Биомеханика осанки

Содержание

Введение

1. Биомеханика осанки

2. Значение осанки

3. Задачи осанки

Заключение

Литература

Введение

Элемент динамической осанки – это ограничение подвижности в каком либо суставе в переменных условиях, характерным для выполняемого двигательного действия.

Элементы динамической осанки являются необходимыми составляющими любого двигательного действия. Они как бы образуют из двигательного аппарата человека механизм для достижения цели. Например, фиксация углов в суставах позвоночника при выполнении ходьбы.

Если совокупность элементов динамической осанки позволяет подготовить тело человека к выполнению двигательного действия, энергетическое обеспечение самого движения осуществляется благодаря управляющим движениям в суставах.

Управляющие движения – это целенаправленные изменения суставных углов, позволяющие обеспечить требуемое перемещение тела человека или его частей в пространстве. Управляющие движения подразделяются по степени значимости на главные и корректирующие.

Главные управляющие движения – это такие движения в суставах, без которых эффективное достижение цели двигательного действия невозможно.

Корректирующие управляющие движения – это суставные движения применяемые для улучшения характеристик двигательного действия, при исправлении двигательных ошибок, а также в процессе силовой недостаточности главных управляющих движений.[3,77-79]

1. Биомеханика осанки

Осанка — это привычное положение вертикально расположенного тела человека, обусловленное двигательным стереотипом, скелетным равновесием и мышечным балансом.

Осанка определена конституцией человека, его генотипом, то есть является врожденным свойством человека. Однако осанка способна к совершенствованию в процессе индивидуального развития (онтогенеза) человека.

Осанка здоровых людей, несмотря на ряд индивидуальных особенностей, имеет типичную и устойчивую биомеханическую и иннервационную структуру и определяется двигательным стереотипом, вариантом развития скелета, балансом мышц и особенностью высшей нервной деятельности, включая характер человека. Все они — генотипически обусловлены. Чаще всего плохая осанка является результатом плохой привычки или заболевания.

В строгом научном понимании осанка — это способ построения биомеханической схемы тела человека в вертикальном положении. Это построение определяется комплексом безусловных рефлексов — двигательным стереотипом. Двигательный стереотип "выстраивает" из сегментов тела (естественно считаясь с законами гравитации) ту или иную конструкцию тела, в той или иной степени пригодную для сохранения вертикального положения и движения. В вертикальном положении сегменты тела (голова, грудь, торс, таз, ноги) выстраиваются относительно друг друга относительно их скелета, образуя устойчивую конструкцию, способную противостоять инерционным силам действующим на тело. Динамика позы для предотвращения падения называется скелетный баланс. Мышцы перемещают сегменты тела относительно друг друга. Но мышцы не должны и не могут находиться в состоянии длительного напряжения, поэтому тело стремится принять такое положение, при котором не требуется поддержка скелетной мускулатуры. Такое состояние называется мышечным балансом вертикальной позы. При удачном выравнивании не должно быть также нагрузки и на связочный аппарат, так как связки не способны к длительному сопротивлению. Не только мышцы и связки, но и кости должны нагружаться в соответствии с их формой, нагрузка должна быть направлена строго вдоль "оси прочности". Иначе кость под влиянием длительной и привычной нагрузки будет вынуждена изменить свою форму в соответствии с условиями нагружения.

Перегрузка мышц, связок, костей при неправильном привычном выравнивании, при плохой осанке является причиной дискомфорта, боли, заболеваний скелета.

Сегменты тела и скелетный баланс

Мышцы перемещают сегменты тела относительно друг друга. Но мышцы не должны и не могут находиться в состоянии длительного напряжения, поэтому тело стремится принять такое положение, при котором не требуется поддержка скелетной мускулатуры. Такое состояние называется мышечным балансом вертикальной позы. При удачном выравнивании не должно быть также нагрузки и на связочный аппарат, так как связки не способны к длительному сопротивлению. Не только мышцы и связки, но и кости должны нагружаться в соответствии с их формой, нагрузка должна быть направлена строго вдоль "оси прочности". Иначе кость под влиянием длительной и привычной нагрузки будет вынуждена изменить свою форму в соответствии с условиями нагружения.

