Капанджи А.И. Нижняя конечность: Функциональная анатомия. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 240

159

Физиологические функции

прямой мышцы бедра

Прямая мышца бедра обеспечивает лишь 1/5 общей

силы четырехглавой мышцы и сама по себе не может

вызвать полное разгибание. Но ее двусуставная при-

рода придает ей особую значимость.

Поскольку эта мышца (красная стрелка) проходит

кпереди от оси сгибания-разгибания тазобедренного

и коленного суставов, она одновременно является

сгибателем тазобедренного сустава и разгибателем

коленного (рис. 241, схема в трех положениях). Но ее

эффективность в роли разгибателя коленного сустава

зависит от положения тазобедренного сустава, а ее

действие в роли сгибателя бедра зависит от положе-

ния коленного сустава. Это объясняется тем, что рас-

стояние между передневерхней остью подвздошной

кости а и верхним краем блоковой поверхности бедра

короче ас, когда бедро согнуто II, чем когда оно разо-

гнуто I, ab. Имеющаяся разница е обеспечивает отно-

сительное удлинение мышцы, когда тазобедренный

сустав согнут и коленный сгибается под действием

веса голени III. При таких обстоятельствах широкие

мышцы более эффективны в отношении разгибания

коленного сустава, чем прямая мышца, уже расслаб-

ленная благодаря сгибанию бедра.

С другой стороны, если в тазобедренном суставе со-

вершается разгибание IV из исходного положения I,

то расстояние между точками прикрепления прямой

мышцы ad увеличивается на величину f, и это растя-

гивает прямую мышцу. Это состояние относительно-

го укорочения повышает ее эффективность. То же

самое происходит при беге и ходьбе, когда толчковая

конечность отрывается от земли (рис. 245): ягодич-

ные мышцы разгибают тазобедренный сустав, а ко-

ленный и голеностопный суставы остаются в положе-

нии сгибания. В этих условиях четырехглавая мыш-

ца оказывается в наиболее выгодном положении

из-за повышенной эффективности прямой мышцы

бедра. Таким образом, большая ягодичная мышца

является антагонистом-синергистом прямой мыш-

цы бедра, а именно антагонистом в отношении тазо-

бедренного и синергистом - в отношении коленного

сустава.

При отрыве конечности от плоскости опоры и ее пе-

реносе (рис. 244) таз временно опирается на другую

ногу, прямая мышца бедра сокращается, обеспечивая

одновременно сгибание в тазобедренном суставе и

разгибание в коленном. Тем самым прямая мышца

бедра, будучи двусуставной, используется в обе

фазы шага — как при толчке, так и при переносе ко-

нечности.

При переходе от положения на корточках к поло-

жению стоя прямая мышца бедра играет важную

роль, поскольку это единственная часть четырехгла-

вой мышцы, которая сохраняет свою эффектив-

ность на протяжении всего движения. При разогну-

том коленном суставе бедро разгибается под дейс-

твием большой ягодичной мышцы, что вновь натя-

гивает прямую мышцу в точке ее начала, тем самым

обеспечивая ее постоянную длину на начальных ста-

диях сокращения. Здесь мы опять наблюдаем пере-

дачу силы, когда сила, генерируемая мощной мыш-

цей у корня конечности (большой ягодичной мыш-

цей) воздействует на более дистальную точку (колен-

ный сустав) через двусуставную мышцу (прямую

мышцу бедра).

И наоборот, сгибание в коленном суставе, обуслов-

ленное седалищно-бедренными мышцами, спо-

собствует сгибанию в тазобедренном суставе под

действием прямой мышцы, что используется при

прыжках с согнутыми в коленях ногами (рис. 243). Та-

ким образом, прямая мышца принимает немалое учас-

тие в сгибании тазобедренного сустава. Это еще один

пример антагонизма-синергизма между седалищно-

бедренными мышцами, которые сгибают коленный

сустав и разгибают тазобедренный, и прямой мышцей

бедра, которая сгибает тазобедренный и разгибает ко-

ленный сустав.

160

Рис. 245

Рис. 244

Рис. 243

161

Мышцы-сгибатели голени

Эти мышцы находятся в заднем отделе бедра

(рис. 246). Они представлены седалищно-бедренны-

ми мышцами: двуглавой мышцей бедра 1, полусу-

хожильной 2, полуперепончатая 3 и тремя мышца-

ми гусиной лапки - тонкой 4, портняжной 5 и полу-

сухожильной (принадлежащей к седалищно-бедрен-

ным), а также подколенной мышцей (см. след. стр.).

