Мышцы ног названия картинки: У нас есть шесть частей тела, которые мы больше не используем. Зачем они были нужны?

У нас есть шесть частей тела, которые мы больше не используем. Зачем они были нужны?

26 января 2019

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Рудименты — отголоски эволюции

Эволюция прошла долгий путь, и процесс этот очень медленный.

Некоторые отличительные признаки организмов сохраняются на протяжении многих поколений даже после того, как соответствующий орган перестал выполнять отведенную ему функцию. Эти эволюционные остатки, или рудиментарные особенности, есть и у людей.

«Ваше тело — это, по сути, музей естествознания!» — написала в «Твиттере» эволюционный антрополог Дорса Амир.

Так почему же эти свойства или органы не пропадают, несмотря на то, что они, судя по всему, утратили свою функцию? Потому что эволюция — это постепенный процесс.

Автор фото, Getty Images

Иногда на них не оказывает достаточного давления естественный отбор, поэтому они переходят из поколения в поколение. В некоторых случаях рудиментарные органы развивают новые функции. Этот процесс называется экзаптацией.

Откуда мы вообще знаем, для чего эти органы или части тела изначально предназначались?

«Мы можем только предполагать, какова основная функция этих органов, — сказала Дорса Амир в интервью Би-би-си. — Мы можем выяснить, например, важны ли они для выживания, или посмотреть, есть ли они у ближайших к нам приматов и млекопитающих, и если да, то как они функционируют».

Вот шесть этих рудиментов.

1. Palmaris longus — мускул на запястье

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

С помощью этих мышц люди передвигались по деревьям

Проведем небольшой эксперимент: положите руку ладонью вверх на плоскую поверхность и соедините большой палец с мизинцем.

Видите бугорок, который появился у вас на запястье? Это Palmaris longus — длинная ладонная мышца.

Не волнуйтесь, если не увидите ее. Примерно у 18% людей ее вовсе нет, и это абсолютно ни на что не влияет. Прекрасный пример эволюционного рудимента.

Эта мышца присутствует у живущих в лесу или на деревьях приматов, таких как орангутанги, но есть не у всех приматов, обитающих на других территориях.

«Это свидетельствует о том, что эта мышца нужна, чтобы лазить по деревьям», — говорит Дорса. В наши дни практическое применение этой мышце нашли хирурги.

«Они используют ее в качестве материала при пластических операциях, поскольку сама по себе она не выполняет никакой функции, необходимой для движения рук», — говорит Дорса.

2. Бугорок Дарвина можно найти на верхней части уха

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Некоторые млекопитающие используют эти мышцы, чтобы определять местонахождение добычи и хищников

«Если вы можете шевелить ушами, вы демонстрируете эволюцию», — пишет Джерри Койн в своей книге «Почему эволюция — это правда».

Речь здесь идет о трех мышцах под кожей головы, которые прикреплены к ушам. Маленькая шишечка на верхней части уха — одна из этих мышц.

У большинства людей они уже не работают, но некоторые до сих пор могут использовать их, чтобы шевелить ушами.

Этот элемент был впервые в общих чертах описан Чарльзом Дарвином и поэтому называется бугорком Дарвина.

«Хотя по-прежнему идут споры о том, является ли сам бугорок рудиментарным, утверждается, что мышцы вокруг уха могут демонстрировать рудиментарность», — говорит Дорса.

Эти мышцы по-прежнему используются многими животными, например, кошками и лошадьми, чтобы двигать ушами, как отмечает Койн.

Это помогает им обнаруживать хищников, определять местонахождение своих детенышей и устанавливать, откуда идут различные звуки.

3. Копчик

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Копчик был нужен нашим предкам для мобильности и баланса

Как отмечает Дорса Амир, копчик — наиболее очевидный эволюционный пережиток.

«Это напоминание об утерянных нами хвостах, которые были нужны для баланса и передвижения по деревьям», — говорит Дорса.

Он является хорошим примером процесса экзаптации, упомянутого ранее, поскольку теперь служит местом крепежа для мышц.

Другие подобные причуды не совсем выжили в эволюционном процессе.

Дорса говорит: «Определенные черты, такие как перепончатая ткань между пальцами, обнаруживаются на ранних этапах утробного развития, но затем исчезают. Эта ткань обычно уничтожается лейкоцитами».

4. Plica semilunaris — третье веко

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Третье веко — это свернутая ткань во внутреннем углу глаза

Видите маленькую розовую подушечку во внутреннем углу глаза?

Это отголосок нашего эволюционного прошлого — наша перепончатая мембрана, или третье веко.

«Третье веко моргало бы горизонтально, — говорит Дорса. — У нас оно не функционирует». Но его все еще можно увидеть в действии в животном мире, например, у птиц и кошек.

5. The piloerection — «мурашки»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Животные, такие как кошки, используют этот рефлекс, чтобы казаться крупнее

Вы видели, как у кошек шерсть встает дыбом, когда они напуганы?

Это очень похоже на то, как у нас появляются мурашки на коже, когда нам холодно или страшно.

Ученые называют это рефлексом пилоэрекции.

«Учитывая, что мы провели большую часть нашего времени на этой планете в виде покрытых шерстью млекопитающих, рефлекс пилоэрекции — это древний способ либо выглядеть крупнее, чем вы есть на самом деле, либо предотвращать потерю тепла, когда вам холодно», — говорит Дорса.

«Поскольку мы постепенно начали терять волосы на теле, этот рефлекс становился все менее и менее полезным, и теперь он уже не выполняет свою первоначальную функцию».

6. Palmar grasp reflex — хватательный рефлекс

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Хватательный рефлекс нужнен детенышам приматов для траспортировки

Хватательный рефлекс наблюдается, когда дети крепко сжимают палец взрослого. Этот рефлекс по-прежнему нужен детенышам приматов.

Они рождаются готовыми схватиться за мех родителя для транспортировки.

«Предполагается, что наш собственный хватательный рефлекс ладоней изначально был предназначен именно для этой цели», — добавляет Дорса.

«Но наши дети рождаются преждевременно по сравнению с другими приматами и не могут сами держать голову или двигаться».

Интересно, что у разных людей наблюдаются разные рудиментарные особенности.

«Эволюционные пережитки» варьируются и в разных регионах мира, причем вразброс. И измениться это может только со временем.

Поражение ног при сахарном диабете

Поражение ног при сахарном диабете

Поражение нижних конечностей при сахарном диабете (СД) можно условно разделить на несколько групп, однако, как правило, они встречаются в комбинации.

1. Периферическая нейропатия. Нейропатия проявляется болью, ощущением ползания мурашек, судорогами, ощущением «жжения» в стопах, которые усиливаются в вечернее и ночное время.
При этом же, нервные волокна, отвечающие за температурную, болевую, тактильную и вибрационную чувствительность теряют свою чувствительность, что может приводить к трагическим последствиям, если не организовать надлежащий уход за ногами. Это значит, что вы можете не почувствовать травму: например, вы можете не заметить инородный предмет в ботинке или ожог при согревании ног около батареи или в ножной ванночке до тех пор, пока уже не образуется рана.

2. Деформация пальцев и свода стопы.Поражение нервных волокон может привести к деформации пальцев и свода стопы, что, в свою очередь, также может закончиться язвенными дефектами стоп. Как правило, деформации являются последствием ношения неправильно подобранной обуви, что так же может приводить к повышенному мозолеобразованию, развитию гиперкератоза (болезнь кожи, связанная с повышенной скоростью деления клеток рогового слоя и нарушением процесса их слущивания).

Если у вас есть какие-либо изменения: косточки», плоскостопие, деформация пальцев — спросите своего врача, где можно заказать или приобрести ортопедическую обувь. Ношение индивидуальной ортопедической обуви — обязательная профилактика возникновения язв стопы.

3. Снижение кровотока в артериях нижних конечностей (атеросклероз артерий нижних конечностей).

Основными причинами развития атеросклероза при сахарном диабете являются:

• плохой контроль уровня сахара в крови;
• высокое артериальное давление;
• повышение или снижение уровня холестерина;
• курение.

Главным симптомом атеросклеротического поражения артерий нижних конечностей является возникновение болей при ходьбе — так называемая перемежающаяся хромота.

Если вас беспокоят подобные симптомы, обязательно обратитесь к своему лечащему врачу для выяснения причин.

Чтобы приостановить прогрессирование атеросклеротического процесса, необходимо незамедлительно бросить курить, контролировать свое давление и принимать назначенные врачом препараты регулярно, для поддержания нормального уровня АД.

В некоторых случаях могут быть эффективны препараты, улучшающие периферический кровоток. Нередко, при плохом кровообращении ваши ноги могут мерзнуть.

Помните, что нельзя согревать ноги на батарее, у открытого огня, парить в горячей воде – это может привести к образованию ожогов и язвенных дефектов, поскольку у вас также может быть нейропатия, т.е. вы не будете чувствовать высокую температуру. Лучший способ согреть ноги – носить теплые носки.

Синдромом диабетической стопы (СДС) называют сочетание данных осложнений сахарного диабета на ноги, которые представляют непосредственную угрозу или развитие язвенно-некротических процессов и гангрены стопы.

Чтобы предотвратить развитие СДС необходимо соблюдать несколько правил:

• адекватный контроль за уровнем сахара в крови;
• контроль уровня АД и прием гипотензивных препаратов.
• уход за стопами.

Про последний пункт поговорим подробнее. Образовавшиеся язвенные дефекты и раны у пациентов с СД лечатся длительно и не всегда успешно, что связано с особенностями течения СД. Поэтому профилактика таких состояний является крайне важной.

Что нужно делать?

1. Ежедневно самостоятельно или с участием членов семьи осматривайте стопы, состояние кожи, включая промежутки между пальцами.
2. Немедленно сообщите лечащему врачу о наличии потертостей, порезов, трещин, царапин, ран и других повреждений кожи.
3. Ежедневно мойте ноги теплой водой (температура ниже 37 С, проверяйте воду рукой, а не ногой), просушивайте стопы аккуратно, мягким полотенцем, промакивающими движениями, не забывая о межпальцевых промежутках.
4. При наличии ороговевшей кожи обработайте эти участки пемзой или специальной пилкой для кожи (не металлической). Не пользуйтесь для этих целей лезвием или ножницами. А лучше обратиться к специалисту — подологу, который специализируются на обработке стоп у пациентов с СД.
5. Не используйте химические препараты или пластыри для удаления мозолей и ороговевшей кожи.
6. При сухой коже стоп после мытья смажьте их кремом, содержащим мочевину, кроме межпальцевых промежутков.
7. Осторожно обрабатывайте ногти, не закругляя уголки, используя пилочку (не металлическую).
8. Для согревания ног пользуйтесь теплыми носками, а не грелкой или горячей водой, которые могут вызвать ожог из-за снижения чувствительности.
9. Носите бесшовные (или со швами наружу) носки/колготы из хлопчатобумажной или другой натуральной ткани, меняйте их ежедневно.
10. Не ходите босиком дома и на улице, не надевайте обувь на босую ногу.
11. Проконсультируйтесь с ортопедом, нужно ли вам носить профилактическую или сложную ортопедическую обувь.
12. Ежедневно осматривайте обувь: нет ли в ней инородного предмета, не завернулась ли стелька, так как это может привести к потертости кожи стоп.
13. При повреждении кожи (трещина, царапина, порез) не используйте спиртосодержащие и красящие растворы. Используйте для обработки бесцветные водные антисептические растворы — Хлоргексидин, Диоксидин.

Берегите свои ноги и будьте здоровы!

Список литературы:

1. «Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом» Под редакцией И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова 2019.
2. «Диабетическая стопа. Руководство для врачей». Удовиченко О.В., Грекова Н.М. М.: Практическая медицина, 2010. — 272 с.

Сосудистые Заболевания: Симптомы, Лечение, Специалисты

Что такое сосудистое заболевание?

Сосудистые нарушения, также называемые ангиопатиями на медицинском языке, в основном понимаются как заболевания артериальных, венозных и лимфатических сосудов.

В промышленно развитых странах заболевания, связанные с артериями, а также кровотоком, идущим от сердца, являются одной из главных причин смерти населения. В случае артериальных сосудистых заболеваний проводится различие между сужением (стенозом) или окклюзией (обтурацией) и расширением (делитацией) сосуда или расслоением (рассечением) его стенки. Увеличение толщины стенки сосуда является наиболее распространенным явлением при сосудистых заболеваниях артерий. Это обычно вызвано

атерослерозом и может привести к полному или частичному закрытию сосуда.

Вены － кровеносные сосуды, несущие кровь к сердцу. Заболевания вен очень распространены и относятся к болезням века. Они в основном поражают ноги. Основными заболеваниями вен являются варикозное расширени вен и тромбоз

.

Болезни лимфатических сосудов также относятся к сосудистым заболеваниям. Здесь наиболее серьёзной проблемой считается лимфедема , которая возникает из-за застоя лимфатической жидкости.

Какие сосудистые заболевания существуют?

Артериальные сосудистые заболевания

Сосудистый стеноз и обтурация: сужение и, в конечном итоге, полная окклюзия артериального кровеносного сосуда могут иметь разные причины. Атеросклероз является наиболее распространенной формой повреждения кровотока. На разговорном языке его также называют отвердением артерий. Он вызван воспалительной реакцией стенки сосуда. В развитии атеросклероза играют роль многие факторы. Они включают высокое кровяное давление, потребление никотина, диабет, отсутствие физических упражнений или расстройство метаболизма липидов.

В среднем у мужчин атеросклероз развивается раньше, чем у женщин, и с возрастом усиливается. Кровь переносит кислород и питательные вещества в клетки нашего организма. Из-за сужения или закупорки сосуда кровоснабжение тканей сокращается или прекращается, приводя к нехватке питания. Атеросклероз возникает в разных областях сосудистой системы и может вызывать различные симптомы в зависимости от местоположения. Это приводит ко многим различным последствиям.

Стеноз артерий может иметь и другие причины помимо артериосклероза. Например, он может быть вызван воспалением сосудов, повреждением стенки сосуда внешними факторами (лекарствами, лучевой терапией, поражением тока) или врожденным нарушением строения стенки сосуда.

Сосудистая дилатация и расслоение: патологическое расширение сосудов возникает, когда дестабилизация сосудистой стенки приводит к увеличению диаметра сосудов. Расслоение сосудов связано с расщеплением слоев их стенки. Опять же, основной причиной является атеросклероз, описанный выше.

Неатеросклеротические причины включают врожденные заболевания, такие как синдром Марфана или синдром Элерса-Данлоса. Они вызывают изменение соединительной ткани и, таким образом, также влияют на состояние стенок кровеносных сосудов. Кроме того, в развитии растяжения и расслоения артерий важную роль играет

гипертония .

Венозные заболевания

Повышенное давление в венах может привести к их варикозному расширению. Сгустки крови, которые прилипают в венах и забивают их, способны вызвать тромбоз.

Какие последствия могут возникнуть и какие симптомы они вызывают?

Стенокардия

Стенокардия － этот термин относится к повторяющимся симптомам, которые являются результатом недостаточного кровоснабжения сердечной мышцы. Причиной часто является сужение коронарных артерий при атеросклерозе. Коронарные артерии снабжают сердечную мышцу кровью. Боль в груди описывается пациентами как чувство тяжести, давления, сжатия или удушения.

Хотя отдельные эпизоды стенокардии обычно вызваны физическими упражнениями или сильными эмоциями, а также расслабления, они также могут возникать в периоды отдыха или во время сна. Запущенная стенокардия опасна, поскольку она может привести к полному закрытию коронарных артерий и, следовательно, сердечному приступу.

Инфаркт миокарда

Инфаркт миокарда － опасное для жизни состояние. Оно вызвано полной окклюзией коронарного сосуда, которая  может произойти, например, из-за серьезного сужения или сгустков крови. Из-за окклюзии пораженной коронарной артерии сердечная мышцы больше не может снабжаться кислородом. Если просвет поврежденного кровеносного сосуда не восстанавливается в течение нескольких часов, истощенная мышечная ткань умирает. Такая мертвая ткань называется площадью инфаркта. Чем больше закупоренный коронарный сосуд, тем больше площадь инфаркта.

Симптомы сердечного приступа могут сильно различаться от человека к человеку. Типичными являются стойкая боль в грудной клетке, которая может иррадиировать в шею, нижнюю челюсть, плечевую область и левую руку. При этом также часто наблюдается чувство слабости, беспокойства, потливости, тошноты и рвоты.

