Лекция 3-я
Товарищи! Сегодня нам предстоит заняться разбором отдельных соединений человеческого тела и их подвижности. Мы будем все время ссылаться на то, что в первой лекции называли сокращенной схемой, но во многих случаях нам придется отвлекаться от такой упрощенной системы и рассматривать подвижность сочленений во всей их сложности. В особенности это понадобится нам, когда мы будем разбирать подвижность руки. Как вы увидите дальше, эта подвижность особенно разнообразна и сложна; а так как рука имеет громадную практическую роль во всякой работе, то ясно, что нам придется с особенной заботливостью изучить ее устройство.
Вы помните, что верхняя конечность присоединена к туловищу посредством двух костей — лопатки и ключицы — и большого количества мышц. Вся эта совокупность передаточных костей и мышц называется плечевым поясом. В следующих лекциях, когда мы будем говорить о мышечном оборудовании, мы разберем, каковы были причины, обусловившие именно такое устройство плечевого пояса; теперь пока примем его так, как он есть, и познакомимся с условиями его подвижности.
Плечевой пояс почти не имеет никакого костного закрепления. Одна из его костей, лопатка, вообще никак с туловищем не скреплена. Она соединяется только с ключицей маленьким, подвижным и непрочным сочленением. Ключица в свою очередь соединена таким же непрочным сочленением с грудиной костью, а последняя укреплена к позвоночнику опять-таки только косвенно, через посредство ребер. Таким образом плечо, которое стоит в сочленовной связи только с лопаткой, оказывается в необычайно дальнем родстве с опорным стержнем туловища. Такая отдаленная связь и обилие промежуточных сочленений обеспечивают плечу совершенно исключительную подвижность. Что касается прочности подвеса, то она достигается исключительно за счет мышц.
Прежде чем обращаться к подвижности плеча, расследуем движения той кости, на которой оно висит, т.-е. лопатки. Лопатка плотно прижата мышцами к задней стенке грудной клетки и может двигаться, только прижимаясь к ней вплотную. Это значит, что ее подвижность относительно грудной клетки такова же, какова подвижность плоской пластинки на столе, т.-е. имеет три степени. Лопатка может перемещаться вверх и вниз, к середине, и в сторону и, кроме того, еще поворачиваться вокруг самой себя.
Будемте называть первый вид движений лопатки подниманием и опусканием, второй — приведением и отведением и третий — вращением лопатки. Все эти три вида движений лопатки вы можете удобно проследить на живом человеке. Правда, редко кто умеет по произволу производить все эти движения лопаткой, в особенности ее вращение. Так как один из углов лопатки (рис. 15) соединен с ключицей, а другой конец ключицы укреплен к грудной клетке почти неподвижно, то при всяком движении лопатки ключица будет поворачиваться в разных направлениях своим наружным концом. Вы можете наблюдать движения ключицы, если будете совершать движения областью плечевого сочленения, т.-е. тем, что в просторечии называется плечом.
Подвижность лопатки довольно велика. Ее нижний конец может смещаться на 16 см и больше в сторону и на 10 см вверх и вниз.
Теперь познакомимся с самым подвижным из всех сочленений человеческого тела, соединяющим лопатку с плечом. Это сочленение обычно коротко называют плечевым. Как мы уже говорили раньше, это сочленение относится к трехстепенным. На рис. 16 вы видите, что оно относится к типу шаровых сочленений. Плечевая кость несет на верхнем конце головку в форме полушария, а лопатка имеет в своем верхне-наружном углу подходящей формы впадину. Вы видите на рис. 16, что впадина гораздо меньше плечевой головки. Это значит, что плечо может совершать качания с очень большим размахом, и все еще лопаточной впадине хватит места для соприкосновения с обширной шаровой головкой. Правда, зато уже о каких-нибудь закраинах или жестких скрепах не может быть и речи. Больше того, очевидно сумка сочленения должна быть очень податливой и широкой, чтобы дать дорогу большим размахам плечевой кости. Значит, закрепление сочленения поневоле слабое, и оно вывихивается легче всех других.
