Своды стопы , образованные костями предплюсны и плюсны , укрепленные связками и сухожилиями , позволяют стопе выдерживать вес тела в прямом положении с наименьшей нагрузкой.
Они подразделяются на продольные и поперечные дуги .
Продольные своды стопы можно разделить на медиальные и латеральные своды. [1]
Медиальная дуга выше латеральной продольной дуги. Она образована пяточной костью , таранной костью , ладьевидной костью , тремя клиновидными костями (медиальной, промежуточной и латеральной), а также первой, второй и третьей плюсневыми костями . [1]
Ее вершина находится на верхней суставной поверхности таранной кости, а ее два конца или опоры, на которых она покоится в положении стоя, представляют собой бугристость на подошвенной поверхности пяточной кости сзади и головки первой, второй и третьей плюсневых костей спереди. Главной характеристикой этой дуги является ее эластичность, обусловленная ее высотой и количеством мелких суставов между ее составными частями. [1]
Его самая слабая часть (т. е. часть, наиболее подверженная деформации от избыточного давления) — это сустав между таранной и ладьевидной костями, но эта часть скреплена подошвенной пяточно-ладьевидной связкой , также известной как пружинная связка, которая является эластичной и, таким образом, способна быстро восстановить свод в исходное состояние, когда нарушается сила. Связка укрепляется медиально путем слияния с дельтовидной связкой голеностопного сустава и поддерживается снизу сухожилием задней большеберцовой мышцы , которое распространяется веерообразным вставлением и предотвращает чрезмерное натяжение связки или такое растяжение, которое могло бы привести к ее постоянному удлинению. [1]
Свод стопы также поддерживается подошвенным апоневрозом , мелкими мышцами подошвы стопы (короткими мышцами большого пальца), сухожилиями передней и задней большеберцовых мышц, длинной малоберцовой мышцы, длинным сгибателем пальцев, длинным сгибателем большого пальца и связками всех задействованных суставов. [1]
Боковая дуга состоит из пяточной кости, кубовидной кости, а также четвертой и пятой плюсневых костей. [1]
Две примечательные особенности этой арки — ее прочность и ее небольшая возвышенность. Две сильные связки, длинная подошвенная и подошвенная пяточно-кубовидная , вместе с сухожилиями разгибателей и короткими мышцами мизинца сохраняют ее целостность. [1]
В то время как эти медиальные и латеральные дуги можно легко продемонстрировать как составляющие переднезадние дуги стопы, фундаментальный продольный свод формируется обеими и состоит из пяточной кости, кубовидной кости, третьей клиновидной кости и третьей плюсневой кости: все остальные кости стопы можно удалить, не разрушая эту дугу. [1]
В дополнение к продольным сводам стопа имеет ряд поперечных сводов . [1]
В задней части плюсны и передней части предплюсны своды полные, но в середине предплюсны они больше напоминают полукуполы, вогнутости которых направлены вниз и медиально, так что когда медиальные края стопы помещаются в положение аппозиции, образуется полный купол предплюсны. Поперечный свод состоит из трех клиновидных костей, кубовидной кости и пяти плюсневых оснований. Поперечный свод укрепляется межкостными, подошвенными и тыльными связками, короткими мышцами первого и пятого пальцев стопы (особенно поперечной головкой приводящей мышцы большого пальца ) и длинной малоберцовой мышцей , сухожилие которой тянется поперек между опорами сводов. [1]
В частности, медиальный продольный свод создает пространство для мягких тканей с эластичными свойствами, которые действуют как пружины, в частности, толстый подошвенный апоневроз , проходящий от пятки до пальцев ног. Благодаря своим эластичным свойствам эти мягкие ткани могут распределять силы реакции контакта с землей в течение более длительного периода времени и, таким образом, снижать риск износа или повреждения опорно-двигательного аппарата, а также могут сохранять энергию этих сил, возвращая ее на следующем шаге и, таким образом, снижая затраты на ходьбу и, в частности, на бег, где вертикальные силы выше. [2]
Аркообразные стопы, как правило, чаще встречаются у мужчин, и исследования показали, что женщины более склонны к плоскостопию, чем мужчины. [3] Женщины, у которых действительно есть аркообразные стопы, которые переживают беременность , могут столкнуться с уплощением своих аркообразных стоп, так как всплеск женских половых гормонов, таких как эстроген, может привести к тому, что сухожилия в их стопах станут мягкими и расслабленными, в результате чего их аркообразные стопы станут плоскими. [4]
Анатомия и форма продольного и поперечного свода стопы человека могут определять типы травм, к которым он восприимчив. Высота свода стопы человека определяется высотой ладьевидной кости. Коллапс продольных сводов стопы приводит к тому, что известно как плоскостопие . [5] Человек с низким продольным сводом стопы или плоскостопием, скорее всего, будет стоять и ходить, держа ноги в пронированном положении , когда стопа выворачивается или заворачивается внутрь. Это делает человека восприимчивым к боли в пятке, боли в своде стопы и подошвенному фасцииту . [ 6] Люди с плоскостопием также могут испытывать больше трудностей при выполнении упражнений, требующих поддержки своего веса на пальцах ног.