Инсульт

Инсульт вызывают нарушения кровообращения головного мозга в результате закрытия или разрыва сосуда, что приводит в внезапной потери функций некоторых областей мозга. Причиной нарушения кровообращения обычно является патологическое изменение кровотока в головном мозге (например, при атеросклерозе).

Характерными симптомами являются расстройства языка, движения, сенсорного восприятия, сознания и  психики. В этом случае соответствующее лицо должно как можно скорее обратиться за медицинской помощью.

Заболевание периферических артерий

Облитерирующий атеросклероз периферических артерий (ОАПА) － это состояние, вызванное сужением аорты или артерий. Болезнь также называется перемежающейся хромотой или «витринной болезнью», потому что пациент часто останавливается из-за повторяющейся боли, а выглядит это так, как будто он рассматривает витрины магазинов.

При сужении артерий ноги  не снабжаются достаточным объемом крови, и при физической нагрузке возникает боль. Если болезнь прогрессирует, боль может также появляться в состоянии покоя. У большинства людей с ОАПА также сужены сосуды сердца и мозга.

Аневризма

Аневризма － это патологическое мешковидное или веретенообразное расширение кровеносного сосуда. Она может развиваться в течение жизни в слабых точках стенки сосуда и является необратимой. Аневризмы вызваны врожденным или приобретенным изменением сосудов. Риск развития аневризмы заключается в том, что они могут разрываться. Если это произойдет, возникнет угрожающее жизни внутреннее кровотечение.

Варикозное расширение вен

Варикоз вен, также известный как варикозное расширение вен, представляет собой появление расширенных, извилистых поверхностных вен. Их хорошо видно, поскольку они обычно расположены непосредственно под кожей. Если пациент страдает от варикоза, то говорят, что он имеет варикозные вены. Такое состояние является наиболее распространенным из всех венозных заболеваний, затрагивающих примерно 20 % всех взрослых.

Задача вен заключается в переносе крови из сосудистой системы обратно в сердце. В ногах кровь должна накачиваться против силы тяжести. Это происходит в конечностях благодаря напряжению мышц. Когда мышцы снова расслабляются, кровь в ногах опускается. По этой причине внутри вен есть называемые венозные клапаны, которые можно сравнить с вентилями. Они не дают крови течь обратно. Когда венозные клапаны не закрываются должным образом, кровь течет медленнее, накапливается в сосудах, и они становятся видимыми под кожей.

Варикозные вены － это не просто косметическая проблема. Симптомы часто включают тупую боль или ощущение тяжести в ногах после долгой нагрузки.

Развивается усталость, тяжесть и напряжение в ногах, которые проходят после того, как пациент полежит или подвигается. Ночью в ногах могут появляться судороги. Иногда возникает так называемый отек, то есть опухание голени и лодыжек. При сильном расширении вен могут появляться язвы кожи над лодыжками, кровотечение и тромбоз.

Тромбоз

Тромбоз －это закупорка вены кровяным сгустком. Сгустки крови медицинским языком называются тромбами. Они вызваны защитной функцией нашего организма в результате свертывания крови. При повреждении данный механизм защищает организм от кровотечения, заставляя кровь сгущаться, закрывая рану. Когда такие сгустки попадают в кровоток, они могут закрыть просвет сосуда и вызвать осложнения. В основном это тромбоз вен, особенно глубоких вен нижних конечностей.

Если способность крови к свёртываемости в организме возрастает, риск тромбоза также увеличивается. Факторами риска здесь является прием противозачаточных таблеток, курение, беременность, обезвоживание,  избыточный вес и т.д.

Симптомы тромбоза вен нижних конечностей включают боль, отек, тяжесть и напряжение, перегрев и покраснение или синеватость ног.

Наиболее опасным осложнением тромбоза является то, что тромб может оторваться и мигрировать в легкие. Это заболевание называется легочной эмболией, которая способна привести к смерти.

Какие врачи являются специалистами в сосудистых заболеваниях?

Специалистами по диагностике и лечению заболеваний кровеносных сосудов являются ангиологи и ссосудистые хирурги. Ангиология является разделом внутренней медицины и изучает функции и заболевания артериальных, венозных и лимфатических сосудов. Сосудистые хирурги являются специалистами в области сосудистой хирургии.

Опрос пациентов, тщательный осмотр и дополнительные методы обследования с помощью медицинских приборов позволяют установить диагноз. К обследованиям с помощью специальной медтехники относятся ультразвуковые и другие методы визуализации, такие как ангиография, магнитно-резонансная и компьютерная томография.

Ангиологи и сосудистые хирурги очень часто сотрудничают с кардиологами, неврологами, дерматологами и специалистами по лимфатической системе.

Болезнь двигательного нейрона (БДН) | Ставропольская краевая клиническая больница

Болезнь двигательного нейрона (БДН) — это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, которое поражает двигательные нейроны в головном и спинном мозге. Постепенная гибель клеток нервной системы приводит к неуклонно нарастающей мышечной слабости, охватывающей все группы мышц.

Нейроны головного мозга, которые отвечают за движения (верхние двигательные нейроны), находятся в коре полушарий. Их отростки (аксоны) спускаются в спинной мозг, где происходит контакт с нейроном спинного мозга. Этот контакт называется синапс. В области синапса нейрон головного мозга выделяет из своего отростка химическое вещество (медиатор), которое передает сигнал нейрону спинного мозга.

Нейроны спинного мозга (нижние двигательные нейроны) располагаются в нижних отделах головного мозга (бульбарный отдел), а также шейном, грудном или поясничном отделах спинного мозга в зависимости от того, к каким мышцам они направляют свои сигналы. Эти сигналы по отросткам нейронов спинного мозга (аксонам) доходят до мышц и управляют их сокращениями. Нейроны бульбарного отдела отвечают за сокращение мышц, связанных с речью, жеванием и глотанием; шейного отдела — за сокращение диафрагмы, движения рук; грудного отдела — за движения туловища; поясничного отдела — за движения ног.

Проявления поражения двигательных нейронов

При поражении нейронов спинного мозга нарастает мышечная слабость, мышцы худеют (атрофия), в них появляются непроизвольные подергивания (фасцикуляции). Фасцикуляции не просто ощущаются как подергивания, их также можно увидеть. Это похоже на подкожное трепетание мышц.

Если затронуты нейроны головного мозга, мышцы становятся слабыми, но при этом появляется скованность (спастичность), то есть повышается тонус мышц, их становится трудно расслабить.

При поражении одновременно нейронов головного и спинного мозга эти признаки могут встречаться в разных сочетаниях. То есть мышечная слабость может сопровождаться как фасцикуляциями и похудением мышц, так и скованностью.

Смотря какие отделы головного и спинного мозга оказываются пораженными, данные признаки могут появляться в мышцах, ответственных за движения рук, ног, дыхание или глотание.

Разные виды болезни двигательного нейрона БАС

Это самая распространенная форма заболевания, когда в патологический процесс вовлечены двигательные нейроны и головного, и спинного мозга.
БАС характеризуется слабостью и чувством сильной усталости в конечностях. Некоторые люди отмечают слабость в ногах при ходьбе и настолько сильную слабость в руках, что не могут удержать вещи и роняют их.

Подергивания мышц (фасцикуляции)

Что происходит? Подергивания и ощущения сокращений мышц под кожей (фасцикуляции) часто являются первыми и самыми раздражающими из симптомов БАС. У некоторых людей они локализованы в отдельных мышцах, однако со временем могут распространяться.

Что можно сделать? По вопросам медикаментозного облегчения данных симптомов нужно обращаться к лечащему врачу. Во многих случаях подергивания со временем исчезают сами по себе.

Мышечная слабость и скованность в суставах

Что происходит? Когда количество сигналов от двигательных нейронов к мышцам снижается, последние используются все меньше и со временем теряют массу. Это приводит к ощущению слабости и может стать причиной нарушения равновесия и походки, что увеличивает риск падения.

Что можно сделать? Снижение мышечной массы невозможно остановить физическими упражнениями, т. к. заболевание прогрессирует необратимо. Однако упражнения позволяют сохранить гибкость и подвижность суставов, что способствует поддержанию функции мышц, чувства равновесия и положения тела. Чтобы составить подходящую программу упражнений, необходимо обратиться к лечащему врачу. Также помочь может диетолог, который проконсультирует, как правильно питаться для поддержания массы тела и дальнейшего замедления темпов снижения мышечной массы.

Мышечные судороги и спазмы

Что происходит? Из-за ухудшения проведения сигнала от двигательных нейронов развивается мышечное напряжение или спазмы. Это приводит к нарушению двигательной активности и координации движений, а также повышению риска падений. Внезапные мышечные спазмы могут быть крайне болезненны.

Что можно сделать? Чтобы устранить данный симптом, как правило, достаточно изменить положение тела во время отдыха в кровати или кресле. Частично проблему решают физические упражнения. Кроме того, лечащий врач может выписать лекарственные препараты для расслабления.

Утомляемость

Что происходит? Снижение физической функциональности мышц требует больших энергетических затрат на поддержание ежедневной активности. К другим причинам утомляемости относят проблемы с дыханием, одышку, уменьшение поступления пищи и обезвоживание.

Что можно сделать? Составляйте план выполнения дел на день. Это поможет поддерживать баланс между активностью и адекватным отдыхом. Важно также проконсультироваться с диетологом по поводу увеличения калорийности пищи и объемов потребляемой жидкости.

Боль

Что происходит? Непосредственно БАС не вызывает боль и дискомфорт. Но они могут быть следствием ряда других причин. Например, боль появляется в результате спазмов мышц, общей спастичности, напряжения мышц, сдавливания кожи или запора. Поэтому важно выяснить причину симптома.

Что можно сделать? Существуют рекомендации по принятию оптимальных положений тела, поддержке, профилактике локального сдавливания и лекарственной терапии. В случае продолжительной боли необходимо обратиться в лечебное учреждение. Врач может подобрать подходящее обезболивающее.

Проблемы с глотанием

Что происходит? При поражении мышц лица, ротовой полости и гортани происходит затруднение глотания. Нарушение нормального процесса приема пищи и глотания называется дисфагия. В результате человек получает меньше питательных веществ и жидкости, что может привести к снижению массы тела.

Что можно сделать? Необходимо обратиться к логопеду и диетологу, которые проведут оценку степени нарушения глотания и изменения массы тела, а также расскажут о возможных решениях проблемы. В том числе, чтобы повысить поступление с пищей белков и углеводов, нужно скорректировать диету. Существуют также альтернативные методы, которые могут служить поддержкой или полной заменой питания.

Слюна и мокрота

Что происходит? При нарушении глотания в ротовой полости скапливается избыточное количество слюны, что приводит к слюнотечению и связанному с ним ощущению дискомфорта. Консистенция секрета может быть как водянистой, так и густой. Повышенная вязкость связана с уменьшением количества жидкости, поступающей в организм. В этом случае слюна удаляется с большим трудом. Также из-за приема лекарств, обезвоживания, дыхания через рот или кандидоза слизистой оболочки может развиться сухость во рту.

Что можно сделать? Среди вариантов решения данной проблемы — корректировка питания, лекарственная терапия и использование аспирационных аппаратов для очистки полости рта (отсосов).

Кашель и чувство удушья

Что происходит? Эти явления могут возникнуть в результате попадания еды или слюны в дыхательные пути.

Что можно сделать? В настоящий момент есть действенные приемы, которые помогают бороться с данными проблемами. Об это расскажет лечащий врач.

Проблемы с дыханием

Что происходит? При БАС рано или поздно поражаются дыхательные мышцы. По мере прогрессирования заболевания — особенно на последних стадиях —развиваются проблемы с дыханием. Когда это произойдет, больному понадобятся дыхательные приспособления и консультация специалиста.

Что можно сделать? Если человек испытывает одышку, слабость, нарушения сна, утренние головные боли или сонливость в течение дня, лечащий врач может направить его к пульмонологу. Методы коррекции проблемы могут включать дыхательные и физические упражнения, рекомендации по созданию удобного положения тела, техники эффективного кашля, лекарственную терапию и специальное оборудование для вентиляции легких.

Проблемы с речью и общением

Что происходит? По мере ослабления мышц лица и гортани, а также дальнейшего снижения вентиляции легких человеку становится все сложнее говорить. Такое затруднение речи называется дизартрия.

Что можно сделать? Оценить проблему и подобрать техники ее решения поможет лечащий врач. Также рекомендуем проконсультироваться с физиотерапевтом, который посоветует оборудование или вспомогательные средства, в зависимости от того, на какие манипуляции способен человек с БАС. Средства для речи и общения (их еще называют «средствами альтернативной и вспомогательной коммуникации») включают как простые методики (жестикуляция, письмо, алфавитные таблицы и пр.), так и технически более сложные (с использованием компьютера).

Эмоциональная лабильность (псевдобульбарный эффект)

Что происходит? У некоторых людей, страдающих БАС, бывают приступы неконтролируемого смеха и/или плача, которые трудно сдержать. Данные реакции бывают не у всех болеющих, и они непроизвольны.

Что можно сделать? Для облегчения симптомов можно обратиться к лекарственной терапии. Подобные реакции могут вызывать некоторое беспокойство у окружающих, однако если они будут знать, что данные проявления являются частью симптоматики БАС, им будет легче с этим справиться.

Эмоциональные реакции

Что происходит? Часть больных БАС переживают целый спектр эмоциональных состояний, включая беспокойство, страх, гнев, печаль, депрессию и отрицание. Эти реакции нормальны.

Что можно сделать? Осознание своих эмоциональных состояний является первым шагом к решению проблем, связанных с переживаниями. Если данные состояния слишком ярко выражены и сохраняются достаточно долго, настоятельно рекомендуем обратиться за помощью к врачу. В отдельных случаях эффективна лекарственная терапия и/или психотерапия.

Нарушение высших психических функций

Что делать? Проблемы с памятью, обучением, подбором слов или снижением концентрации внимания известны как нарушение высших психических функций. По некоторым данным, эти состояния встречаются у 35% пациентов с БАС, но протекают довольно незаметно. Лишь у единиц они крайне выражены. В этом случае говорят о лобно-височной деменции, которая сопровождается выраженным нарушением когнитивных функций.

Что можно сделать? Необходимо участие многопрофильной команды специалистов, в том числе психологов и психиатров.

Что не затрагивает БАС?

Вкус, зрение, осязание, тактильные ощущения и слух.

Как правило, при БАС не происходит заметных изменений в перечисленных системах и органах чувств. Однако течение болезни у каждого человека индивидуальны. При наличии подозрений обязательно проконсультируйтесь со своим лечащим врачом.

В большинстве случаев упомянутые органы чувств не страдают при БАС, тем не менее, у некоторых болеющих встречаются изменения вкуса, гиперчувствительность кожи или проблемы с терморегуляцией.

Нарушений функций кишечника и недержание

Нарушения функций кишечника и мочевого пузыря обычно не встречаются при БАС, однако нарушения двигательной активности способствуют созданию дополнительных сложностей в пользовании туалетом. На фоне изменений питания, обезвоживания, беспокойства, лекарственной терапии или снижения подвижности может появиться запор. Стойкий запор может смениться диареей. Любые изменения функций мочевого пузыря и кишечника следует проверить, поскольку они могут быть симптомами других заболеваний.

Сексуальная функция

БАС, как правило, не влияет на сексуальную функцию, однако у больного может измениться восприятие собственной сексуальности. Физические изменения могут наложить отпечаток на все этапы интимного процесса. Открытое обсуждение возникающих проблем с партнером и врачами поможет поддержанию интимных отношений.

Мышцы глаз

Движения глазных яблок у большинства людей с БАС сохранены. При поражении мышц шеи поможет использование соответствующей поддержки.

Сердечная мышца

БАС не затрагивает сердце напрямую.

Лечение БАС

На сегодняшний день не разработано способов победить само заболевание. Поэтому существующее лечение решает две задачи: продление жизни и улучшение ее качества. К первому направлению относятся применение препарата рилузол, дыхательная поддержка и обеспечение питания. Второе сфокусировано на минимизации избыточного слюнотечения, судорог и спастичности мышц, эмоциональной нестабильности, боли.

Рилузол

Рилузол — это единственное зарегистрированное в США и Европе лекарственное средство для замедления течения БАС. В Российской Федерации препарат не зарегистрирован и поэтому официально недоступен больным БАС.

