплексе проводящих путей фор лий получила название проприоцептивной чувствительности (мышечное мируют соответствующую сенсорную систему. Сенсорные сети образуют чувство), которой человек ощущает действие сил гравитации на специфические, неспецифические и центробежные нейронные пути. Ком свое тело. Это ощущение часто бывает неосознанным, что обеспечивает, в плексы взаимосвязанных рецепторов организованы в рецептивные поля.

частности, рефлекторную ответную реакцию человека на изменение усло Считается, что специфические сенсорные пути служат для передачи кон вий равновесия и ориентации его тела относительно вектора гравитации. В кретной информации, в то время как неспецифические — обеспечивают мышцах человека имеются видоизмененные веретенообразные волокна, сенсорную интеграцию информации и управление поведенческими актами объединенные в пучки, покрытые капсулой. Эти веретенообразные волок целостного организма. Восприятие гравитационного поля рассматривается на иннервируются сенсорными волокнами и имеют двигательную иннерва как результирующий эффект соответствующей стимуляции сенсорной сис цию от моторных аксонов, направляющихся к мышцам. На темы, благодаря которому у человека создается его своеобразный внутрен иболее густая сеть веретен располагается в мышцах кисти, стопы, шеи, что, ний образ. Сам механизм этого восприятия включает несколько функцио вероятно, объясняется специфичностью их роли в обеспечении высших от нальных элементов: обнаружение гравитационных сигналов, оценка их ве делов мозга обширной информацией о сложных многоплоскостных пере личины, определение их пространственного размещения, выявление важ мещениях многозвенных систем двигательного аппарата в гравитационном нейших признаков, определение их качества, распознавание целостных об поле при выполнении особо точных двигательных действий или решении разов и др. Свободные нервные окончания кожи способны воспринимать сложнейших двигательных задач.

гравитационное поле. В глубоких слоях дермы располагаются крупные кон Значительное количество веретен имеется также в ряде мышц голени, цевые органы — тельца Пачини. Они обнаруживаются также в соедини что обусловлено их функциональной направленностью, связанной с обес тельной ткани мышц, надкостнице и брыжейке. Это образование напоми печением информационного обмена между периферией и центром при ре нает многослойную луковицу, между слоями клеточных оболочек которой гуляции позы. Несколько меньше веретен в мышцах плеча и бедра, пос имеется некоторое количество специфической жидкости. Внутренняя кол кольку эти звенья тела при выполнении большинства сложных движений ба тельца имеет голое окончание нервного волокна с короткими отростка являются не ведущими, а ведомыми в двигательных механизмах конечнос ми. Тельце Пачини представляет собой специализированное рецепторное тей, кроме незначительные ошибки или отклонения в программах их Образование, воспринимающее быстрые изменения давления на кожу, дей движений, вероятно, допустимы и, как правило, не оказывают существен ствие сил тяжести. На глубинной границе сосочков дермы находятся мед ного влияния на качество решения двигательной задачи.

ленно адаптирующиеся рецепторы — диски Меркеля, а в волосяном пок Мышечные волокна, входящие в состав веретен, получили название ин рове сходные элементы — клетки Меркеля. Они реагируют на статическое в отличие от формирующих основную давление. Кроме этого, в коже у основания сосочков имеются массу мышцы, выполняющих основную механическую работу. Мышечные умеренно быстро адаптирующиеся к давлению тельца Мейснера, которые рецепторы подразделяются также на веретена и сухожильные органы. Вере к легкому прикосновению и вибрации, связаны с волосяным тена бывают двух видов: с ядерной сумкой и ядерной цепочкой. Их иннер стержнем и воспринимают даже незначительные отклонения от его естес вация осуществляется собственными моторными аксонами с малым диа твенного положения, возникающие под действием внешних сил. Рецептор метром (гамма-волокнами). И те и другие веретена в центральной области Ная информация в преобразованном виде импульсным кодом поступает в иннервируются спиральным окончанием крупного нервного волокна (пер Спинной мозг для обеспечения местных рефлексов на уровне собственно ществить оценку взаимного расположения звеньев тела. Рецепторы второ окончанием). Кроме того, волокно с ядерной цепочкой имеет так го типа позволяют воспринимать перемещения звеньев с ускорением. Кро же менее крупные спиральные окончания (вторичные окончания). Сухо ме того, ряд суставных рецепторов посылает сигналы о крайних положени жильные органы (органы располагаются в толще сухожилий ях общей амплитуды угловых перемещений звеньев, что позволяет контро мышц в местах их окончаний, наиболее чувствительных к действию сил тя лировать суставные экскурсии. С восприятием параметров гравитационно готения. Сила (или момент силы) тяжести действует на каждое веретено, го поля связано так называемое кинестезическое чувство, благодаря кото растягивая его вдоль продольной оси. В ответ на резкое изменение импуль рому человек может оценить положение и движение звеньев своих конеч са этой силы реагируют первичные окончания веретен. На сравнительно ностей. Целостность такого восприятия достигается участием кожных ре медленные изменения внешней силы реагируют вторичные окончания ве цепторов и проприорецепторов, а также сигналов, поступающих по нисхо ретен, имеющие малую динамическую чувствительность. Это позволяет дящим путям нервной системы. Это позволяет человеку получить осоз сделать заключение о том, что через первичные окончания в высшие от нанные ощущения усилий, прикладываемых извне к звеньям, и действие делы нервной системы поступает информация о динамике растяжения собственно силы тяжести. Информация от мышц и суставов по восходя мышцы в ответ на изменение внешних силовых воздействий, вторичные щим путям, через поступает в те участки коры, которые имеют окончания сигнализируют о характере положения мышцы. Аппарат Голь представительства соматосенсорной системы. В настоящее время установ джи имеет высокий порог и низкую чувствительность по отношению к из лено, что мышечная и суставная афферентация не только поступает в со менению гравитационных взаимодействий. В период активного мышечно матосенсорную часть коры, но и переключается на ее двигательную зону. В го сокращения этот сухожильный аппарат дает высокочастот организме человека имеется специализированный рецепторный орган рав ный импульсный разряд, поскольку он образует с мышцей последователь новесия (гравирецептор). По существу, этот центральный гравитационный ную цепь соединений, в связи с чем в таких условиях на него воздействует рецептор — специфический инерционный датчик. Он в той или иной фор большая сила. Веретена образуют в такой цепи ряд параллельных соедине ме имеется у большинства живых организмов. Принципиальная схема его ний, приводящих к тому, что равнодействующая сила реакции мышцы как устройства с различными вариациями встречается у всех видов. Обычно это бы разделяется на ряд составляющих, т.е. на каждый рецептор приходится полость, заполненная желеподобной жидкостью. В жидкость погружены меньшее силовое воздействие. Как следствие этого, — рецепторный аппа плавающие образования определенной массы. В стен рат веретен реагирует менее активно.

ке полости располагаются нервные окончания. При перемещениях звена Важным центром сенсорной информации о положении отдельных тела с ускорением, вместе с ним в данной полости перемещаются взвешен звеньев и всего тела человека в гравитационном поле являются суставные ные в жидкости массы. В результате перемещения этих масс раздражаются рецепторы. Они в основном сосредоточены в области суставной сумки и нервные окончания, что вызывает изменение частоты импульсных разрядов морфологически напоминают аналогичные рецепторы кожи. Встречается в сенсорных волокнах.

несколько типов таких рецепторов. Рецепторы первого типа образованы Центральный гравирецептор человека — это парный орган, мелкими тельцами, находящимися вокруг веточек тонких миелинизирован расположенный в области пирамидки височной кости черепа. Он имеет две волокон. На растяжение реагируют медленной адаптацией. Рецепторы полости саккулус и в стенках которых имеется участок с сенсор второго типа образованы более крупными тельцами (похожими на тельца ными клетками — макула. Полости соединены друг с другом тремя полу которые быстро адаптируются и имеют во кружными каналами, расположенными в трех взаимно перпендикулярных локна средней толщины. Рецепторы третьего типа располагаются в сухожи плоскостях. В каждом канале есть расширение — ампула с лиях мышц, вплетающихся в сумку. Они образованы плотной сетью отно образованиями — гребешками. Отолитовый орган с полукружными канала сительно крупных волокон и по своему строению ми называется вестибулярным аппаратом человека. Он морфологически похожи на сухожильные рецепторы Гольджи. Рецепторы четвертого типа связан с органом слуха (улиткой), имеющим своеобразный мембранный ла свободными нервными окончаниями, состоящими из тонких биринт. Полукружные каналы вестибулярного аппарата жестко связаны со волокон. Разнообразие рецепторного аппарата сус скелетом и поэтому одновременно со всем телом человека ориентированы свидетельствует о разнообразии информации, поступающей от них по в трехмерном пространстве относительно вектора силы тяжести. Полости восходящим путям в высшие отделы нервной системы. Существуют гипо этих каналов заполнены жидкостью (эндолимфой и перелимфой), в их о том, что рецепторы первого типа реагируют на относительные угло стенках располагаются группы сенсорных клеток. В полость с жидкостью вые перемещения звеньев с небольшой амплитудой и позволяют осу система управления с отрицательной обратной связью. Мышцы, прикрепля погружены волоски этих клеток. Группировки клеток формируются в виде ющиеся к костям черепа, получают стимуляцию при изменении положения выступа. Изменение положения головы в пространстве, а головы благодаря возбуждению элементов лабиринта. Только движение с угловым ускорением приводит к движению жидкости и возвращение головы в уравновешенное положение относительно туловища смещению волосков внутри гребешка. В результате механическая энергия уменьшает стимуляцию мышц. Рефлексы такого типа в основном осущес движения волоска преобразуется в разряд нервных импульсов.