Икроножная мышца (латеральная 6 и медиальная 7)

практически бесполезна как сгибатель голени, но яв-

ляется мощным разгибателем стопы (см. стр. 234).

Тем не менее икроножная мышца служит мощным

стабилизатором коленного сустава. Начинаясь выше

мыщелков бедренной кости, она сокращается в актив-

ную фазу шага, когда коленный и голеностопный сус-

тавы разгибаются одновременно, и тем самым выно-

сит мыщелки кпереди. Она является антагонистом-

синергистом четырехглавой мышцы бедра.

Все эти мышцы двусуставные, за исключением двух:

короткая головка бицепса и подколенная мышца, ко-

торые являются односуставными (см. след. стр.).

Двусуставные сгибатели голени одновременно раз-

гибают бедро, и их воздействие на коленный сустав

зависит от положения бедра.

Портняжная мышца 5 является сгибателем, абдук-

тором и наружным ротатором бедра и в то же время -

сгибателем и внутренним ротатором голени.

Тонкая мышца 4 - это прежде всего аддуктор и до-

полнительный сгибатель бедра, она также сгибает го-

лень и участвует во внутренней ротации голени (см.

стр. 164).

Седалищно-бедренные мышцы одновременно яв-

ляются разгибателями тазобедренного (см. стр. 56)

и сгибателями коленного сустава, и их воздействие

на коленный сустав зависит от положения тазобед-

ренного (рис. 247). Когда тазобедренный сустав сги-

бается, расстояние ab между точками начала и окон-

чания этих мышц прогрессивно увеличивается, пос-

кольку центр тазобедренного сустава О, вокруг кото-

рого поворачивается бедро, не совпадает с точкой а,

вокруг которой поворачиваются седалищно-бедрен-

ные мышцы. Соответственно, чем больше сгибание в

тазобедренном суставе, тем больше относительное

укорочение этих мышц и тем более они натягивают-

ся. При сгибании в тазобедренном суставе на 40° (по-

ложение II), относительное укорочение мышц можно

частично компенсировать пассивным сгибанием в ко-

ленном суставе ab = ab'. Однако, когда сгибание в та-

зобедренном суставе достигает 90° (положение

III),относительное укорочение мышц не удается ком-

пенсировать полностью, согнув коленный сустав

даже на 90° (Г=«остагочное» укорочение). Если флек-

сия в тазобедренном суставе превышает 90° (положе-

ние IV), чрезвычайно трудно удержать коленный сус-

тав в положении полного разгибания (рис. 248): вели-

чина относительного укорочения g полностью погло-

щается эластичностью седалищно-бедренных мышц,

которая у нетренированных лиц существенно умень-

шается. При растягивании подколенных сухожилий

мышц под влиянием сгибания в тазобедренном суста-

ве, их эффективность в качестве сгибателей коленно-

го сустава увеличивается. Так, при восхождении в

гору (рис. 249), когда одна нога выносится вперед,

сгибание в тазобедренном суставе повышает эффек-

тивность сгибателей коленного сустава. И наобо-

рот, разгибание в коленном суставе способствует

разгибательному влиянию этих мышц на тазобед-

ренный сустав. Это происходит, когда мы пытаемся

выпрямить наклоненное вперед туловище (рис. 248) и

когда при подъеме в гору выносим вперед находив-

шуюся сзади ногу.

Если тазобедренный сустав максимально разогнут

(положение V) (рис. 247), седалищно-бедренные

мышцы демонстрируют относительное удлинение е,

что объясняет относительно слабое сгибание колен-

ного сустава (см. рис. 13, стр. 85). Эти наблюдения

свидетельствуют о полезности односуставных мышц

(подколенной и короткой головки бицепса), обладаю-

щих одной и той же эффективностью вне зависимости

от положения тазобедренного сустава.

Общая сила, продуцируемая сгибателями, эквивален-

тна 15 кг, т.е. составляет около 1/3 силы четырехгла-

вой мышцы бедра.

162

Мышцы-ротаторы голени

Сгибатели одновременно являются ротаторами ко-

ленного сустава. Их можно разделить на две группы

в зависимости от места их прикрепления к берцовым

костям (рис. 250, вид сзади и изнутри на согнутое

колено).

