Фитнес New life. Том 1. Анатомия и физиология

При выполнении силовых упражнений суставы нижней конечности работают согласованно. Поэтому анализ техники должен учитывать положение таза, бедра, колена, голеностопного сустава и стопы.

Для фитнес-тренера знания об этих структурах необходимы при подборе упражнений, оценке двигательных возможностей, дозировании нагрузки и организации безопасного тренировочного процесса.

Контрольные вопросы

Какие основные суставы входят в состав нижней конечности?

Какие кости образуют тазобедренный сустав?

Почему тазобедренный сустав обладает высокой устойчивостью?

Какие движения возможны в тазобедренном суставе?

Какие связки укрепляют тазобедренный сустав?

Какие анатомические структуры образуют коленный сустав?

Какую функцию выполняют мениски?

Какую роль играют крестообразные связки коленного сустава?

Какие движения являются основными для коленного сустава?

Какие кости образуют голеностопный сустав?

Чем тыльное сгибание отличается от подошвенного?

Какие движения происходят в подтаранном суставе?

Какие кости образуют предплюсну, плюсну и пальцы стопы?

Какие своды выделяют в строении стопы?

Какие структуры участвуют в поддержании сводов стопы?

Какие мышцы обеспечивают разгибание тазобедренного сустава?

Какие мышцы участвуют в разгибании коленного сустава?

Какую роль играют икроножная и камбаловидная мышцы?

Какие суставы участвуют в выполнении приседания?

Почему при подборе упражнений необходимо учитывать индивидуальную подвижность суставов?

Практическое задание

Проанализируйте четыре упражнения: приседание со штангой, становую тягу, выпады и подъёмы на носки.

Для каждого упражнения определите основные работающие суставы, направления движений, участвующие мышечные группы и роль стабилизирующих структур.

Особое внимание уделите взаимодействию тазобедренного, коленного и голеностопного суставов. Объясните, как положение стопы, глубина движения и пропорции тела могут влиять на механику упражнения.

В завершение выберите одно упражнение и подготовьте его анатомический разбор для начинающего занимающегося. Опишите исходное положение, последовательность движения, основные суставные действия и наиболее важные моменты контроля техники.

Цель задания — научиться применять знания об анатомии нижней конечности при анализе силовых упражнений и составлении тренировочных программ.

Основные термины главы

Тазовый пояс — анатомический комплекс, соединяющий нижние конечности с осевым скелетом.

Тазобедренный сустав — многоосный сустав, образованный головкой бедренной кости и вертлужной впадиной таза.

Вертлужная впадина — углубление тазовой кости, в котором располагается головка бедренной кости.

Вертлужная губа — хрящевая структура, увеличивающая глубину вертлужной впадины.

Коленный сустав — сложный сустав, образованный бедренной и большеберцовой костями и надколенником.

Мениск — внутрисуставная хрящевая структура, участвующая в распределении нагрузки и стабилизации коленного сустава.

Передняя крестообразная связка — связка колена, ограничивающая чрезмерное смещение большеберцовой кости вперёд относительно бедренной.

Задняя крестообразная связка — связка колена, препятствующая чрезмерному смещению большеберцовой кости назад.

Надколенник — небольшая кость, расположенная в сухожилии четырёхглавой мышцы бедра и участвующая в механике разгибания колена.

Голеностопный сустав — соединение костей голени с таранной костью стопы.

Тыльное сгибание — движение стопы в направлении передней поверхности голени.

Подошвенное сгибание — движение стопы вниз, от передней поверхности голени.

Подтаранный сустав — соединение таранной и пяточной костей.

Инверсия — поворот подошвенной поверхности стопы внутрь.

Эверсия — поворот подошвенной поверхности стопы наружу.

Предплюсна — отдел стопы, включающий семь костей.

Плюсна — отдел стопы, образованный пятью плюсневыми костями.

Продольный свод стопы — анатомическая дуга, проходящая вдоль стопы.

Поперечный свод стопы — дугообразная структура, проходящая поперёк стопы.

Большая ягодичная мышца — мощная мышца, участвующая в разгибании и наружном вращении бедра.

Средняя ягодичная мышца — мышца, участвующая в отведении бедра и стабилизации таза.

Четырёхглавая мышца бедра — мышечная группа передней поверхности бедра, обеспечивающая разгибание коленного сустава.

Мышцы задней поверхности бедра — группа мышц, участвующих в сгибании колена и разгибании тазобедренного сустава.