твляются неосознанно.

клетки имеют ответвления — реснички (киноцилии) и тон В восприятии гравитационного силового поля с вестибулярным аппара кие более короткие отростки (стереоцилии). Такие клетки есть том взаимодействует зрительный анализатор. В оценке пространственных в обеих макулах отолитового органа и гребешка полукружных каналов. В параметров объектов окружающей среды информация от вестибулярного кулах над волосками располагаются отолиты — плотные кристаллы карбо аппарата и проприорецепторов корректируется зрительной системой. Вес ната кальция (отоконии), спаянные с желеподобной массой и образующие тибулярная система, в частности благодаря шейному рефлексу, оказывает целом отолитовую мембрану. Волоски гребешков образуют стабилизирующее влияние на пространственную настройку органа зрения от одной до другой стороны ампулы. Волоски различных типов строго при движениях с ускорением в поле силы тяжести. Шейный рефлекс поз «ориентированы в пространстве относительно системы отсчета, связанной с воляет сохранять стабильное изображение на сетчатке непосредственно в черепом человека (височной костью, полукружными каналами). Движение момент различных сложных в пространственном отношении движений головы относительно вектора силы тяжести приводит к изменению положе звеньев тела человека.

ния мембран и верхушек гребешков. Во множественных рецеп Вестибулярный аппарат оказывает воздействие на скелетную мускула клетках возникают возбуждения, что позволяет высшим отделам по туру через спинной мозг. Импульсы от периферии направляются к мото совокупности многих сигналов точечно-расположенных в пространстве по нейронам по нисходящим и продольному путям.

лей клеток производить синтез афферентных сигналов в целях наиболее Через вставочные нейроны вестибулярные импульсы взаимодействуют с точной оценки положения перемещений головы и всего тела человека. Ин двигательными сигналами. Вестибулярные нервные центры тесно взаимо формация от волосковых клеток поступает в центральную нервную систему связаны с ядрами мозжечка. Их взаимодействие с двигательными центрами по аксонам в составе восьмого черепного нерва, проходит в ствол мозга в коры больших полушарий осуществляется также через вставочные нейро область скопления специализированных клеток — вестибулярных ядер. Во ны. Тонус мышц регулируется моторной зоной коры, согласуясь с частотой локна, проецирующие сигналы в спинной мозг, формируют две ветви (ме и силой восходящей от вестибулярного и двигательного аппа диальную и латеральную) пути. Нисходящие волокна ратов. Собственно тоническая регуляция скелетных мышц реализуется ко медиальных ветвей образуют контакты с мотонейронами, которые воздей рой больших полушарий через средний мозг. Импульсы из коры, подкор ствуют на мышцы шеи и туловища. Нисходящие волокна латеральных вет ковых ядер мозжечка, ретикулярной формации, стволовой части мозга вей иннервируют мускулатуру конечностей. Латеральный путь составляют поступают в средний мозг через красное ядро. При изменении ориентации а медиальный — тормозящие и возбуждающие волокна.

тела человека относительно вектора силы тяжести происходит перераспре Важным обстоятельством в восприятии человеком гравитационного поля деление мышечного тонуса. Механизмы этого перераспределения обеспе является тот факт, что сам гравирецептор находится в области пирамидки чиваются согласованной деятельностью среднего и промежуточного мозга.

кости черепа. Функционально, морфологически и биомеханичес аппарат, воспринимающий параметры гравитационного поля, ки тело человека представляет собой многозвенную систему, концевым зве имеет сложную систему нервных связей с центрами регуляции вегетатив ном которой является голова, опорным — стопы. Всякая передача движений ных функций организма. Эти связи имеют основу.

от опоры к голове и наоборот осуществляется через последовательную цепь Адаптация организма к тому или иному уровню гравитационных взаимо промежуточных звеньев. Большинство двигательных реакций человека, как действий осуществляется благодаря афферентной импульсации из рецеп носит рефлекторный характер. механизмы вестибу торных отделов, в основном, двигательного анализатора. Управление гра лярного аппарата должны обеспечить стабилизацию положения звеньев го витационными взаимодействиями человека согласовывается с состоянием ловы в трехмерном пространстве относительно системы отсчета, связанной внутренних органов его тела через механизмы с телом человека, а также относительно внешних и неинер рефлексов. Поскольку мышечная система насыщена специализированным систем отсчета. Стабилизацией головы относительно туловища аппаратом, воспринимающим внешние силовые поля, она шейные рефлексы. Эти рефлексы функционируют как замкнутая анализируются и преобразуются в командные сигналы. Система управле оказывает стимуляционное действие через центральную ния гравитационными взаимодействиями двигательного анализатора обес систему на все вегетативные функции организма человека. Это от печивается непрерывной циркуляцией информации от рецепторов к проме на состоянии внутренних систем, которые, в свою очередь, посы жуточным центрам, а затем снова к рецепторам. Промежуточные центры лая импульсы от собственных рецепторов, также могут оказывать сущест имеют выходы к эффекторам (исполнительным органам). Деятельность венное воздействие на функцию мышц через центральную нервную систе последних стимулирует появление новых рецепторных сигналов. В ком му. Изложенное свидетельствует о том, что система специализированных плексе взаимодействия перечисленные функционально-морфологические биологических рецепторов позволяет человеку адекватно воспринимать фи элементы формируют специфическую систему регулирования гравитацион зические параметры поля сил земного тяготения, ориентацию своего тела в ными взаимодействиями организма, образующую своеобразную кольцевую нем, фиксировать все его относительные изменения при собственных пе связь по линии: рецепторы — промежуточные центры — эффекторы — ре ремещениях в пространстве как под действием гравитации, так и под воз цепторы. Эта система имеет несколько уровней замыкания, высшим из ко действием всех других внешних сил. Благодаря разнообразию рецепторов торых является корковый уровень (передняя центральная извилина). Ха такого рода человек может рефлекторно (на уровне отдельных звеньев тела рактерной особенностью двигательного анализатора является то, что его и биокинематических пар), а также вполне осознанно (преимущественно пути от правого и левого полушария взаимно перекрещиваются относи на уровне биокинематических цепей и всего тела) управлять своими двига тельно продольной оси симметрии тела человека.

тельными действиями. В основе этого управления лежит целый ряд нейро Гравитационное поле отражается нервной системой человека, органи механизмов восприятия гравитационных взаимодействий. Эф зующей ответные реакции на его воздействие. Степень сложности этих ре фективность большинства из них определяется следующими особеннос акций различна, однако в их основе лежит один рефлекторный принцип, тями гравирецепторов: локализация полей практически во обеспечивающий активную адаптацию организма к определенным услови всех морфологических структурах всех относительно подвижных звеньев ям существования, в частности к постоянному воздействию сил земного тела;

ориентация чувствительных зон рецепторов относительно всех трех тяготения. Эволюционное развитие человека привело к определенному со плоскостей пространства;

наличие рецепторного аппарата, позволяющего вершенству и разнообразию рефлексов, которые реагируют на довольно воспринимать как силовые взаимодействия тела с внешней средой, так и широкий диапазон раздражителей, охватывают значительные площади тела силовые взаимодействия между отдельными звеньями;

наличие узкоспеци — рефлексогенные зоны, и включают как минимум два основных функци ализированных рецепторов, позволяющих дифференцированно восприни онально-морфологических компонента: воспринимающий и мать отдельные параметры гравитационного поля;

наличие центрального исполнительный блока гравирецепторов, локализующегося в голове (вестибулярный аппа По данным многих авторов (Белинцев, 1991 и др.), чувствительность к рат), позволяющего как в автоматизированном режиме (рефлекторно), так восприятию человеком с помощью органов зрения электромагнитного из и произвольно (с участием сознания) в ответ на возмущающие воздействия лучения или с помощью органов слуха акустических колебаний значитель среды стабилизировать относительно вектора силы тяжести координаты но более высока, чем его чувствительность к восприятию массы в ответ на рецепторов зрительного и слухового анализаторов, контролирующих, дуб ее инерционные воздействия или в ответ на воздействия гравитационного лирующих и дополняющих информацию о пространственном положении и поля.

