Как строение стопы связано с её функциональными особенностями

Стопа человека имеет уникальное строение, обеспечивающее опору и амортизацию при ходьбе и беге. В её конструкции выделяются своды, которые играют важную роль в распределении нагрузки и сохранении устойчивости. Эти своды образуются благодаря взаимодействию костей, связок и мышц, что позволяет стопе адаптироваться к различным поверхностям и условиям.

Кроме того, стопа обладает широким и плоским основанием, что способствует стабильности во время движения. Подвижные суставы обеспечивают необходимую гибкость для эффективного выполнения движений, таких как сгибание, разгибание и вращение. Эта анатомическая структура позволяет эффективно преодолевать препятствия и поддерживает баланс тела, что особенно важно в активной жизни человека.

Особенности строения стопы в связи со спецификой выполняемой ею функции

Стопа выполняет функцию опоры и движения, являясь важной частью опорно-двигательного аппарата, на которую действует значительная нагрузка. Здоровая стопа, благодаря своей строению, может поглощать до 70% ударных нагрузок, что способствует ее амортизационным свойствам.

Стопа состоит из 26 костей различной формы и размеров, которые соединены между собой с помощью мышц и связок, позволяющих двигаться в трех плоскостях. Поддержание её формы и функциональных способностей зависит от работы 42 мышц, расположенных в стопе и голени. Конструкция стопы представлена сложной арочной формой, схожей с лопастями пропеллера или спиральной структурой.

В стопе принято различать два продольных свода: наружный, внутренний и один поперечный. Опора стопы осуществляется в трех точках: области пяточного бугра, головок 1 и 5 плюсневых костей. Давление между передними и задними опорными точками распределяется в норме как 1:4.

Функции стопы можно разделить на три основные биомеханические задачи. Первая из них – опорная функция, которая позволяет стопе поддерживать тело и противостоять вертикальной нагрузке его массой. Нарушение этой функции может проявляться болью в области стоп и суставов, возникающей при беге или прыжках.

Рессорная функция — смягчение толчков при ходьбе, беге, прыжках. Она осуществляется благодаря способности стопы упруго распластываться под действием нагрузки с последующим обретением первоначальной формы. При снижении сводов стопы толчки более резко передаются на суставы нижних конечностей, позвоночника, внутренние органы, что способствует микротравматизации.

Вторая функция – это балансировка, которая помогает регулировать положение тела во время движения. Здоровая стопа адаптируется к неровностям поверхности опоры, позволяя человеку чувствовать ее текстуру. Изменение положения костей и суставов может привести к деформациям связок, что в свою очередь влияет на координацию и устойчивость.

Все три функции стопы активно работают во время ходьбы. При снижении купола сводов стопы страдают её функции.

Позвоночник:

Варикозная болезнь:

Своды

Анатомия стопы отличается сложным строением. Одной из ее важных частей являются своды: продольный и поперечный. Продольный свод формируется пяточной костью, метатарсами, а также соединительными тканями. Поперечный образуют головки метатарсов перпендикулярно арке продольных сводов.

Своды стопы служат амортизирующей подушкой, равномерно распределяя нагрузку на подошву. Пяточная кость и головки плюсневых костей обеспечивают опору и устойчивость в сводчатой конструкции.

Функции

Ступня выполняет сразу несколько функций:

• Поддержка тела. Благодаря своей анатомии, стопа распределяет вес на всей поверхности подошвы, что обеспечивает стабильность при передвижении.
• Амортизация. Стопа функционирует как таран, гасит ударные нагрузки при движении. Важную роль в этом процессе играет дистальный сустав большого пальца.
• Гибкость суставов. Сочленения между костями обеспечивают необходимость адаптации к неровностям, а Выполнение движений, необходимых для передвижения (например, сгибание и разгибание).
• Передача силы. Пяточная область выполняет ключевую функцию поддержки, а также передачи усилий при шаге или прыжках.

