Statika dan dinamika tubuh manusia: pusat gravitasi

Posisi vertikal tubuh manusia, pergerakannya di ruang angkasa, berbagai jenis gerakan (walking, running, jumping) telah berevolusi dalam perjalanan evolusi yang panjang seiring dengan kemunculan manusia sebagai spesies. Dalam proses antropogenesis, sehubungan dengan transisi nenek moyang manusia ke kondisi eksistensi terestrial, dan kemudian ke pergerakan pada dua ekstremitas bawah, anatomi seluruh organisme, bagian-bagiannya yang terpisah, organ-organ, termasuk aparatus lokomotor, telah berubah secara signifikan. Riding telah membebaskan anggota tubuh bagian atas dari fungsi muskuloskeletal. Anggota tubuh bagian atas berubah menjadi organ kerja - lengan dan di masa depan dapat ditingkatkan dalam ketangkasan gerakan. Perubahan ini sebagai hasil dari fungsi kualitatif baru mempengaruhi struktur semua komponen sabuk dan bagian bebas dari tungkai atas. Sabuk bahu berfungsi tidak hanya untuk mendukung ekstremitas atas bebas, namun secara signifikan meningkatkan mobilitasnya. Karena fakta bahwa skapula terhubung ke kerangka batang terutama dengan bantuan otot, ia memperoleh kebebasan bergerak yang lebih besar. Bilah pedang ikut serta dalam semua gerakan yang membuat tulang selangka. Selain itu, skapula bebas bergerak bebas dari klavikula. Dalam sendi bahu bola multiaxial, yang dikelilingi hampir dari semua sisi oleh otot, ciri anatomis struktur memungkinkan gerakan sepanjang busur besar di semua bidang. Terutama spesialisasi fungsi terlihat telah mempengaruhi struktur sikat. Berkat perkembangan jemarinya yang panjang dan sangat bergerak (terutama jempol), sikatnya telah menjadi organ kompleks yang melakukan tindakan halus dan berbeda.

Tungkai bawah, dengan asumsi seluruh berat tubuh, telah disesuaikan secara eksklusif dengan fungsi muskuloskeletal. Posisi vertikal tubuh, kejernihan tercermin pada struktur dan fungsi sabuk (pelvis) dan bagian bebas dari tungkai bawah. Belt dari ekstremitas bawah (korset pelvis) sebagai struktur melengkung yang solid telah disesuaikan untuk mentransfer gravitasi batang, kepala, tungkai atas ke kepala femoral. Didirikan dalam proses antropogenesis, kemiringan panggul pada 45-65 ° memudahkan perpindahan ke anggota tubuh bebas yang bebas dari gravitasi tubuh dalam kondisi biomekanik yang paling sesuai untuk posisi vertikal tubuh. Kaki telah mengakuisisi struktur berkubah, yang meningkatkan kemampuannya untuk menahan berat badan dan bertindak sebagai tuas fleksibel saat memindahkannya. Otot ekstremitas bawah telah berkembang dengan kuat, yang telah disesuaikan dengan kinerja beban statis dan dinamis. Dibandingkan dengan otot-otot ekstremitas atas, otot-otot tungkai bawah memiliki massa besar.

Pada otot ekstremitas bawah memiliki permukaan pendukung yang luas dan penerapan kekuatan otot. Otot-otot anggota badan bagian bawah lebih besar dan lebih kuat daripada ekstremitas atas. Ekstensor lebih berkembang pada ekstremitas bawah daripada fleksor. Hal ini disebabkan fakta bahwa ekstensor memainkan peran besar dalam menjaga tubuh dalam posisi vertikal dan selama gerakan (berjalan, berlari).