перемещениях тела человека, поступающую извне в высшие отделы его Практические наблюдения различных аспектов управления двигатель нервной системы. Наиболее полно и целостно отражает гравитационное ной активностью человека показывают, что чувствительность организма че поле специализированная функционально-морфологическая система орга ловека к восприятию гравитационного поля при управлении движениями низма — двигательный анализатор, обеспечивающий восприятие, обработ все же является решающей при реализации тех двигательных задач, для ко ку и оценку информации о гравитационных взаимодействиях тела челове торых необходимы движения с большой амплитудой и вовлечением боль ка. В его состав входит периферический отдел, в котором расположены ших мышечных массивов. Когда же двигательные задачи решаются на образования и комплекс промежуточных центров. Промежу уровне так называемых точностных движений (микродвижений), первосте точные центры локализуются в зрительном бугре, выполняющем роль сво пенная управленческая роль в восприятии внешней среды, несомненно, коллектора всех основных видов чувствительности, и в коре может принадлежать зрительному и слуховому анализаторам, более чув больших полушарий, где располагаются высшие отделы двигательного ствительным к восприятию электромагнитного поля.

Идущие в кору импульсы здесь постоянно обрабатываются, Кроме того, по утверждению С. Engelmeyer (1895), не будучи в состоя- нервной системе фиксируется определенная последовательность привыч нии вмешиваться в строение биологических молекул, сила тяжести обеспе- ных реакций, которая получила название динамического стереотипа. Это чивает для них субстрат, создав земную кору, океаны и атмосферу. Важно придает экономичность работе нервной системы, способствует эффектив заметить, что субстрат, созданный силой тяжести, имеет полярную органи- ной адаптации человека к меняющимся условиям среды, что имеет громад зацию — верх и низ. Отсюда следует значение силы тяжести первого по- ное общебиологическое значение. Реализация программ двигательной дея рядка для жизненных процессов. Эта организация в конечном результате тельности в гравитационном поле Земли происходит на фоне разнообраз привела к полярности строения мно- ных помех или возмущающих воздействий, которые, как правило, носят ве гих живых организмов, в частности организма человека. роятностный, непредсказуемый характер. Для их преодоления в нервной Сложные поведенческие программы движений человека осуществля- системе используются управляющие стимулы, которые ются во многом благодаря интегративной деятельности нервной системы, позволяют человеку направленно изменять конфигурацию звеньев своего которая объединяет организм в единое целое. Эта деятельность базируется тела, ориентацию их масс относительно вектора силы тяжести. Этим самым на основе закрепленных, генетически заложенных в нервной достигается оптимизация гравитационных взаимодействий его тела с кри системе механизмов, не требующих предварительного обучения — безус- териями достижения заданной цели при решении каждой конкретной дви ловных рефлексов. Одним из самых существенных факторов, формирую- гательной задачи. Собственно процессы распознавания сигналов (опреде щих такие механизмы, являются гравитационные взаимодействия человека. ление параметров) гравитационного поля, формирования на основании В процессе эволюции в организме человека выработались и более со- прошлого опыта программ решения двигательных задач и контроля за их вершенные двигательные реакции, обусловленные функциональными про- выполнением органически входят в состав важнейших функций высшей явлениями высшей нервной деятельности. Это значительно расширило ди- нервной деятельности. Поскольку высшая нервная деятельность человека апазон его адаптации к окружающей среде, в частности, путем более актив- является нейрофизиологической основой психических процессов, оче ного преодоления сил земного тяготения. Это привело к появлению произ- видно, что гравитационные взаимодействия тела человека оказывают су вольных, осмысленных, целенаправленных двигательных действий. Плас- щественное влияние на весь комплекс его психомоторной деятельности.

тичность высшей нервной деятельности и возможность образования вре- Управление процессом ориентации тела человека относительно гравитаци менных нервных связей стимулировали появление у высших животных онного поля Земли в нервной системе осуществляется через систему эф способностей к индивидуальному обучению и образованию условных реф- фекторов, конечным звеном которых являются эле лексов. Механизмы формирования условных рефлексов у человека содер- менты, преобразующие энергию нервного импульса в механическую энергию движения масс тела.

жат предпосылки к появлению своеобразной индивидуальной двигательной памяти параметров динамики гравитационных взаимодействий при разно образных условиях перемещений и ориентации тела относительно вектора силы тяжести. Без этих явлений невозможно формирование сложнейших двигательных навыков. В связи с тем, что в работе нервной системы ис пользуется рефлекторный принцип, процесс адаптации организма к пара метрам гравитационного поля отражается во всех основных звеньях реф лекторного механизма — в анализе идущей от рецепторов информации, ее обработке в промежуточных звеньях, построении специализированных программ двигательной деятельности.

Индивидуальный двигательный опыт влияет не только на характер пе реработки информации о гравитационных взаимодействиях человека с внешней средой, но и на синтез программ двигательной активности. В хо де отражения гравитационного поля в нервной системе происходит процесс опознания, сличения его действительных параметров с эталонными харак теристиками, зафиксированными в соответствующих механизмах памяти.

При некотором повторении ряда двигательных действий человека в его ся спинной мозг. На нижних дугах возникают отростки, к которым прик ГЛАВА репляются ребра.

Остатки хорды сохраняются у рыб между телами позвонков. У рыб раз ОСНОВЫ ТЕОРИИ УЧЕНИЯ личают два отдела позвоночного столба: туловищный и хвостовой. Функ ция первого — поддержание внутренних органов, второго — участие в пе ОБ ОСАНКЕ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА редвижении тела.

Тело позвонка развивалось у различных групп позвоночных независи мо от хорды. Костное тело позвонка развивается в соединительной ткани сначала в виде тонкого цилиндра. У и двудышащих тела позвонков развиваются сразу как известковые отложения кольцевидной формы вокруг хорды.

Филогенетически соединительно-тканный внутренний скелет замеща Сравнительно-морфологические особенности ется хрящевым, а хрящевой — костным. Во время онтогенетического раз осевого скелета различных видов позвоночных вития эта последовательность повторяется. Дальнейшие изменения позво ночного столба зависят от развития мускулатуры и осевого скелета при дви Различные виды млекопитающих в процессе эволюционного развития жениях тела. Позвоночный столб взрослого человека сохраняет следы заняли свои экологические ниши, которые отличаются, кроме прочего, пройденного пути развития.

условиями взаимодействий их организма с гравитационным полем Земли.

У взрослого человека в отношении позвоночного столба наблюдаются Именно поэтому в процессе эволюции осевой скелет позвоночных претер специфические особенности приспособительного характера, связанные с пел существенные изменения. Филогенетически исходной формой поз вертикальным положением тела. При тяжесть головы воз воночного столба служит хорда струна) — клеточный тяж действует на позвоночный столб, а слабо развитый лицевой отдел не тре происхождения, который у подавляющего числа поз бует сильных затылочных мышц. Поэтому у человека слабо развиты заты воночных и у человека замещается скелетными элементами. Как постоян лочный бугор и другие возвышения и неровности на черепе.

ный орган хорда существует у некоторых низших позвоночных. У боль Различие в строении верхних и нижних конечностей человека обуслов шинства позвоночных во взрослом состоянии хорда сохраняется внутри лено различием функций рук и ног в связи с Передние позвонков (у рыб), в телах позвонков (у земноводных) и в виде студенис конечности животных, как и задние, служат опорой для всего тела и явля того ядра (у млекопитающих). Осевой скелет в онтогенезе проходит три ются органами движения, поэтому в их строении нет резкого различия.

стадии развития:

Кости передних и задних конечностей животных велики и массивны, их • хордовые пластинки (зачаток струны);

движения одинаково однообразны. Конечность животного совсем не спо • частичное замещение ее хрящевыми элементами;

собна к разнообразным, быстрым, ловким движениям, какие свойственны • возникновение костного осевого скелета.

руке человека.

Так, у бесчерепных скелет представлен хордой и многочисленными Наличие изгибов позвоночного столба у человека (шейный и пояснич стержнями из плотной студенистой ткани, образующими скелет непарных ный лордозы, грудной и кифозы) связано с поддер плавников и опору жаберного аппарата. У ланцетника позвонки состоят из жанием равновесия и перемещением центра масс тела при вертикальном почти безволокнистой клеточной массы. У хорда сохраняется положении тела. У животных таких изгибов нет.

на протяжении всей жизни, но появляются закладки позвонков, представ Человек по строению позвоночного столба (пять отделов, поз ляющие собой небольшие парные хрящевые образования, равномерно рас вонка) занимает определенное место среди млекопитающих. Располагаясь положенные над хордой. Они называются верхними дугами. У примитив один за другим, позвонки образуют как бы два столба — передний, пос ных рыб, кроме верхних дуг, появляются нижние дуги, а у высших рыб — троенный за счет тел позвонков, и задний, образованный из дужек и меж позвонков. Тела позвонков у большинства рыб и животных вышесто позвоночных суставов. У человека голова хорошо уравновешена, а у чет ящих классов формируются из тканей, окружающих хорду, а также из ос вероногих млекопитающих она подвешена на связках и мышцах, начина дуг. С телами позвонков срастаются верхние и нижние дуги. Кон ющихся главным образом на шейных позвонках и остистых отростках цы верхних дуг срастаются между собой, образуя канал, в котором находит 2* грудных. У человека шейный отдел позвоночного столба состоит из 7 поз 3.2. Формирование позвоночного столба вонков. За исключением первых двух, они характеризуются небольшими и вертикальной позы тела человека низкими телами, постепенно расширяющимися по направлению к пос в онтогенезе леднему У других млекопитающих они чрезвычайно массивны и по направлению книзу постепенно укорачиваются, что связано с положени Позвоночный столб человека последовательно проходит перепончатую, ем головы. Особенностью шейных позвонков человека является раздвоен хрящевую и костную стадии развития. Его элементы появляются на ранних ный остистый отросток. От общего типа шейных позвонков отличаются:

этапах развития зародыша. Вначале закладки тела позвонков располагают атлант, который не имеет тела и остистого отростка. Характерной особен ся далеко друг от друга, разделяясь прослойками зародышевой мезенхимы.

