Изгибы позвоночника человека обеспечивают ему прямохождение
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 октября 2016; проверки требуют 16 правок.
Переход гоминид к прямохождению начался от четырёх до семи миллионов лет назад[1][2]. Этот переход привёл к морфологическим изменениям в скелете человека, в том числе к изменениям размера и расположения костей стопы, размера и формы тазобедренного и коленного суставов, длины и формы ног, а также формы позвоночника. Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений[3].
Энергетическая эффективность[править | править код]
Прямохождение человека на 75 % более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырёх, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению[4].
Изменения скелета[править | править код]
Стопа[править | править код]
Переход к прямохождению привёл к развитию увеличенного пяточного отдела стопы, необходимого для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличившейся массы тела[5]. Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах, располагавшийся у ранних гоминид так же, как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами[6]. Кроме того, образовался свод стопы в отличие от плоских стоп других гоминид[6]. Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения[1][7].
Бедро[править | править код]
Тазобедренный сустав человека существенно больше[прояснить], чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса[6]. Эти[какие?] изменения приблизили позвоночник к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении[8] и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе[6][1][9].
Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом крылья подвздошной кости расположились горизонтально. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Крестец также увеличился в ширину, что привело к увеличению диаметра родового канала и облегчило роды. Седалищные кости увеличились, что улучшило крепление связок, поддерживающих брюшную полость при прямохождении.
Колено[править | править код]
Коленные суставы увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела[6]. Угол разгибания колена (угол между бедром и голенью, образуемый при ходьбе) уменьшился. Изменение формы коленного сустава позволило уменьшить потери энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении[1][6].
Конечности[править | править код]
Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, необходимое при ходьбе, передаётся от мышц ног через лодыжку. Длинные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперёд другой ноги для следующего шага[6].
Верхние (передние) конечности, исключённые из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами[10]. Это привело к снижению относительной силы верхних конечностей человека по сравнению с другими гоминидами[11][12][13]. С переходом к прямохождению увеличилась роль ягодичных мышц, ставших одной из самых крупных мышц в организме человека. У шимпанзе эти мышцы намного меньше, что доказывает важную роль этой группы мышц в прямохождении. Ягодицы также препятсуют опрокидыванию корпуса вперёд во время бега[9].
Череп[править | править код]
Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Кроме того, плоская форма человеческого лица помогает сохранять равновесие черепа на затылочных мыщелках, благодаря чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровных дуг, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате у человека мышцы лба используются исключительно для мимики[10].
Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад[прим. 1]. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тысяч лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника – шимпанзе[14].
Позвоночник[править | править код]
С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) – вперёд. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперёд, что требовало бы гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия[8]. Наличие же двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями[6], что даёт экономию энергии при ходьбе[1].
Последствия[править | править код]
Даже с учётом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаётся слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата[15]. Так, у большого числа людей с возрастом начинаются проблемы с поясничным отделом позвоночника и коленными суставами: по некоторым данным, боль в пояснице является ведущей причиной потерянных рабочих дней[16]. Артрит стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: учёные обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей[16][прим. 2]. Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения[6].
Предполагается, что в результате перехода к прямохождению таз женщин должен был сузиться, чтобы они могли передвигаться на двух ногах. Из-за этого родовой канал изогнулся, что усложнило процесс рождения детей. Также в результате увеличения объема головного мозга у младенцев, которых они вынашивали, увеличилась голова, усложняя процесс их прохождения через и без того узкие родовые пути. Роды стали очень болезненными и опасными. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн (англ.)русск. назвал эту теорию «акушерской дилеммой (англ.)русск.»[17][18].
Однако в последнее время эта теория оспаривается некоторыми учёными. Они утверждают, что в ранних обществах охотников-собирателей роды не были тяжёлыми. Однако после перехода людей к земледелию произошли изменения в строении тела людей: земледельцы, как свидетельствуют археологические находки, были значительно ниже ростом, чем охотники-собиратели. При этом чем меньше рост женщины, тем более узкие у нее бедра, то есть переход к земледелию усложнил процесс деторождения. С другой стороны, более богатый углеводами рацион земледельцев привёл к тому, что младенцы в утробе матери начали быстрее набирать вес, а большого ребенка родить гораздо труднее[17].
См. также[править | править код]
- Смещение позвонка
Примечания[править | править код]
Примечания
- ↑ По результатам последних исследований, развитие мозга гоминид было вызвано необходимостью адаптации к глобальным изменениям климата.
- ↑ Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал Уилтон Крогман[en], специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951).
Сноски
- ↑ 1 2 3 4 5 Kondō, Shirō (1985)
- ↑ Staff (August 14, 2016)
- ↑ Kwang Hyun, Ko (2015).