Особенности строения стопы в связи со спецификой выполняемой ею функции

В статье изложены анатомо-физиологические особенности стопы как отдела нижней конечности, выполняющего многообразные функции, в частности, рессорную, толчковую, балансировочную, рефлексогенную. Нарушение строения стопы всегда сопровождается функциональными расстройствами, влекущими за собой медицинские и медико-социальные последствия. Особенно это актуально в группе лиц старшего возраста, когда патология стопы сочетается с полиморбидным фоном. Инволютивные изменения стопы сами по себе и приобретенные заболевания приводят к формированию стойких деформаций и других нарушений и развитию синдрома возрастной стопы – комплекса анатомо-функциональных изменений, развившихся с возрастом на фоне инволютивных и патологических изменений костей и суставов, периферических нервов и сосудов, кожи и мягких тканей, приводящих к нарушению основных функций стопы и ограничению передвижения.

292 KBгериатриявозрастная стопапожилыестарость.

1. Алетеа В.М. Атлас заболеваний стопы / В.М. Алетеа, Фостер, Майкл Е. Эдмондс / пер. с англ.; под ред. Г.Р. Галстяна. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013.

2. Алехин Д.И. Новейшие методы реваскуляризации конечностей при хронической ишемии – неоангиогенез, вызванный воздействием высокоинтенсивного лазерного излучения / Д.И. Алехин // Ангиология и сосудистая хирургия. – 2003. – Т.9. – №4. – С. 25-30.

3. Арсеньев А.О. Подиатрия / А.О.Арсеньев. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2006. – С.6-135.

4. Букуп К. Клиническое изучение костей, суставов и мышечного аппарата / К. Букуп. – М.: Медицинская литература, 2008. – 295 с.

5. Клинико-диагностические аспекты и возможности реабилитации при деформациях стоп у неврологических пациентов / Е.Б. Лаукарт, В.И. Шмырев, А.С. Васильев // Кремлевская медицина. Клинический вестник. – М., 2010. – С.65-69.

6. Клинико-диагностические аспекты деформаций стоп у неврологических больных / Е.Б. Лаукарт, В.А. Фролов: материалы Всероссийского форума «Развитие санаторно-курортной помощи, восстановительного лечения и медицинской реабилитации». – М., 2010. – С.254-257.

7. Система лечения мионейрогенных деформаций стоп у взрослых / И.С. Истомина, О.В. Оганесян, A.B. Левин // Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н.

Приорова. – 2001. – №2. – С.81-86.

8. Харклесс Л.Б., Фелдер-Джонсон К. Тайны голеностопного сустава и стопы / пер. с англ. / Л.Б. Харклесс, К. Фелдер-Джонсон. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2007. – 320 с.

9. Черкес-Заде Д.И., Каменев Ю.Ф. Хирургия стопы / Д.И. Черкес-Заде, Ю.Ф. Каменев. – М.: Медицина, 2002. – 328 с.

Актуальность изучения проблем, связанных со стопой, обусловлена высокой распространенностью ее патологии среди взрослого населения и развития синдрома возрастной стопы, который можно определить как комплекс анатомо-функциональных нарушений, развившихся с возрастом на фоне инволютивных и патологических изменений костей и суставов, периферических нервов и сосудов, кожи и мягких тканей, приводящих к нарушению основных функций стопы и ограничению передвижения.

Сложность патологий зачастую объясняется анатомо-физиологическими характеристиками стопы и богатством её функций.

Целью настоящего обзора является анализ анатомо-физиологических предпосылок и причин развития возрастной патологии стопы.

Цели исследования:

1. предоставить анатомо-функциональную характеристику стопы;
2. осветить основные этиологические факторы возникновения синдрома возрастной стопы.

Материалы и методы исследования

Использовались общенаучные методы исследования. На основе системного подхода раскрыта сущность исследуемых вопросов.

Результаты исследования и их обсуждение

Стопа является дистальным отделом нижней конечности и на протяжении всей жизни выдерживает большие статические и динамические нагрузки. Сложность и индивидуальные различия строения стопы зависят от большого количества костей стопы и образованных ими сочленений, а также от архитектоники связочного аппарата, который обеспечивает в сочетании с мышцами надежную устойчивость и выносливость стопы к весу всего тела и нагрузок, приходящихся на него [1,3].