Разберемся как-нибудь в разнообразии движений плеча в этом сочленении. Заметим прежде всего, что обе лопатки поставлены несколько наискось друг к другу, так что плоскость каждой из них обращена вперед и внутрь. Сочленовная площадка лопатки стоит под прямым углом к этой плоскости, т.-е. обращена вперед и наружу. Если мы будем поворачивать плечо в этом последнем направлении, т.-е. поднимать его вперед и наружу, то получившееся движение будет разгибание плеча. Противоположное этому движению, т.-е. опускание плеча в той же плоскости, будет называться сгибанием плеча.
Я попрошу кого-либо из товарищей выйти сюда на кафедру и показать, как он производит разгибание и сгибание плеча в одном только плечевом сочленении, т.-е. при неподвижной лопатке. Я попрошу также двух других товарищей наблюдать за его спиной и контролировать, неподвижна ли лопатка или нет.
Слушатели. Он двигает лопатками.
Лектор. Вы делаете не то, о чем я просил. Проделайте разгибание плеча при неподвижной лопатке. Обратите внимание, что наш испытуемый не умеет этого сделать. Однако это не значит, что у него двигательный недостаток; этого не умеет, может быть, никто из вас. Между тем такое движение вполне возможно. На нашем примере вы видите, как грубо и несовершенно владеет человек движениями важнейших частей своего тела. Попробуйте теперь удерживать лопатку нашего испытуемого неподвижно за ее нижний угол. Определите теперь, до какой степени он может разгибать плечо, не двигая лопаткой. Вот он довел руку до горизонтального положения. Смотрите, когда он разгибает ее еще выше, лопатка уже начинает поворачиваться, и ее уже нельзя удержать. Здесь виновато не его неумение обращаться с мышцами: он просто достиг границы подвижности своего плечевого сочленения. Если вы попытаетесь произвести движение плечом во всевозможных других направлениях, то окажется, что пределы подвижности плеча в каждом таком направлении составляют всего 100–110°; дальше уже начинает смещаться лопатка. Если бы вы закрепили лопатку совершенно неподвижно, а затем заставили бы плечо принять одно за другим все крайние пограничные положения, то конец плеча описал бы фигуру, похожую на круг (рис. 17). При неподвижной лопатке плечо может перемещать свой нижний конец в любую точку внутри этого круга, но выходить за его пределы оно уже не в состоянии. Этот круг как будто бы соединен неизменным образом с лопаткой, потому что границы подвижности плеча мы все время определяем относительно нее. Значит, для того, чтобы придать плечу какие-либо положение вне этого заколдованного круга, надо передвинуть в пространстве самый круг. А это можно сделать, только повернув соответствующим образом лопатку (рис. 17). Теперь мы понимаем, каким образом движение лопатки расширяет границы подвижности плеча. Какие движения лопатки расширяют границы разгибания и сгибания плеча? Не будем угадывать, а проверим лучше на живом примере. Заставьте испытуемого разгибать плечо и выясните, что происходит с лопаткой.
Слушатели. Лопатка поворачивается.
Лектор. При разгибании плеча она совершает поворот внутрь, при сгибании — наружу. Это и понятно: ведь разгибание и сгибание плеча совершается вокруг горизонтальной оси, направленной вперед и внутрь; значит, вспомогательными движениями лопатки будут те, которые совершаются вокруг оси, направленной точно так же. Вы видите, что с помощью лопатки плечо можно разогнуть градусов на 60 выше горизонтали.
Перейдем к другому виду движений плеча. При разгибании его конец двигался по вертикальным кругам. Теперь разберем движения его по горизонтальным кругам, т.-е. повороты плеча вокруг вертикальной оси. Это движение мы называем — приведение и отведение плеча, на какой бы высоте мы его ни производили. Определите теперь, какие движения лопатки помогают этому виду смещения плеча. Вы замечаете, что приведение плеча сопровождается отведением лопатки, а отведение плеча — приведением лопатки. И здесь участие лопатки расширяет подвижность плеча градусов на 30.