Рилузол помогает понизить количество глутамата (химического медиатора в центральной нервной системе), который высвобождается при передаче нервного импульса. Избыток глутамата, как показывают наблюдения, способен повредить нейроны головного и спинного мозга. Результаты клинических испытаний говорят, что у тех, кто принимал рилузол, длительность жизни увеличилась на два-три месяца по сравнению с теми, кто принимал плацебо.

Данные об эффективности препарата получены во время исследований, которые длились 18 месяцев. Достоверной информации об эффективности препарата на более отдаленных сроках болезни, к сожалению, нет. Кроме того, нужно помнить, что у препарата есть противопоказания к применению и ряд побочных эффектов.

Рилузол выпускается в виде таблеток и принимается дважды в день.

Маситиниб (масивет) при БАС

Информация о маситинибе, доступная в интернете, дает надежду на излечение многим людям с БАС. Поскольку препарат доступен в России, некоторые уже принимают его по собственному решению и под свою личную ответственность. Однако маситиниб в настоящее время не одобрен к применению у пациентов с БАС. Он применяется для лечения онкологических заболеваний у животных и именно для этих целей доступен в продаже.

Терапия нарушений дыхания

Для болеющих с проблемами дыхания существует ряд методов терапии и лекарственных препаратов. За рекомендациями по этому поводу следует обратиться к пульмонологу.
Как правило, существует два варианта действий:

1. неинвазивная вентиляция легких (НИВЛ), при которой специальный аппарат нагнетает воздух в лицевую маску, которая помогает больному дышать самостоятельно;
2. инвазивная вентиляция легких (трахеостомия, ИВЛ), при которой производится установка воздуховода через трахеостомическую канюлю.

Гастростомия

Питание через гастростому является самым предпочтительным методом для больных БАС. Это единственный способ кормить людей сколько угодно долго по времени, в нужном количестве и без дискомфорта для самого человека.

При проведении гастростомии в желудок через переднюю брюшную стенку вводят трубку для питания. Трубка компактная, толщиной с шариковую ручку и очень гибкая. Ее не видно под одеждой.

Есть два способа наложения гастростомической трубки: чрескожная эндоскопическая гастростомия (ЧЭГ) и рентгенологическая гастростомия (РГ). В нашей стране накоплен опыт установки гастростом методом ЧЭГ.

Комплементарная терапия

Методы комплементарной терапии облегчают симптомы и снижают уровень стресса у некоторых людей с БАС. Но следует помнить, что данные методы не являются лечением заболевания.
Комплементарная терапия не входит в понятие традиционной медицины, однако способствует повышению эффективности стандартного лечения.

К методам комплементарной терапии при БАС относятся массаж, иглоукалывание, ароматерапия и рефлексотерапия.

Нутриционная поддержка (обеспечение полноценного питания)

По мере развития заболевания мышцы человека, отвечающие за жевание и глотание, становятся медлительными, вялыми и слабыми. В результате процесс приема пищи может сильно растягиваться, человек начинает поперхиваться. Если глотание затруднено, то для уменьшения собственного дискомфорта больной часто начинает сокращать рацион. В свою очередь недостаток воды и пищи приводит к обезвоживанию, потере веса, снижению иммунитета.

Специальное лечебное питание способно восполнить недостаток калорий. В России можно купить питание трех основных производителей — Nutricia, Nestle и Fresenius. При уменьшении количества потребляемой пищи в результате снижения аппетита или нарушений глотания очень желательно ежедневно добавлять в рацион такие продукты. При определенных видах БАС могут быть ограничения на ту или иную форму питания, поэтому необходимо проконсультироваться с врачом-неврологом.

Своевременное обеспечение доступа пищи в организм путем установки назогастрального зонда или гастростомы позволяет кормить и поить человека, теряющего способность самостоятельно глотать по мере развития заболевания.

Антиоксиданты

Антиоксиданты — это класс питательных веществ, которые помогают организму предотвращать повреждения клеток свободными радикалами.

Считается, что люди, страдающие БАС, могут быть более восприимчивы к вредоносным эффектам свободных радикалов, и в настоящее время ведутся исследования, направленные на выявление полезного воздействия на организм добавок, богатых антиоксидантами.

Некоторые средства, содержащие антиоксиданты, которые уже прошли клинические испытания в целях выявления влияния на БАС, не доказали своей эффективности.

Альтернативное лечение

В настоящее время единственные средства, которые замедляют прогрессирование БАС, — это рилузол и эдаравон. Эффективность дорогостоящих препаратов невысокая, поэтому понятно, почему люди с БАС хотят попробовать другие способы терапии.

Что такое стволовые клетки?

Стволовые клетки — это клетки, которые еще не сформировались для того, чтобы выполнять конкретные функции. Они могут самообновляться и давать начало различным типам клеток таким, как, например, клетки крови, мышечные и нервные клетки.

Внимание СМИ и общий интерес к стволовым клеткам связаны с тем, что в будущем их, вероятно, можно будет использовать для восстановления или замены нормальных клеток, погибших в связи с каким-то заболеванием.

Стволовые клетки стали ценным инструментом для исследователей. Ученые интересуются ими в связи с возможностью получения мотонейронов в лабораторных условиях, что позволит изучить скрытые механизмы развития БАС.

Жизнь без «косточек» ног — Medcentras.lt

Фото: shopclues.com

Искривленные большие пальцы ног или, как принято их называть, «косточки» или «шишки», не только портят внешний вид, но и мешают ходить, вызывают постоянные боли. Эта проблема в основном встречается у женщин, но иногда от этого страдают и мужчины.

Избавиться от проблем в стопе можно в Медицинском центре диагностики и лечения, который находится в Вильнюсе, по ул. В.Грибо.

Что такое «косточка»?

То, что в обиходе называется «косточкой» на большом пальце ноги, на научном языке звучит как вальгусная деформация пальца стопы или hallux valgus. При искривлении большого пальца во внутреннюю сторону, по направлению к другим пальцам стопы образуется угол с первой плюсневой костью. На самом деле, никакой «косточки» или «шишки» нет — это только так кажется. Если сразу не обратить внимание на проблему, то ситуация со временем только ухудшится и «косточка» все больше будет выпирать. К сожалению, «косточка» является не только косметическим дефектом и создает невероятные трудности при выборе обуви, но и приносит множество неприятных ощущений и ограничений.

На ранних стадиях развития «косточки» в области основания большого пальца появляется покраснение и отек. Эти симптомы не проходят самостоятельно и именно на этом этапе болезни необходимо обращаться к врачу. При отсутствии должной терапии и профилактики, заболевание прогрессирует, и у человека появляется боль ноющего характера, которая становится совершенно невыносимой при ходьбе, а в совсем запушенных случаях даже в состоянии покоя.

Стадии вальгусной деформации:

• I — большой палец смещается на 10-20 градусов, у больного проблемы только эстетического плана;
• II — большой палец смещается на 20-30 градусов, шишка болит только после длительной ходьбы;
• III — большой палец смещается на 30-50 градусов, шишка мешает ходьбе и может болеть и в состоянии покоя, выбирать обувь становится все сложнее;
• IV — большой палец смещается более чем на 50 градусов, боль и воспаление становятся постоянными, искривление наблюдается и на других пальцах.

Когда искривляются большие пальцы ног?

«Косточки» на ногах могут развиваться вследствие многих причин и предрасполагающих факторов. Самая частая причина возникновения такой проблемы — неправильно подобранная обувь: туфли на высоком каблуке с узким носком, которая особенно травмирует сустав стопы, т.к. при ходьбе весь вес тела приходится на носок, а пальцы сдавливаются.

Не последняя роль отводится и наследственности. Люди с плоскостопием, с широкой стопой или низким сводом стопы чаще склонны к проблемам с «косточками».

К появлению «косточек» могут приводить травмы стопы, избыточный вес, гормональные нарушения (в период полового созревания, беременности, лактации и менопаузы).

В основном от «косточек» страдают люди старшего возраста, так как сустав их большого пальца и защитный хрящ больше, чем у молодых людей, подвержены артриту.

Консервативное лечение

Лечение болезни зависит от тяжести деформации и интенсивности боли. Косточки на ногах могут быть сопутствующими заболеваниями артрита, подагры и других заболеваний суставов. Поэтому при появлении первых признаков деформации не стоит заниматься самолечением, а как можно скорее обратиться к врачу-ортопеду, чтобы избежать прогрессирования болезни. «Косточки», которые вовремя не лечатся, вызывают еще большую боль, деформацию других пальцев и даже всей стопы.

Для снятия незначительной боли и воспаления назначают нестероидные противовоспалительные лекарства, физиотерапевтические процедуры, гимнастику, используют специальные обувные стельки, корректирующие движения стопы и снимающие боль.

Как удалить «уродливый» нарост

Операция рекомендуется, если лечение медикаментами и процедурами не приносит желаемого эффекта или если деформация зашла уже слишком далеко. У большинства пациентов после операции деформация, а вместе с ней боль исчезают.

Перед операцией проводят осмотр стопы, делают рентгенограмму, измеряют угол, который формируют кости стопы, определяют степень деформации. На основании этих исследований выбирается тип операции.

• При легкой деформации hallux valgus ортопед удаляет наросты кости, а также выполняет пластику сухожилий и связок вокруг сустава.
• При лечении средней деформации hallux valgus врач удаляет костный нарост, возвращает кость в правильное положение, вокруг сустава выполняет пластику сухожилий и связок.
• При тяжелой деформации требуется радикальное вмешательство — хирург удаляет костные наросты и часть кости, возвращает кость в правильное положение и фиксирует металлическими конструкциями, выполняет пластику сухожилий и связок.
• При сильном повреждении сустава может применяться дополнительная пластика мягких тканей или эндопротезирование сустава.

Как правило, операцию проводят на одной стопе, вторую рекомендуют оперировать через 4-6 месяцев. После операции на ногу накладывается повязка, на 3-6 недель пациенту подбирают специальную обувь. Физическая активность ограничивается еще в течение 8-12 недель.

В случаях средней и особой тяжести после операции на 4-6 недель накладывается гипсовая лангетка. Рекомендуется пользоваться при ходьбе костылями, чтобы не опираться на оперированную ногу. В послеоперационный период очень важно соблюдать предписанный врачом режим и разрабатывать большой палец. Через 10-12 дней после операции, когда заживет разрез, нужно начинать делать упражнения.

Эффективность хирургических методов

Около 85% пациентов остаются довольны результатом, лишь небольшая часть жалуется на то, что после операции уменьшается подвижность большого пальца. Бывают случаи, что палец возвращается в прежнее положение «косточки», тогда, увы, необходима повторная операция.

При правильно проведенной операции, правильном ведении послеоперационного периода и строгом соблюдении пациентом всех назначений и рекомендаций врача никаких осложнений не бывает и вероятность рецидива минимальна. Лучше, чтобы пациента осматривал, оперировал и консультировал в постоперационном периоде один и тот же врач, как это происходит в Медицинском центре диагностики и лечения. Строго выполняя все рекомендации хирурга после операции, пациент может радоваться красоте своих ног, забыв о страданиях, которые им приносили «косточки».

Консультации и операции проводят руководитель Центра ортопедии и травматологии врач Д.Римас и врач В.Навикас.

Ссылки по теме:

• Боль и онемение пальцев руки – симптомы серьезных заболеваний

9 самых распространенных спортивных травм нижних конечностей.

Во многих видах спорта наибольшая нагрузка приходится на ноги.
Существует более сотни различных спортивных травм, и многие из них связаны с повреждением нижних конечностей. Вот девять самых распространенных.

Повреждения ахиллова сухожилия.
Это сухожилие, начинающееся от мышц голени и прикрепляющееся сзади к пяточной кости, не зря названо в честь древнегреческого героя Ахилла, уязвимым местом которого, если верить легенде, была пятка. Ахиллово сухожилие — самое мощное в организме человека, оно способно выдерживать нагрузку до 350 килограмм. Тем не менее у спортсменов оно является самым травмируемым.
При сильной травме может произойти полный разрыв сухожилия, но чаще встречается острый тендит — воспаление, которое возникает в результате постоянных чрезмерных нагрузок. Если не лечить острый тендит ахиллова сухожилия, со временем он переходит в хроническую форму. Беспокоят постоянные боли, которые не проходят даже после продолжительного отдыха. Чаще всего это повреждение встречается у спортсменов, которые занимаются бегом и прыжками, хоккеем.

Профилактика и лечение.
Растяжки перед тренировками и упражнения, направленные на укрепление мышц голени, помогут предотвратить повреждения ахиллова сухожилия.
Основные лечебные мероприятия: покой, холод, возвышенное положение ноги, противовоспалительные препараты, лечебная физкультура, укрепляющая мышцы голени. Спортом категорически нельзя заниматься до тех пор, пока не произойдет полное заживление.

Растяжение мышц и связок паха.
Среди спортивных травм распространены растяжения приводящих мышц внутренней поверхности верхней части бедра. Они сводят ноги вместе. Обычно травма происходит из-за резкого изменения направления во время движения. Она часто встречается в хоккее, футболе, баскетболе, волейболе. На внутренней стороне бедра возникает боль, отечность, иногда — подкожное кровоизлияние.

Профилактика и лечение.
Лучшая профилактика (как и других спортивных травм) — растяжка, ее всегда нужно делать основными упражнениями. Нельзя сразу давать на ноги большую нагрузку — ее нужно наращивать постепенно.
Травмированной ноге обеспечивают покой, придают ей возвышенное положение, прикладывают холод, применяют противовоспалительные препараты. О физических нагрузках придется забыть минимум на две недели. После этого можно начинать тянуться и выполнять упражнения для укрепления приводящих мышц бедра.

Растяжение связок голеностопного сустава.
Оно встречается среди футболистов, хоккеистов, баскетболистов, волейболистов. Эта травма практически неизбежна в тех видах спорта, где есть бег, прыжки и быстрые повороты. Растяжение связок происходит при чрезмерном и неаккуратном скручивании, повороте стопы внутрь. После движения, вызвавшего травму, возникает резкая боль, отек в области голеностопного сустава, резкое ограничение движений, может появиться кровоизлияние под кожей. Иногда при большой травмирующей силе происходит разрыв связок голеностопа. Для того чтобы убедиться в отсутствии перелома, пострадавшим назначают рентген.

Профилактика и лечение.
Существуют специальные упражнения для укрепления связок голеностопа. В качестве профилактики используют тейпинг голеностопа (укрепление при помощи специального пластыря), ношение правильной обуви. Но и эти меры не могут на 100% застраховать от травмы во время падения или неловкого движения.
Травмированной ноге обеспечивают покой, возвышенное положение, прикладывают холод, применяют эластичные бинты. На вторые сутки начинают выполнять различные движения в голеностопном суставе для улучшения кровотока, ускорения рассасывания отека и заживления.

Медиальный большеберцовый стресс-синдром.
Это одна из самых распространенных причин болей в ногах у спортсменов. Синдром является реакцией на повторяющиеся высокие нагрузки и травмы, в виде периостита (воспаления надкостницы) и деформации большеберцовой кости. Проявляется в виде болей по внутренней поверхности голени при физических нагрузках.

Профилактика и лечение.
Лучшие профилактические меры, позволяющие предотвратить медиальный большеберцовый стресс-синдром — удобная обувь, постепенное наращивание физических нагрузок и хорошая растяжка. Лечение, как и при большинстве спортивных травм, — холод, покой и противовоспалительные препараты.

«Колено бегуна».
Травмы колена составляют примерно 55% от всех спортивных травм и 25% от всех прочих повреждений, с которыми сталкиваются хирурги-травматологи. «Колено бегуна» — состояние, при котором усиливается трение надколенника о бедренную кость, происходит раздражение его связок, развивается артроз (дегенеративные изменения в суставе), артрит (воспалительный процесс).
Кроме бегунов, заболевание часто встречается у велосипедистов, пловцов, футболистов, баскетболистов, волейболистов, хоккеистов и тех, кто занимается степ-аэробикой.

Профилактика и лечение.
Предотвратить «колено бегуна» помогает ношение удобной обуви и использование ортопедических стелек. Заниматься бегом лучше на дорожках с мягкой амортизирующей поверхностью. Если приходится заниматься на твердых покрытиях, то нужно выполнять силовые упражнения для укрепления четырехглавых мышц бедра и делать большие перерывы между тренировками.
Основной симптом — боль в коленном суставе. При его возникновении придется прекратить тренировки минимум на два дня. В дальнейшем необходимо хорошо разогреваться перед бегом, а после — прикладывать к колену холод.

