Nemoci bipedalismu. Část I: pohybový aparát | Pikabu

Pohyb (lokomoce) většiny obratlovců je primárně spojen s končetinami, které dosahují plného vývoje u suchozemských forem a zvedají tělo nad zem. V tomto případě končetiny zaujímají svislou polohu.

Prototypem končetin obratlovců jsou párové ploutve ryb, které se skládají z chrupavčitých paprsků a představují jednoduchou ohebnou páku vytvořenou pod vlivem pohybu v kapalném prostředí. U suchozemských živočichů se v důsledku existenčních podmínek ploutev transformuje na pětiprstou končetinu.

Kostra končetin se skládá ze dvou částí: kostry volné končetiny a tzv. pletenců horních a dolních končetin, kterými jsou končetiny připevněny k tělu. Z dorzální části primitivního pletence horní končetiny se tvoří lopatka nesoucí jamku pro spojení s kostrou volné horní končetiny; z ventrální části vzniká korakoid, který u obojživelníků, plazů a ptáků sousedí s hrudní kostí. Kraniálně od korakoidu se nachází další výběžek – prokorakoid, který je nahrazen kožní kostí, která se na jeho místě vyvíjí – klíční kostí. Ta se spojuje se hrudní kostí a vstupuje do spojení s lopatkou. U viviparních savců je korakoid redukován, ztrácí spojení se hrudní kostí a přirůstá k lopatce v podobě svého zobákovitého výběžku, processus coracoideus. Lopatka je u těchto zvířat vybavena hřebenem pokračujícím do akromia, ke kterému je připevněna klíční kost. Klíční kosti jsou vyvinuty u těch forem savců, jejichž končetiny se mohou pohybovat všemi směry (mnoho hlodavců, netopýrů, opic a lidí). U forem s končetinami, které vykonávají rovnoměrné pohyby v jedné rovině při běhu, plavání atd. (kopytníci, predátoři, kytovci), jsou klíční kosti zcela redukovány.

Pás dolních končetin ve své primitivní podobě je u nižších ryb reprezentován destičkou ležící na břišní straně těla, ke které se připevňují obě zadní ploutve. Hřbetní část laterální poloviny pletence dolních končetin, odpovídající lopatce pletence horních končetin, tvoří u suchozemských obratlovců kyčelní kost; z břišní části vzniká sedací kost (ischium) a stydká kost (pubicum), homologní s korakoidem a prokorakoidem. Všechny tři části nejsou od sebe odděleny, ale jsou spojeny chrupavkou, na jejímž základě vznikají. V místě, kde se sbíhají, se nachází jamka glenoid pro spojení s prvním článkem volné končetiny (stehenní kostí).

U dospělých savců všechny tři kosti pletence dolních končetin srostly v jednu pánevní kost, os coxae. Obě pánevní kosti jsou ventrálně spojeny srostnutím, na kterém se u vyšších forem, zejména u opic a lidí, podílejí pouze stydké kosti. Výsledkem je spolu s křížovou kostí nepohyblivý kostěný prstenec – pánev, který slouží jako opora pro zadní (u lidí dolní) pár končetin. Podpůrná role pánve je obzvláště patrná u lidí díky svislé poloze jejich těla.

Kostra volných končetin suchozemských obratlovců prochází v důsledku přechodu na jiný způsob života významnými úpravami, ačkoli radiální struktura charakteristická pro ryby zůstává a je redukována na pět paprsků. Každá končetina se skládá ze tří

Obr. 41. Vývoj kostěných částí lidské nohy (diagram).

/ — původní uspořádání kostních prvků zadní končetiny suchozemského obratlovce: / — stehenní kost; 2 – holenní kost; 3 – fibula; 4 – holenní kost; 5 — střední; 6 – lýtková kost; 7 — centrální; 8 – pět kostí distální řady tarzu; // — prvky tarzu v lidské noze: 9 – intermedium, talus; 10 – fibulární, patní kost; 11 – holenní kost, talus; 12 – centrální, navikulární (noha); 13 – zbývající tarzální kosti.

články, jeden po druhém. První článek, slylopodium, nazývaný humerus (rameno) v předních končetinách a femur (kyčel) v zadních končetinách, se artikuluje s pletencem končetiny; následuje druhý článek, zeugopodium, skládající se ze dvou velkých prvků: radius et ulna v přední končetině a tibia et fibula v zadních končetinách. Třetí článek, autopodium (ruka, noha), se ve své proximální části, basiopodium, skládá z malých prvků a ve své distální části, acropodium, tvoří pět paprsků oddělených od sebe, jejichž volné části se nazývají vlastní prsty.