- ↑ Rodman, Peter S.; McHenry, Henry M. (1980).
- ↑ Harcourt-Smith, W.E.H.; Aiello, L.C. (2004)
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990)
- ↑ Lar B, Lovejoy CO (March 1989)
- ↑ 1 2 Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al
- ↑ 1 2 Lovejoy CO (November 1988)
- ↑ 1 2 Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed
- ↑ Ruff Christopher (October 2003)
- ↑ Thorpe SK, Holder RL, Crompton RH (June 2007)
- ↑ Saladin, Kenneth S. «Chapter 8.»
- ↑ Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007)
- ↑ Тейлор, 2016, с. 114.
- ↑ 1 2 Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008)
- ↑ 1 2 Почему роды – это так тяжело и опасно
- ↑ Почему роды в древности проходили намного легче?
Литература[править | править код]
- Джереми Тейлор. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией = Jeremy Taylor “Body by Darwin: How Evolution Shapes Our Health and Transforms Medicine”. – М.: Альпина Паблишер, 2016. – 333 p. – ISBN 978-5-9614-5881-7.
- Grabowski M. W., Polk J. D., Roseman C. C. Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism. (англ.) // Evolution : journal. – Wiley-VCH, 2011. – Vol. 65, no. 5. – P. 1336-1356. – doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x. – PMID 21521191.
- Crompton R. H., Sellers W. I., Thorpe S. K. Arboreality, terrestriality and bipedalism. (неопр.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.. – 2010. – Т. 365, № 1556. – С. 3301-3314. – doi:10.1098/rstb.2010.0035. – PMID 20855304.
Ссылки[править | править код]
- Human line (Interactive) – Smithsonian (August 2016).
Источник
Позвоночник человека – это сложная структура, правильная работа которой зависит от многих факторов. Это основа скелета, самая важная часть опорно-двигательного аппарата. Позвоночник не только защищает спинной мозг от травм, он поддерживает тело в вертикальном положении и обеспечивает прямохождение. Но для этого важна слаженная работа мышц спины, а также правильное положение позвонков.
Основу скелета человека называют позвоночным столбом, но на самом деле он не является прямым. Иначе при любом резком движении или прыжке была бы неизбежна травма позвонков или растяжение мышц. Поэтому он имеет особую форму. Естественные изгибы позвоночника обеспечивают функции амортизации и защищают позвонки от истирания. Волнообразная форма позвоночного столба выполняет функции пружины, смягчая все толчки.
Функции изгибов
Позвоночник человека состоит из 33-35 позвонков. Они соединены с помощью эластичных межпозвоночных дисков и мышц. Такое строение обеспечивает подвижность и гибкость позвоночнику, возможность совершать множество разных движений, принимать разные положения тела, приспосабливаться к особенностям мебели или профессиональной деятельности. А благодаря тому, что одновременно работают мышцы сгибатели и разгибатели, тело человека может поддерживать вертикальное положение длительное время.
Все позвонки составляют пять отделов позвоночника: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Они связаны с внутренними органами и кроме их защиты обеспечивают нормальное их функционирование благодаря правильному положению. Изменение формы позвоночника может нарушить слаженную работу организма.
Благодаря правильному положению каждого позвонка обеспечивается нормальное кровоснабжение головного мозга, своевременное прохождение нервных импульсов и слаженная работа опорно-двигательного аппарата. Но функции позвоночного столба не только в этом. Его волнообразная форма служит амортизатором, смягчая каждый толчок и защищая позвонки от травм, а головной мозг от сотрясения.
Основная функция позвоночника – это амортизация всех движений, которая обеспечивается его особым строением
Естественные изгибы
Если посмотреть на спину здорового человека сбоку, можно увидеть, что позвоночный столб не прямой, а волнообразный. Это не признак какой-то патологии, на самом деле – это естественные изгибы, которые и обеспечивают позвоночнику функции амортизации. Благодаря такому положению он может сжиматься, гася высокие нагрузки и защищая головной мозг от сильных сотрясений.
Не все знают, сколько изгибов имеет здоровый позвоночник человека. Большинство замечает только прогиб вперед в пояснице. Но на самом деле естественных изгибов должно быть четыре. Два из них – это прогиб вперед, называемый лордозом, а два – кифозы или прогиб назад. Они чередуются, обеспечивая позвоночнику волнообразную форму.
- Естественный шейный лордоз представляет собой выгибание позвоночного столба кпереди в области шеи.
- Далее позвоночник образует выпуклость назад – грудной кифоз.
- В области поясницы позвоночный столб снова изгибается вперед. Это поясничный лордоз.