Повреждения коленных менисков.
Коленные мениски — это прокладки из хрящевой ткани, которые находятся внутри коленного сустава, они нужны для стабилизации и амортизации. Травмы коленных менисков бывают разными: от небольшого надрыва до полного раздавливания, они могут происходить при резком повороте голени внутрь или наружу, переразгибании в суставе, ударе о твердую поверхность или об острый угол.

Профилактика и лечение.
При небольшом надрыве мениска, как правило, можно обойтись без операции. При более серьезных травмах нужно хирургическое вмешательство (которое чаще всего выполняют артроскопически). Продолжительность лечения и реабилитации зависит от тяжести травмы.
Чтобы предотвратить повреждение коленных менисков, нужно заниматься спортом только в удобной обуви, использовать специальные наколенники или фиксировать коленный сустав эластичным бинтом, соблюдать элементарные правила безопасности на спортивной площадке.

Повреждение крестообразных связок.
Крестообразные связки находятся внутри коленного сустава и участвуют в его стабилизации. Их повреждения могут происходить в результате удара по согнутой голени, переразгибания в коленном суставе. Появляется боль в колене, отечность.

Профилактика и лечение.
При частичном разрыве крестообразных связок накладывают гипсовый лонгет на 5 недель. При полном разрыве необходимо хирургическое вмешательство. Чаще всего его проводят артроскопически, но иногда приходится прибегать к открытой операции.

Переломы лодыжек.
Переломы лодыжек составляют примерно 13% от всех переломов у спортсменов. Лодыжки — это отростки большеберцовой и малоберцовой костей, которые находятся по бокам от голеностопных суставов. Их повреждение происходит при резком подворачивании стопы внутрь или наружу. При этом возникает резкая боль, отек, движения в голеностопном суставе становятся невозможны.

Профилактика и лечение.
Если нет смещения, то врач накладывает пострадавшему гипсовый лонгет на 4-8 недель. При наличии смещения проводят закрытую репозицию — сопоставляют отломки, после чего накладывают гипс. Если закрытая репозиция оказывается безуспешной, то, как правило на 5-й день, лодыжку фиксируют при помощи винта или спицы. Сроки реабилитации зависят от сложности перелома.
В качестве мер профилактики рекомендуются упражнения на укрепление мышц голени, тейпинг, ношение ортопедической обуви.

Усталостные переломы.
В спорте часто встречаются так называемые усталостные переломы костей ног. Если слишком быстро наращивать нагрузки и носить неудобную обувь, то со временем в костях появляются мелкие трещины. Они сопровождаются болью и отеком, усиливающимися во время тренировок, могут приводить к полноценным переломам. Наиболее распространены усталостные переломы среди спортсменов, занимающихся бегом и прыжками.

Профилактика и лечение.
Необходимо наращивать нагрузки во время тренировок постепенно, носить удобную обувь (некоторым спортсменам целесообразно заказывать обувь, изготовленную индивидуально для них).
Если выявлен усталостный перелом, то от занятий спортом придется отказаться на 6–8 недель. Врач может порекомендовать использовать трость или костыли, чтобы снизить нагрузку на травмированную ногу.
#нацпроектдемография89

Боль в ногах

Боль в ноге без видимых причин чаще начинается в области поясницы и переходит на зону ягодиц, затем распространяется по задней поверхности бедра и достигает голени, стоп и даже кончиков пальцев. Иногда боль может иррадиировать на внутреннюю и переднюю поверхность бедер, но все же гораздо чаще возникает первый вариант болевого синдрома.

Врачи клиники «ОСТЕОМЕД» г. Санкт-Петербург наблюдают боль в ногах в своей ежедневной практике при самой частой проблеме позвоночника – остеохондрозе поясничного отдела. Боль может быть тем более выраженной, чем больше степень дистрофически-дегенеративных изменений в позвоночном столбе. Не стоит оттягивать посещение врачебного кабинета до проявления боли в максимальной степени. Самое лучшее – это своевременно начатое лечение. Опытные специалисты проводят консультации по любым вопросам, касающимся болей в ногах, после предварительной записи на прием.

Причины болей в ногах

Главной причиной боли в ногах является раздражение и защемление корешков спинномозговых нервов, волокна которых в нижнем отделе позвоночника формируют седалищный нерв. Сам корешковый синдром, возникающий при компрессии корешков нервов в верхнем отделе поясницы, вызывает болевой синдром – люмбаго или люмбалгию. Это выраженный по силе синдром, довольно продолжительный. Боль может полностью обездвижить человека, усиливается при любых, даже малейших, движениях и сопровождается рефлекторным спазмом мышц, что также влияет на механизм ее возникновения.

Так, спазм грушевидной мышцы способствует раздражению седалищного нерва и распространению боли из поясницы на ягодичную зону и еще ниже. При этом формируется болевой синдром, имеющий название ишиаса или ишиалгии, поскольку в процесс вовлекается самый большой нервный ствол в организме человека – седалищный нерв.

В зависимости от стороны боли, различают:

• Боль в левой ноге;
• Боль в правой ноге.

Среди других причин болей в ноге можно назвать:

• Травмы и их последствия;
• Онкологические заболевания, системные патологии организма;
• Миозиты, артриты, артрозы суставов ног, воспаления сухожилий;
• Варикозная болезнь, флебиты, артерииты, тромбозы глубоких и поверхностных вен;
• Чрезмерная нагрузка на нижние конечности;
• Беременность;
• Сахарный диабет, ожирение, другие обменные и гормональные расстройства.

Диагностика при боли в ногах

Чтобы установить окончательный диагноз патологии, одним из признаков которой является болевой синдром в ногах, необходимо провести ряд клинических и инструментальных исследований. Причем, в первую очередь, необходимо исключить состояния, опасные для жизни – тромбофлебиты, тромбозы, нарушение проходимости артерий, а также онкологические новообразования, инфекционные процессы и т.д.

Для подтверждения вертеброгенного происхождения боли в ногах используются рентгенография позвоночника в нескольких проекциях, рентгенография тазово-крестцовых сочленений, а также области тазобедренного сустава, магнитно-резонансная томография и компьютерная томография – это самые информативные способы, доступные в настоящее время.

Лечение боли в ногах

При сильной, невыносимой боли в ногах, которая может иметь место при грыже межпозвоночного диска в поясничной зоне, врач может осуществить блокаду зоны патологии введением раствора анестетика – новокаина, лидокаина и других. Кроме того, возможен прием анальгетиков внутрь в таблетках или их введение в виде инъекций.

К симптоматическому лечению относится также использование противовоспалительных препаратов нестероидного ряда – диклофенака, ибупрофена и других. Возможно применение мазей с такими же средствами на область поясницы. Мази и гели могут также содержать препараты отвлекающего и согревающего действия, хондропротекторы.

В условиях клиники врач назначает введение миорелаксантов, помогающих снять рефлекторный мышечный спазм. Начинается курс витаминно-минеральных комплексов, среди которых особый упор делается на витамины группы В – они необходимы для хорошей трофики нервных тканей.

Средства, улучшающие периферическое кровообращение – актовегин, кавинтон и другие – позволяют улучшить кровоснабжение в пораженной зоне и вывести продукты патологического метаболизма, участвующие в образовании болевого синдрома, например, молочную кислоту.

Мануальная терапия играет важную роль при снятии боли в ногах. Глубокие мануальные воздействия помогают освободить нервные волокна из зажатого состояния, снять спастическое сокращение мышц, произвести их расслабление и растяжение. Лечебная гимнастика, физиолечение и другие методики усиливают эффект мануальной терапии и способствуют укреплению мышц.

Изучение анатомии мышц: Gastrocnemius

Когда я только начал писать эту вещь, у меня было более 600 мышц, из которых можно было выбирать. Я слышу вас сейчас: «Как вы когда-нибудь выбирали из такого количества мышц?» Что ж, дорогой читатель, я очень визуальный человек, поэтому мой интерес подогревают вещи, которые выглядят потрясающе. Особенность мышц в том, что некоторые из них визуально привлекательнее, чем другие. Когда вы смотрите на всю мышечную систему, некоторые мышцы действительно привлекают внимание больше, чем другие.

Для неподготовленного глаза это может показаться тремя отдельными структурами, но икроножная мышца является частью интересного устройства.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Gastrocnemius (произносится как gas-trok-neem-ius ; даже название круто) — мышца в заднем отделе дистального отдела ноги. Это двуглавая мышца (как двуглавая мышца плеча), что означает, что мышца начинается или берет начало в двух разных точках, а затем сходится, чтобы прикрепиться к одной точке.Икроножная мышца вместе с камбаловидной и подошвенной мышцами составляет трицепс surae, что на латыни означает «трехглавый теленок», более известный как икроножная мышца.

Что делает икроножная мышца?

Поднимите ногу прямо, а затем согните ее в колене. Теперь снова выпрямите ногу. Действие, при котором ваша нога сгибается назад, называется сгибанием колена, и это происходит каждый раз, когда вы идете. Вы когда-нибудь в шутку сжимали колени и ходили, не сгибая их? Непростой подвиг.Когда вы сгибаете колено, икроножная мышца взаимодействует с подколенными сухожилиями, которые являются мышцами задней части верхней части ноги, и подколенной ямкой, сгибая ее в суставе.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Подобно трехглавой мышце плеча, разгибающей локоть с помощью anconeus, икроножная мышца работает с помощью подколенной мышцы. Подколенная мышца и подколенная мышца являются стабилизаторами.

икроножная мышца также участвует в подошвенном сгибании. Лучший способ описать это действие — представить вашу ногу на педали газа, нажатой и отпускающей ее, или стоящей на цыпочках.Действие движения всей стопы вверх и вниз в голеностопном суставе — подошвенное сгибание. Ахиллово сухожилие (вместе с другими мышцами) подтягивает пяточную кость или отпускает ее обратно в состояние покоя.

Приспособления для гастрокинезии

Как я уже сказал, икроножная мышца — это очень классная мышца. В частности, привлекают внимание две головы. Они немного напоминают мне бараньи рога тем, что слегка загибаются внутрь.

Изображение из Атласа анатомии человека.

Исходные точки (красные булавки на изображении) находятся на задней поверхности мыщелков бедренной кости — продолговатых выступах на конце бедра. Единственное прикрепление икроножной мышцы не к кости или даже к другой мышце. Сухожилия икроножной и камбаловидной мышцы объединяются, образуя ахиллово сухожилие, которое технически делает точку прикрепления икроножной мышцы к пяточной кости (куда входит сухожилие).

Штаммы, слезы и другие травмы Gastrocnemius

Не знаю, насколько вы брезгливы, дорогой читатель, но меня не сильно волнует.Я весь день занимаюсь анатомией, и есть миллион и один способ пораниться. Но почему-то одна из самых частых травм икроножной мышцы вызывает у меня дрожь. Соберитесь. Готовый? Хорошо, поехали.

Растяжение икры — особенно частая травма у спортсменов. Это разрыв икроножной или камбаловидной мышцы, наиболее часто встречающийся в медиальной головке икроножной мышцы. Мышца подвержена высокому риску разрыва, потому что она пересекает два сустава (колено и голеностоп) и имеет высокую плотность быстро сокращающихся мышечных волокон (что дает ей способность к мощным «всплескам» движения).Иногда, когда икроножная мышца перегружена, мышцы быстро сокращаются или ломаются, как хлыст, поэтому напряжение икроножной мышцы иногда называют «щелчком хлыста». Симптомы включают внезапную резкую боль, синяки и неспособность нормально ходить.

Я знаю, это не похоже на то, что заставило бы меня вздрогнуть, но мысль о том, что мышцы разрываются, вызывает у меня тошноту.

Другой распространенный недуг (не столько травма) — это спазм икроножной мышцы. Вы когда-нибудь делали растяжку всего тела, и ваши икроножные мышцы внезапно сокращались? Икроножная мышца склонна к спазмам, которые представляют собой болезненные сокращения мышцы, которые не проходят в течение нескольких минут.Хотя точная причина этого неясна, спазмы и спазмы иногда вызваны обезвоживанием, плохим кровотоком и малым диапазоном движений. Эти спазмы чаще возникают ночью; Я не могу сказать вам, сколько раз я просыпался внезапно с ограниченными икрами. Это одна из худших болей, которые я когда-либо испытывал.

Чрезмерное использование икроножной мышцы также может вызвать отек и боль.

Итак, короче: расслабьте бедную икроножную мышцу, и все будет хорошо.

---

Не забудьте подписаться на блог Visible Body , чтобы узнать больше об анатомии!

Вы инструктор? У нас есть отмеченные наградами 3D-продукты и ресурсы для вашего курса анатомии и физиологии! Узнайте больше здесь.

Похожие сообщения:

Дополнительные источники:

— Мышцы с быстрым сокращением
— Мышцы с быстрым и медленным сокращением
— Штаммы Gastrocnemius и Soleus
— Судороги в мышцах и правда о молочной кислоте

Дистальная мышечная дистрофия | Сидарс-Синай

Не то, что вы ищете?

Что такое дистальная мышечная дистрофия?

Дистальная мышечная дистрофия (ДМ) — это группа редких заболеваний, поражающих ваши мышцы. (генетические миопатии).DD вызывает слабость, которая начинается в нижних частях рук и ног ( дистальные мышцы). Затем он может постепенно распространяться и влиять на другие части. вашего тела. Мышцы сокращаются (атрофируются). DD имеет несколько форм. ДД обычно появляется в возрасте от 40 до 60 лет. Но иногда это может проявляться уже в подростковом возрасте. DD влияет как на мужчин, так и на женщин.

Что вызывает дистрофию мышечной дистрофии?

Все формы DD вызываются изменениями (мутациями) определенных генов.Изменения в нескольких разные гены могут вызывать разные типы DD.

Мышцы состоят из пучков длинных мышечных волокон (мышечных клеток). Эти волокна сокращаются, когда нервные сигналы от головного мозга попадают в определенное место (соединение), где в нерв активирует мышцу. В некоторых случаях мутации, вызывающие ДД, находятся в генах. что сделать определенные молекулы в мышечных клетках.

Гены в вашем теле обычно встречаются парами.Вы наследуете копию от каждого родителя. Изменение только в 1 экземпляре ген достаточно, чтобы вызвать большинство форм DD. Это означает, что болезнь передается через доминирующая манера. В некоторых других типах ДД, заболевание возникает только при изменении обеих копий гена. Эти рецессивные формы DD включают нонака дистальная миопатия и мышечная дистрофия Миёси. При финской дистальной миопатии люди с участием 1 копия измененного гена имеет слабость в мышцах передних нижних ноги (большеберцовые мышцы) после 40 лет.Люди с финской DD, унаследовавшие 2 измененных гены имеют проблемы с мышцами в детстве. К 30 годам им может понадобиться инвалидная коляска.

Кто подвержен риску дистрофии мышечной дистрофии?

Поскольку генетические дефекты, вызывающие DD, обычно передаются через семьи. (наследственный), у вас более высокий риск развития DD, если это заболевание встречается в вашей семье. Некоторые формы ДД гораздо чаще встречаются в определенных группах.Например, дистальная миопатия Нонака. чаще всего появляется у людей японского происхождения. Финская (большеберцовая) дистальная миопатия чаще бывает у людей финского происхождения.

Каковы симптомы дистрофии мышечной дистрофии?

Основной симптом — мышечная слабость. ДД поражает в основном мышцы голеней. и оружие. Эти мышцы теряют массу и силу. Это может повлиять на то, насколько хорошо вы будете держать вещи, воспользуйтесь ручкой или напечатайте.Это также может вызвать проблемы при ходьбе. Некоторые формы DD вызывают падение ступни. Это означает трудности с поднятием стопы. С опущенной ногой вы можете перетащить ступни или поднимите колени, чтобы ходить с высокими шагами.

В некоторых случаях DD может поражать другие мышцы. В зависимости от вашей формы DD, в слабость также может влиять на мышцы шеи, рук, бедер, туловища или даже сердце. Иногда ДД поражает бедра.Но в остальных случаях верхние части ног остаются крепкими. Некоторые типы DD вызывают проблемы с речью или глотанием.