Di lengan, fleksi bahu, lengan bawah dan tangan terkonsentrasi di sisi depan, karena pekerjaan yang dilakukan oleh tangan dilakukan di depan bagasi. Pergerakan grooming dibuat oleh kuas, yang ditindaklanjuti oleh sejumlah fleksor yang lebih banyak daripada ekstensor. Memutar otot (pronator, insteps) pada ekstremitas atas juga lebih besar dari pada yang di bawah. Pada ekstremitas atas, mereka jauh lebih baik dikembangkan daripada di ekstremitas bawah. Massa pronator dan insteps tangan mengacu pada otot-otot yang tersisa dari tungkai atas seperti 1: 4,8. Pada ekstremitas bawah, rasio massa otot yang berputar sampai yang lainnya adalah 1: 29.3.

Fascia, aponeurosis pada ekstremitas bawah karena manifestasi gaya yang besar pada beban statis dan dinamis jauh lebih baik dikembangkan daripada pada ekstremitas atas. Tungkai bawah memiliki mekanisme tambahan yang membantu menjaga tubuh tetap dalam posisi vertikal dan memastikan pergerakannya di ruang angkasa. Belt dari tungkai bawah hampir terhubung dengan sakrum dan merupakan pendukung alami dari bagasi. Aspirasi panggul untuk memberi ujung ke belakang pada kepala femur terhambat oleh ligamentum ileum-femoralis yang sangat kuat pada sendi pinggul dan otot-otot yang kuat. Selain itu, vertikal gravitasi tubuh, yang meluas di depan sumbu melintang sendi lutut, secara mekanis meningkatkan retensi lutut dalam posisi diperpanjang.

Pada tingkat sendi pergelangan kaki, saat berdiri, area kontak antara permukaan sendi tulang kaki bagian bawah dan tulang talus meningkat. Hal ini difasilitasi oleh fakta bahwa pergelangan kaki medial dan lateral membentang bagian talus anterior dan lebih lebar. Selain itu, sumbu depan sendi pergelangan kaki kanan dan kiri saling berhadapan pada sudut yang terbuka ke belakang. Vertikal berat badan melewati anterior ke sendi pergelangan kaki. Hal ini menyebabkan, pada pelanggaran segmen anterior dan lebih luas dari talus block antara pergelangan kaki medial dan lateral. Sendi dari tungkai atas (bahu, siku, pergelangan tangan) tidak memiliki mekanisme pengereman semacam itu.

Perubahan mendalam dalam proses antropogenesis adalah tulang, otot-otot batang, terutama kerangka aksial - kolom tulang belakang, yang merupakan dukungan untuk kepala, tungkai atas, dada dan rongga perut. Sehubungan dengan tegak lurus, belokan tulang belakang terbentuk, otot dorsal kuat berkembang. Selain itu, tulang belakang praktis tergabung dalam sepasang sendi sakroiliaka yang kokoh dengan sabuk ekstremitas bawah (dengan sabuk pelvis), yang secara biomekanik berfungsi sebagai distributor gravitasi batang pada kepala femoralis (pada tungkai bawah).

Seiring dengan faktor anatomis - ciri struktur ekstremitas bawah, batang tubuh, dikembangkan dalam proses antropogenesis untuk menjaga tubuh dalam posisi tegak, untuk memastikan keseimbangan dan dinamika yang stabil, perhatian khusus harus diberikan pada posisi pusat gravitasi tubuh.

Pusat gravitasi umum (OCT) seseorang disebut titik penerapan kekuatan resultan gravitasi bagian tubuhnya. Menurut MF Ivanitsky, OCT terletak pada tingkat vertebra sakral IV dan diproyeksikan ke permukaan anterior tubuh di atas simfisis pubis. Posisi TC dalam kaitannya dengan sumbu membujur tubuh dan kolom tulang belakang bergantung pada usia, jenis kelamin, tulang kerangka, otot dan timbunan lemak. Selain itu, fluktuasi harian pada posisi Oktober diamati pada pemendekan atau perpanjangan kolom tulang belakang, yang timbul karena aktivitas fisik tidak merata siang dan malam. Pada orang tua dan tua, posisi OKI juga tergantung pada postur tubuh. Pada pria, OCT terletak pada tingkat III vertebra lumbalis, V dari vertebra sakral, pada wanita itu adalah 4-5 cm lebih rendah daripada pada pria, dan sesuai dengan tingkat dari tulang belakang V lumbal ke vertebra tulang ekor. Hal ini terutama tergantung pada pria, deposit lemak subkutan di daerah panggul dan paha. Pada bayi yang baru lahir, OCT berada pada tingkat vertebra toraks V-VI, dan kemudian secara bertahap (sampai 16-18 tahun) turun dan bergerak agak ke belakang.