ностью позвонка эпистрофея (осевой позвонок) является наличие на Затем начинают развиваться дуги позвонков, формируются поперечные и правленного вертикально вверх от тела позвонка зуба, вокруг которого, суставные отростки, далее позвонки дифференцируются почти полностью, как вокруг оси, вращается атлант вместе с черепом. Седьмой шейный поз а остистые отростки еще отсутствуют.

вонок отличается длинным и нераздвоенным остистым отростком, кото Хорда у эмбриона редуцируется и сохраняется лишь в виде студенис рый легко прощупывается через кожу, и поэтому называется выступаю того ядра межпозвонковых дисков. Характерной особенностью позвоноч щим. Кроме того, он имеет длинные поперечные отростки, а поперечные ника на раннем этапе внутриутробного развития является сходство тел поз отверстия его очень малы.

вонков по их форме. В конце второго месяца внутриутробного развития Грудной отдел позвоночного столба человека состоит из 12 позвонков.

резко увеличивается размер тел шейных позвонков. Увеличение тел пояс Описаны случаи наличия у человека и 13-го ребра. Двенадцать пар ребер ничных и крестцовых позвонков не наблюдается даже у новорожденных в соединяют все отделы скелета грудной клетки в относительно жесткую связи с отсутствием внутриутробных гравитационных воздействий.

систему, причем суставные поверхности ребер располагаются на сочленя Закладка продольной связки происходит у эмбрионов на дорсальной ющихся боковых поверхностях двух смежных позвонков и межпозвоноч поверхности тел позвонков. Межпозвонковый диск у эмбрионов формиру ном диске. Межпозвонковые диски в грудном отделе сбоку прикрыты ре ется из мезенхимы. Центры окостенения в позвоночнике эмбриона появ суставами. Исключение составляет уровень 12-го ляются вначале в нижних грудных и верхних поясничных позвонках, а за позвонка, а иногда и где сочленение происходит не на уровне дис тем прослеживаются и в других отделах.

ка, а непосредственно на теле позвонка. В грудном отделе межпозвоноч После рождения ребенок сразу же начинает борьбу со многими внеш ные диски шире тел смежных позвонков и несколько выступают за их ними воздействиями. И самым главным стимулом, который будет форми пределы в передней и боковых частях, тогда как в задней части этого не ровать его осанку, является гравитация. С момента рождения и до форми наблюдается.

В грудном отделе позвоночного столба поперечные отростки у взросло- рования осанки, присущей взрослому человеку, каждый ребенок, по мне го человека сильно отклонены назад, и в связи с этим ребра выступают на- нию А. Потапчука и М. (2001), проходит следующие уровни форми зад почти до уровня остистых отростков. Эта особенность строения, так же рования движений:

как увеличение по направлению книзу тел позвонков, специфична лишь уровень А — ребенок, лежа на животе, поднимает голову. При этом за для человека и является приспособлением к вертикальному положению. У счет шейно-тонических рефлексов формируется уровень, обеспечивающий животных этого не наблюдается. равновесие тела и базовый порог напряжения мышц;

Положение суставных отростков неодинаковое в различных отделах уровень В — формирование связей, предопределя позвоночного столба. В связи с их косым расположением в шейном отделе ющих развитие автоматизма двигательных циклов. Этот период соответ тяжесть головы распределяется не только на тела, но и на суставные от ствует этапу обучения ползанию и сидению;

начинает формироваться ме ростки. У млекопитающих в шейном отделе они расставлены далеко друг ханизм одностороннего, а затем и разностороннего включения мышц ко от друга и развиты чрезвычайно мощно, также как и тела шейных позвон нечностей, что в дальнейшем обеспечивает формирование оптимального ков. У человека в грудном и поясничном отделах суставные отростки рас стереотипа ходьбы и стояния;

положены соответственно во фронтальной и сагиттальной плоскостях. В уровень С — формируется к концу первого года жизни и позволяет ре Этом случае тяжесть вышележащих частей распределяется преимуществен бенку оперативно ориентироваться в пространстве с использованием име но на тела позвонков, что и способствует увеличению их массы.

ющегося арсенала двигательных навыков;

уровень D — создается вертикальная поза тела, при которой мышечный ба- колько клиновидную форму. В области лордозов большая высота этого кли на обращена кпереди, а меньшая — кзади. В области грудного кифоза, на ланс в положении стоя обеспечивается при минимальных мышечных затратах.

По мере изменения уровней формирования движения изменяется и оборот, большая высота находится сзади и меньшая спереди. В крестцовом форма позвоночного столба. Известно, что позвоночный столб новорож- и копчиковом отделах позвоночный столб имеет изгиб, обращенный кзади.

денного, за исключением небольшой крестцовой кривизны, почти не имеет Межпозвонковые диски крестцового отдела имеют временное значение и физиологических изгибов. Высота головы в этот период соответствует при- замещаются на году костной тканью, вследствие чего подвижность мерно длины тела. Центр тяжести головы у младенцев расположен не- крестцовых позвонков относительно друг друга становится невозможной.

посредственно впереди от синхондроза между клиновидной и затылочной Рост позвоночного столба происходит особенно интенсивно в первые два года жизни. Его длина при этом достигается % конечного разме костью и на сравнительно большом расстоянии кпереди от сустава между ра. Разные отделы позвоночного столба растут неравномерно. Интенсивнее черепом и атлантом. Задние шейные мышцы развиты еще слабо. Поэтому всего растет поясничный отдел, затем крестцовый, шейный, грудной и ме тяжелая, большая (по отношению к остальным частям тела) голова отвиса нее всех копчиковый. От 1,5 до относительно замедляется рост шей ет вперед, и новорожденный не может ее поднять. Попытки поднять голо ву приводят через нед к образованию шейного лордоза, который уста- ных и верхних грудных позвонков. Дальнейший рост позвоночного столба навливается в последующие месяцы как результат усилий, направленных наблюдается в лет. В 10 лет усиленно растут поясничные и нижние на удержание тела в равновесии в сидячем положении. Шейный лордоз об- грудные позвонки. Увеличение темпов роста позвоночного столба отмечает разуют все шейные позвонки и два верхних грудных, а его вершина нахо- ся также в период полового созревания.

До 2 лет общая длина костной и хрящевой части позвоночного столба дится на уровне пятого — шестого шейных позвонков.

В 6 мес, когда ребенок начинает сидеть, образуется изгиб в грудном от- увеличивается с одинаковой интенсивностью;

затем рост хрящевой части относительно замедляется.

деле выпуклостью кзади (кифоз). В течение года, во время начала сто Тела позвонков новорожденного относительно шире и короче, чем у яния и ходьбы у ребенка образуется изгиб в поясничном отделе, направлен взрослого. У детей от 3 до 15 лет размеры отдельных позвонков как в вы ный вперед (лордоз).

соту, так и в ширину увеличиваются сверху вниз от верхних грудных к ниж Поясничный лордоз включает грудные и все поясничные поз ним поясничным. Эти различия (во всяком случае, связанные с ростом в вонки, а его вершина соответствует поясничному ширину) зависят от увеличения весовой нагрузки, испытываемой располо позвонкам. Образование поясничного лордоза изменяет положение таза и женными ниже позвонками. К 6 годам в верхнем и нижнем отделах поз способствует перемещению общего центра тяжести (ОЦТ) тела человека кзади от оси тазобедренного сустава, предупреждая таким образом вонков, а также на концах остистых и поперечных отростков имеются са мостоятельные точки окостенения.

падение тела в вертикальном положении. Форма позвоночного столба у ребенка лет характеризуется недостаточно выраженным поясничным Общий рост позвонков в среднем от лет протекает с одинаковой лордозом, который достигает своего наибольшего развития у взрослого. интенсивностью в высоту и ширину. В лет увеличение позвонков в изгиб появляется еще у зародышей. Однако он ширину несколько отстает от увеличения в высоту, а в последующих воз растах увеличение позвонков во всех направлениях повышается.

начинает развиваться лишь при первых попытках и с по Процесс окостенения позвоночного столба происходит поэтапно. На явлением поясничного лордоза. В образовании этого изгиба играет роль си году сливаются обе половины дуг, на 3-м году — дуги с телами поз ла тяжести, передающаяся на основание крестца через свободный отдел вонков. В лет образуются самостоятельные центры окостенения позвоночника и стремящаяся вклинить крестец между подвздошными кос верхней и нижней поверхности тел позвонков, а также концов остистых и тями, и тяга связок, расположенных между крестцом и седалищной костью.