Основной симптом — слабость, которая обычно начинается в нижних частях рук или ног. Но разные формы DD имеют тенденцию ухудшаться по-разному. Вот некоторые примеры:

• Дистальная миопатия со слабостью голосовых связок и горла (глотки) поражает руки, ноги и голос.Это может вызвать затруднения при глотании. Обычно это происходит в возрасте 35 и 60.
• Финская (большеберцовая) дистальная миопатия поражает ноги, особенно мышцы около голень. Обычно это проявляется после 40 лет, и большинство людей с этим DD все еще могут ходить. на протяжении всей своей жизни. Люди, унаследовавшие 2 копии дефектного гена, могут иметь: более сильная слабость, начинающаяся в детстве.Возможно, позже они не смогут ходить. Их сердце также может быть затронуто.
• Наследственная миопатия с телец включения тип 2 появляется в возрасте от 25 до 40 лет. Обычно он ослабляет стопу и бедро.
• Дистальная миопатия Миёси вызывает слабость, которая начинается в икроножных мышцах. Это показывает вверх в возрасте от 15 до 30 лет. Некоторые люди с этой формой ДД могут в конечном итоге оказаться неспособными к ходить.
• Дистальная миопатия Нонака поражает в первую очередь мышцы около голени. Затем это влияет группы мышц в верхней части руки, верхней части ноги и шеи. Мышца бедра (четырехглавая мышца) обычно остается здоровым.
• Дистальная миопатия Веландера обычно сначала поражаются руки, а затем ноги. Это проявляется у людей в возрасте от 40 до 50.

Ваши симптомы могут отличаться от описанных выше.Различные формы DD могут вызывают несколько иные симптомы и прогрессирование.

Как диагностируется дистальная мышечная дистрофия?

Ваш лечащий врач начнет взяв историю своего здоровья, спросив о ваших недавних симптомах, прошлом состоянии здоровья состояния и история здоровья вашей семьи. Ваш провайдер выдаст вам физический экзамен и проверьте свою мышечную силу.Вам могут понадобиться другие тесты. Это включает:

• Анализы крови на мышечные ферменты, такие как креатинкиназа
• ДНК-анализы крови на известные DD изменения
• Биопсия мышцы для выявления специфических проблема в мышечных клетках
• Электромиография для измерения электрическая активность мышц
• МРТ или УЗИ, чтобы посмотреть на мышцы

Сначала вы можете увидеть свой основной поставщик медицинских услуг, но затем вас направят к неврологу.У некоторых неврологов есть специальная подготовка для лечения нервных и мышечных заболеваний. Ваш поставщик медицинских услуг также мая направить вас в клинику, специализирующуюся на лечении DD.

Как лечится дистальная мышечная дистрофия?

Нет лекарства от DD. Но поддерживающая терапия может помочь вам сохранить силы и гибкость. Физическая терапия важна для сохранения диапазона движений.Профессиональные терапия может помочь приспособиться к такой деятельности, как прием пищи, ходьба или компьютер. использовать. Вам также могут помочь некоторые вспомогательные средства. Это включает:

• Ортез на голень для лечения опущения стопы
• Другие легкие опоры для ног
• Помощники для письма
• Альтернативы мыши и клавиатуры
• Манжеты, подтяжки, открыватели и другие приспособления

Какие возможные осложнения дистального отдела мышечной дистрофия?

В зависимости от формы ДД и задействованные мышцы, осложнения могут включать трудности с ходьбой, глотанием или другие занятия, обычно начинающиеся в более зрелом возрасте.Некоторые формы DD могут быть связаны с проблемами с сердцем. Если у вас есть форма DD, которая иногда поражает сердце, вы мая необходимо следить за нерегулярным сердечным ритмом. Некоторые формы DD также могут вызывать проблемы с дыханием. В этих редких случаях вам может потребоваться дыхание. машина.

Как лечить дистальную мышечную дистрофию?

DD обычно имеет тенденцию развиваться у взрослых и постепенно ухудшается.Эрготерапевты может помочь вам изучить адаптивные техники. Сюда может входить использование скоб для ног и запястья. устройств. Вам также может понадобиться использовать специальные устройства при работе за компьютером или для другие повседневные занятия.

Работайте вместе со своей медицинской бригадой, чтобы составьте безопасный план упражнений. Некоторые виды упражнений могут быть вредными, если у вас DD. Упражнения на диапазон движений обычно являются частью плана упражнений.Уточняйте у своей команды к узнайте о лучшей программе упражнений для вас. Вы также можете получить дополнительную информацию о DD, посетив Мышечная дистрофия Ассоциация .

Основные сведения о дистальной мышечной дистрофии

• DD — это редкое генетическое заболевание, вызывающее мышечную слабость. Обычно это начинается в зрелости и имеет несколько форм.
• DD обычно поражает мышцы предплечий или ног. Но это также может повлиять другие части тела.
• DD обычно появляется в возрасте от 40 до 60 лет, но иногда может появиться и раньше. в качестве подростковые годы.
• Работайте в тесном сотрудничестве со своим лечащим врачом управлять ДД. Возможно, вам понадобится физиотерапия и поддерживающее лечение.

Следующие шаги

Советы, которые помогут вам получить максимальную пользу от посещения врача:

• Знайте причину вашего визита и то, что вы хотите.
• Перед визитом запишите вопросы, на которые хотите получить ответы.
• Возьмите с собой кого-нибудь, кто поможет вам задать вопросы и вспомнить, что ваш поставщик говорит тебе.
• При посещении запишите имя новый диагноз и любые новые лекарства, методы лечения или тесты. Также запишите любые новые инструкции, которые дает вам ваш провайдер.
• Знайте, почему новое лекарство или лечение прописан и как он вам поможет. Также знайте, какие бывают побочные эффекты.
• Спросите, можно ли вылечить ваше состояние другими способами.
• Знайте, почему рекомендуется тест или процедура и что могут означать результаты.
• Знайте, чего ожидать, если вы не примете лекарство, не сдадите анализ или процедура.
• Если у вас назначена повторная встреча, запишите дату, время и цель для этого визит.
• Узнайте, как вы можете связаться со своим поставщиком медицинских услуг, если у вас возникнут вопросы.

Медицинский обозреватель: Джозеф Кампеллон, доктор медицины

Медицинский обозреватель: Раймонд Кент Терли BSN MSN RN

Медицинский обозреватель: Раймонд Кент Терли BSN MSN RN

© 2000-2021 Компания StayWell, LLC.Все права защищены. Эта информация не предназначена для замены профессиональной медицинской помощи. Всегда следуйте инструкциям лечащего врача.

Не то, что вы ищете?

Причины мышечной усталости | Доктор Шолля

ЧТО ТАКОЕ МЫШЕЧНАЯ УСТАЛОСТЬ?

Как следует из названия, мышечная усталость — это название широкого состояния, при котором ваши ступни или ноги болят, болят или просто устают. Хотя сам по себе этот симптом не является заболеванием, он является распространенным заболеванием среди нашего населения.Возможно, в этом нет ничего серьезного, но переутомление мышц может затруднить полноценную занятую жизнь, которой вы хотите жить.

Мышечная усталость может быть связана с несколькими другими симптомами, включая отек, болезненность или общую боль. Если вы испытываете усталость в ногах, вам может быть сложно проводить время на ногах.

ЧТО ВЫЗЫВАЕТ МЫШЕЧНУЮ УСТАЛОСТЬ?

Усталость или боль в ногах может быть результатом множества причин:

• Если вы весь день двигаетесь или стоите на ногах, вы можете получить мышечную усталость.Это так просто, и хотя это распространено среди спортсменов, особенно среди бегунов, вам не нужно быть спортивным энтузиастом, чтобы испытать разочарование из-за мышечной усталости.
• Мышцы ног выполняют огромную работу, чтобы удерживать нас и поддерживать движение каждый день. Если вы не в лучшей форме, ваши мышцы могут быстрее и чаще уставать, что приводит к мышечной усталости.
• Избыточный вес или беременность могут увеличить нагрузку на ноги и нижнюю часть тела, а также привести к тяжелым ногам
• Ношение плохо сидящей обуви может повысить нагрузку на нижнюю часть тела…
• Хотя структурные различия могут способствовать склонности к страданиям мышечная усталость, сила удара, а также требования поверхностей, по которым вы идете или работаете, могут играть важную роль в частоте и интенсивности мышечной усталости, которую вы испытываете.
• Слишком много упражнений или недостаточный отдых мышцам для восстановления.
• Компенсация травмы противоположной ноги. Одним из симптомов чрезмерного использования мышц ног может быть шина на голени. Это может вызвать болезненные ощущения во внутренней части большеберцовой кости.
• Мышечная слабость также может привести к усталости ног и ступней. Если вы склонны к относительной малоподвижности, малейшая активность может стать тяжелой для ваших ног и ступней.

КАК ПРЕДОТВРАТИТЬ МЫШЕЧНУЮ УСТАЛОСТЬ?

• Ношение подходящей, удобной и хорошо подогнанной обуви во время занятий, особенно если вы долгое время будете на ногах
• Поддержание здорового веса для снижения давления на ноги
• Поддержание водного баланса, физические упражнения и много отдыха
• Укрепление мышц ног с помощью упражнений иногда может помочь уменьшить болезненность, если боль является результатом мышечной слабости.
• Ношение компрессионных носков для увеличения кровотока в нижней части тела.

КАК СНИЗИТЬ МЫШЦЕВУЮ УСТАЛОСТЬ?

Если у вас утомляются ноги, самое важное, что вы можете сделать, — это отдохнуть и приподнять ступни и ноги. Если они опухли, можно также приложить лед на 15-20 минут и / или использовать безрецептурные болеутоляющие. Кроме того, снять усталость можно с помощью:

• Стельки, стельки или ортопедические стельки для выравнивания и амортизации стопы.Изучите вставки для обуви доктора Шолля.
• Принятие теплой ванны с английской солью

Если вы подозреваете, что усталость в ногах может быть результатом какого-либо заболевания или если самопомощь не помогает облегчить симптомы, вам следует проконсультироваться с врачом. Они смогут помочь вам определить, связана ли ваша проблема с более серьезным заболеванием. Вам также следует поговорить со своим врачом, если вы испытываете:

• Сильный или стойкий отек, который не проходит через 2-5 дней
• Покраснение, тепло и болезненность пораженного участка, или если у вас жар
• Невозможность перенести вес на ногу / стопу
• Постоянная боль, которая не проходит через 2–3 недели
• Жгучая боль или онемение

ПРОДУКТЫ ДЛЯ МЫШЕЧНОЙ УСТАЛОСТИ:

Кости, мышцы и суставы (для родителей)

Что такое кости и для чего они нужны?

Кости поддерживают наше тело и помогают формировать форму.Хотя они очень легкие, кости достаточно крепкие, чтобы выдержать весь наш вес.

Кости также защищают органы тела. Череп защищает мозг и формирует форму лица. Спинной мозг, проводящий сообщения между мозгом и телом, защищен позвоночником. Ребра образуют клетку, защищающую сердце и легкие, а таз помогает защитить мочевой пузырь, часть кишечника, а у женщин — репродуктивные органы.

Кости состоят из каркаса белка, называемого коллагеном, с минералом, называемым фосфатом кальция, который делает каркас твердым и прочным.Кости накапливают кальций и выделяют его в кровоток, когда он нужен другим частям тела. Количество некоторых витаминов и минералов, которые вы едите, особенно витамина D и кальция, напрямую влияет на то, сколько кальция хранится в костях.

Кости состоят из двух типов костной ткани:

1. Компактная кость — это твердая, твердая внешняя часть кости. Он выглядит как слоновая кость и очень прочен. В нем проходят отверстия и каналы, по которым проходят кровеносные сосуды и нервы.
2. Губчатая (KAN-suh-lus) кость , которая выглядит как губка, находится внутри компактной кости. Он состоит из сетчатой ​​сети крошечных кусочков кости, называемых трабекулами (truh-BEH-kyoo-lee). Здесь находится костный мозг.

В этой мягкой кости вырабатывается большая часть клеток крови. Костный мозг содержит стволовые клетки, которые производят красные кровяные тельца и тромбоциты, а также некоторые типы белых кровяных телец. Красные кровяные тельца несут кислород к тканям организма, а тромбоциты помогают свертыванию крови, когда у кого-то есть порез или рана.Лейкоциты помогают организму бороться с инфекцией.

Кости прикреплены к другим костям длинными волокнистыми ремнями, называемыми связками (LIG-uh-mentz). Хрящ (KAR-tul-ij), эластичное эластичное вещество в наших суставах, поддерживает кости и защищает их там, где они трутся друг о друга.

Как растут кости?

Кости детей и подростков меньше, чем у взрослых, и содержат «зоны роста», называемые пластинами роста. Эти пластинки состоят из размножающихся клеток хряща, которые увеличиваются в длину, а затем превращаются в твердую минерализованную кость.Эти пластинки роста легко обнаружить на рентгеновском снимке. Поскольку девочки созревают раньше мальчиков, их пластинки роста превращаются в твердые кости в более раннем возрасте.

Костеобразование продолжается на протяжении всей жизни, поскольку тело постоянно обновляет и меняет живую ткань костей. Кость содержит три типа клеток:

1. остеобласты (AHS-tee-uh-blastz), которые образуют новую кость и помогают восстанавливать повреждения
2. остеоциты (AHS-tee-o-сайты), зрелые костные клетки, которые помогают продолжать формирование новорожденных
3. Остеокласты (AHS-tee-o-klasts), которые разрушают кость и помогают ей лепить и придавать форму

Что такое мышцы и что они делают?

Мышцы растягивают суставы, позволяя нам двигаться.Они также помогают организму пережевывать пищу, а затем перемещать ее по пищеварительной системе.

Даже когда мы сидим совершенно неподвижно, мышцы всего тела постоянно двигаются. Мышцы помогают сердцу биться, грудь поднимается и опускается во время дыхания, а кровеносные сосуды регулируют давление и поток крови. Когда мы улыбаемся и разговариваем, мышцы помогают нам общаться, а когда мы тренируемся, они помогают нам оставаться в хорошей физической форме и оставаться здоровыми.

У людей есть три типа мышц:

1. Скелетная мышца прикреплена шнуровидными сухожилиями к костям, например, в ногах, руках и лице.Скелетные мышцы называются поперечно-полосатыми (STRY-ay-ted), потому что они состоят из волокон, которые имеют горизонтальные полосы при просмотре под микроскопом. Эти мышцы помогают удерживать скелет вместе, придают форму телу и помогают ему в повседневных движениях (называемых произвольными мышцами, потому что вы можете их контролировать). Они могут быстро и сильно сжиматься (укорачиваться или стягиваться), но легко утомляются.
2. Гладкая или непроизвольная мышца также состоит из волокон, но этот тип мышц выглядит гладким, а не полосатым.Мы не можем сознательно контролировать свои гладкие мышцы; скорее, они автоматически контролируются нервной системой (поэтому их также называют непроизвольными). Примеры гладких мышц — стенки желудка и кишечника, которые помогают расщеплять пищу и перемещать ее по пищеварительной системе. Гладкие мышцы также находятся в стенках кровеносных сосудов, где они сжимают поток крови, текущий по сосудам, чтобы поддерживать кровяное давление. Гладким мышцам требуется больше времени для сокращения, чем скелетным мышцам, но они могут оставаться сокращенными в течение длительного времени, потому что они не так быстро устают.
3. Сердечная мышца находится в сердце. Стенки камер сердца почти полностью состоят из мышечных волокон. Сердечная мышца также является непроизвольным типом мышц. Его ритмичные и мощные сокращения вытесняют кровь из сердца во время его биения.

Как работают мышцы?

Движения мышц координируются и контролируются мозгом и нервной системой. Непроизвольные мышцы контролируются структурами глубоко в головном мозге и верхней части спинного мозга, называемой стволом головного мозга.Произвольные мышцы регулируются частями мозга, известными как моторная кора головного мозга и мозжечок (ser-uh-BEL-um).

Когда вы решаете двигаться, моторная кора посылает электрический сигнал через спинной мозг и периферические нервы к мышцам, заставляя их сокращаться. Моторная кора в правой части мозга контролирует мышцы левой части тела и наоборот.

Мозжечок координирует движения мышц, управляемые моторной корой.Датчики в мышцах и суставах отправляют сообщения обратно через периферические нервы, чтобы сообщить мозжечку и другим частям мозга, где и как движется рука или нога и в каком положении они находятся. Эта обратная связь приводит к плавному, скоординированному движению. Если вы хотите поднять руку, ваш мозг посылает сообщение мышцам руки, и вы двигаете ею. Когда вы бежите, сообщения в мозг более активны, потому что многие мышцы должны работать в ритме.