Икроножная мышца — мышца задней поверхности голени, участвующая в подошвенном сгибании стопы и сгибании колена.

Камбаловидная мышца — мышца голени, обеспечивающая подошвенное сгибание стопы.

Глава 10. Сухожилия, связки, фасции и хрящевые структуры

10.1. Общая характеристика соединительных структур

Опорно-двигательный аппарат человека состоит не только из костей, суставов и мышц. Важнейшую роль в его функционировании играют соединительные структуры, которые связывают отдельные анатомические элементы, обеспечивают устойчивость суставов, передают механические усилия и помогают организму переносить физические нагрузки.

К таким структурам относятся сухожилия, связки, фасции и хрящевые ткани. Несмотря на то что все они относятся к соединительным тканям, их строение и функции существенно различаются.

Сухожилия соединяют мышцы с костями и передают усилие, возникающее при мышечном сокращении. Связки преимущественно соединяют кости между собой и участвуют в стабилизации суставов. Фасции образуют соединительнотканные оболочки и перегородки, которые окружают мышцы и другие структуры, обеспечивая их взаимосвязь и скольжение. Хрящевые ткани формируют суставные поверхности и другие анатомические образования, способные выдерживать механическое воздействие.

Для фитнес-тренера понимание этих структур имеет практическое значение. Мышцы могут развивать значительное усилие, однако его передача к костям и устойчивость суставов зависят от состояния сухожилий, связок и других соединительных тканей. Поэтому тренировочная адаптация не ограничивается увеличением мышечной силы и объёма: соединительные структуры также реагируют на физическую нагрузку, хотя их адаптация имеет свои особенности и временные закономерности.

10.2. Сухожилия: строение и функции

Сухожилия представляют собой плотные соединительнотканные образования, которые преимущественно соединяют мышцы с костями. Их основная задача заключается в передаче механического усилия от сокращающейся мышцы к костной структуре, благодаря чему возникает движение в суставе.

Основу сухожильной ткани составляют волокна коллагена, преимущественно коллагена I типа. Они располагаются главным образом параллельно направлению механической нагрузки. Такая организация обеспечивает высокую прочность сухожилия при растяжении.

Между коллагеновыми волокнами располагаются клетки соединительной ткани, прежде всего тендоциты, участвующие в поддержании и обновлении внеклеточного матрикса. В нём также присутствуют вода, протеогликаны и другие компоненты, влияющие на механические свойства ткани.

Строение сухожилия позволяет ему выдерживать значительное натяжение и передавать усилие от мышечного брюшка к месту прикрепления. При этом сухожилие не является абсолютно жёсткой структурой. Оно обладает определённой упругостью и способно незначительно деформироваться под нагрузкой.

Сухожилия могут иметь различную форму и размеры. Одни представляют собой длинные тяжи, другие имеют широкую и уплощённую форму. К последним относятся апоневрозы — широкие сухожильные пластинки, посредством которых мышцы соединяются с костями или другими структурами.

Хорошо известным примером является ахиллово сухожилие. Оно соединяет икроножную и камбаловидную мышцы с пяточной костью и передаёт усилие, необходимое для подошвенного сгибания стопы. Благодаря его работе человек может подниматься на носки, отталкиваться от поверхности при ходьбе, беге и прыжках.

Другой пример — сухожилие четырёхглавой мышцы бедра, которое переходит в связку надколенника и обеспечивает передачу усилия разгибательного аппарата коленного сустава к большеберцовой кости.

10.3. Механические свойства сухожилий

Сухожилия обладают высокой прочностью на растяжение, что позволяет им передавать значительные усилия, возникающие при работе скелетных мышц. Их механические свойства определяются организацией коллагеновых волокон, составом межклеточного матрикса и особенностями расположения ткани.

При воздействии нагрузки сухожилие деформируется. На начальном этапе растяжения расправляются естественные изгибы коллагеновых волокон. При дальнейшем увеличении нагрузки деформация становится более выраженной.

В нормальных физиологических условиях сухожилие способно возвращаться к исходной форме после прекращения нагрузки. Это свойство называется упругостью. Оно имеет большое значение при циклических движениях, например во время бега, прыжков и ходьбы.

Некоторые сухожилия способны накапливать и возвращать часть механической энергии. Особенно заметно это при движениях, связанных с быстрым растяжением и последующим сокращением мышечно-сухожильного комплекса.

Например, во время бега ахиллово сухожилие подвергается растяжению в определённых фазах шага, а затем возвращает часть накопленной упругой энергии. Это помогает сделать движение более экономичным.