Эти связки фиксируют нижнюю часть крестца к бугру и ости седалищной поперечных отростков. К 14 годам окостеневают средние части тел позвон кости. Взаимодействие этих двух сил является главным фактором, обуслов- ков. Полное окостенение отдельных позвонков заканчивается к го дам (Путилова, 1975).

ливающим развитие крестцово-копчикового изгиба.

По мере формирования физиологических изгибов позвоночного столба По мере формирования изгибов позвоночного столба происходит уве меняется и форма межпозвонковых дисков. Если у новорожденного диски личение размеров грудной и тазовой полостей, что, в свою очередь, способ ствует сохранению вертикальной позы и улучшению рессорных свойств имеют одинаковую высоту как спереди, так и сзади, то с образованием из гибов их форма меняется, и хрящи в сагиттальном разрезе приобретают нес- позвоночника при ходьбе и прыжках.

На формирование позвоночного столба человека и его вертикальную К двум годам ребенок стоит уже более уверенно и значительно свобод позу, по мнению многих авторов (Болобан, 1990;

Бретз, 1997;

Алешина, нее перемещает центр тяжести в пределах площади опоры. Высота ОЦТ те ла располагается на уровне I поясничного позвонка. Постепенно исчезает 2000;

2001 и др.), оказывает высота расположения ОЦТ тела.

нижних конечностей (угол сгибания в коленных суставах Возрастные особенности расположения ОЦТ тела обусловлены нерав достигает 170°).

номерным изменением размеров биозвеньев, изменением соотношения масс этих звеньев тела в период роста. Они связаны также с характерными Осанка трехлетнего ребенка при стоянии характеризуется вертикаль ным положением туловища и небольшим сгибанием нижних конечностей особенностями, приобретаемыми в каждом возрастном периоде, начиная с момента первого стояния ребенка и заканчивая преклонным возрастом, (угол сгибания в коленном суставе равен 175°). В области позвоночного когда в результате старческой инволюции одновременно с морфологичес- столба отчетливо заметен грудной кифоз и намечающийся поясничный кими изменениями происходят и биомеханические. лордоз. Горизонтальная плоскость ОЦТ тела располагается на уровне II по По данным Г. Козырева (1947), у новорожденных ОЦТ тела располага- ясничного позвонка. Продольные оси стоп образуют угол примерно 25— 30°, как у взрослых.

ется на уровне грудных позвонков (определялся в положении макси В осанке детей пятилетнего возраста уже отсутствуют признаки полу мально возможного выпрямления нижних конечностей путем бинтования).

согнутое™ нижних конечностей (угол в коленном суставе равен 180°).

Такое краниальное расположение ОЦТ тела объясняется характерными Горизонтальная плоскость ОЦТ тела располагается на уровне III пояснич пропорциями тела новорожденных.

ного позвонка. В последующие годы изменения в локализации ОЦТ тела По мере роста ОЦТ тела постепенно снижается. Так, у 6-месячного ре заключаются, главным образом, в постепенном его снижении и более ус бенка он располагается на уровне X грудного позвонка. В 9-месячном воз тойчивой регуляции в сагиттальной плоскости.

расте, когда большинство детей может самостоятельно стоять, ОЦТ тела В результате старения организма происходят как анатомо-физиологичес опускается до уровня грудных позвонков.

так и биомеханические изменения в опорно-двигательном аппарате.

В биомеханическом отношении наиболее интересным является Г. Козырев (1947) выделил три основных типа осанки с наиболее харак процесс перехода к вертикальному положению тела. Первое стояние ха терными морфологическими и биомеханическими признаками.

рактеризуется чрезмерным напряжением всей мускулатуры, не только Первый тип старческой осанки (рис. характеризуется резким той, которая непосредственно удерживает тело в вертикальном положе смещением центра тяжести кпереди — настолько, что сагиттальная плос нии, но и той, которая в акте стояния совсем не играет роли или оказы кость располагается впереди от центров трех основных суставов нижних вает только посредственное влияние. Это указывает на недостаточность конечностей. Опорой служит преимущественно передний отдел стоп, го дифференцирования мускулатуры и отсутствие необходимой регуляции лова наклонена кпереди, шейный лордоз уплощен. В нижней части шей тонуса. Кроме того, неустойчивость обусловлена также высоким располо ного и грудного отделов наблюдается резкий кифоз. Нижние конечности жением ОЦТ и малой площадью опоры, затрудняющими сохранение рав в коленном суставе полностью не разогнуты (угол сгибания колеблется от новесия.

172 до 177°).

У 9-месячного ребенка отмечается своеобразная осанка в сагиттальной плоскости. Она характерна тем, что нижние конечности ребенка находятся Второй тип старческой осанки (рис. 3.1, б) характеризуется смещением центра тяжести кзади. Его сагиттальная плоскость проходит сзади центра в полусогнутом положении (угол сгибания коленного сустава у 9-месячно тазобедренного сустава и замыкает последний пассивным способом, ис го ребенка достигает 162°, у годовалого — 165°), а туловище относительно пользуя для этого натяжение повздошно-бедренной связки. Туловище нак вертикальной оси несколько наклонено кпереди Полусогнутое по лонено кзади, опущенный живот выставлен кпереди. Позвоночный столб ложение нижних конечностей обусловлено не наклоном таза и не ограни имеет форму "круглой спины".

разгибания в тазобедренных суставах, а тем, что ребенок приспо Третий тип осанки (рис. 3.1, в) характеризуется общим оседанием тела сабливается к удержанию тела в таком равновесии, при котором была бы без наклона туловища вперед или назад. Создается впечатление, что сила исключена возможность неожиданного его нарушения и обеспечена безо тяжести сжала тело по вертикальной оси;

в результате шея как бы стала ко пасность падения. Возникновение своеобразной осанки в этом возрасте, роче за счет увеличения шейного изгиба, туловище укоротилось за счет уве прежде всего, вызвано отсутствием закрепленного навыка к стоянию. По личения грудного кифоза, а нижние конечности — за счет сгибания в трех мере приобретения такого навыка постепенно исчезает и неуверенность в основных суставах. Сагиттальная плоскость ОЦТ проходит кзади от центра статической устойчивости тела.

тазобедренного сустава, замыкая его пассивным способом сзади или через центр коленного сустава. В результате два последних сустава могут замы каться только активно.

При осмотре человека пожилого или старческого возраста, прежде все го, обращает на себя внимание его осанка, которая часто характеризуется выраженностью шейного, пояснично го лордоза и грудного кифоза.

У лиц пожилого и старческого возраста увеличивается кифоз позво ночного столба, постепенно формиру ется круглая спина, также увеличива ются шейный и поясничный лордозы.

Даже при нормальной статической нагрузке в течение жизни происходит Рис. 3.1. Типы старческой осанки, некоторое увеличение грудного кифо характеризующиеся: смещением ОЦТ за. При длительных статических наг вперед (а) и назад (6);

общим осе рузках (перегрузках) на стороне вогну данием тела (в) тости происходит изменение межпоз вонковых дисков и развивается фик сированное искривление (возрастной гиперкифоз) со всеми последствиями.

Пять типов осанки, присущие пожилому возрасту, на основании ана лиза рентгенограмм физиологических изгибов позвоночного столба были выделены Подрушняком и Остапчуком (1972) (рис. 3.2):

1) неизмененная, угол изгиба грудного отдела более 159°;

2) сутулая, угол изгиба грудного отдела 3) угол изгиба грудного отдела менее 151°, поясничного — 155-164°;

4) угол изгиба грудного отдела менее пояснич ного — менее 155°;

Рис. 3.2 Изменение осанки 5) угол изгиба грудного отдела менее Г, пояс- при старении:

1 — неизмененная;

ничного — более 164°.

2 — сутулая;

3 — кифозная;

Авторами было установлено, что при старении наиболее выражены изме 4 — кифозно-лордозная;

нения изгибов в сагиттальной плоскости грудного отдела, достаточно четко — 5 — кифозно-уплощенная шейного и несколько меньше — поясничного отделов позвоночного столба.

До 60-ти лет сколиоз, грудной кифоз, шейный и поясничный лордозы Среди различных изменений строения и функции позвоночного стол чаще выявляются у женщин. С увеличением возраста число людей с неиз ба, развивающихся в процессе старения, смещения позвонков или торсия мененной осанкой в вертикальной позе резко уменьшается и увеличивается занимают особое место, так как увеличивается частота их выявления и сте число лиц с кифозной осанкой.

пень выраженности по мере старения (рис. 3.3).

'• -. Ж. стоящего из латинской буквы Р (pars — часть) * начальной буквы латинского названия части Р<0, тела или скелета.

В записях биокинематических пар в аббре А та виатуре ВКС последнюю букву заменяют на Р.