Мы разобрали и наименовали движения плеча вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. Очевидно, существует еще третья ось, перпендикулярная к обеим первым. Движения вокруг этой оси будут направлены вперед-внутрь и назад-наружу: как раз такое движение плечами делают зимою извозчики, когда им холодно. Этот третий вид назовем антеверсией (вперед-внутрь) и ретроверсией (назад-наружу). Угадываете ли вы, что при этом должна делать лопатка?
Слушатели. Поворачиваться вокруг такой же оси.
Лектор. Это все так, но как же это выйдет? Пригласим-ка кого-нибудь из худощавых, не сильных товарищей. Я ему сделаю ретроверсию плеча насильно. Что происходит с лопаткой?
Слушатели. Нижний угол ее отгибается.
Лектор. Да, и посмотрите — как далеко. Я могу свободно подсунуть под его лопатку три пальца. У мускулистых людей такому отгибанию лопатки помешают мышцы, и потому у них размах ретроверсии несколько меньше.
Итак, мы научились обозначать очень многие из движений плеча. Испытаем себя на нескольких примерах. Когда человек плывет «саженками», какое движение плечом он делает?
Слушатели. Приведение и отведение.
Лектор. Не совсем так. При замахе это движение близко к приведению, а при гребном движении это есть почти чистая ретроверсия. Второй хороший образчик ретроверсии — движения правого плеча при размашном ударе кувалдой. А каковы движения плеч при ходьбе?
Слушатели. Сгибание?
Лектор. Нет, ведь плечи при ходьбе движутся прямо взад и вперед: значит, это движение будет промежуточным между сгибанием и ретроверсией.
Так вот, мы изучили движения плеча относительно трех взаимно-перпендикулярных осей. Из этих трех видов движений можно было бы составить, как промежуточные формы, все мыслимые для плеча движения в его трехосном сочленении. Рассказывать, как это сделать, было бы слишком долго; мы выделим лучше некоторые из промежуточных форм в особую группу и дадим ей еще особое название. Я говорю о поворотах плеча вокруг его продольной оси, которые мы будем называть ротацией плеча внутрь и наружу.
Общие границы подвижности, которые плечо получает, благодаря подвижности лопатки, очень велики. Каждый из вас может проверить их на самом себе; на рис. же 18 эти границы изображены чрезвычайно наглядным способом.
Перейдем теперь к нижележащим сочленениям руки. В первой лекции мы упоминали коротко о блоковидном сочленении между плечом и локтевой костью. Об этом одностепенном сочленении остается прибавить очень мало. Границы его подвижности составляют около 140°, и так как сильные мышцы и связки мешают размашистым движениям, то подвижность локтя у слабосильных людей, а также у детей и женщин, больше, чем у сильных мужчин. У женщин и детей часто встречаются разгибания локтя дальше, чем до одной прямой линии с плечом (переразгибание локтя).
Гораздо любопытнее устройство соединения плеча с другой костью предплечья — лучевой костью. На рис. 4 видно, что плечо несет на себе внизу, рядом с блоком, еще небольшой шарик. Верхний конец лучевой кости оканчивается как раз подходящей шаровой выемкой. Казалось бы, что при таком шаровом строении сочленения приходится ждать между лучевой костью и плечом трехстепенной подвижности. Действительность обманывает наши ожидания.
Лучевая кость кончается внизу около основания большого пальца руки; в этом месте прощупывается ее выступающий конец. Теперь последите за движениями лучевой кости при неподвижно закрепленном плече, и, ориентируясь на этот нижний выступ, определите, какие виды движений может выполнить лучевая кость, и сколько у нее степеней подвижности.
Прежде всего лучевая кость вместе с локтевой может участвовать в сгибании и разгибании локтя. Это будет первый вид ее движений. Во-вторых, она подвижна еще и относительно к локтевой кости, вдоль которой она лежит. Поворачивайте кисть ладонью кверху и снова вниз; вы увидите, что лучевая кость обползает при этом движении свою соседку — локтевую кость. Если точно проследить, то окажется, что ось этого движения проходит по предплечью почти продольно: она направлена от шарика на нижнем конце плеча к нижнему концу локтевой кости. Эта ось при выпрямленном локте лежит как раз на продолжении оси ротации плеча.