• Те мышцы, что прикрепляются кнаружи от верти-

кальной оси ротации XX' коленного сустава, явля-

ются наружными ротаторами RE (рис. 253) - это

двуглавая мышца бедра 1 и напрягатель широ-

кой фасции 2. Когда они тянут латеральную часть

суставной поверхности большеберцовой кости кза-

ди (рис. 251, вид сверху на проксимальную сустав-

ную поверхность), то заставляют ее ротироваться

таким образом, что кончики пальцев стоп поворачи-

ваются кнаружи. Напрягатель широкой фасции

является сгибателем и наружным ротатором только

при полном сгибании коленного сустава. Когда сус-

тав полностью разогнут, эта мышца утрачивает

свою ротирующую функцию и становится разгиба-

телем, т.е. помогает «замкнуть» коленный сустав в

положении разгибания. Короткая головка бицепса

(рис. 254, вид снаружи на согнутое колено) является

единственным односуставным наружным ротато-

ром, и положение тазобедренного сустава никак не

сказывается на ее функции.

• Мышцы, прикрепляющиеся кнутри от вертикаль-

ной оси ротации хх' коленного сустава, являются

внутренними ротаторами RI (рис. 253) - это пор-

тняжная 3, полусухожильная 4, полумембраноз-

ная 5, тонкая 6 и подколенная 7 мышцы (рис. 254).

Осуществляя тягу кзади за медиальную часть сус-

тавной поверхности большеберцовой кости (рис. 252,

вид сверху на проксимальную суставную поверх-

ность), они заставляют ее поворачиваться таким об-

разом, что кончики пальцев стопы поворачиваются

кнутри. Эти мышцы также противодействуют на-

ружной ротации при согнутом коленном суставе,

тем самым защищая его капсулу и связки при рез-

ких поворотах в сторону, противоположную опор-

ной конечности. Подколенная мышца (рис. 256,

вид сзади) является единственным исключением из

общего правила распределения функции мышц. Ее

сухожилие отходит от задней поверхности нижней

части бедренной кости и вскоре входит в суставную

капсулу, проходя под аркой, которую образует дуго-

образная подколенная связка (см. рис. 161, стр. 129).

Подколенная мышца также отсылает пучок, при-

крепляющийся к заднему краю наружного мениска.

Внутри капсулы, но все еще за пределами синови-

альной оболочки, мышца проскальзывает между ма-

лоберцовой коллатеральной связкой и наружным

мениском (рис. 254) и прикрепляется в глубине

ямки, занимаемой нижней частью латерального мы-

щелка бедренной кости. Это единственная моносус-

тавная мышца внутренней ротации. Ее действие

не подвержено влиянию тазобедренного сустава.

Это можно легко представить себе, глядя на рис.

255, где показана суставная поверхность больше-

берцовой кости, если смотреть на нее сверху. Под-

коленная мышца (синяя стрелка) тянет заднюю

часть дистальной суставной поверхности больше-

берцовой кости кзади и кнаружи.

Хотя она лежит кзади от коленного сустава, подколен-

ная мышца является разгибателем коленного суста-

ва. При сгибании точка ее прикрепления смещается

кверху и кпереди (рис. 254) и тянет за собой мышцу,

тем самым увеличивая ее возможности как внутрен-

него ротатора. В согнутом положении коленного сус-

тава или, еще лучше, при наружной ротации голени

вследствие сокращения подколенной мышцы ее при-

крепление перемещается книзу и кзади, заставляя на-

ружный мыщелок скользить, как это происходит при

разгибании. Таким образом, подколенная мышца яв-

ляется одновременно и разгибателем, и внутренним

ротатором коленного сустава.

Общая мощность внутренних ротаторов (2 кг) лишь

немного больше, чем наружных (1,8 кг), но влияние

диспропорции очень слабо.

164

Автоматическая ротация

в коленном суставе

Ранее уже упоминалось (см. стр. 86), что конечные

градусы разгибания сочетаются с небольшой наруж-

ной ротацией, а начало сгибания всегда сопровожда-

ется некоторой внутренней ротацией. Эти ротацион-

ные движения происходят автоматически, т.е. непро-

извольно.