Ь ft Для указания того, какой цепи принадлежит ;

i пара, при аббревиатуре сохраняют индекс со 5 ft ответствующей цепи (например, — пара 2 2 1 2 2 i позвоночного столба). В данном случае, одна до 45 45-59 60-74 75-89 90+ до 45 45-59 60-74 75-89 90+ ко, нельзя установить, какая это пара: следует лет Возраст, лет сообщить также ее порядковый номер, начи Рис. 3.3. Выраженность торсии позвоноч- Рис. 3.4. Распространенность торсии ная от проксимального конца позвоночного ного столба в разных возрастных группах: позвоночного столба в разных столба — (или же Для краткос / — в грудном отделе;

2 — поясничном возрастных группах ти биокинематические звенья именуют отделе по первым буквам латинских анатомических названий костей. Если два звена имеют одина По данным Остапчука (1974), торсионные искривления грудного и по ковое название, например, позвонки (vertebra) ясничного отделов позвоночного столба выявляются более чем у половины в позвоночном столбе, то их именуют от прок практически здоровых людей обоего пола и с возрастом обнаруживаются симального конца цепи.

чаще (рис. 3.4). У большей части людей торсия позвоночного столба соче Позвоночный столб представляет собой тается с искривлением его во фронтальной плоскости и направление ее тес сложную многозвенную биокинематическую но связано с формой сколиоза.

цепь — 1), образованную Развивающаяся при старении торсия тесно связана с нарушением функ сочленением, объединяющим звено ции длиннейшей мышцы. Она усиливается при сочетании торсии с боко черепа и первого шейного позвонка). Таким об- Рис. 3.5 Биокинематические вым искривлением позвоночного столба. Торсия и нарушение функции пары позвоночного столба разом, можно определить наименование всех длиннейшей мышцы развиваются на фоне дистрофически-деструктивных человека биокинематических пар — собствен процессов позвоночного столба, усиливая отрицательное влияние на стати ная пара черепа;

— пара, образованная ку и динамику человека при старении.

биозвеном черепа и I позвонком cv-2 — пара позвонков и и т. д.

Последняя 26-я пара (cv-26) включает биозвенья крестца и копчика (рис. 3.5).

Поскольку многообразные движения позвоночного столба автономны, 3.3. О классификации позвоночного столба то целесообразно в его общей биокинематической цепи выделить еще три человека цепи, определенные наличием трех подвижных отделов — шейного, грудно го и поясничного: cvc — биокинематическая цепь шейного отдела;

cvt — би Опорно-двигательный аппарат человека, с точки зрения биомеханики, окинематическая цепь грудного отдела;

cv/ — биокинематическая цепь по представляет собой систему биокинематических цепей, все биозвенья кото яснично-крестцово-копчикового отдела.

рой объединены в биокинематические пары и имеют между собой связи, Грудная клетка состоит из многочисленных костных образований слож определяющие их внешнюю свободу движений.

ной формы, обладающих разными степенями подвижности. Тем не менее, была разработана первая биомеханическая классифи она может быть представлена как единая биокинематическая цепь кация опорно-двигательного аппарата, принципы биомеханического моде Грудные позвонки относятся как к биокинематической цепи позвоночного его суставов и отдельных звеньев. В ней было выделено 246 био столба, так и к биокинематической цепи грудной клетки. Соединения кинематических пар и 8 биокинематических цепей.

и осуществляются в области сочленений ребер и позвонков.

Аббревиатуру биокинематической цепи составляют латинские буквы Поэтому по настоящей биомеханической номенклатуре эти образования ВКС (bios, kinesis, catena — биологически движущаяся цепь) и индекса, со Шейные позвонки (рис. 3.8). обозначают как соединения двух относительно подвижных цепей, а сами Суставные отростки имеют С сочленения, в целях более детального изучения движений, рассматривают Шейный плоскую овальную форму и отдельно при наблюдении за перемещениями ребер и грудины. По сущес отдел расположены в пространстве тву, такое разделение не представляет собой расчленение целостной облас- позвоночного под углом к фронтальной столба ти, а только облегчает ее изучение по сравнительно простым частям.

плоскости (рис. 3.8, Выступаю Четыре нижних свободных ребра практически могут перемещаться не щий а), к сагиттальной — 45° зависимо от других биозвеньев грудной клетки, они соединены подвижно с позвонок (рис. 3.8, б), к горизонталь позвонками, что позволяет иногда рассматривать их как самостоятельные ной — 45° (рис. 3.8, в). Таким биозвенья, связанные только с позвоночным столбом.

образом, любое смещение, Согласно биомеханической классификации, в биокинематической цепи производимое вышерасполо грудной клетки имеется 40 основных биокинематических пар и 4 дополни женным суставом относитель тельных. Поскольку каждое ребро соединяется с грудиной своей грудной Грудной но нижерасположенного, бу отдел частью, а с позвонками — позвоночной, оно, в принципе, образует две па позвоночного дет происходить под углом ры (одну с позвонком, другую с грудиной). Ввиду этого к наименованию столба одновременно к трем плос всех пар вместо порядковых цифр добавили индексы "a" (anterior — перед костям 1980;

Cyriax, ний) и (posterior — задний), - левый), — правый).

1984). Тело позвонка имеет Таким образом, первые четыре биокинематические пары грудной клетки вогнутость верхней и нижней обозначают соответственно вторые — -2, поверхностей и многими ав торами рассматривается как фактор, способствующий уве восьмые личению объема движения Поясничный - десятые (Бохвардт, 1982;

Селиванов, отдел \ Четыре дополнительных биокинематических пары Никитин, 1987).

обозначают: столба Грудные позвонки (рис. 3.9).

Суставные отростки наклоне ны к фронтальной плоскости 3.4. Динамика позвоночного столба S под углом 20° (рис. 3.9, к человека Крестцовый сагиттальной — под углом 60° отдел (рис. 3.9, б), горизонтальной и Скелет позвоночного столба служит твердой опорой туловища и состо- позвоночного столба фронтальной — под углом 20° ит из позвонков (рис. 3.6). Позвонок включает две части — тело поз Копчик (рис. 3.9, в).

вонка (спереди) и позвонковую дугу (сзади) (рис. 3.7). На позвонковое Такое пространственное тело приходится основная масса позвонка. Позвонковая дуга состоит из че расположение суставов спо Рис. 3.6. Отделы позвоночного столба:

тырех сегментов. Двумя из них являются ножки, формирующие опорные собствует перемещению вы- вид относительно сагиттальной (а) и фронтальной стенки. Две другие части — это тонкие пластинки, образующие своеобраз плоскостей (б) шерасположенного сустава ную "крышу". От позвонковой дуги отходят три костных отростка. От каж относительно нижерасполо дого соединения "ножка-пластинка" ответвляются правый и левый попе женного одномоментно вентрокраниально или дорсокаудально в сочетании речные отростки. Кроме того, на средней линии при наклоне человека впе с его медиальным или латеральным смещением. Преобладающий наклон ред можно увидеть выступающий назад остистый отросток. В зависимости суставные площадки имеют в сагиттальной плоскости.

от расположения и функции позвонки разных отделов имеют специфичес Поясничные позвонки (рис. 3.10). Пространственное взаиморасположе кие особенности в строении, а направление и степень движения позвонка ние их суставных площадок отличается от и шейного отделов. Они определяются ориентацией суставных отростков.

Суставные отростки Позвонковое тело Малая ножка Поперечный отросток Плас тинка Малая I ножка Позвонковая дуга Поперечный отросток Остистый отросток Рис 3.9. Анатомическое строение грудного позвонка:

а — фронтальная плоскость, б — сагиттальная плоскость, в — горизонтальная плоскость;

1 — тело позвонка, 2 — поперечные отростки, 3 — остистый отросток, 4 — суставные отростки, 5 — наклон суставной площадки к плоскости проекции Рис. 3.7. Позвонковые сегменты 1978) Рис Анатомическое строение поясничного позвонка:

а — фронтальная плоскость, б — сагиттальная плоскость, в — горизонтальная плоскость;

1 — тело 2 — поперечные 3 — остистый отросток, 4 — суставные отростки, 5 — наклон суставной площадки к плоскости проекции •• Рис. 3.8. Анатомическое строение шейного позвонка:

имеют дугообразную форму и расположены к фронтальной плоскости под а — фронтальная плоскость, б — сагиттальная плоскость, в — горизонтальная плоскость, углом 45°, к горизонтальной — под углом 45° (см. рис. 3.10, а), сагитталь 1 — тело позвонка, 2 — поперечные отростки, 3 — остистый отросток, 4 — суставные ной плоскости под углом 45° (рис. 3.10, в). Такое пространственное взаи отростки, 5 — наклон суставной к плоскости проекции 48 морасположение способствует перемещению вышерасположенного сустава вать воду. К 70 годам содержание воды в относительно нижерасположенного, как так и вентроме нем сокращается до 66 Причины и в сочетании с краниальным или смещением.