Описанный второй вид движений луча называется пронацией и супинацией. Мы делаем движение супинации, когда ввинчиваем в стену винт; противоположное движение вывинчивания винта есть пронация.
Вот уже два вида движений. Есть ли еще третий вид? Таким новым видом должно бы быть отгибание луча в сторону с отхождением его нижнего конца от локтевой кости. Но он привязан в запястьи этим нижним концом; поэтому третьего предоставленного ему вида движений луч не использует: фактически его подвижность двухстепенна. Движение пронации и супинации при выпрямленной руке всегда сопровождается также ротацией плеча, так как ось обоих этих движений общая. Здесь происходит то же, что и в случае плеча и лопатки: опять человек не умеет разделять двух сходных движений. А вот при полусогнутом локте то и другое движение разделить очень легко: в самом деле, пронация при этих условиях выразится попрежнему вращениями предплечья вокруг продольной оси, и ротация плеча заставит предплечье поворачиваться кругом него, как спица колеса. Всего яснее, может быть, движения предплечья вырисовываются из модели рис. 19. Из него следует, что луч мог бы и не быть сочлененным с плечом; ту же форму подвижности имел бы он, если бы был сочленен с одной только локтевой костью одностепенным сочленением. Лучевая кость есть в сущности далеко разросшийся назад отросток кисти: и у многих млекопитающих она и в самом деле не доходит до плечевой кости.
Кисть руки соединена исключительно с лучом. В основании кисти лежат в два ряда мелкие косточки неправильной формы — так наз. запястье. Между верхним из рядов и лучом, а также между обоими рядами находятся одно за другим два сочленения: лучезапястное и межзапястное. Первое из них — яйцевидное (две степени подвижности); форма второго совершенно нескладная, по которой о подвижности ничего предсказать нельзя. Опыт показывает, что оно тоже двухстепенно; поэтому мы подвижность обоих сочленений будем рассматривать за-одно. Если я буду удерживать предплечье нашего испытуемого у его нижнего конца, то вы убедитесь, что кисть может только качаться по всем направлениям, но не может совершать поворотов вокруг продольной оси. Проверьте на себе в свободное время, каковы границы подвижности вашей кисти в лучезапястном сочленении.
В самой кисти вместе с пальцами множество мелких сочленений (кисть состоит из 27 мелких костей), и разбираться в движении всех их нам не придется; это сделано подробно в моей книжке «Общая биомеханика». Здесь выделим коротко то, что нам важнее всего.
Соединения между кистью и пальцами (пястно-фаланговые сочленения), которые выступают на тыльной стороне кисти в виде бугорков, представляют собою опять шаровые сочленения. Пястные кости, которые лежат в мясистой части ладони и почти неподвижны одна относительно другой, имеют на дальних концах шаровые головки. Основные фаланги пальцев имеют соответствующие впадины. Между тем подвижность пястно-фаланговых сочленений только двухстепенна (как и между лучом и плечом). Вы можете активно, с помощью мышц, произвести сгибание—разгибание и приведение—отведение каждого пальца: правда, два последних движения в очень узких границах. Вращать палец вокруг продольной оси мы не умеем: у нас нет для этого подходящих навыков и подходящих мышц.
Пястно-фаланговое соединение большого пальца тоже шаровое, но совсем мало подвижное. Громадная подвижность большого пальца зависит от подвижности его пястной кости. Вы помните, что ее сочленение с запястьем имеет седловидную форму (рис. 6). Подвижность пястной кости большого пальца очень разностороння: именно, благодаря ей, большой палец может противополагаться всем остальным. Этот маленький факт немножко большей подвижности одной из косточек кисти имел, между тем, решающее значение для судеб всего человечества. Можно смело сказать, что благодаря этому устройству большого пальца, обусловливающему громадные разнообразия хватательных движений, человек впервые научился обращаться с орудиями и инструментами. Наряду с выпрямленной походкой, может быть, ни один биомеханический факт не имел для человека такого решающего культурно-исторического значения.