Перегрузка мышц, связок, костей при неправильном привычном выравнивании, при плохой осанке является причиной дискомфорта, боли, заболеваний скелета.[1,254-257]

2.Значение осанки

Значение осанки особенно велико у детей, в период роста и формирования скелета. Неправильные привычные положения тела быстро приводят к деформациям позвоночника, грудной клетки, таза, нижних конечностей, включая стопы. Сколиотическая болезнь и плоскостопие — крайнее проявление такой неправильной нагрузки. Следует отметить прямую связь осанки и телосложения. Форма позвоночника, грудной клетки, не только наследуется, но и зависит от того сложного и крайне необходимого механизма построения вертикального положения тела человека и при стоянии, и при сидении, и при ходьбе или беге, именуемого осанкой. Реализуется важный закон биологии "функция определяет форму".

Положение сегмента тела при движении существенно сказывается на эффективности двигательного действия. Например, трудно представить эффективное двигательное действие сутулого человека, его движения всегда неуклюжи и могут закончиться травмой.

Осанку рассматривают в самых разных аспектах (осанка и психическое здоровье, осанка и профессиональная карьера…), осанка является предметом изучения таких наук, как медицина, физическая культура, военное дело, театральное искусство, эстетика, эргономика, которые дают следующие определения осанки:

Осанка — это ориентация в пространстве вертикально расположенного тела человека для выполнения простых и сложных движений, определяемая состоянием мышечного и скелетного равновесия, которое предохраняет опорные конструкции тела от травмы или прогрессирующей деформации, как в покое, так и во время движения.

Осанка — это показатель здоровья и физической культуры человека. Хорошая осанка — эффективный и надежный путь профилактики и лечения таких болезней цивилизации как боль в спине и остеохондроз позвоночника, а также важный фактор профессиональной карьеры и личной жизни.

Осанка — это язык тела, поза, которая говорит о том, как человек ощущает себя по отношению к другим, к своей жизни, к самому себе, индивидуальность, внутренняя позиция, признак профессии, социального происхождения. Это его визитная карточка, позволяющая безошибочно узнать знакомого человека, не видя его лица.[2,130-133]

3. Задачи осанки

Основная задача осанки — предохранение опорно-двигательной системы от перегрузки и травмы за счет рационального выравнивания сегментов тела и баланса мышц.

Осанка выполняет утилитарную задачу. При правильном выравнивании сегментов тела, выполнение простых и сложных движений не вызывает особых проблем, так как при этом, амплитуда движений всех суставов — максимальна.

Осанка является не только соматическим показателем. Она является также показателем психических особенностей человека. Научно доказано влияние осанки на процесс становления личности человека. Человек с хорошей осанкой более уверен в себе, он более привлекает внимание окружающих. Хорошая осанка обычно ассоциируется с хорошей моралью.

Позвоночный столб является проводником сил механической энергии, возникающих в теле человека при ходьбе и беге. Векторы этих сил всегда парные, противонаправленные, действуют в позвоночных сегментах. Результирующие силы взаимодействия в сегментах позвоночника всегда следуют в краниальном направлении. В позвоночнике объективно существуют параллельные локомоторные кинематические цепи для правой и левой нижней конечности.

Человек относительно Земли может находиться или в состоянии покоя, или в состоянии движения. И в том и в другом состоянии человек и Земля сосуществуют в условиях действия физических законов покоя и динамики движения (закон всемирного тяготения, сохранения количества движения и т.д.). Каждое перемещение тела человека относительно Земли связано с преодолением опорно-двигательной системой человека его силы тяжести и поэтому опорно-двигательный аппарат человека называют также антигравитационным аппаратом. "Приобретя когда-то вертикальную осанку, человек стал обладателем наиболее экономичных антигравитационных механизмов. Затрата мышечной энергии при этой, казалось бы, наименее удобной позе, предельно экономична".

В состоянии покоя масса тела человека, его вес и сила тяжести имеют равную величину. Если тело находится в состоянии ускорения, например в процессе ходьбы, его вес отличается от веса тела в состоянии покоя и меняется в процессе движения.

Вес тела, у которого ускорение совпадает по направлению с ускорением свободного падения, меньше веса покоящегося тела. Вес тела, у которого ускорение противоположно направлению ускорения свободного падения больше веса покоящегося тела и это увеличение веса называю перегрузкой.

Наглядный пример - положение человека на весах. Для определения точного веса надо на весах сохранять неподвижность. Любые движения вызывают колебания весовых показателей, которые затухают после прекращения движений.

Колебания веса тела на весах демонстрируют и количественно отображают динамику сил механической энергии, которые генерируются в костях скелета при этих движениях.

Процесс ходьбы, описываемый как "управляемое падение", состоит из опорного и не опорного периодов нижних конечностей. В свою очередь каждый опорный период имеет фазу амортизации и фазу отталкивания.

Перемещение человека в гравитационном поле Земли является результатом взаимодействия внешних и внутренних сил механической энергии, которые возникают и действуют при непосредственном контакте человека с опорной поверхностью.