Posisi oknum tubuh manusia juga bergantung pada jenis fisiknya. Pada individu dengan tipe fisik dolichomorph (dalam asthenics), Oktober relatif lebih rendah daripada orang tipe brachymorph konstitusi (dalam hipersthenik).

Sebagai hasil dari penelitian ditemukan bahwa oknum tubuh biasanya pada tingkat vertebra sakral II. Garis vertikal pusat gravitasi melewati 5 cm di belakang sumbu melintang sendi pinggul, sekitar 2,6 cm di belakang garis yang menghubungkan trochanteres besar, dan 3 cm di anterior sumbu melintang sendi pergelangan kaki. Pusat gravitasi kepala terletak sedikit di anterior sumbu melintang sendi atlanto-oksipital. Pusat gravitasi umum kepala dan batang berada pada tingkat tengah anterior anterior dari vertebra torak X.

Untuk menjaga keseimbangan tubuh manusia yang stabil di pesawat, perlu agar tegak lurus, terjatuh dari pusat gravitasi, jatuh pada area yang ditempati kedua kaki. Tubuh lebih kuat karena semakin luas area pendukung dan semakin rendah pusat gravitasi. Untuk posisi vertikal tubuh manusia, menjaga keseimbangan adalah tugas utama. Namun, dengan menegang otot yang sesuai, seseorang dapat menahan tubuh pada posisi yang berbeda (dalam batas-batas tertentu) bahkan ketika proyeksi pusat gravitasi bergerak di luar area pendukung (kuat ke depan, ke samping, dll.). Pada saat bersamaan, posisi dan gerakan tubuh manusia tidak bisa dianggap stabil. Dengan kaki yang relatif panjang, seseorang memiliki tapak yang relatif kecil. Karena pusat gravitasi umum tubuh manusia relatif tinggi (pada tingkat vertebra sakral II), dan area referensi (area dua telapak dan ruang di antara keduanya) tidak signifikan, kestabilan tubuh sangat kecil. Dalam keadaan keseimbangan, tubuh dipegang oleh kekuatan kontraksi otot, yang mencegahnya terjatuh. Bagian tubuh (kepala, batang, tungkai) menempati posisi yang sesuai dengan masing-masing. Namun, jika proporsi bagian tubuh rusak (misalnya, peregangan lengan ke depan, meregangkan tulang belakang saat berdiri, dll.), Maka posisi dan keseimbangan bagian lain dari tubuh akan berubah. Saat-saat statis dan dinamis dari aksi otot-otot itu berhubungan langsung dengan posisi pusat gravitasi tubuh. Karena pusat gravitasi seluruh tubuh terletak pada tingkat vertebra sakral II di belakang garis melintang yang menghubungkan pusat sendi pinggul, otot dan ligamen yang sangat tenteram yang memperkuat sendi pinggul menolak keinginan batang (bersama dengan panggul) untuk membalikkan. Hal ini memastikan keseimbangan seluruh tubuh bagian atas, yang dipegang pada kakinya dalam posisi tegak.

Keinginan tubuh untuk maju saat berdiri adalah karena jalannya vertikal dari pusat gravitasi di depan (3-4 cm) dari sumbu melintang sendi pergelangan kaki. Kejatuhan ditentang oleh aksi otot-otot permukaan posterior shin. Jika garis tipis pusat gravitasi bergerak lebih jauh ke depan - ke jari-jari, maka tumit kaki bagian bawah diperpendek oleh kontraksi otot belakang kaki, tumit diangkat dari bidang pendukung, garis vertikal pusat gravitasi bergerak maju dan ujung tombak adalah pendukungnya.