На этом мы покончим с сочленениями руки. О возможных для руки движениях мы будем лучше говорить дальше в связи с рассказом о мышцах руки. Теперь перейдем к подвижности головы, шеи и туловища.
Несколько слов стоит, пожалуй, сказать о подвижности нижней челюсти. Она соединена с черепом целыми двумя сочленениями, которые находятся по сторонам черепа под скуловыми дугами. По форме этих сочленений не видно, какова подвижность нижней челюсти. Здесь надо пробовать. Опишите сами как может двигаться ваша нижняя челюсть.
Слушатели. Можно открывать и закрывать рот.
Лектор. Это уже одна степень. Нет ли еще?
Слушатели. Вперед и назад.
Лектор. Есть. Еще одна степень. Все это или еще нет?
Слушатели. Все.
Лектор. А движения в стороны? Как видите, пара сочленений нижней челюсти дает настоящую трехстепенную подвижность. Вы можете наложить средние пальцы обеих рук на щеки, как раз у передних концов ушных мочек; в этом месте прощупываются сочленовные бугры нижней челюсти. Ощупайте на себе, что происходит с ними при движениях челюсти.
Интересный случай подвижности представляет собою голова. Ее подвижность очень велика, но зависит не от одного сочленения, а от нескольких, лежащих одно под другим цепочкой. Первое из них, соединяющее череп с первым шейным позвонком, относится к яйцевидным, следовательно дает голове две степени подвижности относительно шеи. Так как его впадина расположена горизонтально, то голове доступны в нем качания около любой горизонтальной оси, т.-е. наклоны вправо, влево, вперед и назад. Повороты головы в стороны осуществляются иначе. Первый шейный позвонок имеет вид кольца, которое положено на следующий нижележащий позвонок, снабженный торчащим кверху шипом. Первый позвонок лежит на втором, как на подпятнике, и может вместе с опирающимся на него черепом поворачиваться кругом шипа как раз в направлении третьего недостающего черепу вращения. Значит, подвижность черепа относительно подпятника имеет уже все три степени. Подвижность позвонков между собой зависит от гибкости межпозвоночных хрящевых прокладок, о которых уже говорилось раньше. Но кроме прокладок между позвонками (вернее, между позвоночными дугами) имеются еще настоящие сочленения, которые повышают прочность связи между позвонками, но зато уменьшают их подвижность. В общем и у позвоночника удобно различать три типа движений: наклоны вперед и назад, наклоны в стороны и скручивание. Нормально позвоночник имеет несколько изгибов, сохраняющихся в покойном стоячем положении. На рис. 1 видно, что шейные и поясничные части позвоночника обращены выпуклостью вперед, а грудная часть — выпуклостью назад. Свойство подвижности позвоночника таково, что он легко увеличивает существующие в нем выпуклости, и очень неохотно распрямляет их. Поэтому при изгибании позвоночника назад искривляются шейная и поясничная части, а грудная почти не меняет своей формы; при сгибании вперед искривляется, наоборот, грудная часть, а шейная и поясничная почти не распрямляются. Подвижность позвоночного столба при наклонах в стороны и при кручении сильнее всего выражена в шейной части, а слабее всего в поясничной.
С позвоночником, в его грудной части, соединены 12 пар ребер. Рис. 20 дает понятие о строении позвоночно-реберного сочленения. Как видите, с каждым ребром сочленение двойное. Поэтому, конечно, какова бы ни была форма сочленовных поверхностей, ребру доступны только качания вокруг оси, проходящей через центры обоих сочленений. Каждое ребро связано с позвоночником с одной степенью подвижности. Оси сочленений расположены так, что передние концы верхних ребер могут двигаться вверх и вниз, а передние концы нижних, кроме того, раздвигаться в стороны. Это и происходит при вдыхании и очевидно содействует расширению грудной клетки. Передние концы всех ребер, кроме двух нижних пар, соединены хрящами между собою через посредство костяной перекладинки — грудинной кости. Очевидно, что при дыхательных движениях эти реберные хрящи различным образом мнутся.