К внешним силам, способствующим перемещению человека в пространстве, относится как сила действия тела на Землю, так и противодействующая сила реакции Земли на тело. По законам физики сила реакции опоры равна силе действия тела на опору и направлена в противоположную сторону. Сила реакции опоры обусловлена наличием силы трения. В этом противодействии отражается физическая закономерность: опираться можно только на то, что сопротивляется.[5,170-175]

Тело человека относится к категории сегментированных тел. Кости скелета, подвижно соединенные (прерывно и непрерывно) со смежными костями являются сегментами. Мягкие ткани, связанные с костями, также входят в состав сегментов, т. к. они увеличивают массу сегментов и, в силу этого, меняют энергию взаимодействия между сегментами. При взаимодействии сегментов тела человека друг с другом возникают и действуют внутренние силы механической энергии. Через системы рычагов с помощью поперечнополосатых скелетных мышц человек может произвольно изменять величину и направление действия внешних сил механической энергии и изменять направление и скорость перемещения в пространстве.

Существует и преобладает точка зрения, что позвоночник "переносит двигательные моменты с головы и туловища к тазу".

Если под понятием "двигательные моменты" иметь в виду кинетическую энергию движущегося сегментированного тела, то следует иметь в виду, что кинетическая энергия движущегося тела равна сумме кинетических энергий всех материальных точек этого тела. Кинетическая энергия идущего человека проявляется в точке соприкосновения стоп с Землей. До соприкосновения с Землей силового взаимодействия между отдельными материальными точками тела (в том числе между головой и туловищем) не происходит и, в соответствии с этим, позвоночник до соприкосновения с Землей не реализует функцию переноса механической энергии.

С опорной поверхностью соприкасается бугор пяточной кости, своды стопы, затем блок таранной кости взаимодействует с дистальными эпифизами большеберцовой и малоберцовой костями, далее взаимодействуют проксимальный эпифиз большеберцовой кости и мыщелки бедренной кости и т.д. последовательно снизу вверх.

При соприкосновении с Землей реализуется передача сил механической энергии с кости на кость через систему рычагов и через прерывные и непрерывные соединения между ними. Функциональные свойства соединений между костями, а также анатомия костей и мышц изменяют как величины действующих сил, так и их векторы.

Колебания сил механической энергии перемещаются по костям скелета, по синартрозам и диартрозам, и затухают в процессе перемещения по причине их рассеяния, поглощения и диссипации.

В соединениях смежных костей, первоначально действуют гравитационные нисходящие силы механической энергии, при этом верхняя (проксимальная) кость оказывает силовое действие на нижнюю (дистальную) кость. Соответственно третьему закону Ньютона нижняя смежная кость и связанные с ней мягкие ткани оказывает противонаправленное восходящее антигравитационное силовое влияние на верхнюю смежную кость (сила реакции опоры). К антигравитационному действию сил механической энергии присоединяется влияние тонуса соответствующих скелетных мышц.

Сила механической энергии гравитационного происхождения, проявляющаяся в точке соприкосновения стопы с Землей и действующая на тело в целом, относится к категории внешних сил механической энергии. Силы гравитационного происхождения, передающиеся внутри тела с кости на кость через их соединения являются уже внутренними силами механической энергии.

Противодействующая сила реакции опоры Земли, действующая через стопу на тело в целом, относится к категории внешних сил. Силы реакции опоры, действующие выше стопы внутри тела со стороны нижних смежных костей на верхние, являются внутренними силами.

Нисходящий кранио-каудальный вектор движения сил механической энергии в позвоночнике реально существует только в пределах каждого изолированного позвоночного двигательного сегмента. В ответ на это, синхронно, внутри каждого изолированного позвоночного двигательного сегмента действуют восходящие силы реакции опоры со стороны нижнего позвонка на верхний.

Поскольку после соприкосновения стопы с Землей взаимодействия между костями следуют последовательно снизу вверх, в этом же направлении передаются и результаты взаимодействия гравитационных сил и сил реакции опоры между смежными костями.

Для совершения поступательного движения недостаточно компенсировать силы кинетической энергии приземляющегося тела, необходимо совершить отталкивание от Земли, преодолеть силу притяжения тела к Земле.

Отталкивание тела от Земли начинается с действия нисходящей внешней силы между стопой и Землей, и ответной восходящей силы реакции опоры Земли.