Стопа человека состоит из 26 крепко соединенных суставами костей, образующих облегчённые ткани. Движения, происходящие в стопе и её отделах, обеспечиваются группами мышц, переходящими от голени в стопу, а также множеством мышц, расположенных непосредственно в стопе. Мышцы делят на группы, согласно расположению: они могут находиться на тыльной и подошвенной поверхности. Помимо мышц, важную роль в функционировании стопы играет подошвенный апоневроз, который соединяется с кожей, что делает её практически неподвижной. Этот апоневроз значительно содействует поддержанию свода стопы [1,2,3].

Состояние костного свода сильно связано с состоянием связочного аппарата и мышечного тонуса, а также с условиями жизни и труда человека. Способности адаптации к опорно-двигательной функции заметно определяют прогнозы формы стопы.

Это обеспечило большую ее прочность и высокие буферные свойства, необходимые при прямохождении. В положении стоя основными опорными точками стопы является пяточный бугор и головки плюсневых костей. При различных позициях тела в отдельные фазы движения эти точки меняются. При этом все пальцы стопы, особенно II-V, находятся в несколько разогнутом положении относительно плюсневых костей и едва касаются почвы подушечками дистальных фаланг. Они выполняют роль временных подпорок при балансировке тела [1,2,3].

Одной из трудностей стопы является её арочная структура, форма и расположение костей. Свойства свода стопы могут меняться даже в пределах одного дня в зависимости от различных факторов, влияющих на подвижность костей.

Во время стояния вследствие некоторого растяжения связок стопа может несколько сплющиваться, о чем свидетельствует ее удлинение (на несколько миллиметров) и расширения. Нормальной стопой считают такую, при которой плоскость опоры занимает 35-54 % общей плоскости стопы. Эта форма имеет два хорошо выраженных свода – внешний и внутренний.

Внешний свод несет основную массу тела, тогда как внутренний создает амортизацию. Правильное распределение массы тела по своду стопы имеет важное значение при переноске тяжестей. Свод может рассматриваться как пружина, уменьшающая удары тела во время ходьбы [3].

К основным функциям стопы относятся следующие:

Рессорная. Заключается в способности сводов стопы на 80 % гасить энергию удара, возникающего в момент касания стопы с опорой во время ходьбы, а также особенно во время прыжков и бега.

Под действием нагрузки происходит разравнивание костей продольного и поперечного сводов, причем при максимальных усилиях они располагаться почти параллельно поверхности. С уменьшением нагрузки на стопу во время движения возвращается сила, создаваемая сокращением подошвенного апоневроза и других крупный сухожилий, что приводит костям в исходное состояние. Рессорная функция стопы способствует защите суставов и костей всего тела, включая позвоночник и череп, от постоянных микротравм и связанных с ними воспалительных процессов. Нарушения этой функции могут быстро вызвать развитие необратимых заболеваний в голеностопных, коленных и тазобедренных суставах [1,3].

Толчковая. Кинетическая энергия, образующаяся при ходьбе, прыжке или беге, передаётся стопе в момент соприкосновения пятки с опорой, сохраняется в ней во время переката на носок и снова передаётся телу в момент отрыва стопы от опоры. Это позволяет человеку совершать дальнейшее поступательное движение в любом направлении [1,2,3].

Функция балансировки. Благодаря подвижности суставов стопы, человек сохраняет заданную позу тела даже при неровностях поверхности [3,4,5].

Рефлексогенная функция. Буйная иннервация и связь нервных окончаний в рефлексогенных зонах стопы с различными внутренними системами организма позволяют благодаря использованию массажа или иглорефлексотерапии, а также термальных процедур воздействовать на здоровье всего тела.

Таким образом, при возможных нарушениях анатомических структур стопы, развитии ее возрастных инволютивных и патологических изменений могут быть тяжелые нарушения передвижения, в связи с чем увеличивается риск формирования гипомобильности, приводящей к тяжелым медико-социальным проблемам, одной из которых является синдром падений [3].