- Крестцовый отдел выдерживает всю массу тела человека, распределяя нагрузку и обеспечивая связь между нижними конечностями и позвоночником. Для лучшего сохранения равновесия он образует прогиб назад. Это крестцовый кифоз.
Благодаря такой форме позвоночник может выдерживать огромные нагрузки. Его гибкость и упругость обеспечивают человеку возможность выполнять самую разнообразную деятельность. Если сравнить его с бетонным столбом такой же толщины, то позвоночник может выдержать нагрузку в 18 раз большую. Именно поэтому так важно, чтобы он имел 4 изгиба, являющиеся отличительной особенностью только человеческого скелета.
Естественные изгибы позвоночника человека заметны при взгляде на него сбоку
Формирование
Такая форма позвоночника человека образуется не сразу. Рождается ребенок всего с одним физиологическим изгибом – крестцовым. Он обеспечивает правильное соединение позвоночного столба с костями таза. Но все остальные изгибы формируются позже. Грудному ребенку, который большую часть времени проводит в горизонтальном положении, они еще не нужны. Естественную форму с 4 изгибами позвоночник принимает только к 7 годам, а полное формирование скелета заканчивается в 25 лет.
Физиологические лордозы и кифозы образуются не одновременно. Их формирование связано с особенностями развития малыша на первом году жизни. Сначала идет образование лордоза в шейном отделе. Постепенно позвоночник здесь изгибается вперед, когда малыш учится поднимать и держать головку из положения лежа на животе.
Следующим шагом в развитии скелета ребенка становится возможность сидеть. Для смягчения нагрузок в таком положении необходимо наличие изгиба позвоночника назад в грудном отделе. Этот физиологический кифоз начинает формироваться примерно в 4-5 месяцев и окончательно принимает нужную форму примерно к году. Поэтому нельзя рано высаживать ребенка, так как это может нарушить естественное развитие скелета.
Также врачи не рекомендуют ставить малыша на ножки, пока он сам не начнет вставать. Для сохранения равновесия в вертикальном положении и правильного распределения нагрузки необходим изгиб позвоночника вперед в области поясницы, а он начинает формироваться примерно к концу первого года жизни. И только в 7 лет позвоночник ребенка приобретает естественную форму. Но так как мышцы еще слабые, а кости растут, окончательное формирование естественных изгибов заканчивается к 25 годам.
Чтобы позвоночник был гибок, правильно выполнял свои функции и обеспечивал нормальную работу всему организму, очень важно на первом году жизни следить за правильным формированием его изгибов. Родители обязательно должны знать, как правильно брать и переворачивать малыша. Слабость мышц и связок новорожденного ребенка может быть причиной того, что неосторожное движение взрослого приведет к смещению или повреждению позвонков. Особенно важно в течение первого месяца при поднятии на руки поддерживать головку малыша, причем делать это нужно так, чтобы одна рука придерживала и грудной, и шейный отдел.
Очень важно также не пытаться усадить ребенка или поставить его на ножки раньше, чем нужно. Естественный прогиб в пояснице формируется дольше всего, поэтому в вертикальном положении ему лучше находиться как можно меньше. Развитие грудного малыша идет постепенно, и искусственное ускорение этого процесса может навредить правильному формированию скелета.
Формирование естественных изгибов идет постепенно на первом году жизни ребенка
Правильная осанка
Не все знают, сколько изгибов имеет здоровый позвоночник, но что такое правильная осанка, знакомо каждому. Ведь она делает человека выше, увереннее в себе, привлекательнее. Хотя именно от наличия правильно сформированных изгибов и зависит осанка или то положение, которое непроизвольно принимает человек в вертикальном положении.
Если позвоночник правильно сформирован и есть все естественные изгибы, это можно определить по таким признакам:
- подбородок немного приподнят, глаза смотрят перед собой;
- плечи немного опущены и отведены назад;
- плечи и лопатки находятся на одном уровне;
- живот подтянут.
Формировать правильную осанку нужно начинать с детства
Деформации позвоночника
Вследствие воздействия внешних факторов, неправильного положения тела или некоторых внутренних причин, естественные изгибы позвоночника принимают неправильную форму. Они могут сглаживаться или, наоборот, усиливаться. При увеличении физиологического лордоза или кифоза эти названия обретают другой смысл. Они становятся определением болезней, характеризующихся искривлением позвоночника. Кроме того, деформация может происходить в боковой плоскости, что также неестественно для организма.
Из-за того, что скелет человека устроен очень сложно, а на правильное его функционирование влияют множество факторов, существует несколько разновидностей деформаций:
- патологический кифоз;
- патологический лордоз;
- сколиоз;
- плоская спина.
Считается, что нарушение естественной формы позвоночного столба есть у каждого второго человека. Это связано с малоподвижным образом жизни современных людей и с повышенными нагрузками на опорно-двигательный аппарат.