Автоматическую ротацию можно продемонстриро-

вать на анатомическом препарате, основанном на экс-

перименте Роуда (Roud):

• Две спицы проводят в горизонтальном и попе-

речном направлениях (рис. 257, вид сверху на ра-

зогнутый коленный сустав) через верхнюю оконеч-

ность большеберцовой кости и нижнюю часть бед-

ренной кости. Когда коленный сустав разогнут, эти

спицы параллельны друг другу.

• Если колено сгибают на 90° (рис. 258, вид сверху

на согнутое колено), то заметно, что спицы больше

не параллельны, в связи с наружной ротацией бедра

по отношению к большеберцовой кости. Они обра-

зуют угол в 30°.

• Когда ось бедра возвращается в сагиттальную

плоскость (рис. 259), спица, проходящая через

большеберцовую кость, наклоняется в медиально-

латеральном и переднезаднем направлениях, что

говорит о внутренней ротации большеберцовой

кости по отношению к бедренной. Эта спица обра-

зует угол в 20° с линией перпендикулярной оси бед-

ренной кости. Поэтому сгибание в коленном суставе

сочетается с автоматической внутренней ротаци-

ей на 20°. Разница в 10° объясняется тем фактом,

что спица, проходящая через бедро, из-за физиоло-

гического вальгуса не перпендикулярна оси диафи-

за бедра, а образует с ней V-образный угол в 80° (см.

рис. 3, стр. 81).

• То же самое можно проделать в обратном порядке.

Исходя из положения сгибания на 90°, когда спицы

расходятся (рис. 258), чтобы прийти к полному раз-

гибанию в коленном суставе, когда спицы становят-

ся параллельными (рис. 257). Это показывает, что

разгибание в коленном суставе сопровождается

автоматической наружной ротацией.

Внутренняя ротация большеберцовой кости (рис. 260,

вид сверху на проксимальную суставную поверх-

ность) происходит во время сгибания, поскольку на-

ружный мыщелок бедра отступает кзади больше,

чем внутренний. При разогнутом положении колен-

ного сустава точки контакта а и b лежат на попереч-

ной оси Ох. При сгибании в коленном суставе внут-

ренний мыщелок из положения а переходит в поло-

жение а' (5-6 мм), а наружный мыщелок - из поло-

жения b в положение b' (10— 12 мм), и точки контак-

та а' и Ь' при сгибании лежат на линии Оу, образу-

ющей угол в 20° с линией Ох. Поэтому для того

чтобы линия Оу вновь совпала с поперечной плос-

костью, большеберцовая кость должна ротироваться

внутрь на 20°.

167

Автоматическая ротация

в коленном суставе (продолжение)

Неодинаковое перемещение мыщелков кзади объяс-

няется тремя механизмами.

• Неравное развитие профилей мыщелков бедрен-

ной кости (рис. 261,262). Если измерить длину сус-

тавных поверхностей внутреннего (рис. 261) и на-

ружного (рис. 262) мыщелков бедра, перекатив их

по плоской поверхности, то можно видеть, что дли-

на bd' задней дуги наружного мыщелка слегка пре-

восходит длину задней дуги внутреннего мыщелка

ас'=Ьс'. Это отчасти объясняет, почему наружный

мыщелок при скатывании проходит большее рас-

стояние, чем внутренний.

• Форма мыщелков большеберцовой кости. Внут-

ренний мыщелок бедра лишь немного отступает

кзади, т.к. он находится внутри вогнутой суставной

поверхности большеберцовой кости (рис. 263), а на-

ружный мыщелок скользит более свободно по зад-

нему склону выпуклой поверхности мыщелка боль-

шеберцовой кости (рис. 264).

• Направление коллатеральных связок. Когда мы-

щелки бедра откатываются кзади, внутренняя кол-

латеральная связка (рис. 263) натягивается быстрей

наружной (рис. 264), поэтому мыщелок на стороне

последней отступает дальше по наклонной поверх-

ности.

Ротация вызывается двумя парами сил:

• преобладающим действием сгибателей и внутрен-

них ротаторов (рис. 265): тонкой, портняжной, по-

лусухожильной и подколенной мышц;

• натяжением передней крестообразной связки (жел-

тая стрелка) к концу разгибания (рис. 266); как

только эта связка оказывается латеральное оси су-

става, она натягивается и вызывает наружную ро-

тацию.