Внутри тела при отталкивании между смежными костями действуют уже внутренние силы механической энергии. Верхние кости оказывают антигравитационное силовое влияние на нижние, а нижние кости оказывают противодействие силами реакции опоры через межкостные соединения. Отталкивание сегментированного тела от Земли вызывает в теле движение сил механической энергии по костям скелета и их соединениям и тоже в направлении снизу вверх.

При ходьбе поясничный отдел позвоночника испытывает большие нагрузки не потому, что этот отдел позвоночника находится снизу и испытывает большие статические нагрузки, а потому, что поясничный отдел первым, относительно других отделов позвоночника, получает нагрузки как в фазе амортизации, так и в фазе отталкивания.

Силы гравитации – антигравитации действуют на тело человека при ходьбе синхронно и в содружестве с работой механизма сохранения равновесия. Каждый шаг человека сопровождается равновесной биодинамической перестройкой тела, за которой следует подготовка тела к равновесной опоре на другую конечность. Непременной составной частью равновесной биодинамической перестройки является равновесный сколиоз позвоночника попеременно справа и слева в зависимости от стороны опорной конечности.

Поскольку внутри тела внутренние силы механической энергии передается по костям скелета в восходящем направлении, точку зрения о переносе позвоночником сил механической энергии в кранио-каудальном направлении следует считать ошибочной, как с точки зрения биомеханики, так и с позиции нормальной функциональной анатомии. Кранио-каудальное направление движения сил механической энергии через позвоночник реально совершается при вертикальном ударе по голове или при падении тела человека на голову с высоты (например, при нырянии вниз головой на мелком месте).

Таким образом, позвоночник, как составная часть скелета, является проводником сил механической энергии, возникающих в теле человека при ходьбе и беге. Векторы этих сил всегда парные, противонаправленные, действуют в позвоночных сегментах, имеют гравитационный и антигравитационный генез. Результирующие силы взаимодействия гравитации - антигравитации в сегментах позвоночника всегда следуют в краниальном направлении. В позвоночнике объективно существуют параллельные локомоторные кинематические цепи для правой и левой нижней конечности.

В каждой из них функционируют параллельные локомоторные кинематические цепи амортизации и отталкивания. Т.е. позвоночник на своем протяжении структурно и функционально обеспечивает работу четырех параллельных локомоторных кинематических цепей.[4,447-451]

Заключение

Значение правильной осанки трудно переоценить. Основой правильной осанки является здоровый позвоночник — именно он опора всего организма. К сожалению многие пренебрегают им и принижают значение правильной осанки,естественно это сулит проблемы со здоровьем в не таком уж и далеком будущем.

Если у человека правильная осанка, то нагрузка на позвоночный столб распределяется равномерно. За счет изгибов позвоночника обеспечивается гибкость, они смягчают толчки и удары при передвижении. Чем ближе к тазу тем больше возрастает нагрузка, потому что нижние отделы позвоночника поддерживают вес верхних и он возрастает по нарастающей. То есть больше всего нагружается поясничный отдел, особенно сидя. Но в подобной нагрузке нету ничего вредного и противоестественного, ведь мы постоянно находимся под влиянием силу притяжения и мы постоянно двигаемся, проблем со здоровьем можно избежать только при постоянном сохранении правильной осанки.

Позвоночник очень тесно связан с кровеносной и нервной системой, и очень быстро реагирует на любое заболевание организма. Смещение одного из сегментов позвоночника приводит к появлению нарушений соседних органах, расположенных рядом с сегментом. К примеру из-за не удобной обуви так вышло, что одна нога стала немного короче чем другая, это станет причиной наклона таза в сторону, что это компенсировать и сохранить равновесие тела, позвоночник станет искривляться дугой в противоположную строну, и как довершающим аккордом станет разная высота плеч. Именно такие незначительные, на первый взгляд мелочи, которые порой выпускаешь из виду, играют решающее значение в правильной осанке человека.[6,111-113]

Литература

1. Берштейн, Н.А. Очерки о физиологии движений и физиологии активности/ Н.А.Бернштейн. – М. 1996. – 351с.

2. Донской, Д.Д. Биомеханика/ Д.Д.Донской, В.М.Зациорский. – М. Физкультура и спорт, 1979. – 264с.

3. Загревский, В.И. Биомеханика физических упражнений/ В.И.Загревский. – Могилев: МГУ, 2003. – 136с.

4. Дубровский, В.И. Биомеханика./ В.И.Дубровский. – М. 2008. – 669с.

5. Попов, Г.И. Биомеханика./ Г.И.Попов. – М. 2005. – 256с.

6. Сотский, Н.Б. Биомеханика./ Н.Б.Сотский. – Минск. 2002. – 204с.