Selain mendukung, ekstremitas bawah melakukan fungsi lokomotor, menggerakkan tubuh di ruang angkasa. Misalnya, saat berjalan tubuh manusia melakukan gerak translasi, bergantian beristirahat di satu kaki atau kaki lainnya. Dalam hal ini, kaki bergantian melakukan gerakan pendulum. Saat berjalan, salah satu tungkai bawah pada momen tertentu adalah support (belakang), yang lainnya - bebas (depan). Dengan setiap langkah baru, kaki bebas menjadi kaki pendukung, dan kaki pendukung bergerak maju dan menjadi bebas.

Pengurangan otot-otot ekstremitas bawah saat berjalan terasa memperkuat lengkungan telapak kaki, meningkatkan kelengkungan lengkungan melintang dan longitudinalnya. Pada saat yang sama, pada saat bersamaan, tubuh miring ke depan bersamaan dengan panggul di kepala femoralis. Jika langkah pertama dimulai dengan kaki kanan, maka tumit kanan, maka bagian tengah telapak tangan dan jari-jari naik di atas bidang pendukung, kaki kanan membungkuk di sendi pinggul dan lutut dan dibawa ke depan. Bersamaan, sendi pinggul sisi ini dan batangnya ikutan di belakang kaki bebas. Kaki kanan ini dengan giat menancapkan paha depan femoris yang menempel di sendi lutut, menyentuh permukaan pendukung dan menjadi pendukungnya. Pada titik ini, yang lainnya, kaki kiri (sampai titik ini, bagian belakang, kaki penyangga) melepaskan diri dari pesawat pendukung, bergerak maju, menjadi bagian depan, kaki bebas. Kaki kanan saat ini tertinggal sebagai kaki pendukung. Bersama dengan tungkai bawah dan tubuh bergerak maju dan agak ke atas. Jadi kedua anggota badan secara bergantian melakukan gerakan yang sama dalam urutan yang ditentukan secara ketat, menopangkan tubuh dari satu sisi dan kemudian sisi lainnya dan mendorongnya ke depan. Namun, saat berjalan, tidak ada waktu bagi kedua kaki untuk dirobek dari tanah pada saat bersamaan (support plane). Bagian depan (bebas) anggota badan selalu memiliki waktu untuk menyentuh bidang penopang dengan tumit sebelum kaki belakang (penopang) benar-benar terpisah darinya. Ini berbeda dengan berjalan dan melompat. Pada saat bersamaan, saat berjalan, ada saat kedua kaki menyentuh tanah sekaligus, yang menopang di seluruh penjuru, dan yang gratis dengan jari. Semakin cepat berjalan, semakin pendek momen kontak simultan kedua kaki ke bidang pendukung.

Menelusuri saat berjalan mengubah posisi pusat gravitasi, Anda dapat mencatat pergerakan seluruh tubuh ke depan, naik dan miring di bidang horizontal, frontal dan sagital. Perpindahan terbesar terjadi ke depan dalam bidang horizontal. Perpindahan ke atas dan ke bawah adalah 3-4 cm, dan di sisi (ayunan lateral) 1-2 cm. Sifat dan tingkat perpindahan ini tunduk pada fluktuasi yang cukup besar dan bergantung pada umur, jenis kelamin dan karakteristik individu. Kombinasi dari faktor-faktor ini menentukan individualitas gaya berjalan, yang dapat berubah di bawah pengaruh pelatihan. Rata-rata, panjang langkah sepi yang biasa adalah 66 cm dan mengambil 0,6 s.

Pada akselerasi berjalan selangkah berlalu dalam pelarian. Berlari berbeda dari berjalan dalam hal itu, hanya dengan dukungan dan kontak dari area pendukung dengan satu atau kaki lainnya.

[1], [2]