Существует несколько разновидностей патологических изгибов позвоночника
Кифоз
Когда неправильно формируется грудной изгиб позвоночника, на спине образуется сильно заметный горб. Такое состояние еще называют сутулостью или кифозом. Сильный изгиб в этом месте может развиться из-за регулярного сидения в согнутом положении, а также вследствие перенесенных в детстве патологий, например, рахита.
Кроме круглой спины у человека с кифозом можно заметить опущенные плечи, выпяченный и отвисший живот. Из-за деформации грудного отдела может быть нарушена работа органов дыхания, а также кровообращение.
Лордоз
Такому патологическому искривлению подвергаются шейный и поясничный отделы позвоночника. Усиление прогиба вперед может произойти вследствие длительного сидения в одном положении, наличия остеохондроза или других патологических процессов. На поясничный отдел также негативно влияют повышенные физические нагрузки и лишний вес.
Такое искривление позвоночника приводит к деформации всего тела человека. У него выпячивается живот, плечи выдвигаются вперед, грудная клетка уплощается. Страдают также нижние конечности, в частности, могут деформироваться колени. Из-за таких изменений кроме болей в спине может нарушаться работа всех внутренних органов.
Сколиоз
Но наиболее известная деформация – это сколиоз. Так называется искривление позвоночника в боковой плоскости. Это нарушение естественных изгибов является приобретенным, ведь в этом направлении здоровый позвоночник должен быть прямым. Сколиоз чаще всего развивается в детстве или подростковом возрасте из-за неправильной осанки. Если ребенок мало двигается, много сидит за столом, носит тяжелые учебники в сумке на одном плече или же имеет лишний вес, его позвоночник искривляется.
Неестественное сгибание позвоночника в боковой плоскости может также появиться у взрослых людей вследствие перенесенных травм или регулярных ассиметричных нагрузок на спину. Малоподвижный образ жизни современного человека приводит к ослаблению мышц, которые не могут поддерживать естественные изгибы позвоночника.
В детском возрасте из-за слабости мышц спины позвоночник часто искривляется в боковой плоскости
Плоская спина
Если естественные изгибы позвоночника сглаживаются, спина человека становится прямой. При этом скелет утрачивает свои амортизационные функции, вследствие чего нарушается работа всех органов. Исчезнуть может один или несколько изгибов. В соответствии с этим различают несколько видов патологии: плоская спина, плоско-вогнутая или плоско-выпуклая.
Такое положение приводит к развитию остеохондроза, спондилеза, артроза суставов ног, плоскостопия. Кроме того, развиваются вегетативные нарушения, появляются частые головные боли, повышенная утомляемость.
Причины деформаций
Несмотря на то, что позвоночник человека обладает большим запасом прочности, а его физиологические изгибы обеспечивают распределение нагрузки равномерно на все отделы, различные деформации встречаются сейчас очень часто. Связано это не только с неправильным формированием осанки у ребенка. Очень многие факторы могут изменить естественное положение позвоночника.
Причинами таких деформаций могут стать:
- слабость мышечного корсета;
- неправильное положение тела во время сна;
- аномалии внутриутробного развития скелета и соединительных тканей;
- недостаток кальция и витамина Д;
- перенесенные в детстве рахит, полиомиелит;
- дегенеративно-дистрофические процессы;
- травмы или регулярные повышенные нагрузки;
- заболевания опорно-двигательного аппарата: ревматоидный артрит, остеопороз, артроз.
Чтобы сохранить правильную форму позвоночника, нужно укреплять мышечный корсет спины
Последствия деформаций
Неправильное формирование изгибов позвоночника негативно отражается на работе всего организма. Если нарушаются амортизационные функции, сильно возрастает нагрузка на межпозвоночные диски и суставы конечностей. Это приводит к возникновению остеохондроза, грыжи дисков, артроза и других патологий. Кроме того, деформация позвоночника может привести к сдавливанию внутренних органов и к нарушению их работы.
Пока тело молодо, положение еще можно исправить. Но с возрастом патология будет все больше прогрессировать, а вернуть позвоночнику его естественное положение будет все сложнее. Поэтому лучше не допустить искривления позвоночного столба и с молодости делать все, чтобы сохранить его естественные изгибы. Для этого важно следить за своей осанкой, особенно при сидении за столом, избегать повышенных нагрузок и укреплять мышечный корсет.
Естественные изгибы позвоночника обеспечивают сохранение равновесия, правильное распределение нагрузки и гибкость движений. Если же его форма нарушена, это приводит не только к сложностям в передвижении, но и к различным заболеваниям. Важно сохранять здоровье позвоночника с детства, чтобы избежать возможных проблем.
Источник