Теперь надо обратиться к сочленениям ноги, но этого нельзя сделать без некоторого предисловия. Дело в том, что кости, сочленения и мышцы исполняют не только двигательную роль, а в первую очередь опорную. Как раз в способе соединения пояса нижних конечностей (иначе называемого тазовым поясом) с туловищем это обстоятельство имеет первостепенное значение. Обратимся опять к нашим четвероногим предкам.
У четвероногих млекопитающих должность всех четырех конечностей состоит в том, чтобы служить подпорками позвоночному столбу, перекинутому между передними и задними конечностями наподобие моста. В первоначальном плане и та и другая пара конечностей прилажены к опорам этого моста одинаково: они устроены и тут и там, как козлы, между рогатками которых заклинен позвоночный столб. В тазовом поясе такое строение проявляется особенно четко: две поверхности, которыми тазовые кости сочленены с позвоночным столбом, обращены кверху и друг к другу и зажимают между собой позвонки, как замок свода. Таз четвероногого есть и в самом деле свод.
Разберитесь слегка в механике сводовых сооружений. В своде тяжесть давит сверху на его среднюю часть (замок свода), давление передается далее по обеим сторонам на опоры свода. Если вообразить, что на месте замка имеется шарнир и обе половинки свода жестки, то давление на шарнир сверху будет передаваться ножкам свода в виде раздвигающего усилия. Ножки будут стремиться разъехаться в стороны. Для того, чтобы воспрепятствовать этому, ножки сводов строительных сооружений прочно врывают в землю. Разумеется, у животного, даже когда оно стоит как «вкопанное», ноги все-таки никуда не вкопаны, и надо укрепить их иначе. Укрепление достигается тем, что между ножками тазового свода, как раз под замком, помещается прочная сухожильная растяжка.
Плечевой пояс оборудован по-другому. Он не может уже непосредственно заклинить позвоночный столб, так как этому мешает каркас грудной клетки, втискивающийся между передними конечностями. Если представить себе, что передние и задние конечности имеют одинаковую длину, то окажется, что позвоночник — место укрепления задних конечностей — лежит выше, чем их верхушки; наоборот, грудинная кость, к которой в конечном счете приходится прикрепляться передним конечностям, лежит ниже их верхних концов. Поэтому в то время, как задние конечности поддерживают позвоночник по типу арочного моста, передним приходится поддерживать грудную клетку по типу висячего сооружения, потому-то между передними конечностями и туловищем и нет прямой жесткой связи. Их связь, как и подобает подвесному сооружению, исключительно мягкая и осуществляется мышцами и связками. О ней мы и будем говорить в следующих лекциях, когда дойдем до мышц.
Видите, как целесообразно приспособлен был таз для своей опорной задачи у четвероногих млекопитающих. У человека с его выпрямленной походкой вся эта структурная рассчитанность в сильнейшей степени пошла насмарку. Действительно, свод или арка выполняют свою задачу только при том условии, когда нагрузка арки, точки ее опоры, и нижняя растяжка лежат одни под другими. Теперь вообразите, что четвероногое стало на две задние ноги и повернуло корпус вместе с тазом на 90°, так что арка оказалась лежащей плашмя. Ясно, что в этом положении она не может отвечать своему назначению; ее пришлось поворачивать обратно.
И вот начинается ряд косвенных обходных попыток починить нарушенную целесообразность тазового пояса. Переустройство таза у человека сравнительно с четвероногими млекопитающими производит такое впечатление, какое произвела бы постройка, подвергающаяся поспешному лишенному плана и расчета ремонту. Во-первых, позвоночник в поясничной части круто выгибается вперед; вернее сказать, таз вместе с крестцовой частью позвоночника круто отклоняется назад, стремясь занять свое прежнее положение арки. На рис. 1 первой лекции виден получившийся при этом громадный горб позвоночника, выпячивающийся внутрь таза. Нечего и говорить, сколько затруднений принес этот неудачный ремонт для механизма родов. Череп у ребенка человека больше, чем у четвероногих, а проход для него получился искривленный и тесный.
