При изучении естественных движений невозможно рассматривать изолированные сегменты тела или отдельные мышцы. В этих случаях речь идет о сложной системе рычагов, приводимых в движение совместным действием мышечных групп. Любое движение является результатом совместной деятельности мышц трех функциональных категорий:
– мышц-агонистов, которые преодолевают сопротивление и обеспечивают начало движения;
– мышц-антагонистов, которые контрбалансируют и умеряют деятельность предыдущей группы;
– фиксирующих мышц, обеспечивающих стабилизацию элементов скелета.
Движения требуют для своего осуществления включения действий рычагов, в состав которых входит вся костная система человека. В таких случаях формируются сложные механические построения, содержащие несколько последовательных сочленений и сегментов тела, связывающих эти сочленения между собой, т. е. несколько звеньев. Такие построения имеют общее название – артикуляционные (кинематические) цепи. При биомеханическом исследовании артикуляционных цепей выделяют два вида: закрытые и открытые (рис. 3).
Рис. 3. Примеры открытой (а) и закрытой (б) артикуляционных цепей (стрелка указывает направление движения)
Если дистальный конец цепи не подвергается заметному действию внешнего сопротивления, которое ограничивает его движение, то такую цепь называют открытой. В результате свободы движений ей можно сообщить значительную скорость и ускорение (это движения для переноса предметов и манипуляции с ними).
Если дистальный конец встречает внешнее сопротивление, которое ограничивает свободу движений, такую цепь называют закрытой (это движения для поддержания рычагов управления, рукояток). Для преодоления этого сопротивления мышцы должны развивать более или менее значительную силу, что является характерной чертой закрытых цепей.
Сложность движений зависит от количества звеньев в кинематической цепи и мышечных групп, вовлеченных в движение. Различают 5 классов сложности движений:
1) только пальцев руки;
2) пальцев и кисти;
3) пальцев, кисти и предплечья;
4) пальцев, кисти, предплечья и плеча;
5) пальцев, кисти, предплечья, плеча и туловища.
При исследовании движения в суставах используют понятие о степенях свободы движений, которые характеризуют возможности перемещения различных тел в пространстве.
Степени свободы – это направления, в которых данное тело может совершать движения.
Шарнирный механизм может совершать вращение вокруг единственной оси и имеет одну степень свободы движений.
Абсолютно свободное тело имеет 6 степеней свободы движений: три степени взаимно перпендикулярных направления движения (вверх – вниз, вправо – влево, вперед – назад) и три взаимно перпендикулярных оси вращения в тех же направлениях.
Суставы с одной степенью свободы могут совершать движение только в одной плоскости (межфаланговые).
Суставы с двумя