Všechny části kostry obou párů končetin lze znázornit následovně:

pažní kost, radius, loketní kost

radiale, intermedium, ul-nare, centralia; I, II, III, IV, V karpalie I, II, III, IV, V metacarpalia, falangy

Stylopodium (stylopodium) Zeugopodium Autopodium

Basiopodium (zápěstí, tarsus)

Acropodium (metakarpus, metatarsus a prsty)

Ach, tenhle bipedismus. Kolik problémů přinesla nezbednému dítěti biosféry a kolik šedivých vlasů navíc vpletla do nás všech, bezdomovců a toužících hnědovlasých lidí. Přechod k bipedii vedl ke změnám v těle, které postihly všechny systémy bez výjimky a vůbec ne nejlepším způsobem. Zpočátku stálo čtyřnohé zvíře na dvou nohách v poměrně nevýznamném období podle evolučních standardů – 3 miliony let, v době, kdy podle pozorování specialistů pro vzhled něčeho zásadně nového a dokonalého v navržených podmínkách, netrvá méně než 10-15 milionů let. Co se v těle dělo a k jakým zdravotním problémům to vedlo?

Než však přejdete přímo k diskutované problematice, měli byste se seznámit s pojmem „kludge“. V původním významu se jedná o domácí výrobek z odpadových dílů, který však, i když špatně, plní svou funkci (domácí obdobou je „metoda dendrofekální konstrukce“), neboť jedním ze základních principů evoluce je „bude“. dělat“ a „lepší špatné než nic“ a nové struktury jsou založeny na starých, někdy nejsou určeny k plnění nových funkcí, koncept shluku se mezi evolučními biology stal silnějším. Mnoho systémů lidského těla je jako tento „kludge“, který, i když se vrzáním, plní své funkce. Kvůli velkému množství zranitelností však selhává mnohem dříve, než bychom si přáli. Forenzní antropolog a autor knihy Scars of Human Evolution Wilton Krogman to vyjádřil takto: „My lidé máme monstrózně nedomyšlený, podomácku vyrobený design, takže je zázrak, že se dokážeme hýbat, a to docela obratně.“ Toto hledisko je příliš radikální, ale není neopodstatněné.

Pro začátek bychom se měli zamyslet nad tím, jak se podle biologických standardů změnilo tělo čtyřnohého tvora, který během relativně krátké doby přešel do bipedality.

První a hlavní věc, která vede ke změně stavby pohybového aparátu, je změna těžiště. V současné době se trvale po dvou nohách kromě člověka pohybují pouze ptáci. Ale pouze u lidí je bipedalismus kombinován s absolutně vertikální polohou páteře, kdy váha těla tlačí přímo dolů na pánev a nohy. U zvířat je tedy těžiště umístěno na přední třetině těla, zatímco u lidí se těžiště posunulo níže – téměř do středu těla – přibližně do oblasti kyčelního kloubu. Všechny další změny se točí kolem toho. Vzhledem k tomu, že se při zvažování změn v muskuloskeletálním systému změnila struktura člověka zdola nahoru, od nohou k hlavě, budeme se řídit tímto principem.

Porovnání těžiště u člověka a čtyřnohých primátů. Během těhotenství se těžiště posouvá, což vede k dodatečnému namáhání páteře.

První věc, která se začala měnit ve struktuře kostry těchto dvou tvorů, byly nohy. Pohyb na dvou končetinách vyžadoval tlumení nárazů, což vedlo ke vzniku nožní klenby a změně zatížení kostí chodidla.

Srovnání nohou člověka a primátů

Podle změny chodidel se měnily i dlouhé kosti dolních končetin. U vyšších lidoopů, kteří nepohrdnou používáním dvou nohou, jsou dolní končetiny při pohybu v polokrčené poloze a chodidla a kolena jsou od sebe široce rozmístěna, takže připomínají písmeno „O“. S touto strukturou je pohyb opic na dvou nohách extrémně nemotorný a rovnováha je kompenzována prudkými pohyby paží a těla. U lidí jsou zase kosti dolních končetin rovné, nohy se při pohybu narovnávají a chodidla a kolena jsou blízko u sebe.

K udržení dolních končetin v přímé poloze jsou zapotřebí silné svaly. Mezi extenzorové svaly dolních končetin patří m. quadriceps femoris a gluteus maximus (hmotnostně největší svaly v lidském těle).

Porovnání velikosti m. gluteus maximus u lidí, šimpanzů a koní.

Nárůst svalové hmoty vyžaduje zvětšení kostních základů pro úpon těchto svalů, spolu se změnou polohy těla si to vyžádalo změny stavby pánve: u čtyřnohých zvířat je pánev úzká, vysoká a dlouhá , zatímco u lidí je široká a nízká. Tyto změny postihly i kyčelní kloub, u kterého se prudce prodloužil tzv. kyčelní kloub. krček stehenní kosti.