Мышцы перемещают части тела, сокращаясь, а затем расслабляясь.Мышцы могут тянуть кости, но не могут вернуть их в исходное положение. Таким образом, они работают парами из сгибателей и разгибателей . Сгибатель сокращается, чтобы согнуть конечность в суставе. Затем, когда движение завершено, сгибатель расслабляется, а разгибатель сокращается, чтобы разогнуть или выпрямить конечность в том же суставе. Например, двуглавая мышца в передней части плеча является сгибателем, а трицепс в задней части плеча — разгибателем. Когда вы сгибаете локоть, бицепс сокращается.Затем бицепс расслабляется, а трицепс сокращается, чтобы выпрямить локоть.

Что такое суставы и для чего они нужны?

В суставах встречаются две кости. Они делают скелет гибким — без них движение было бы невозможно.

Суставы позволяют нашему телу двигаться разными способами. Некоторые суставы открываются и закрываются, как шарниры (например, колени и локти), тогда как другие допускают более сложные движения — например, плечевой или тазобедренный сустав позволяет двигаться назад, вперед, в стороны и вращаться.

Соединения классифицируются по диапазону движения:

• Неподвижные или волокнистые суставы не двигаются. Например, купол черепа состоит из костных пластин, которые слегка перемещаются во время рождения, а затем сливаются вместе, когда череп заканчивает рост. Между краями этих пластин находятся звенья или сочленения фиброзной ткани. Фиброзные суставы также удерживают зубы в челюстной кости.
• Частично подвижный, или хрящевой (kar-tuh-LAH-juh-nus) , суставы немного двигаются.Они связаны хрящом, как в позвоночнике. Каждый позвонок в позвоночнике движется по отношению к позвонку, расположенному выше и ниже него, и вместе эти движения придают позвоночнику гибкость.
• Свободно подвижные или синовиальные (sih-NO-vee-ul) суставы перемещаются во многих направлениях. Основные суставы тела, такие как бедра, плечи, локти, колени, запястья и лодыжки, подвижны. Они наполнены синовиальной жидкостью, которая действует как смазка, помогая суставам легко двигаться.

Три вида свободно подвижных суставов играют большую роль в произвольном движении:

1. Шарнирные соединения позволяют движение в одном направлении, как видно в коленях и локтях.
2. Поворотные шарниры допускают вращательное или скручивающее движение, подобное движению головы из стороны в сторону.
3. Шаровой шарнир обеспечивает максимальную свободу движений. Бедра и плечи имеют такой тип сустава, при котором круглый конец длинной кости входит в полость другой кости.

Мышечные судороги | HealthLink BC

Обзор темы

Мышечный спазм — это сильное болезненное сокращение или сжатие мышцы, которое возникает внезапно и продолжается от нескольких секунд до нескольких минут. Часто возникает в ногах. Мышечные судороги еще называют лошадиной Чарли.

Ночные судороги ног обычно представляют собой внезапные спазмы или напряжение мышц голени. Мышечные судороги иногда могут возникать в бедре или стопе.Часто они возникают, когда вы засыпаете или просыпаетесь.

Что вызывает мышечные судороги?

Причина мышечных судорог не всегда известна. Мышечные судороги могут быть вызваны многими состояниями или действиями, такими как:

• Физические упражнения, травмы или чрезмерная нагрузка на мышцы.
• Беременность. Судороги могут возникать из-за пониженного количества минералов, таких как кальций и магний, особенно на последних месяцах беременности.
• Воздействие низких температур, особенно холодной воды.
• Другие медицинские состояния, такие как проблемы с кровотоком (заболевание периферических артерий), заболевание почек, заболевание щитовидной железы и рассеянный склероз.
• Долго стоять на твердой поверхности, долго сидеть или ставить ноги в неудобное положение во время сна.
• Недостаток калия, кальция и других минералов в крови.
• Обезвоживание, что означает, что ваше тело потеряло слишком много жидкости.
• Прием некоторых лекарств, таких как нейролептики, противозачаточные таблетки, диуретики и стероиды.

Как остановить мышечный спазм, если он случается?

Возможно, вам придется попробовать несколько различных способов остановить мышечную судорогу, прежде чем вы найдете то, что лучше всего подходит для вас. Вот несколько вещей, которые вы можете попробовать:

• Растягивайте и массируйте мышцы.
• Примите теплый душ или ванну, чтобы расслабить мышцы. Также может помочь грелка, приложенная к мышце.
• Попробуйте использовать лед или холодный компресс. Всегда держите ткань между кожей и пакетом со льдом.
• Примите безрецептурное обезболивающее, например парацетамол (тайленол), ибупрофен (адвил, мотрин) или напроксен (алев). Будьте осторожны с лекарствами. Прочтите и следуйте всем инструкциям на этикетке.
• Если ваш врач прописывает лекарства от мышечных спазмов, принимайте их точно так, как предписано. Позвоните своему врачу, если у вас возникли проблемы с приемом лекарства.
• Пейте много жидкости. Спортивные напитки, такие как Gatorade, часто помогают при судорогах в ногах.

Вот несколько приемов, которые можно попробовать при судороге в ноге:

• Прогуляйтесь или покачивайте ногой.
• Растяните икроножные мышцы. Вы можете выполнять эту растяжку сидя или стоя:
  • Сидя, выпрямите ногу и согните ступню к колену. Можно подложить свернутое полотенце под подушечку стопы и, удерживая полотенце за оба конца, осторожно потянуть полотенце на себя, держа колено прямо.
  • Стоя на расстоянии 0,5 м (2 фута) от стены, наклонитесь вперед к стене. Колено пораженной ноги держите прямо, а пятку — на земле. Делайте это, пока вы сгибаете колено другой ноги. Посмотрите на картинку, как сделать эту растяжку для икр.

Если вы думаете, что лекарство вызывает мышечные спазмы:

• Перед тем, как принять новую дозу, позвоните врачу, который прописал это лекарство. Возможно, потребуется отменить прием лекарства или изменить его, или, возможно, потребуется скорректировать дозу.
• Если вы принимаете какое-либо лекарство, не назначенное врачом, прекратите его прием. Поговорите со своим врачом, если считаете, что вам нужно продолжить прием лекарства.

Как предотвратить мышечные судороги?

Эти советы могут помочь предотвратить мышечные спазмы:

• Пейте много воды и других жидкостей, чтобы ваша моча была светло-желтой или прозрачной, как вода.
• Ограничьте или избегайте употребления алкоголя или кофеина.
• Убедитесь, что вы едите здоровую пищу (особенно если вы беременны), богатую кальцием, калием и магнием.
• Прокатитесь на велосипеде или велотренажере, чтобы укрепить и растянуть мышцы.
• Ежедневно растягивайте мышцы, особенно до и после тренировки, а также перед сном.
• Не увеличивайте количество упражнений внезапно. Каждую неделю немного увеличивайте нагрузку.
• Принимайте поливитамины ежедневно.

Если вы принимаете лекарства, вызывающие судороги в ногах, ваш врач может назначить другие лекарства.

Что делать, если мышечные судороги возвращаются?

Поговорите со своим врачом, если у вас возникают продолжительные или сильные мышечные судороги. Это могут быть симптомы другой проблемы, например, синдрома беспокойных ног.

Если судороги возвращаются, сильно беспокоят вас или мешают вам спать, ваш врач может прописать лекарство, расслабляющее ваши мышцы.

Кредиты

Текущий по состоянию на: 4 августа 2020 г.

Автор: Healthwise Staff
Медицинский обзор:
Энн С.Пуанье, врач-терапевт
Брайан Д. О’Брайен, врач-терапевт
Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина
Мартин Дж. Габика, доктор медицины, семейная медицина
Кэтлин Ромито, доктор медицины
Карин М. Линдхольм, доктор медицины, неврология

По состоянию на 4 августа 2020 г.

Автор: Healthwise Staff

Медицинский обзор: Энн К. Пуанье, врач внутренних болезней и Брайан Д. О’Брайен, врач внутренних болезней и Адам Хусни, доктор медицины, семейная медицина и Мартин Дж.Габика, доктор медицины — семейная медицина и Кэтлин Ромито, доктор медицины — семейная медицина, и Карин М. Линдхольм, доктор медицины — неврология

Таблица основных мышц передней части тела с этикетками

В нашем теле много мышц (буквально, более 600 ). Мышцы позволяют нам двигаться и функционировать. В основном они работают парами. Обычно, когда одна мышца сокращается (или укорачивается), противоположная мышца (известная как антагонист ) удлиняется, и наоборот. Например, подумайте о том, когда вы сгибаете руку, чтобы поднести еду ко рту.Для этого укорачиваются несколько мышц передней части руки (бицепс , плечевая мышца и т. Д.). И наоборот, при этом мышца-антагонист ( трицепс) на удлиняется. Затем, когда вам нужно выпрямить руку, трицепсы укорачиваются, а бицепсы (и другие) удлиняются.

В этой статье мы познакомим вас с основными мышцами передней части тела.

Анатомические термины

Чтобы лучше понять мышцы и то, как они работают, важно вкратце ознакомиться с анатомическими терминами и .Анатомические термины позволяют медицинским работникам точно сообщать другим, какая часть тела может быть затронута расстройством или заболеванием. В конечном счете, общение с использованием анатомических терминов упрощает передачу описаний областей тела независимо от положения человека. Например, предположим, что врач пытается описать другому врачу участок тела пациента, который лежит лицом вниз? Анатомические термины позволят с легкостью провести это обсуждение.

Плоскости часто используются для описания расположения структур или для описания направленности движения.Плоскость — это теоретическая линия, разделяющая тело. Часто эти термины используются в контексте передовых исследований в области медицинской визуализации, таких как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ).

Вы можете видеть, что три основные плоскости (сагиттальная, корональная, поперечная) пересекаются друг с другом под прямым углом. Для «нормальных» человеческих тел правая и левая стороны являются зеркальными отображениями, если разделены по центру сагиттальной плоскостью , как показано на изображении ниже.

Движение вокруг этих плоскостей можно описать осью движения . Например, движение вокруг сагиттальной оси происходит в сагиттальной плоскости, например. наклоны вперед в талии (известное как сгибание ) и назад (известное как разгибание ). Соответственно, движение вокруг поперечной оси происходит в поперечной плоскости, например. скручивание в талии (известное как вращение , вращение ). Наконец, движение вокруг корональной оси происходит в корональной плоскости e.грамм. сгибание тела влево или вправо.

Перед тем, как продолжить чтение, вам следует ознакомиться с анатомическими терминами. Кроме того, вам следует ознакомиться с глоссарием терминов в конце этой статьи.

Список основных передних мышц

Основные мышцы передней части тела

Adductor longus

Мышца медиальной части бедра, которая берет начало на лобке. Он вставляется в бедренную кость linea aspera . Он приводит, сгибает и вращает бедро кнутри. Управляется запирательным нервом.Он подтягивает ногу к средней линии тела (т.е. приведение )

Biceps brachii

Мышца плеча, состоящая из 2 частей: длинной головы и короткой головы . Эта мышца сгибает локоть и плечо, а также супинацию предплечья (т. Е. Поворачивает предплечье так, чтобы ладонь была обращена к потолку). Длинная головка начинается чуть выше плечевой впадины на лопатке и сливается с короткой головкой на лучевой кости предплечья.Короткая головка берет начало на клювовидном отростке лопатки.

Brachioradialis

Мышца, лежащая на боковой стороне предплечья. Эта мышца соединяет плечевую кость с радиусом шиловидного отростка . Сгибает предплечье. Также, в зависимости от положения вашей руки, он может вращать предплечье в любом направлении.

Coracobrachialis

Coracobrachialis — самая маленькая из трех мышц, которые прикрепляются к клювовидному отростку лопатки.(Две другие мышцы, которые здесь прикрепляются, — это малая грудная мышца и короткая головка двуглавой мышцы плеча.) Она расположена в верхней и медиальной части руки. Он снабжен мышечно-кожным нервом . Coracobrachialis тянет плечевую кость вперед (плечо , сгибание ) и к туловищу (плечо , отведение ) в плечевом суставе (плечевой сустав , плечевой сустав ).

Дельтовидная

Эта большая треугольная мышца обвивает плечевой сустав и соединяет лопатку, ключицу, (ключицу) и плечевую кость.Это трехчастная мышца с передней (передней), средней и задней (задней) головками. Он контролируется подмышечным нервом . Передние волокна сгибают руку, а средние волокна помогают отвести руку (отвести руку от тела). Задние (задние) волокна помогают разгибать руку.

Длинный разгибатель большого пальца стопы (EHL)

Длинный разгибатель большого пальца стопы или EHL — это тонкая мышца, расположенная между передней большеберцовой мышцей и длинным разгибателем пальцев ноги (EDL), которая в основном предназначена для разгибания большого пальца стопы. к потолку).Он берет начало от передней поверхности малоберцовой кости , и межкостной перепонки . Поставляется через глубокий малоберцовый нерв .

Extensor Digitorum Longus (EDL)

Эта мышца возникает от латерального мыщелка большеберцовой кости. Мышца проходит над лодыжкой под фиброзной оболочкой, называемой удерживателем разгибателя , и делится на четыре отдельных сухожилия. Эти сухожилия проходят вдоль верхней части стопы и входят в четыре меньших пальца ноги.Эта мышца позволяет нам разгибать пальцы ног и стопу (действие, известное как тыльное сгибание )

Наружная косая мышца

Это диагонально ориентированная мышца, которая помогает подтянуть живот. Это самая большая и самая внешняя из трех мышц живота. Он имеет ограниченное действие как при сгибании, так и при вращении позвоночника. Сокращение одной стороны косых мышц может вызвать боковое сгибание. Это также помогает при втягивании живота. Две мышцы по обе стороны груди соединяются, образуя фиброзный лист.Эти мышцы помогают прямой мышце живота удерживать органы брюшной полости на месте.

Gastrocnemius

Большая мышца заднего отдела голени. Это самая поверхностная из икроножных мышц. Икроножная мышца имеет 2 головки: одна берет начало вдоль внешней стороны головки и мыщелка бедренной кости, а другая — вдоль медиальной подколенной поверхности бедренной кости. Обе головки прикрепляются к задней поверхности пяточной кости, также называемой пяточной костью, пяткой с пяточным сухожилием, также называемым ахиллесом.Когда он сокращается, подошвенная икроножная мышца сгибает лодыжку, сгибая стопу вниз, сгибает колено и позволяет человеку встать на кончики пальцев ног. Его иннервирует большеберцовый нерв. Его название означает «живот ноги».

Gluteus medius

Мышца бедра, берущая начало на боковой поверхности подвздошной кишки и вставленная в большой вертел бедренной кости. Он отводит и вращает кнутри и контролируется верхним ягодичным нервом.

Gracilis

Длинная тонкая мышца на медиальной стороне бедра.

Подвздошно-поясничная мышца

Сложная подвздошная и большая поясничная мышцы.

Iliotibial band (ITB)

— плотная полоса несокращающейся ткани, называемая фасцией, которая покрывает ягодичную область и прикрепляется к этой растягивающей широкой фасции большой ягодичной мышцы. Дистально ITB вставляется в коленную чашечку, голень и головку малоберцовой кости.

Latissimus dorsi

Мышца спины, которая тянет руку вниз и назад. Он отвечает за разгибание, приведение и (медиальное) внутреннее вращение плечевого сустава.Это также помогает при разгибании и боковом сгибании поясничного отдела позвоночника. Название означает «самая широкая спина». Эта мышца поддерживает руку, когда она перемещается над головой. Если вы сильно прижмете руку к боку, вы почувствуете, как напрягается эта мышца.

Pectineus

Pectoralis major

Грудная мышца, притягивающая руку к телу. Это одна из внутренних вращающих мышц, которая прикрепляет плечевую кость и внутренне вращает руку. Большая грудная мышца берет начало вдоль ключицы, вниз по груди, через ребра и входит в плечевую кость.Эта мышца может способствовать чрезмерному внутреннему вращению руки или отведению лопатки.

Peroneus longus

Fibularis longus мышца. Мышца на внешней стороне ноги, которая сгибает ступню в щиколотке. Длинная малоберцовая мышца берет начало от головки и верхней боковой поверхности малоберцовой кости, проходит в костной борозде вдоль нижней части стопы, чтобы прикрепляться с другой стороны у основания первой плюсневой кости и соседней медиальной куневидной кости, и действует, чтобы вывернуть ступня; иннервируется поверхностным малоберцовым нервом.

Rectus abdominis

Также известная как «шесть кубиков», это парная мышца, проходящая вертикально с каждой стороны передней стенки живота. Есть две параллельные мышцы, разделенные средней линией соединительной ткани, называемой белой линией. Прямая мышца живота — важная постуральная мышца. Он отвечает за подтягивание грудной клетки к тазу. Прямая мышца живота помогает, когда мы выдыхаем во время дыхания и выдыхаем с усилием. Это также помогает сохранить целостность внутренних органов и создавать давление внутри живота, например, при выполнении упражнений или поднятии тяжестей, во время принудительной дефекации или толчках во время родов.