В гериатрии особенно важно провести тщательный осмотр стопы с установлением анатомо-функциональных нарушений. Специалисты рекомендуют оценивать состояние стопы как в состоянии покоя, так и при активности – при стоянии и ходьбе.

Определяют осмотром сзади положение заднего отдела стопы, для чего через середину ахиллова сухожилия и центр бугра пяточной кости мысленно проводят линию – ось заднего отдела стопы. Отвесное расположение оси или наружное, вальгусное ее отклонение до угла 6° считают нормальным. Наружное отклонение свыше 6° является патологическим (pes valgus); внутреннее отклонение свыше 0° обусловливает варусную деформацию стопы (pes varus). Оценка формы переднего отдела стопы и пальцев позволяет выявить отклонение переднего отдела стопы в направлении большого пальца, т.е. приведенную стопу (pes adductus, metatarsus varus); отклонение в сторону мизинца – отведенную стопу (pes abductus) [5,6,8].

Длина пальцев у разных людей различна. В зависимости от длины пальцев выделяют: греческую форму стопы – 13>4>5, египетская форма – 1>2>3>4>5, промежуточную, прямоугольную стопу – 1=2>=3>=4>=5.

При осмотре людей пожилого возраста можно обнаружить различные деформации стоп, сопровождающиеся ограничениями движений в суставах. В данном обзоре не углубляемся в подробности всех этих форм.

Но для лечения и реабилитации необходима оценка обратимости деформации, для чего прибегают обычно к попытке произвести ручную коррекцию всех имеющихся компонентов сложного искривления стопы, стараясь по возможности восстановить ее нормальную форму. В ранних стадиях приобретенных деформаций патологическая установка стопы бывает обычно обусловлена изменениями мягких тканей – кожи, связочного аппарата и мышц. Если изменения мягких тканей поддаются ручной коррекции, деформация стопы считается нестойкой. В поздних стадиях деформаций к изменениям мягких тканей присоединяются изменения формы костного скелета. Деформация делается стойкой [7,8].

Полное понимание формы, расположения и структуры костей, а также динамики изменений возможно лишь с помощью традиционной рентгенографии. Снимки должны быть сделаны в одинаковых условиях, чтобы стопа была в одном и том же положении. В зависимости от показаний, рентгенографию проводят с нагрузкой или без неё. Обычная позиция для исследования – расслабленная стопа на столе. Сравнительные снимки производятся из передне-задней проекции одновременно на обе голеностопные суставы. Для оценки межберцового сочленения необходимо проводить рентгенографию каждой ноги отдельно [8].

Иногда делают снимок, сделанный под нагрузкой. Для этого изготовляют внутренние боковые снимки одного и другого суставов. Сравнение этого изображения с разгруженной стопой позволяет измерить осадку свода стопы [6].

Известно, что процесс старения затрагивает не только весь организм, но и ткани стопы. Последствия этих изменений могут значительно ограничить мобильность пожилого человека из-за воспалительных и дистрофических процессов, а также интенсивного болевого синдрома [6,7].

В этом исследовании мы стремились организовать ключевые факторы, способствующие развитию синдрома старческой стопы. Клинические наблюдения показывают, что возрастные изменения в стопах возникают в результате нарушений кровообращения, причиной которых могут быть облитерирующий атеросклероз, облитерирующий тромбангиит и диабетическая ангиопатия нижних конечностей. Одним из серьезных последствий сосудистых поражений стопы является гангрена, что может потребовать ампутации. Также, частым фактором, приводящим к проблемам со стопами, является повреждение периферической нервной системы, что может вызвать стойкие контрактуры, деформации и ограничение подвижности у пожилых людей [1,5,6,7,9].