Srovnání lidské pánve a velké opice (gorila)

Napřímená poloha těla vedla ke změně polohy hlavy, což mělo za následek změnu umístění foramen magnum, která se posunula do středu základny lebeční (u čtyřnohých zvířat se nachází v zadní část základny lebeční a otočená dozadu).

Posun v umístění foramen magnum v linii lidských předků

Kromě toho se zvětšila velikost hlavy, a proto se také zvýšila její hmotnost (v průměru je hmotnost hlavy u člověka 7% tělesné hmotnosti, tj. u dospělého asi 5 kg), nyní to hmota „tlačí“ na páteřní páteř. Kromě toho, aby byl mozek chráněn před otřesem během pohybu, bylo nutné vytvořit systém tlumení nárazů v podobě ohybů páteře. Páteř čtyřnohých zvířat funguje jako oblouk, který spočívá na čtyřech nohách, pod kterými je zavěšen hrudník a břicho. Poté, co člověk přešel na vzpřímenou chůzi, ztratil všechny výhody tohoto designu.

Srovnání páteře opice a člověka

A každá z těchto změn vedla k určitým problémům.

Aby tlumila hlavu během pohybu, měla lidská páteř čtyři ohyby: dvě kyfózy a dvě lordózy. Aby byla zajištěna pohyblivost ve všech rovinách, jednotlivé obratle získaly klínovitý tvar, s užší přední částí a širší zadní částí. Vzhledem k tomu, že maximální zatížení dopadá na bederní páteř a ohyb je zde maximálně důležitý, je zde klínovitý tvar obratlů maximální. Při nadměrné (a někdy i normální) fyzické aktivitě se mohou obratle vzájemně „sklouznout“. Tento stav se nazývá „spondyloptóza“ a je doprovázen silnou bolestí a zhoršenou pohyblivostí a citlivostí. Jedinou možností léčby je chirurgická korekce.

spondyloptóza

Kromě ohýbání zajišťují tlumení nárazů meziobratlové ploténky, respektive jejich nucleus pulposus. Jak si čtenář možná pamatuje, nucleus pulposus je „zbytkem“ notochordu. Tato gelovitá látka změkčuje a tlumí impulsy putující podél páteře. Nucleus pulposus je bohužel uzavřen ve vazivovém prstenci sestávajícím z pojivové tkáně. Věkem podmíněné změny a úrazy vedou ke ztenčení tohoto prstence, což spolu s tvarem obratlů a nestlačitelností tekutiny činí protruzi nucleus pulposus se vznikem intervertebrální kýly téměř nevyhnutelnou. Nejnepříjemnější je, že ve většině případů taková kýla směřuje do páteřního kanálu, kde se nachází mícha, nebo do meziobratlových otvorů, kudy procházejí kořeny míchy. Tlak na tyto struktury vede k vážným neurologickým problémům.

Intervertebrální kýla (výčnělek meziobratlové ploténky)

Samostatným problémem pro vzpřímené tvory je udržování klenby chodidel. U lidí je obvyklé rozlišovat dva podélné a dva příčné oblouky, které zajišťují „vykládání“ a tlumení nárazů. Fungování oblouků je zajištěno přítomností plantární aponeurózy a dlouhých flexorových šlach prstů. Při oslabení vazivového aparátu degenerativními změnami nebo vrozenou nedostatečností pojivové tkáně je primárně narušena tlumicí funkce nohy. Následkem toho je, kupodivu, chronický otřes mozku. Dalším důsledkem je porušení odtoku žilní krve z dolních končetin (ale o tom bude podrobně pojednáno v jiném příspěvku). Porušení funkce vykládky vede ke změně zatížení kostí nohy a výskytu hypertrofických výrůstků kostní tkáně.

Přechod k bipedalismu také znamenal pravděpodobnost určitých zranění. Zlomenina krčku stehenní kosti je tedy charakteristická téměř výhradně pro člověka.

Ale změny spojené se vzpřímenou chůzí se neomezovaly jen na kostru. Umístění vnitřních orgánů se dramaticky změnilo (a s tím je spojena samostatná skupina onemocnění). Jestliže dříve byly zavěšeny na mezenteriích, nyní byly jakoby „naskládané“ – jedna na druhé. To vedlo k prudkému zvýšení nitrobřišního tlaku, který se projevuje v podobě různých typů kýlních výběžků. Faktem je, že ve svalovém rámu, který poskytuje ochranu břišní dutině, byla „slabá místa“, která nebyla patrná v poloze čtyřnožců. Právě těmito „slabými místy“ se obsah břišní dutiny snaží „opustit svůj domov“. Snad každý (nebo téměř každý) zná kýlu přední stěny břišní. Pupeční kýla a kýla bílé linie břicha nejsou neobvyklé. O něco méně časté jsou tříselné a stehenní kýly. V prvním případě herniální vak proniká tříselným kanálem (to se stává častěji u mužů, jejichž tříselný kanál je širší, protože jím prochází spermatická šňůra). Ve druhém přes femorální kanál. Ale málokdo slyšel o bederní kýle, a přesto se to také děje a je přímým důsledkem pasáže. V bederní oblasti jsou dva body zvané Petitův trojúhelník a Lesgaft-Grunfeldův trojúhelník. V některých případech těmito prostory vystupují kýlní výběžky.