Rectus Femoris

мышца передней части бедра, берущая начало от подвздошной ости и верхнего края вертлужной впадины и вставленная в бугристость большеберцовой кости посредством связки надколенника. Он разгибает ногу, способствует сгибанию бедра и контролируется бедренным нервом.

Sartorius

Длинная ленточная мышца в ноге, которая сгибает, отводит, поворачивает в боковом направлении бедро и сгибает голень. Эта мышца, самая длинная в теле, позволяет скрещивать ноги в положении портного — функция, в честь которой она названа.Он имеет форму ремня и обвивается через переднюю часть бедра от бедра до внутренней стороны большеберцовой кости. Когда он сокращается, он сгибает и вращает бедро.

Serratus anterior

Эта мышца разделена на три названные части: serratus anterior superior, serratus anterior intermediate, serratus anterior inferior и проходит от передней части груди по бокам к лопатке. Передняя зубчатая мышца тянет лопатку наружу, поднимая плечо. Он удерживает лопатку рядом с грудной стенкой, отводит лопатку и поворачивает ее вверх, чтобы приподнять кончик плеча.Если лопатка зафиксирована, передняя зубчатая мышца может приподнять ребра. Передняя зубчатая мышца контролируется длинным грудным нервом. Serratus означает «пилообразный» и описывает неровную форму этой мышцы.

Грудино-ключично-сосцевидная мышца

— парная мышца в поверхностных слоях передней части шеи. Он наклоняет голову на свою сторону и поворачивает голову так, чтобы голова была обращена в противоположную сторону. Это также вспомогательная мышца выдоха, поднимающая грудину.

Tensor fasciae lata (TFL)

берет начало в передней части гребня подвздошной кости и ASIS и вставляется в ITB.Он сгибается, вращается кнутри и отводит ногу, что может вызвать проблемы с вращением таза.

Большая круглая мышца

— мышца руки и одна из шести лопатно-плечевых мышц. Он не является частью вращательной манжеты. Большая круглая мышца является медиальным вращателем и приводящей мышцей плечевой кости и помогает широчайшей мышце спины втягивать ранее приподнятую плечевую кость вниз и назад (разгибание, но не гиперэкстензия). Это также помогает стабилизировать головку плечевой кости в суставной впадине.

Tibialis anterior

Разгибатель, который выпрямляет или поднимает стопу.Мышца голени, берущая свое начало на латеральном мыщелке большеберцовой кости и межкостной перепонке между большеберцовой и малоберцовой костями и вставленная в первую куниформную и первую плюсневую кости. Он сгибает и переворачивает стопу, поддерживает свод стопы и контролируется глубоким малоберцовым нервом.

Vastus lateralis

Мышца передней части бедра, берущая начало от линии aspera и большого вертела бедра и вставленная в бугристость большеберцовой кости посредством связки надколенника.Он разгибает ногу и контролируется бедренным нервом.

Vastus medialis

мышца передней части бедра, берущая свое начало от прямой линии бедра и межвертельной линии бедра и вставленная в бугристость большеберцовой кости через связку надколенника. Он разгибает ногу и контролируется бедренным нервом.

Глоссарий

ASIS

передняя верхняя подвздошная ость.

Дистальный

Дальше от средней линии. Например, запястье находится дистальнее локтевого сустава, то есть запястье дальше от средней линии, чем локоть.

Проксимальный

Ближе к средней линии, то есть — локоть дистальнее запястья.

Аддукция

Движения, приближающие конечности к средней линии. Например, опускание руки к себе из бокового разгибания — это приведение.

Отведение

Чтобы отвести конечность или отодвинуть ее от средней линии. Подъем рук в стороны из положения покоя — пример отведения.

Разгибание

Движения, выпрямляющие сустав, например разгибание колена, включают выпрямление коленного сустава.

Сгибание

Укорочение мышцы. Сгибание часто приводит к сгибанию конечности, например, при сгибании бицепса, таким образом сгибая локоть.

Вращение

Движение, происходящее в горизонтальной плоскости. Например, когда руки находятся в покое по бокам человека, внешнее и внутреннее вращение будет супинировать или пронировать кисти и предплечья.

Место прикрепления

Дистальное прикрепление мышцы. Вставка — это сегмент, который перемещается во время сгибания мышцы.Например, двуглавая вставка проходит по лучевому бугорку. Когда двуглавая мышца сгибается, радиус или предплечье перемещается в сторону плеча.

Происхождение

Проксимальное прикрепление мышцы, часто считается опорой движения. Например, двуглавая мышца начинается от лопатки и плеча. Таким образом, любое движение, выполняемое бицепсом, приблизит вставку к исходной точке.

Иннервация

Нервное питание мышцы. Различные нервы разветвляются по всему телу, чтобы дать каждой мышце электрические импульсы от мозга, запускающие движение.

Слишком мало для больших мышц, крошечные животные Используйте пружины

Из журнала Quanta Magazine ( найти оригинальную историю здесь ).

Хотя Галилей продемонстрировал обратное более трехсот лет назад, люди до сих пор верят, что, будь блоха размером с человека, она могла бы подпрыгнуть на тысячу футов в воздух », — писал биолог J.B.S. Холдейн в своем восхитительном эссе 1926 года, О том, как быть правильным размером .Закон квадратного куба Галилея установил, что по мере того, как объекты становятся больше (скажем, на некоторый линейный коэффициент n ), их площадь поверхности и объем увеличиваются намного быстрее (на n ² и n ³ , соответственно. ). «Прыгающие мускулы гипотетической шестифутовой блохи никогда не могли поспевать за ее увеличенным весом», — объяснил Холдейн.

Тот факт, что площадь поверхности и объем увеличиваются быстрее, чем линейные размеры объекта, имеет глубокие и широко распространенные последствия для биологии.Все живые существа питаются, дышат и передвигаются, но различные механизмы, используемые для них, основаны на биофизике, которая лучше всего работает в определенных областях. По мере того, как организмы становятся больше или меньше, им нужны решения, соответствующие их масштабу.

Обширная литература посвящена исследованию того, как организмы справляются с проблемами размера за десятилетия, прошедшие после эссе Холдейна, но открытия продолжают делаться. Недавно в статье Science было описано и количественно определено иногда взрывное высвобождение энергии, проявляемое блохами, муравьями, креветками-богомолами и другими крошечными существами, когда они прыгают или ударяют когтями или челюстями.Не имея больших мускулов, они используют механические свойства конструкционных материалов своего тела, такие как нагруженные пружины. Изобретательность Evolution в достижении таких характеристик предвосхитила конструкции, которые люди в конечном итоге изобрели для своих собственных инструментов и оружия, и сегодня вдохновляет исследователей и инженеров на их работу над более способными роботами.

Передвижение и дыхание

Классические исследования в области биомеханики изучали значение размера для организмов. Например, становление больше и тяжелее создает проблемы для передвижения и осанки животного.

«Когда вы переходите от мыши к слону, количество кости — площадь поперечного сечения, которая в конечном итоге определяет ее силу — не увеличивается так быстро, как масса животного», — пояснил Томас Робертс, исследователь биомеханики из Университета Брауна. . По его словам, чтобы предотвратить перелом костей, крупные животные принимают более вертикальные столбчатые позы, в которых вес тела лучше распределяется по несущим частям костей. Подумайте о высоком, в основном вертикальном строении жирафа.

И наоборот, когда тело уменьшается в размерах, его масса уменьшается быстрее, чем его площадь поперечного сечения. По словам Робертса, муравьи могут легко нести массу, в несколько раз превышающую их массу тела, потому что геометрия делает их экзоскелеты и прикрепленные к ним мышцы непропорционально сильнее, чем у более крупных существ.

Размер также имеет значение для дыхания животных. Маленькие существа, такие как насекомые, полагаются на диффузию кислорода в трахеальных трубках, которые проходят через их тела, чтобы напрямую обслуживать метаболические потребности каждой клетки, тогда как крупным существам нужны легкие или жабры и активная система кровообращения для доставки достаточного количества кислорода к своим тканям (и, точно так же, важно удалить метаболические отходы клеток).В основополагающей, но противоречивой статье 1997 года в журнале Science Джеффри Уэст, работающий сейчас в Институте Санта-Фе, Джеймс Браун из Университета Нью-Мексико и Брайан Энквист из Университета Аризоны утверждали, что геометрия этих разветвленных кровеносных сетей может объяснить закономерность, известная как закон Клейбера: скорость метаболизма от крошечных мух до больших синих китов, кажется, масштабируется с увеличением массы до 3/4 степени. Несмотря на то, что клетки синего кита и плодовой мушки примерно одинакового размера, клетка кита имеет более низкую скорость метаболизма.Уэст, Браун и Энквист утверждали, что разница связана с тем, как геометрия этих разветвленных систем доставки кислорода и питательных веществ масштабируется с размером тела.

Так же, как диффузия кислорода в трахеальные трубки работает для дыхания насекомых, но не для более крупных животных, другие стратегии биологического конструирования хорошо работают при определенных размерах, но становятся громоздкими при больших или меньших размерах. Муравьи, омары и многие другие беспозвоночные поддерживают свои тела хитиновыми экзоскелетами, но для гораздо более крупных существ костные внутренние скелеты были лучшим решением: большие экзоскелеты стали бы либо слишком ограничивающими и тяжелыми, либо слишком слабыми и склонными к поломке.

Мышцы, пружины и защелки

Мышечная сила — еще одна область, в которой значение имеет масштаб. Почти все многоклеточные животные, за исключением простых, таких как губки, зависят от мускулов, чтобы двигаться, и все их мускулы используют некоторую форму сокращающихся волокон, в которых нити белков актина и миозина тянутся друг за другом для создания силы. Мышцы могут генерировать примерно от 100 до 300 ватт на килограмм энергии (мощность — это количество энергии, переданное за единицу времени).

Но маленькие животные сталкиваются с проблемами, которые невозможно решить одной лишь силой мышц.Например, при беге ноги мелких животных соприкасаются с землей только на очень короткие моменты во время каждого шага, что ограничивает количество энергии, которое может высвободить каждый шаг.

Чтобы решить эту проблему, многие маленькие животные используют гибкие структуры в своих телах в качестве пружин, которые они могут взвести и отпустить, как лук лучника. Пружина позволяет маленькому животному медленно накапливать энергию, а затем высвобождать ее сразу, тем самым увеличивая свою силу.

Насекомое, называемое лягушкой, например, является потрясающим прыгуном, хотя его ноги намного короче, чем у сверчков и саранчи.Его секрет в том, что он использует мышцы ног, чтобы сгибать хитиновый экзоскелет, покрывающий его грудную клетку, который функционирует как пружина или дуга. Защелка удерживает накопленную энергию в носовой части — до 65 000 ватт на килограмм. Когда защелка освобождается, экзоскелет возвращается к своей первоначальной форме, совершая мощный прыжок, который может отбросить лягушатника в 100 раз больше длины его тела.

Это пружинящее решение подходит не только для прыжков. Голова муравья-ловушки покрыта хитиновым экзоскелетом, который мышцы внутри головы могут сгибаться, как лук лучника.Когда лук выпускается, его мощность достигает 200 000 ватт на килограмм, а нижние челюсти смыкаются при несчастливой добыче со скоростью более 140 миль в час. Столкнувшись с хищником, муравей-ловушка также может щелкнуть челюстями о землю с достаточной силой, чтобы подняться в воздух, быстро убегая в безопасное место.

Использование пружин не ограничивается насекомыми. Когда лягушка приседает, мышцы ног растягивают длинное ахиллово сухожилие, как пружина, и накапливают в нем энергию.По словам Кристофера Ричардса, исследователя палео-робототехники из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета, снятие этого нарастающего напряжения приводит к прыжку лягушки. разнообразные формы таза и пропорции ног, используемые для прыжков.

Защелка, которую лягушка использует для высвобождения накопленной энергии, остается предметом интенсивных споров: «Это вопрос на миллион долларов», — сказал Ричардс.«Анатомической защелки у лягушек никто не обнаружил. Насколько мне известно, никто не нашел защелки у позвоночных животных ».

Защелки разработаны только для небольшого количества систем насекомых и ракообразных. Защелки найти труднее, чем пружины, потому что механизм защелки обычно находится внутри тела животного, в отличие от легкодоступных пружин, сделанных из внешней кутикулы ракообразных или экзоскелета насекомых. К сожалению, рассечение разрушает хрупкие системы пружин и защелок, что затрудняет определение того, как они работают в живых организмах, объяснил Грегори Саттон, исследователь биомеханики и инженер из Бристольского университета.Обычно исследователи делают вывод о существовании защелки по внезапному высвобождению энергии из идентифицированной пружины. «Что-то должно переключить систему из режима, в котором мышцы растягивают пружины, в режим, в котором пружина отскакивает и приводит в действие это огромное движение», — сказал Саттон.

Первой была обнаружена защелка у кузнечиков, описанная в 1977 году Уильямом Джеймсом Хейтлером из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии. Кузнечики используют так называемую геометрическую защелку: противоположные мышцы ноги работают парами.Во-первых, когда нога полностью согнута, большая мышца ноги нагружает пружину, а меньшая мышца стабилизирует коленный сустав. Слегка перемещая сустав, малая мышца затем вызывает изменение момента руки двух мышц и запускает неконтролируемое вращение сустава, вызывая прыжок.

Движение мимо идеализированных пружин

Хотя системы пружин и защелок, которые используют маленькие существа, изучались десятилетиями, в их понимании учеными имеется серьезная слабость.«До сих пор мы в основном относились к пружинным системам как к неограниченным в их способности накапливать энергию и высвобождать энергию», — пояснил Робертс. Это приемлемое предположение, когда масса задействованных пружин незначительна по сравнению с массой тела. Но механическое ограничение на любую пружину заключается в том, что, когда она разряжает энергию, она должна перемещать свою собственную массу, что неизбежно снижает выходную силу пружины таким образом, чтобы она была пропорциональна скорости движущегося объекта, сказал Робертс.Для небольших систем масса пружины часто становится заметной частью общей массы, и ее необходимо учитывать.

Защелки

также были смоделированы идеализированным образом, как будто они мгновенно освобождают пружины. Но скорость, с которой защелка высвобождает энергию, накопленную в пружине, оказывается важной: она определяет, насколько быстро может ускоряться нагрузка на пружину, сказал Ричардс. Если животные ограничены в том, как быстро они могут освободить защелки в своих биомеханических системах, их производительность также будет ограничена.

В статье Science от 26 апреля междисциплинарная группа инженеров, физиков, физиологов, исследователей биомеханики и материаловедов представила новую теоретическую модель, которая явно использует эти реальные (а не идеализированные) свойства мышц, защелок и пружин. и математически описывает, как свойства этих компонентов должны быть согласованы друг с другом для оптимизации производительности.

«Для меня главным прорывом здесь является то, что теперь мы можем следовать по пути силы», — сказала Шейла Патек, старший автор статьи и доцент Университета Дьюка, изучающая механику движения.«Мы можем видеть, какие системы должны управляться пружиной и защелкой, а какие не выиграют от этого, и мы можем гораздо лучше справиться с классическим масштабированием [проблемами] в биологии, которые до этого не имели смысла».

Креветки-богомолы и роботы

Patek с 2002 года изучает поведение и биомеханику креветок-богомолов, также известных как расщепляющие пальцы. неосторожный человек-обработчик).

«Мы [люди] можем серьезно ударить по раковине улитки двумя зубочистками всю оставшуюся жизнь и никогда не сломать раковину улитки, верно?» — сказал Патек. Тем не менее, как она и ее коллеги показали, креветки-богомолы могут это делать благодаря системе защелок и пружин, приводящих в действие его когти. Мышца нагружает сопротивление пружине хитинового экзоскелета, которая удерживается на месте с помощью еще не характерной защелки. Затем защелка освобождается, и пружина разгоняет молот наружу со скоростью до 30 метров в секунду.«Их удар похож на ускорение пули в [стволе] пистолета (105 м / с2)», — пояснил Патек в электронном письме.