последствия этой дегидратации имеют О важной роли межпозвонковых суставов в движении позвоночника большое значение. Сокращение содержа свидетельствуют и широко известные работы Лесгафта (1951), в которых ния воды в диске можно объяснить сни большое внимание уделено совпадению центров тяжести сферической по жением концентрации белка, полисаха верхности суставов в сегментах Этим и объясняется преобладаю рида, а также постепенной заменой геле объем движения в них. Кроме того, наклон суставных площадок од подобного материала ядра волокнистой новременно к фронтальной, горизонтальной и вертикальной плоскостям хрящевой тканью Результа способствует одномоментному линейному движению в каждой из этих трех ты исследований Adams и соавторов плоскостей, исключая возможность одноплоскостного движения. Помимо (1976) показали, что с возрастом происхо этого, форма суставных площадок способствует скольжению одного суста дит изменение молекулярного размера ва по плоскости другого, ограничивая возможность одновременного выпол протеогликанов в студенистом ядре и нения углового движения. Эти представления согласуются с исследования фиброзном кольце. Содержание жидкости ми White (1978), в результате которых после удаления суставных отростков снижается. К 20 годам исчезает сосудис с дужками увеличился объем углового движения в позвоночном двигатель тое обеспечение дисков. К 30 годам диск ном сегменте в сагиттальной плоскости на фронтальной — на 7— питается исключительно благодаря диф 50 горизонтальной — на Данные рентгенологического иссле фузии лимфы через концевые пластинки дования Jirout подтверждают эти результаты.

позвонков. Это объясняет утрату гибкости В позвоночном столбе имеются все виды соединений костей: непрерыв позвоночного столба с возрастом, а также ные (синдесмозы, синхондрозы, синостозы) и прерывные (суставы между нарушение способности у пожилых людей позвоночным столбом и черепом). Тела позвонков соединяются между со восстанавливать эластичность травмиро бой при помощи межпозвонковых дисков, в совокупности составляющих Рис. 3.11. Структура межпозвонко ванного диска (Cailliet, 1988).

примерно всей длины позвоночного столба. Они преимущественно вого диска (Kapandji, 1978) Студенистое ядро принимает верти выполняют функцию гидравлических амортизаторов.

кально действующие на теле позвонков Известно, что величина подвижности в любом участке позвоночного силы и распределяет их в го столба в значительной степени зависит от соотношения высоты межпоз ризонтальной плоскости. Чтобы лучше вонковых дисков и костной части позвоночного столба.

понять этот механизм, можно предста По мнению Kapandji (1987), это отношение обусловливает подвижность вить ядро в виде подвижного шарнирно Разгибание определенного сегмента позвоночного столба: чем выше соотношение, тем го соединения (рис. 3.12). Функции сту больше подвижность. Шейный отдел позвоночного столба имеет наиболь денистого ядра представлены в табл. 3.1.

шую подвижность, так как указанное соотношение в нем составляет 2:5, или Фиброзное кольцо состоит прибли- Нейтральное 40 Менее подвижен поясничный отдел (соотношение или 33 Груд положение зительно из 20 концентрических слоев ной отдел является еще менее подвижным (соотношение 1:5, или волокон, они переплетаются таким обра Каждый диск построен таким образом, что внутри имеет студенистое зом, что один слой оказывается под уг Сгибание ядро и фиброзное кольцо (рис.

лом к предыдущему. Такая структура Студенистое ядро состоит из несжимающегося гелеподобного материа обеспечивает контроль движения. Нап ла, заключенного в эластичный "контейнер". Его химический состав пред ример, под действием сдвигающего ставлен белками и полисахаридами. Ядро характеризуется мощной гидро усилия косые волокна, идущие в одном Рис. Ось движения при фильностью, т.е. притяжением к воде.

направлении, напрягаются, тогда как сгибании и выпрямлении По данным Puschel (1930), при рождении содержание жидкости в ядре идущие в противоположном направлении в поясничном отделе позвоночника составляет 88 С возрастом ядро утрачивает свою способность — расслабляются (рис. 3.13).

(Fisk and Rose, 1977) Таблица 3.1. Функции студенистого ядра 2001) Действие Сгибание Разгибание Латеральное сгибание позвонок приподнимается Переднее Заднее К стороне сгибания Следовательно, диск выпрямляется Переднее Заднее К стороне сгибания Следовательно, диск увеличивается Заднее Переднее К стороне, противоположной Утро Вечер сгибанию Следовательно, ядро направляется Вперед Назад К стороне, противоположной сгибанию Рис. 3.14. Изменение высоты диска и расстояния между позвонками в течение дня (Adams и др., 1987) Анализируя разницу в росте у детей в утренние и послеобеденные ча сы, Strickland и Shearin (1972) выявили среднее различие а ампли туда колебаний составила см.

Во время сна нагрузка на позвоночный столб минимальная и диски как бы разбухают, абсорбируя жидкость из тканей. Adams, и Hatton (1987) определили три существенных последствия суточных колебаний ве личины нагрузки на поясничный отдел позвоночного столба: 1 — "разбуха Движение Движение Нормальная конфигурация ние" обусловливает повышенную тугоподвижность позвоночного столба во Рис. 3.13. Эластичные волокна фиброзного кольца частично отвечают время сгибания в поясничном отделе после пробуждения;

2 — рано утром за контролируемое движение позвоночного столба. При воздействии на позвонок для связок дисков позвоночного столба характерна более высокая степень горизонтальной силы косые волокна, идущие в одном направлении, напрягаются риска повреждений;

3 — амплитуда движений позвоночного столба увели (натягиваются), а идущие в другом направлении — расслабляются (Alter, 1988) чивается к середине дня. Разница в длине тела зависит не только от умень шения в толщине межпозвонковых дисков, но и от изменения высоты сво Фиброзное кольцо с возрастом утрачивает свою эластичность и подат да стопы и возможно также в некоторой степени от изменения толщины ливость. В молодом возрасте фиброэластичная ткань кольца является пре хрящей суставов нижних конечностей.

имущественно эластичной. С возрастом или после травмы процент фиброз Диски могут изменять свою форму под влиянием силовых воздействий ных элементов увеличивается и диск теряет эластичность. По мере утраты до наступления у человека половой зрелости. К этому времени толщина и эластичности он становится более восприимчивым к травмам и поврежде форма дисков окончательно определяются, а конфигурация позвоночного ниям.

столба и связанный с нею тип осанки приобретают постоянный характер.

Каждый межпозвонковый диск может укорачиваться по высоте в сред Однако именно потому, что осанка зависит преимущественно от особен нем на 1 мм под влиянием нагрузки 250 кг, что для позвоночного столба в ностей межпозвонковых дисков, она не является вполне стойким призна целом дает укорочение примерно в 24 мм. При нагрузке кг укорочение ком и может в некоторой мере изменяться под влиянием внешних и внут межпозвонкового диска между и составляет 0,45 мм, а нагрузка ренних силовых воздействий, в частности физических упражнений, осо 200 кг обусловливает укорочение диска между и на мм. бенно в молодом возрасте.

Эти изменения дисков от давления довольно быстро исчезают. При ле- Важную роль в определении динамических свойств позвоночного столба жании в течение получаса длина тела человека, имеющего рост от 170 до играют связочные структуры и другие соединительные ткани (рис. 3.15). Их см, увеличивается на 0,44 см. Разница в длине тела одного и того же че задача заключается в ограничении или видоизменении движения сустава.

утром и вечером определяется в среднем в 2 см (рис. 3.14). По дан По передней и задней поверхности тел позвонков и межпозвонковых ным Reilly, Troup (1986), снижение роста на 38,4 % наблюдалось в пер дисков проходят передняя и задняя продольные связки.

1,5 ч после пробуждения и на 60,8 % — в первые 2,5 ч после пробужде Между дугами позвонков располагаются очень крепкие связки, состоя ния. Восстановление роста на 68 % происходило в первую половину ночи.

щие из эластиновых волокон, которые придают им желтый цвет, ввиду че ножек — верхней и нижней. Поперечная связка проходит сзади зуба эпис го и сами связки называются междуговыми, или Поперечная трофея и укрепляет положение этого зуба на своем месте, будучи натянута желтыми. При движениях позвоночного столба, часть между правой и левой боковыми массами атланта. Верхняя и нижняя нож особенно при сгибании, эти связки растягивают ки отходят от поперечной связки. Из них верхняя прикрепляется к заты ся и напрягаются.

лочной кости, а нижняя к телу второго шейного позвонка. Крыловидные Между остистыми отростками позвонков на связки, правая и левая, идут от боковых поверхностей зуба вверх и кнару ходятся межостистые, а между поперечными — жи, прикрепляясь к затылочной кости. Между атлантом и затылочной кос межпоперечные связки. Над остистыми отростка тью находятся две перепонки (мембраны) — передняя и задняя, закрываю ми по всей длине позвоночного столба проходит щие отверстие между этими костями.

связка, которая, подходя к черепу, уве Соединение крестца с копчиком происходит при помощи синхондроза, личивается в сагиттальном направлении и носит в котором копчик может смещаться главным образом в нап название связки. У человека эта связка равлении. Амплитуда подвижности верхушки копчика в этом направлении имеет вид широкой пластинки, образующей свое у женщин составляет приблизительно 2 см. В укреплении этого синхондро го рода перегородку между правой и левой груп за принимает участие и связочный аппарат.

пами мышц выйной области. Суставные отростки Вследствие того что позвоночный столб у взрослого человека образует позвонков соединяются между собой при помощи два (шейный и поясничный) и два кифотических (грудной суставов, которые в верхних отделах позвоночно и изгиба, вертикальная линия, исходящая из цен го столба имеют плоскую форму, а в нижнем, в тра тяжести тела, пересекает его лишь в двух местах, чаще всего на уровне частности в поясничном отделе, цилиндрическую.