Однако способность сухожилия переносить нагрузку имеет пределы. Чрезмерное или слишком быстрое увеличение механического воздействия может привести к повреждению ткани. Поэтому силовая подготовка и упражнения с высокой скоростью выполнения должны вводиться с учётом текущей физической готовности человека.

10.4. Связки: строение и функции

Связки представляют собой плотные соединительнотканные структуры, которые преимущественно соединяют кости между собой. Они располагаются в области суставов и помогают поддерживать их устойчивость.

Основу большинства связок составляет коллагеновая ткань. Волокна коллагена обеспечивают сопротивление растяжению и помогают ограничивать чрезмерные перемещения костей относительно друг друга.

Связки могут располагаться внутри суставной капсулы, вплетаться в её стенки или находиться вне капсулы. Их форма, толщина и направление волокон зависят от анатомического расположения и механических задач конкретного сустава.

Основная функция связок заключается в пассивной стабилизации суставов. Они помогают ограничивать движения за пределами физиологической амплитуды и препятствуют чрезмерным смещениям суставных поверхностей.

Например, крестообразные связки коленного сустава участвуют в контроле взаимного положения бедренной и большеберцовой костей. Коллатеральные связки помогают ограничивать чрезмерные боковые смещения колена.

В плечевом суставе связки участвуют в поддержании устойчивости суставного комплекса, однако его стабильность в значительной степени зависит также от суставной губы, капсулы и окружающих мышц.

Связки не являются самостоятельными двигательными структурами. Они не создают активное движение подобно мышцам, но обеспечивают необходимые механические ограничения и помогают суставу сохранять функциональную устойчивость.

10.5. Отличия сухожилий от связок

Сухожилия и связки имеют сходное соединительнотканное происхождение и содержат большое количество коллагеновых волокон. Однако их анатомическое назначение различается.

Сухожилие преимущественно соединяет мышцу с костью и передаёт усилие, возникающее при мышечном сокращении. Связка преимущественно соединяет кости между собой и участвует в стабилизации сустава.

Например, ахиллово сухожилие передаёт усилие мышц голени на пяточную кость. Передняя крестообразная связка коленного сустава помогает контролировать взаимное положение бедренной и большеберцовой костей.

Для тренера важно не смешивать эти понятия. Боль в области сухожилия и боль в области связки могут иметь разные причины и требовать различного медицинского обследования. По характеру ощущений самостоятельно устанавливать диагноз нельзя.

10.6. Фасции: организация и функции

Фасции представляют собой соединительнотканные оболочки и пластины, которые окружают мышцы, группы мышц, органы и другие анатомические структуры. Они формируют пространственную организацию тканей и обеспечивают их взаимосвязь.

В зависимости от расположения и строения выделяют поверхностные и глубокие фасциальные структуры. Поверхностная фасция связана с подкожной соединительной тканью. Глубокая фасция образует более плотные оболочки, окружающие мышцы и мышечные группы.

Глубокие фасции могут формировать межмышечные перегородки, которые разделяют мышечные пространства и служат местами прикрепления некоторых мышц. В отдельных областях они также участвуют в образовании удерживателей сухожилий, помогающих сохранять их положение при движении.

Фасциальные структуры не являются просто пассивной упаковкой мышц. Они участвуют в передаче механического напряжения между соседними тканями, обеспечивают условия для скольжения анатомических структур и содержат нервные окончания, участвующие в восприятии механических и других воздействий.

Мышцы и окружающие их фасциальные оболочки функционируют совместно. При сокращении мышцы меняется натяжение окружающих соединительных тканей, а движение одной анатомической области может сопровождаться изменением механического напряжения в соседних областях.

Для фитнес-тренера это важно при понимании сложных двигательных действий. Движение не всегда можно объяснить работой одной отдельной мышцы: в нём участвуют целые функциональные комплексы, включающие мышцы, сухожилия, фасции и суставные структуры.

10.7. Хрящевые ткани: строение и разновидности

Хрящевая ткань относится к разновидностям соединительной ткани и обладает упругими механическими свойствами. Она формирует суставные поверхности, поддерживает форму некоторых анатомических структур и помогает переносить давление и другие виды механического воздействия.

Основу хрящевой ткани составляет внеклеточный матрикс, содержащий коллагеновые волокна, протеогликаны и большое количество воды. В матриксе располагаются хондроциты — специализированные клетки, которые поддерживают его состав и участвуют в обменных процессах хрящевой ткани.