Люди с высоким продольным сводом стопы или полой стопой [7] склонны ходить и стоять с супинированным положением стопы, когда стопа инвертируется или выворачивается наружу. Высокий свод стопы также может вызвать подошвенный фасциит, поскольку он заставляет подошвенную фасцию растягиваться от пяточной кости или пяточной кости. Кроме того, высокий или низкий свод стопы может увеличить риск расколотой голени, поскольку передняя большеберцовая мышца должна работать сильнее, чтобы не дать стопе шлепнуть по земле. [8]
Нечеловекообразные обезьяны ( гиббоны , гориллы , орангутаны , шимпанзе и бонобо ) склонны ходить на боковой стороне стопы, то есть с «перевернутой» стопой, [9] , что может отражать базовую адаптацию к ходьбе по ветвям. Часто считается, что у их стоп отсутствуют продольные своды, но следы, оставленные двуногими ходячими обезьянами, которые должны прямо или косвенно отражать давление, которое они оказывают для поддержки и продвижения себя [10] [11], действительно предполагают, что они оказывают меньшее давление стопы под медиальной частью средней части стопы.
Однако человеческие стопы и медиальный продольный свод человека отличаются тем, что передняя часть стопы медиально скручена на задней части стопы, [12] так, что все пальцы могут одновременно касаться земли, и скручивание настолько выражено, что самый медиальный палец ноги, большой палец или hallux (у некоторых людей второй палец ноги), имеет тенденцию оказывать наибольшую движущую силу при ходьбе и беге. Это придает человеческой стопе «вывернутый» или относительно обращенный наружу вид по сравнению с другими обезьянами. Сильное скручивание передней части человеческой стопы на задней части имеет тенденцию увеличивать высоту медиального продольного свода. Однако в настоящее время имеются существенные доказательства того, что ношение обуви также подчеркивает высоту медиального продольного свода [13] и что высота медиального продольного свода также очень сильно различается между людьми и на разных скоростях. [14]
Наличие высоких сводов стоп у современных людей является результатом естественного отбора для бега на длинные дистанции. [15] С другой стороны, примитивная черта без сводов стоп у наших родственников- обезьян сохранилась из-за отбора на хватание ветвей деревьев как часть их древесного образа жизни. [16] Расхождение между стопами обезьян и стопами людей началось с раннего человеческого предка Ardipithecus ramidus , когда развилась укрепленная подошвенная ткань, которая поддерживала раннее наземное движение до того, как развилась настоящая арка . [17] Однако сама структура продольной арки скелета не начала развиваться до тех пор, пока у Australopithecus afarensis не развилась относительно низкая продольная арка (по сравнению с современными людьми) и первые признаки поперечной арки, сопровождающей ее. [17]
Пока еще не решено, в какой степени ранний предок человека Australopithecus afarensis (3,75 миллиона лет назад) приобрел функционально подобную человеческую стопу [9] , но медиальный поворот передней части стопы, очевидный в ископаемых костях стопы этого вида, и в следовой дорожке Лаэтоли в Танзании, обычно приписываемой этому виду, определенно кажется менее выраженным, чем очевидный в ископаемых костях стопы Homo erectus (иногда называемого Homo georgicus ) из Дманиси , Грузия (около 1,8 миллиона лет назад) [18] и примерно в то же время в следовой дорожке из Илерета , Кения, приписываемой Homo erectus ergaster [19] .
выводы относительно распространенности плоскостопия можно найти в других публикациях. В других популяционных исследованиях (Спрингфилд, Массачусетс) распространенность плоскостопия составила 19,0% (20,1% у женщин и 17,2% у мужчин). Другое исследование, проведенное в районе Бостона, обнаружило распространенность 20% у женщин и 17% у мужчин. Существуют даже исследования, проведенные среди больных диабетом на выборке из 230 пациентов, которые указывают на распространенность заболевания до 37%.
Гормональные изменения у женщин могут привести к ослаблению связок и, как предполагается, стать причиной увеличения разрывов связок у спортсменок репродуктивного возраста6, 7. Повышение уровня определенных гормонов, включая релаксин, прогестерон и эстрадиол, которые способствуют общей слабости связок, также может способствовать коллапсу свода стопы во время беременности8, 9.