В целом, если говорить о причинах повреждений периферической нервной системы, то можно вспомнить классификацию заболеваний (ВОЗ, 1982г.) [6,7]:

• генетические факторы;
• приобретенные факторы:

1. токсические вещества и медикаменты;

2. связанные с метаболическими нарушениями (сахарный диабет, почечная и печеночная недостаточность, гипогликемия);

3. недостаток витаминов, белков и проч.;

4. прочие причины (злокачественные опухоли, старческие невропатии).

• генетические факторы;
• приобретенные факторы:

1. идиопатические, инфекционные или постинфекционные;

2. токсические (например, дифтерия, свинцовая интоксикация и т.д.);

3. метаболические (сахарный диабет, диспротеинемия);

III. Другие категории:

• инфекционные (вирусы, лепра);
• ишемические (васкулиты, атеросклероз);
• механические;
• другие причины.

Классификация недугов периферической нервной системы (1982-1984 гг.).

I. Вертеброгенные поражения.

II. Ущерб нервным корешкам, чувствительным узлам и сплетениям.

III. Множественные поражения корешков, нервов:

1. Инфекционно-аллергические полирадикулоневриты.

2. Инфекционные полиневриты.

• токсические (хронические бытовые и производственные интоксикации);
• токсикоинфекции (ботулизм, дифтерия);
• прием медикаментов;
• бластоматозные;
• аллергические (вакцинные, сывороточные, медикаментозные);
• дисметаболические;
• дисциркуляторные (васкулиты);
• идиопатические и наследственные.

IV. Поражение отдельных спинномозговых нервов.

Более 50% случаев повреждения стоп случается из-за неправильной обуви. Это подчеркивает значимость реализации профилактических мероприятий и применения специальной ортопедической обуви и стелек для предотвращения различных заболеваний стоп и их рецидивов [8].

Важно также отметить, что тяжелые поражения стоп развиваются при патологии костно-суставной системы (остеопороз, деформирующий остеоартроз, подагра, ревматоидный артрит и.т.д.), а также при соматической патологии (бластозах, отеках, системных заболеваниях соединительной ткани и др.). Утрата мышечной массы и тонуса сухожилий с возрастом приводит к уплощению свода стопы и уменьшению ее гибкости. Кроме того, стареющая кожа менее устойчива к разного рода травмам и инфекциям, что также может приводить к тяжелым последствиям [7,8].

1. Анатомические особенности и функциональная разнообразность стоп приводят к серьёзным медицинским и социальным последствиям в случае их патологии.
2. Синдром старческой стопы является полиэтиологическим состоянием, которое образуется при нарушении кровообращения, иннервации, патологии костей и суставов, а также при поражении кожи и ее производных, что, в свою очередь, приводит к снижению подвижности и проблемам с передвижением.

Рецензенты:

Иванова М.А., д.м.н., профессор, профессор-консультант многопрофильного клинического центра «Ваша клиника», г. Москва;

Прощаев К.И., доктор медицинских наук, профессор, директор АНО «НИМЦ «Геронтология», город Москва.

Работа поступила в редакцию 24.06.2014.

Функциональное строение стопы

Стопа представляет собой сложную арочную структуру, напоминающую спираль или лопасть пропеллера. Она состоит из двух продольных сводов и одного поперечного.

Продольные костные своды:внутренний (рессорный) образован пяточной, таранной, ладьевидной, тремя клиновидными, 1,2,3 плюсневыми костями, представляет собой дугу, которая проходит через всю стопу, начинается от пяточного бугра и заканчивается в точке опоры головки 1 плюсневой кости;

Наружный (грузовой) свод образует пяточная и кубовидная кости, а также 4 и 5 плюсневые кости. Эта дуга простирается от пяточного бугра до точки опоры головки 5 плюсневой кости.

В существовании поперечного свода подавляющее большинство врачей не сомневается, но относительно его локализации имеется два мнения. Первое: поперечный костный свод — это дуга, образованная всеми головками плюсневых костей. Она расположена в плоскости перпендикулярно к дугам продольных сводов. Второе: поперечный свод наиболее отчетливо выражен в области клиновидных, кубовидной и оснований плюсневых костей.