Поскольку биологи были настолько сосредоточены на том, что мышцы могут и что не могут делать, они в значительной степени пренебрегли самой пружиной, объяснил Патек. «Нам нужно посмотреть, как этот материал ведет себя, когда он толкает молоток, и, конечно же, что делает защелка», — сказал Патек. Теперь, когда команда формально изложила эти вопросы в своей статье и есть словарный запас, с помощью которого можно поговорить о проблеме, они и другие теперь исследуют разнообразие защелок и пружин в различных биологических и инженерных системах.

Например, другой соавтор статьи Science , инженер-механик Сара Бергбрейтер из Университета Мэриленда, Колледж-Парк, разрабатывает микророботов для различных приложений, включая поиск и спасение (для прохождения через завалы разрушенного здания. после землетрясения, например), исследование космоса и использование в медицине (крошечного робота можно проглотить в таблетке, чтобы взять биопсию кишечного тракта). Всем этим маленьким роботам нужно будет двигаться, прыгать или пробивать дыры с достаточной мощностью.«Идея состоит в том, чтобы использовать некоторые уроки, извлеченные из природы, для улучшения конструкции небольших роботов», — объяснил ведущий автор, Марк Илтон, физик и материаловед из Массачусетского университета в Амхерсте.

Исторически биологические системы превосходили спроектированные, и эта новая модель может открыть дорогу роботам, чтобы наверстать упущенное, по словам Сюзанны Кокс, соавтора и биолога из Университета штата Пенсильвания. По словам Патека, биология очень разнообразна с точки зрения организмов и мест обитания, но у нее нет огромного набора материалов.На протяжении эволюционной истории всего четыре полимерных материала — целлюлоза (в растениях), хитин, коллаген и резилин (эластичный белок, обнаруживаемый у насекомых) — были организованы или сформированы множеством способов, чтобы максимизировать выходную мощность механических систем в живых существах. , она объяснила.

Что касается инженерных наук о полимерах, то это полная противоположность. По словам Патек, у материаловедов есть большой набор материалов в своем арсенале, но они, как правило, не изучали, как соединить эти материалы между собой или придать им форму для достижения оптимальных характеристик.«Разработанный нами фреймворк в основном позволяет вам исследовать пространство дизайна в этих прыжковых системах», — добавил Бергбрайтер.

Правильный размер для правильного трюка

Хотя пружины полезны в биологии, преимущества и недостатки двигателей (для роботов) и мышц (для животных) по сравнению с системами пружин и защелок будут по-разному уравновешиваться в зависимости от размера. В общем, пружины и защелки более выгодны при меньших размерах; их преимущества становятся менее очевидными по мере увеличения нагруженной массы, а инерция делает пружины менее эффективными.

«Когда вы большой, выбор между пружиной и двигателем не так однозначен», — сказал Грегори Савицкий, инженер-биомеханик из Технологического института Джорджии. «Если я большой, я могу добиться от мотора практически той же производительности, что и пружина. Поэтому я мог бы выбрать мотор, потому что он более универсален ». В частности, мотор или мышца дают пользователю больше контроля. «Если вы хотите более тщательно контролировать поток энергии, с этими системами баллистических пружин трудно иметь дело», — пояснил он.

Еще одним недостатком пружин является то, что организмы, которые доводят пружинно-защелки до предела своих возможностей, должны беспокоиться о поломке. Патек отметил, что для креветок-богомолов проблема предотвращения самоуничтожения является серьезной. «Они должны вывести энергию из своего тела [и] постараться, чтобы она не вернулась обратно и не разорвала мышцы ног», — сказала она.

Креветки-богомолы, муравьи-ловчие челюсти, лягушки и другие мелкие животные также должны беспокоиться о том, чтобы сломать пружины. У этих животных есть только один набор пружин и защелок, которые они используют на конечностях на протяжении всей жизни.Сломать пружину могло быть смертельно опасно.

Один из секретов их уловки по предотвращению поломки, по-видимому, заключается в том, что у насекомых есть эластичный белок резилин, который содержится в шарнирах крыльев и трахеальных трубках. Резилин также содержится в кутикулярных пружинах, где он расположен тонкими слоями под хитином. Фактически, многослойность хитина и резилина напоминает конструкцию составных луков лучников сотен лет назад, например, сделанных из рога и дерева или кожи и дерева. «Композитный лук может« противостоять повреждениям и использоваться многократно без потери своих механических свойств », — пояснил Саттон.Слои различных материалов предотвращают распространение любых крошечных трещин, тем самым ограничивая ущерб и давая животному шанс восстановить эти трещины до того, как они станут катастрофическими. Дизайн составных луков был описан в 1545 году Роджером Ашэмом, наставником королевы Елизаветы I и ученым из Кембриджа, отметил Саттон, чей друг-историк впервые заметил сходство между дизайном древних луков и микроструктурой экзоскелетов насекомых.

Поломка становится все более серьезной проблемой, когда организмы становятся меньше.Следовательно, кажется, есть золотая середина в размере тела — ни слишком большая, ни слишком маленькая — при которой животные могут оптимально использовать защелки и пружины. Холдейн в своем эссе обсуждал последствия закона квадрата-куба и относительную эффективность мышц для гипотетических гигантских блох. Но в свете работы Патека и его коллег, реальное ограничение прыгучести блох, похоже, заключается в том, что их крошечные пружины — которые намного меньше, чем, например, у креветок-богомолов, — могут выдерживать лишь такой большой стресс.

«Очень сложно построить невероятно маленькую пружину, чтобы она не сломалась», — объяснил Саттон. «Вот почему блохи на самом деле не очень хорошие прыгуны — потому что их пружины недостаточно велики, чтобы выдержать задействованные силы».

Насекомое, называемое лягушкой, например, является потрясающим прыгуном, хотя его ноги намного короче, чем у сверчков и саранчи. Его секрет в том, что он использует мышцы ног, чтобы сгибать хитиновый экзоскелет, покрывающий его грудную клетку, который функционирует как пружина или дуга.Защелка удерживает накопленную энергию в носовой части — до 65 000 ватт на килограмм. Когда защелка освобождается, экзоскелет возвращается к своей первоначальной форме, совершая мощный прыжок, который может отбросить лягушатника в 100 раз больше длины его тела.

Это пружинящее решение подходит не только для прыжков. Голова муравья-ловушки покрыта хитиновым экзоскелетом, который мышцы внутри головы могут сгибаться, как лук лучника. Когда лук выпускается, его мощность достигает 200 000 ватт на килограмм, а нижние челюсти смыкаются при несчастливой добыче со скоростью более 140 миль в час.Столкнувшись с хищником, муравей-ловушка также может щелкнуть челюстями о землю с достаточной силой, чтобы подняться в воздух, быстро убегая в безопасное место.

Использование пружин не ограничивается насекомыми. Когда лягушка приседает, мышцы ног растягивают длинное ахиллово сухожилие, как пружина, и накапливают в нем энергию. По словам Кристофера Ричардса, исследователя палео-робототехники из Королевского ветеринарного колледжа Лондонского университета, снятие этого нарастающего напряжения приводит к прыжку лягушки. разнообразные формы таза и пропорции ног, используемые для прыжков.

Защелка, которую лягушка использует для высвобождения накопленной энергии, остается предметом интенсивных споров: «Это вопрос на миллион долларов», — сказал Ричардс. «Анатомической защелки у лягушек никто не обнаружил. Насколько мне известно, никто не нашел защелки у позвоночных животных ».

Защелки разработаны только для небольшого количества систем насекомых и ракообразных. Защелки найти труднее, чем пружины, потому что механизм защелки обычно находится внутри тела животного, в отличие от легкодоступных пружин, сделанных из внешней кутикулы ракообразных или экзоскелета насекомых.К сожалению, рассечение разрушает хрупкие системы пружин и защелок, что затрудняет определение того, как они работают в живых организмах, объяснил Грегори Саттон, исследователь биомеханики и инженер из Бристольского университета. Обычно исследователи делают вывод о существовании защелки по внезапному высвобождению энергии из идентифицированной пружины. «Что-то должно переключить систему из режима, в котором мышцы растягивают пружины, в режим, в котором пружина отскакивает и приводит в действие это огромное движение», — сказал Саттон.

Первой была обнаружена защелка у кузнечиков, описанная в 1977 году Уильямом Джеймсом Хейтлером из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии. Кузнечики используют так называемую геометрическую защелку: противоположные мышцы ноги работают парами. Во-первых, когда нога полностью согнута, большая мышца ноги нагружает пружину, а меньшая мышца стабилизирует коленный сустав. Слегка перемещая сустав, малая мышца затем вызывает изменение момента руки двух мышц и запускает неконтролируемое вращение сустава, вызывая прыжок.

Движение мимо идеализированных пружин

Хотя системы пружин и защелок, которые используют маленькие существа, изучались десятилетиями, в их понимании учеными имеется серьезная слабость. «До сих пор мы в основном относились к пружинным системам как к неограниченным в их способности накапливать энергию и высвобождать энергию», — пояснил Робертс. Это приемлемое предположение, когда масса задействованных пружин незначительна по сравнению с массой тела. Но механическое ограничение на любую пружину заключается в том, что, когда она разряжает энергию, она должна перемещать свою собственную массу, что неизбежно снижает выходную силу пружины таким образом, чтобы она была пропорциональна скорости движущегося объекта, сказал Робертс.Для небольших систем масса пружины часто становится заметной частью общей массы, и ее необходимо учитывать.

Защелки

также были смоделированы идеализированным образом, как будто они мгновенно освобождают пружины. Но скорость, с которой защелка высвобождает энергию, накопленную в пружине, оказывается важной: она определяет, насколько быстро может ускоряться нагрузка на пружину, сказал Ричардс. Если животные ограничены в том, как быстро они могут освободить защелки в своих биомеханических системах, их производительность также будет ограничена.

В статье Science от 26 апреля междисциплинарная группа инженеров, физиков, физиологов, исследователей биомеханики и материаловедов представила новую теоретическую модель, которая явно использует эти реальные (а не идеализированные) свойства мышц, защелок и пружин. и математически описывает, как свойства этих компонентов должны быть согласованы друг с другом для оптимизации производительности.

«Для меня главным прорывом здесь является то, что теперь мы можем следовать по пути силы», — сказала Шейла Патек, старший автор статьи и доцент Университета Дьюка, изучающая механику движения.«Мы можем видеть, какие системы должны управляться пружиной и защелкой, а какие не выиграют от этого, и мы можем гораздо лучше справиться с классическим масштабированием [проблемами] в биологии, которые до этого не имели смысла».

Креветки-богомолы и роботы

Patek с 2002 года изучает поведение и биомеханику креветок-богомолов, также известных как расщепляющие пальцы. неосторожный человек-обработчик).

«Мы [люди] можем серьезно ударить по раковине улитки двумя зубочистками всю оставшуюся жизнь и никогда не сломать раковину улитки, верно?» — сказал Патек. Тем не менее, как она и ее коллеги показали, креветки-богомолы могут это делать благодаря системе защелок и пружин, приводящих в действие его когти. Мышца нагружает сопротивление пружине хитинового экзоскелета, которая удерживается на месте с помощью еще не характерной защелки. Затем защелка освобождается, и пружина разгоняет молот наружу со скоростью до 30 метров в секунду.«Их удар похож на ускорение пули в [стволе] пистолета (105 м / с2)», — пояснил Патек в электронном письме.

Поскольку биологи были настолько сосредоточены на том, что мышцы могут и что не могут делать, они в значительной степени пренебрегли самой пружиной, объяснил Патек. «Нам нужно посмотреть, как этот материал ведет себя, когда он толкает молоток, и, конечно же, что делает защелка», — сказал Патек. Теперь, когда команда формально изложила эти вопросы в своей статье и есть словарный запас, с помощью которого можно поговорить о проблеме, они и другие теперь исследуют разнообразие защелок и пружин в различных биологических и инженерных системах.

Например, другой соавтор статьи Science , инженер-механик Сара Бергбрейтер из Университета Мэриленда, Колледж-Парк, разрабатывает микророботов для различных приложений, включая поиск и спасение (для прохождения через завалы разрушенного здания. после землетрясения, например), исследование космоса и использование в медицине (крошечного робота можно проглотить в таблетке, чтобы взять биопсию кишечного тракта). Всем этим маленьким роботам нужно будет двигаться, прыгать или пробивать дыры с достаточной мощностью.«Идея состоит в том, чтобы использовать некоторые уроки, извлеченные из природы, для улучшения конструкции небольших роботов», — объяснил ведущий автор, Марк Илтон, физик и материаловед из Массачусетского университета в Амхерсте.

Исторически биологические системы превосходили спроектированные, и эта новая модель может открыть дорогу роботам, чтобы наверстать упущенное, по словам Сюзанны Кокс, соавтора и биолога из Университета штата Пенсильвания. По словам Патека, биология очень разнообразна с точки зрения организмов и мест обитания, но у нее нет огромного набора материалов.На протяжении эволюционной истории всего четыре полимерных материала — целлюлоза (в растениях), хитин, коллаген и резилин (эластичный белок, обнаруживаемый у насекомых) — были организованы или сформированы множеством способов, чтобы максимизировать выходную мощность механических систем в живых существах. , она объяснила.

Что касается инженерных наук о полимерах, то это полная противоположность. По словам Патек, у материаловедов есть большой набор материалов в своем арсенале, но они, как правило, не изучали, как соединить эти материалы между собой или придать им форму для достижения оптимальных характеристик.«Разработанный нами фреймворк в основном позволяет вам исследовать пространство дизайна в этих прыжковых системах», — добавил Бергбрайтер.

Правильный размер для правильного трюка

Хотя пружины полезны в биологии, преимущества и недостатки двигателей (для роботов) и мышц (для животных) по сравнению с системами пружин и защелок будут по-разному уравновешиваться в зависимости от размера. В общем, пружины и защелки более выгодны при меньших размерах; их преимущества становятся менее очевидными по мере увеличения нагруженной массы, а инерция делает пружины менее эффективными.

«Когда вы большой, выбор между пружиной и двигателем не так однозначен», — сказал Грегори Савицкий, инженер-биомеханик из Технологического института Джорджии. «Если я большой, я могу добиться от мотора практически той же производительности, что и пружина. Поэтому я мог бы выбрать мотор, потому что он более универсален ». В частности, мотор или мышца дают пользователю больше контроля. «Если вы хотите более тщательно контролировать поток энергии, с этими системами баллистических пружин трудно иметь дело», — пояснил он.

Еще одним недостатком пружин является то, что организмы, которые доводят пружинно-защелки до предела своих возможностей, должны беспокоиться о поломке. Патек отметил, что для креветок-богомолов проблема предотвращения самоуничтожения является серьезной. «Они должны вывести энергию из своего тела [и] постараться, чтобы она не вернулась обратно и не разорвала мышцы ног», — сказала она.

Креветки-богомолы, муравьи-ловчие челюсти, лягушки и другие мелкие животные также должны беспокоиться о том, чтобы сломать пружины. У этих животных есть только один набор пружин и защелок, которые они используют на конечностях на протяжении всей жизни.Сломать пружину могло быть смертельно опасно.

Один из секретов их уловки по предотвращению поломки, по-видимому, заключается в том, что у насекомых есть эластичный белок резилин, который содержится в шарнирах крыльев и трахеальных трубках. Резилин также содержится в кутикулярных пружинах, где он расположен тонкими слоями под хитином. Фактически, многослойность хитина и резилина напоминает конструкцию составных луков лучников сотен лет назад, например, сделанных из рога и дерева или кожи и дерева. «Композитный лук может« противостоять повреждениям и использоваться многократно без потери своих механических свойств », — пояснил Саттон.Слои различных материалов предотвращают распространение любых крошечных трещин, тем самым ограничивая ущерб и давая животному шанс восстановить эти трещины до того, как они станут катастрофическими. Дизайн составных луков был описан в 1545 году Роджером Ашэмом, наставником королевы Елизаветы I и ученым из Кембриджа, отметил Саттон, чей друг-историк впервые заметил сходство между дизайном древних луков и микроструктурой экзоскелетов насекомых.

Поломка становится все более серьезной проблемой, когда организмы становятся меньше.Следовательно, кажется, есть золотая середина в размере тела — ни слишком большая, ни слишком маленькая — при которой животные могут оптимально использовать защелки и пружины. Холдейн в своем эссе обсуждал последствия закона квадрата-куба и относительную эффективность мышц для гипотетических гигантских блох. Но в свете работы Патека и его коллег, реальное ограничение прыгучести блох, похоже, заключается в том, что их крошечные пружины — которые намного меньше, чем, например, у креветок-богомолов, — могут выдерживать лишь такой большой стресс.