Но и этим поворотом таза положение еще не исправилось окончательно. Растяжка таза так и не смогла оказаться под местом наибольшего давления. Тогда соответственно этой оказавшейся впереди растяжке сильнее развились еще растяжки сзади между тазом и крестцом. Эти растяжки убили подвижность крестца и этим внесли новую помеху для родового акта. В результате всех этих неудач таз человека представляет собой, как сооружение, нечто довольно сложное, и ближе на его статических свойствах мы останавливаться не будем. Мне важно было дать вам понятие о механике развития тазового пояса в том виде, в каком он представлен у человека.
По обеим сторонам человеческого таза лежит по сочленовной впадине для бедер. Я уже говорил, что тазобедренное сочленение относится к шаровым (рис. 5), и потому по вопросу о его подвижности нам пришлось бы повторять многое из того, что мы уже говорили о сочленении плечевом. Разница между обоими главным образом в том, что подвижность тазобедренного сочленения значительно меньше. Причин для этого две.
Во-первых, лопаточная площадка плечевого сочленения очень мала, и потому плечевая головка может скользить по ней в очень широких границах, не встречая закраин. Тазовая впадина тазобедренного сочленения охватывает больше, чем целое полушарие. Единственный раз в анатомии человеческих суставов здесь головка сочленяемой (бедренной) кости вправду захвачена жестко. Широкая головка бедра покрыта хрящом, примерно, на три четверти полного шара; значит, для ее подвижности остается свободной только четверть шара, т.-е. 45° в каждую сторону или всего для каждого направления движения 90°.
Вторая причина та, что движения плеча помогает собственными движениями весь плечевой пояс: и лопатка и ключица. Таз человека совершенно лишен всякой внутренней подвижности; бедро может пользоваться только теми границами подвижности, которые дает ему тазобедренное сочленение.
Поле подвижности бедра расположено так, что бедро может порядочно смещаться вперед и наружу и очень мало — назад и внутрь. Так как границы подвижности в сильной степени определяются податливостью сумочной связки, которая при крайних положениях натягивается, то получается, что в стоячем положении, когда бедро находится близ задней границы своей подвижности, сумочная связка тазобедренного сочленения довольно сильно натянута. Такое натяжение оказывается полезной вещью. Центры тазобедренных сочленений приходятся несколько впереди от того места, где туловище опирается на таз. Следовательно, туловище в силу тяжести стремится завалиться назад. Вот этому-то опрокидыванию и препятствует натяжение связки. На рис. 21 изображено, как эта связка закручена спиралью вокруг верхнего конца бедренной кости и этим помогает равновесию туловища. О коленном сочленении нам придется сказать не так много. Мы уже описали его своеобразное устройство с хрящевыми вогнутыми прокладками. Остается прибавить, что суставы человеческой ноги стали особенно массивными с тех пор, как двум ногам пришлось нести на себе нагрузку, ранее распределявшуюся на четыре. В связи с этим коленное сочленение очень широко — это самое громоздкое из человеческих сочленений — и рассчитано на большие нагрузки. Несмотря на упругие прокладки, оно имеет почти точно одну степень подвижности: сгибание и разгибание. Но связки коленного сочленения, рассчитанные на особую прочность при стоянии, т.-е. при выпрямленном колене, несколько расслабляются при колене согнутом, и тогда сочленение приобретает еще одну степень подвижности — вращаемость голени вокруг ее продольной оси. В нижней конечности нет ни перекреста обеих костей дальнего отрезка (а почему его нет, было рассказано в первой лекции), ни чего-либо похожего на механизм пронации и супинации. У человека вторая кость голени — малая берцовая — имеет вообще ничтожное механическое значение. Она очень тонка, не может удержать тяжесть туловища, и если переламывается большая берцовая кость, то обыкновенно вслед за ней ломается и малая. Малая берцовая кость не стоит ни в какой связи с коленным сочленением, а с нижележащим голеностопным соединена только второстепенным образом. Она есть вообще явный сверхштатный сотрудник.