На самом деле, своды стопы не могут рассматриваться как отдельные элементы, поскольку они взаимодействуют и функционируют как единое целое. Поддержание сводчатой формы стопы осуществляется благодаря связкам, подошвенному апоневрозу, сухожилиям мышц, переходящих с голени на стопу, и мышцам на тыльной и подошвенной сторонах.

Опорные точки стопы расположены в трех местах: на пяточном бугре и на головках 1 и 5 плюсневых костей. В норме давление между передними и задними опорными точками распределяется в соотношении 1:4.

Между костным остовом стопы и опорной поверхностью располагаются мягкотканые структуры (мышцы, связки, подкожножировая клетчатка, слой собственно кожи), формирующие рельеф подошвенной поверхности стопы, здесь проходят многочисленные сосуды и нервы стопы. Кожа подошвенной области в местах соприкосновения с опорой имеет ячеистое строение. В ней перпендикулярно расположены фиброзные тяжи, между которыми находятся участки жировой ткани, являющиеся хорошими амортизаторами. В области опорных точек (пятка, зона плюснефаланговых суставов) кожа более плотная, устойчивая к сжатию.

Особенности детской стопы

У детей до трех лет значительный объем подкожно-жировой клетчатки заполняет нишу внутреннего продольного свода, тем самым играя роль формообразующего элемента и амортизатора.

Связки стопы у ребенка содержат мало эластических волокон и много основного вещества. Основная роль в пассивной фиксации сводов принадлежит подошвенному апоневрозу.

У маленьких детей суставные щели шире, что способствует большему движению суставов и снижает роль суставных поверхностей как стабилизаторов сводов. До шести лет на рентгенограммах не наблюдается силовых линий в костях стопы, что указывает на их функциональную неспособность и слабую защиту. Кости предплюсны не разделены до достижения шести лет.

Чтобы точно оценить состояние стопы ребенка, необходимо обратиться к врачу, который проведет клинический осмотр и измерит параметры стоп, а Выполнит плантографию.

Следует отметить, что у детей в возрасте до 3-х лет, при осмотре указанная жировая подушка дает ложные представления об уменьшении размеров мягкого свода и уплощении внутреннего продольного свода.

• Вы находитесь:
• Главная
• Экспресс-ортезирование
• 3.1 Анатомо-функциональные особенности стоп

Мышцы Стопы

Не менее важным аспектом анатомии стопы являются мышцы. В стопе существует более 20 собственных мышц, которые подразделяются на две группы.

Первая группа включает собственные мышцы стопы, которые располагаются полностью на самой стопе, как на подошвенной, так и на тыльной её поверхности.

Вторая группа образована мышцами голени. К ней относятся мышцы, находящиеся на задней поверхности голени, такие как икроножная, камбаловидная, задняя большеберцовая и другие. На передней поверхности располагаются разгибатели пальцев, большого пальца и малоберцовые мышцы.

Различные группы мышц работают по принципу антагонизма. То есть стабильность стопы и голеностопного сустава осуществляется за счёт их одновременной содружественной работы. Мышцы стопы соединяются с костями за счёт сухожилий.

Наиболее распространенной проблемой мышц и сухожилий является тендинит, при котором возникает воспаление и дегенерация сухожилий в местах их крепления к костям. Более подробную информацию о заболеваниях сухожилий можно найти в разделе сайта, посвященном проблемам стопы и голеностопного сустава.

Связки стопы

Связок стопы огромное количество, мы рассмотрим только самые крупные, толстые и важные для функции опоры из них.

Связки стопы, вероятно, являются наиболее важными и зачастую недооцененными анатомическими образованиями стопы. Именно благодаря связывающим структурам кости удерживаются в правильном положении, а мышцы могут выполнять свои функции. Голеностопный сустав стабилизируется 11 основными связками, среди которых чаще всего повреждается передняя таранно-малоберцовая связка, отвечающая за стабильность голеностопного сустава в нейтральном положении. Более детально проблемы связок голеностопного сустава рассматриваются в отдельной статье.

Никифоров Дмитрий Александрович, врач травматолог-ортопед