Латеральная часть и позвонков. Эти соотношения, однако, могут изменяться в зависи Соединение между затылочной костью и ат мости от особенностей осанки человека.

лантом имеет свои особенности. Здесь, как и Рис. 3.15. Связки, стаби Тяжесть верхней половины тела не только оказывает давление на позвон лизирующие позвоночный между суставными отростками позвонков, име ки, но и действует на некоторые из них в виде силы, формирующей изгибы столб (вид сверху;

Fisk, ется комбинированный сустав, состоящий из двух Rose, 1977): 1 — надостная;

позвоночного столба. В грудном отделе линия тяжести тела проходит впере анатомически обособленных суставов. Форма 2 — межостная;

3 — меж ди тел позвонков, в связи с чем существует силовое воздействие, направлен суставных поверхностей атлантозатылочного соч поперечная;

4 — капсула ное на увеличение кифотического изгиба позвоночного столба. Этому пре ленения эллипсовидная или яйцевидная.

суставной поверхности;

5 — пятствует его связочный аппарат, в частности, задняя продольная связка, Три сустава между атлантом и эпистрофеем желтая;

6 — задняя про связки, а также тонус разгибательной мускулатуры туловища.

объединяются в комбинированный атлантоосевой дольная;

7 — передняя В поясничном отделе позвоночного столба соотношения обратные, ли продольная;

8 — ядро;

сустав с одной вертикальной осью вращения;

из ния тяжести тела обычно проходит так, что сила тяжести стремится 9 — них непарным является сустав цилиндрической уменьшить поясничный лордоз. С возрастом как сопротивление связочно формы между зубом эпистрофея и передней дугой го аппарата, так и тонус разгибательной мускулатуры уменьшаются, в свя атланта и парным — плоский сустав между нижней суставной поверхнос зи с чем под действием тяжести, позвоночный столб чаще всего изменяет тью атланта и верхней суставной поверхностью эпистрофея.

свою конфигурацию и образует один общий изгиб, направленный вперед.

Два сустава, и атлантоосевой, расположенные вы Установлено, что смещение центра тяжести верхней половины тела впе ше и ниже атланта, дополняя друг друга, образуют соединения, дающие го ред происходит под влиянием ряда факторов: массы головы и плечевого по лове подвижность вокруг трех взаимно перпендикулярных осей вращения.

яса, верхних конечностей, грудной клетки, грудных и брюшных органов.

Оба названных сустава могут быть объединены в один комбинированный Фронтальная плоскость, в которой находится центр тяжести тела, у сустав. При вращении головы вокруг вертикальной оси атлант движется взрослых сравнительно мало отклоняется вперед от вместе с затылочной костью, играя роль как бы вставочного мениска меж сустава. У детей младшего возраста масса головы имеет большое значение, ду черепом и остальной частью позвоночного столба. В укреплении этих потому что ее отношение к массе всего тела более значительно, поэтому суставов принимает участие довольно сложно построенный связочный ап фронтальная плоскость центра тяжести головы оказывается обычно более парат, в состав которого входят крестообразная и крыловидные связки. В смещенной кпереди. Масса верхних конечностей человека в определенной свою очередь, крестообразная связка состоит из поперечной связки и двух степени влияет на формирование изгибов позвоночного столба в зависи- гивается задняя;

при разгибании наблюдается обратное явление. При этом мости от смещения плечевого пояса вперед или назад, поскольку специа- меняет свое положение студенистое ядро. При сгибании оно перемещается листы заметили некоторую корреляцию между сутулостью и степенью сме- назад, а при разгибании — вперед, т. е. в сторону растянутой части фиброз щения вперед плечевого пояса и верхних конечностей. Однако при вып- ного кольца.

рямленной осанке плечевой пояс оказывается обычно смещенным назад. Еще одним выраженным видом движений является вращение вокруг Масса грудной клетки человека тем больше влияет на смещение центра тя- сагиттальной оси, которое приводит к боковому наклону туловища. При жести туловища вперед, чем сильнее развит ее диаметр. При этом одна боковая поверхность диска сдавливается, а другая растягивается, плоской грудной клетке ее центр масс расположен сравнительно близко от и студенистое ядро перемещается в сторону растяжения, т. е. в сторону вы позвоночного столба. Грудные органы и особенно сердце не только способ- пуклости.

ствуют своей массой смещению центра масс туловища вперед, но и дей- Движения, происходящие в суставах между двумя смежными позвонка ствуют в виде прямой тяги на краниальную часть грудного отдела позво- ми, зависят от формы суставных поверхностей, располагающихся различно в разных отделах позвоночного столба.

ночника, усиливая тем самым его кифотический изгиб. Вес брюшных ор ганов варьирует в зависимости от возраста и конституции человека. Наиболее подвижным является шейный отдел. В этом отделе суставные Морфологические особенности позвоночного столба определяют его отростки имеют плоские суставные поверхности, направленные назад при прочность на сжатие и растяжение. В специальной литературе есть ука- мерно под углом в Такой вид сочленения дает три степени свобо зания на то, что он может выдержать давление на сжатие около 350 кг. Соп- ды, а именно: возможны движения во фрон ротивление на сжатие для шейного отдела равно примерно 50 кг, для груд- тальной плоскости, боковые перемещения — в сагиттальной плоскости и ного — 75 кг и для поясничного — 125 кг. Известно, что сопротивление на ротационные движения — в горизонтальной плоскости.

растяжение составляет около кг для шейного, 210 кг — для грудного и В промежутке между и позвонками амплитуды движений нес 410 кг — для поясничного отделов. Соединения между V поясничным поз- колько меньше, чем между другими позвонками. Это объясняется тем, что вонком и крестцом разрывается при тяге в 262 кг. межпозвонковый диск между этими двумя позвонками очень тонкий и тем, Прочность отдельных позвонков на сжатие шейного отдела примерно что передняя часть нижнего края эпистрофея образует выступ, ограничива следующая: — кг, — 150 кг, — 190 кг, — кг, — ющий движения. Амплитуда сгибательно-разгибательного движения в шей 170 кг. ном отделе равняется примерно 90°. Выпуклость вперед, образуемая перед Для грудного отдела характерны такие показатели: — 200 кг, — ним контуром шейного отдела, переходит во время сгибания в вогнутость.

200 кг, — 190 кг, — 210 кг, — 210 кг, — 220 кг, — 250 кг, Образующаяся таким образом вогнутость имеет радиус 16,5 см. Если про — 250 кг, — 320 кг, — 360 кг, — 400 кг, — 375 кг. Пояс- вести радиусы от переднего и заднего конца этой вогнутости, получается ничный отдел выдерживает примерно следующие нагрузки: — 400 кг, открытый назад и равный 44°. При максимальном разгибании образу - 425 кг, - 350 кг, - 400 кг, - 425 кг. ется угол, открытый вперед и вверх и равный Хорды этих двух дуг со Между телами двух смежных позвонков возможны следующие виды единяются под углом 99°. Наибольшая амплитуда движения отмечается движений. Движения вдоль вертикальной оси в результате сдавливания и между и позвонками, несколько меньшая — между и и растяжения межпозвонковых дисков. Эти движения очень ограничены, так еще меньшая — между и позвонками.

как сдавление возможно лишь в пределах эластичности межпозвонковых Боковые движения между телами первых шести шейных позвонков дисков, а растяжение тормозится продольными связками. Для позвоночно- имеют также довольно большую амплитуду. Позвонок значительно ме го столба в целом пределы сдавливания и растяжения незначительны. нее подвижен в этом направлении.

Движения между телами двух смежных позвонков могут частично про- Седловидные суставные поверхности между телами шейных позвонков исходить в форме ротации вокруг вертикальной оси. Это движение тормо- не благоприятствуют торсионным движениям. В целом по данным различ зится преимущественно напряжением концентрических волокон фиброзно- ных авторов амплитуды движений в шейном отделе составляют в среднем го кольца межпозвонкового диска. такие величины: сгибание — 90°, разгибание — 90°;

боковой наклон — 30°, Между позвонками возможны также вращения вокруг фронтальной оси ротация в одну сторону — 45°.

при сгибании и разгибании. При этих движениях форма межпозвонкового сочленение и сустав между атлантом и эпистрофеем диска изменяется. При сгибании сдавливается его передняя часть и растя- в комплексе имеют три степени свободы движений. В первом из них воз 56 позвонков накладываются друг на друга в горизонтальном направлении и наклоны головы Во втором возможно вращение ат фиксируются вследствие действия мускулатуры. При согнутом положении ланта вокруг зубовидного отростка, причем череп вращается вместе с ат шеи действие мышц особенно значительно. Однако согнутое положение лантом. Наклон головы вперед в суставе между черепом и атлантом возмо шеи привычно для человека во время работы, поскольку орган зрения дол жен лишь на 20°, наклон назад — на 30°. Движение назад тормозится нап жен контролировать движения рук. Многие виды работ, а также чтение ряжением передней и задней перепонками и проис книги обычно осуществляются при наклонном положении головы и шеи.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.