В отличие от большинства других тканей организма, хрящ не содержит собственных кровеносных сосудов. Питательные вещества поступают к хондроцитам преимущественно путём диффузии из окружающих тканей. В суставном хряще важную роль в питании играет синовиальная жидкость.

Выделяют три основные разновидности хрящевой ткани: гиалиновую, эластическую и волокнистую.

Гиалиновый хрящ является наиболее распространённым. Он покрывает суставные поверхности костей, участвует в формировании рёберных хрящей и присутствует в некоторых структурах дыхательной системы. Суставной гиалиновый хрящ обеспечивает гладкую поверхность для движения суставных элементов и помогает распределять механическую нагрузку.

Эластический хрящ содержит большое количество эластических волокон, благодаря которым обладает повышенной гибкостью. Он встречается, например, в ушной раковине и надгортаннике.

Волокнистый хрящ отличается высоким содержанием плотных коллагеновых волокон и хорошо приспособлен к восприятию значительных механических воздействий. Он присутствует в межпозвоночных дисках, лобковом симфизе и менисках коленного сустава.

Для фитнес-тренера особенно важно понимать особенности суставного хряща, поскольку именно он участвует в передаче и распределении нагрузки внутри синовиальных суставов.

10.8. Суставной хрящ и его функции

Суставной хрящ покрывает контактирующие поверхности костей в большинстве синовиальных суставов. Его основная задача заключается в создании гладкой поверхности, обеспечивающей движение суставных элементов с минимальным сопротивлением.

Хрящевой слой помогает распределять механическую нагрузку по площади суставной поверхности и снижать концентрацию давления на отдельных участках. Благодаря содержанию воды и особенностям внеклеточного матрикса суставной хрящ способен деформироваться под нагрузкой и частично восстанавливать форму после её уменьшения.

Суставной хрящ не имеет собственных кровеносных сосудов и нервных окончаний. Поэтому непосредственно хрящевая ткань не обладает обычной болевой чувствительностью. Боль в области сустава может быть связана с другими структурами, включая синовиальную оболочку, капсулу, связки, субхондральную кость и окружающие ткани.

Питание суставного хряща происходит преимущественно за счёт обмена веществ с синовиальной жидкостью. Изменение нагрузки во время движения способствует перемещению жидкости и обмену веществ между хрящом и окружающей средой.

Синовиальная жидкость также выполняет смазывающую функцию, уменьшая трение между суставными поверхностями. Она образуется с участием синовиальной оболочки, выстилающей внутреннюю поверхность суставной капсулы, за исключением участков, покрытых суставным хрящом.

Для нормального функционирования суставного хряща важны как механические условия, так и общее состояние сустава. Длительная чрезмерная нагрузка, травматические воздействия и некоторые заболевания могут отрицательно влиять на его состояние.

10.9. Межпозвоночные диски и другие хрящевые образования

Хрящевые структуры присутствуют не только в суставах конечностей, но и в других отделах опорно-двигательного аппарата. Особое значение имеют межпозвоночные диски, расположенные между телами соседних позвонков.

Межпозвоночный диск состоит из наружного фиброзного кольца и внутреннего пульпозного ядра. Фиброзное кольцо образовано преимущественно концентрически расположенными слоями волокнистой хрящевой ткани, а пульпозное ядро содержит большое количество воды и обладает гелеобразными свойствами.

Межпозвоночные диски обеспечивают связь между телами позвонков, участвуют в распределении механической нагрузки и позволяют позвоночнику сохранять необходимую подвижность.

При воздействии нагрузки форма диска изменяется. Он участвует в передаче и распределении давления, возникающего при движениях туловища, удержании поз и выполнении физических упражнений.

Другим примером хрящевых образований являются мениски коленного сустава. Они представляют собой структуры из волокнистого хряща, которые располагаются между бедренной и большеберцовой костями. Мениски помогают улучшать соответствие суставных поверхностей и распределять нагрузку.

Суставные диски и суставные губы также являются важными элементами суставного комплекса, однако их строение и функции отличаются от обычного суставного хряща. Например, суставная губа увеличивает глубину суставной впадины, а суставной диск может разделять суставную полость на отдельные пространства.

Таким образом, хрящевые образования выполняют различные задачи в зависимости от своего расположения. Их общая особенность заключается в способности обеспечивать механическую поддержку, распределять нагрузку и участвовать в организации движений.

10.10. Адаптация соединительных тканей к физическим нагрузкам

Соединительные ткани реагируют на механические воздействия, возникающие во время физической активности. Регулярная нагрузка может вызывать структурные и функциональные изменения в сухожилиях, связках и других соединительных образованиях.