Прежде, чем говорить о соединении между голенью и стопой, надо сказать несколько слов о механическом устройстве самой стопы. Стопа так же, как и многие из уже рассмотренных конструкций, представляет собой свод. Его строение удобнее всего понять из рис. 22. В сущности это даже не один, а два смежных свода. Вершиною для обоих сводов служит одна и та же надпяточная кость. Задняя подпорка у обоих сводов тоже одна: это есть уже упоминавшаяся пяточная кость, которая кончается сзади большим, далеко выступающим назад бугром. К переднему же концу оба свода раздваиваются: один кончается основанием большого пальца, другой — основанием мизинца. Первый свод более высок и упруг; он отпечатывается (если ступить босой мокрой ногой на пол) только своими кончиками. Наружный свод более плоский и отпечатывается всегда сплошной полосой. Упругость ноги при ходьбе и стоянии зависит, главным образом, от свода «большого пальца»; им определяется то, что называют подъемом стопы.
Растяжкой своду стопы служит крепкая сухожильная пластинка, лежащая на подошвенной стороне и соединяющая пяточный бугор с основаниями пальцев. Ей помогают и сильные мышцы, расположенные рядом с нею.
Вся стопа, как и кисть руки, состоит из многих мелких костей, но взаимной подвижностью многих из них мы смело можем пренебречь. Существенны для нас движения в сочленениях между надпяточной костью и соседними с нею костями.
Сверху надпяточная кость сочленена с большой берцовой (голеностопное сочленение). Это настоящее блоковидное сочленение с одной степенью подвижности; с его помощью стопа может поворачиваться вокруг поперечной оси, т.-е. носком прямо кверху и прямо вниз. Это движение мы зовем сгибанием и разгибанием стопы.
Снизу та же надпяточная кость соединена с двумя костями внутреннего свода стопы. На наружный свод тяжесть тела передается не непосредственно, а через внутренний. Это нижнее сочленение (неправильно называемое нижним голеностопным) обладает тоже одной степенью подвижности. Его ось проходит наискось; с его помощью стопа подворачивается внутрь и наружу. При обыкновенной рабочей стойке, для рубки зубилом или опиловки, передняя (левая) стопа движется в верхнем голеностопном сочленении, т.-е. сгибается и разгибается; задняя (правая) движется в нижнем сочленении. Это последнее движение называют часто пронацией и супинацией стопы. В общей сложности, следовательно, стопа имеет по отношению к голени две степени подвижности.
Посмотрим в заключение бегло, как выглядят разобранные нами в этой лекции сочленения в сокращенной схеме тела (рис. 23). Первые сочленения всех четырех конечностей (плечевые и тазобедренные) относятся к трехстепенным — это обозначено на рис. 23 двойными кружками. Вторые сочленения (локтевые и коленные) одностепенны, имеют только подвижность сгибания и разгибания. Третьи сочленения, лучезапястные и голеностопные, двухстепенны. Наконец, где-то на протяжении вторых отрезков конечностей (предплечий и голеней) сосредоточено еще по одной степени подвижности: пронация и супинация кисти и продольные вращения голени. Это последнее движение в сокращенной схеме удобнее отнести тоже к третьим сочленениям. Тогда сочленения сокращенной схемы окажутся расположенными очень симметрично и правильно: и на ногах и на руках первые и третьи сочленения будут иметь по три степени подвижности, средние сочленения — по одной степени. Наконец, голова, как мы помним, имеет относительно шеи также три степени подвижности, слагающиеся из двух степеней верхнего сочленения и одной степени нижнего. При изучении человеческих движений мы будем постоянно принимать в расчет именно такое слегка упрощенное распределение подвижности.
В следующей лекции мы перейдем к разбору того, как описанный нами сейчас шарнирный манекен человеческого скелета снабжен мышцами и как он ими обслуживается.