Kýly přední břišní stěny – všechny kromě pooperačních – se mohou objevit bez ohledu na úsilí člověka.

Bederní kýly: vlevo – v Petitově trojúhelníku, vpravo v kosočtverci Lesgaft-Grunfeld

Neměli bychom si však myslet, že tato onemocnění lze nalézt pouze u zástupců našeho druhu. Některé z nich lze nalézt u jiných zvířat, ale spíše výjimečně, protože zvíře s takovými problémy nebude schopno ani uniknout predátorovi, ani dohnat kořist, takže nakonec zemře hlady. Selekce proto jedince s problémy tohoto druhu krutě odmítá. Pouze pro člověka, který unikl přímému působení selekce, se tyto nemoci staly skutečnou metlou.

Upřímně řečeno, tento příspěvek by se měl jmenovat „Civilizační choroby“, protože jsou běžnější pro sedavého farmáře než pro lovce a sběrače. Ale zároveň se základní příčinou stal bipedalismus, takže je spravedlivé označovat tyto nemoci právě takovou frází. Těžko najít systém lidského těla, který by nebyl ovlivněn vzpřímeným držením těla, mimo rámec poznámky zůstaly problémy spojené s porodem a kontrolou krevního tlaku. O tom bude časem samostatný podrobný příběh. Nepřepínejte.

Seznam použité literatury:
1. Andronescu A. Anatomie dítěte. – Bukurešť: Meridian, 1970
2. Bužilová A.P. Homo sapiens: Kazuistika / Archeologický ústav RAS. – M.: Jazyky slovanské kultury, 2005
3. Drobyshevsky S.V. Anatomie antropologa. – M.: Petrohrad: ARKHE, Centrum pro humanitární iniciativy, 2019
4. Drobyshevsky S.V. Chybějící odkaz. Kniha druhá: Lidé / Stanislav Drobyshevsky. – M.: Nakladatelství AST: CORPUS, 2017
5. Vícedílná příručka o chirurgii. Svazek VII. Operace břišní stěny, břišních orgánů – žaludku a střev / ed. platný Člen Akademie lékařských věd SSSR prof. A.V. Melnikov a odpovídající člen. Akademie lékařských věd SSSR prof. A.N. Filatová – M.: Medgiz, 1960
6. Zhadenov M.V. Srovnávací anatomie primátů (včetně člověka) / Ed. M.F. Nestrukha – M.: „Vysoká škola“, 1962
7. Vícedílná příručka ortopedie a traumatologie. Ortopedie / Ed. Člen korespondent Akademie lékařských věd SSSR prof. M.V. Volková – M.: Medicína, 1968
8. Operační chirurgie a topografická anatomie. Ed. V.V. – M.: Medicína, 1978
9. Ostroverkhov G.E., Lubotsky D.N., Bomash Yu.M. Kurz operační chirurgie a topografické anatomie – M.: MedGIZ, 1963
10. M.G. Gain, N.K., Lysenkov, V.I. Bushkovich. Anatomie člověka – Petrohrad: Hippokrates, 1999
11. Průvodce operací. Svazek XI. Ed. člen. Korespondent Akademie lékařských věd SSSR, prof. V.D. Chaklina – M. Medicine, 1960
12. M.R. Sapin, G.L. Bilic. Human Anatomy /3. vydání opraveno a rozšířeno/ Svazek I. – M.: GEOTAR-Media, 2012
13. Sergienko V.I., Petrosyan E.A., Frauchi I.V. Topografická anatomie a operační chirurgie: ve 2 svazcích / Pod generální redakcí. Redu akad. RAMS Yu.M.Lopukhina. – 3. vyd., rev. – M.: GEOTAR-Media, 2005. – T. 1
14. Taylor D. Zdraví podle Darwina: Proč onemocníme a jak to souvisí s evolucí / Jeremy Taylor; Za. z angličtiny – M.: Alpina Publisher, 2016
15. Traumatologie a ortopedie. Učebnice pro studenty. vyšší učebnice provozovny / G.M. Kovalevsky, L.L. Silin, A.V., Garkavi a kol.: ed. G.M. Kavalerský. – M. Publishing Center „Academy“, 2005
16. Tonkov V.N. Učebnice anatomie člověka /5. vydání, přepracované/. Svazek I – L.: MEDGIZ, 1953