Однако адаптация этих тканей отличается от адаптации скелетных мышц. Мышечная ткань способна относительно быстро изменять силу и объём под воздействием тренировок. Сухожилия и связки также адаптируются, но процессы обновления их внеклеточного матрикса и изменения механических свойств могут происходить медленнее.

При силовых тренировках сухожилия испытывают растягивающее воздействие. Достаточная и постепенно увеличиваемая нагрузка может стимулировать процессы ремоделирования коллагенового матрикса и способствовать повышению механической устойчивости ткани.

Связки также испытывают механическое напряжение при движениях суставов. Их адаптация зависит от характера нагрузки, её величины, частоты и индивидуальных особенностей человека.

Фасциальные структуры участвуют в передаче механических усилий и изменении напряжения между тканями. Их функциональные свойства также зависят от двигательной активности и общего состояния соединительной ткани.

Хрящевая ткань имеет ограниченные возможности восстановления по сравнению с хорошо кровоснабжаемыми тканями. Особенно это относится к суставному хрящу, который не содержит собственных кровеносных сосудов. Поэтому нельзя рассчитывать на быстрое восстановление повреждённого суставного хряща только за счёт тренировок.

Для тренера важно понимать, что укрепление мышц не означает автоматического и мгновенного укрепления всех соединительных структур. Повышение тренировочной нагрузки должно происходить постепенно, с учётом текущей подготовленности и переносимости упражнений.

10.11. Влияние тренировочной нагрузки на сухожилия и связки

Силовые упражнения создают механическое напряжение не только в мышцах, но и в сухожилиях, через которые передаются мышечные усилия. Чем выше сила, развиваемая мышцей, тем большее натяжение может возникать в соответствующем сухожилии.

При правильно организованных тренировках соединительные ткани получают стимул для адаптации. Для этого необходимы достаточная интенсивность воздействия, регулярность занятий и время на восстановление.

Особенно важно учитывать скорость увеличения нагрузки. Резкое повышение рабочего веса, объёма тренировок или частоты высокоинтенсивных упражнений может привести к тому, что способность тканей переносить нагрузку окажется ниже предъявляемых требований.

Отдельное значение имеют упражнения с высокой скоростью выполнения, прыжки и другие действия, в которых возникают значительные и быстро меняющиеся механические усилия. Они предъявляют повышенные требования к мышечно-сухожильному комплексу.

В тренировочной практике необходимо учитывать не только абсолютную величину нагрузки, но и её характер. Медленные силовые движения, динамические упражнения, прыжковые действия и продолжительная циклическая работа создают разные механические условия для соединительных тканей.

При этом универсальной схемы укрепления сухожилий и связок не существует. Выбор упражнений и параметров нагрузки должен соответствовать тренировочному опыту, состоянию занимающегося и поставленным задачам.

10.12. Восстановление и ограничения соединительных тканей

Соединительные ткани обладают способностью к обновлению и восстановлению, однако скорость этих процессов зависит от типа ткани, степени повреждения, кровоснабжения, возраста и других индивидуальных факторов.

Сухожилия имеют относительно ограниченное кровоснабжение по сравнению со скелетными мышцами. Поэтому восстановление после значительного повреждения может занимать продолжительное время.

Связки также способны к заживлению, однако результат зависит от расположения и характера повреждения. Некоторые связки имеют более благоприятные условия для восстановления, чем другие. При серьёзных повреждениях может потребоваться медицинское лечение и специализированная реабилитация.

Фасциальные ткани обладают способностью к ремоделированию, однако их состояние нельзя оценивать только по ощущениям растяжения или напряжения. Дискомфорт в определённой области не позволяет достоверно определить, какая именно структура является его источником.

Суставной хрящ обладает ограниченными возможностями восстановления. При этом его состояние зависит от механической нагрузки, питания, состояния суставных поверхностей и других факторов.

Тренеру необходимо понимать различия между обычной мышечной усталостью, кратковременным дискомфортом и симптомами, которые могут указывать на повреждение соединительных структур. При появлении стойкой боли, отёка, выраженного ограничения движения или ощущения нестабильности необходимо прекратить провоцирующую нагрузку и рекомендовать медицинское обследование.

Тренировочная программа не должна подменять лечение и реабилитацию. После травм и медицинских вмешательств возвращение к физической активности должно осуществляться с учётом рекомендаций профильного специалиста.

10.13. Значение знаний о соединительных тканях для фитнес-тренера