Существуют три типа движений, характерных для любого твердого объекта, или три траектории, по которым твердый объект может двигаться. В человеческом теле мы будет рассматривать траекторию, по которой идет один или более его компонентов-рычагов.
Вращательное (угловое, пронация, супинация) движение — это движение объекта или сегмента вокруг фиксированной оси по криволинейной траектории. Каждая точка на объекте или сегменте проходит тот же самый угол, в одно и то же время, на одинаковом расстоянии от оси вращения. Поскольку все движения человека должны происходить в суставах, представляется, что задачей мышц является вращение костного рычага вокруг относительно фиксированной оси (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Вращательное движение (ротация). Каждая точка сегмента «предплечье/кисть» движется под одинаковым углом, одновременно и на постоянном расстоянии от оси вращения (А)
Очень немногие суставы в человеческом теле движутся вокруг истинно фиксированных осей, вряд ли такие суставы есть вообще. Аналогично трудно встретить рычаг, который оставался бы полностью фиксированным в то время, когда движутся остальные. В целях большей простоты, движение суставов обычно описывают так, как если бы оно представляло собой чистое вращение одного движущегося сегмента на другом, неподвижном. В некоторых случаях такое упрощение годится, но отнюдь не во всех.
Поступательное (линейное) движение — это движение объекта или сегмента по прямой линии. Каждая точка объекта проходит одинаковое расстояние, за одно время, по параллельным траекториям. Поступательное движение сегмента тела без сопутствующего вращения происходит редко. Слишком упрощая, мы можем проиллюстрировать поступательное движение на примере комбинированного сегмента предплечья и кисти при попытке взять предмет (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Поступательное движение. Каждая точка сегмента «предплечье/кисть» проходит одинаковое расстояние, за одно и то же время, с параллельными траекториями
В этом случае все точки сегмента «предплечья/кисти» проходят одинаковое расстояние за одинаковое время. Однако следует заметить, что поступательное движение этого сегмента на самом деле создается за счет вращения как плечевого, так и локтевого суставов. Это похоже на «поступательное движение» головы в пространстве во время ходьбы по ровной почве. При ходьбе голова перемещается в пространстве поступательно, однако делает она это за счет последовательности суставных движений, происходящих преимущественно в нижних конечностях.
В движениях человеческих суставов исходя из таких понятий, как ротация в суставах, форма поверхностей (и силы, создающие движение), результирующее поступательное движение между суставными поверхностями даже притом, что оно очень невелико по амплитуде, очень важно для понимания того, что такое перегрузка сустава, и что такое стабильность сустава. Истинное поступательное движение костного рычага без сопутствующего вращения может до определенной степени происходить в суставе, когда одну кость тянут от сустава, или, наоборот, вдавливают в сустав. Другой формой поступательного движения является параллельное смещение одной кости относительно плоской суставной поверхности смежной кости. Этот тип поступательного движения кости называется скольжением. На самом деле большинство суставных поверхностей имеет хотя бы небольшую кривизну, поэтому скольжение в большинстве случаев не является чисто поступательным движением.
Вращательные и поступательные движения в человеческих суставах чаще всего происходят совместно. Хотя вращения могут доминировать в большинстве суставов, имеется и достаточное для смещения в пространстве оси вращения сопутствующее скольжение. Когда объект вращается по оси и одновременно перемещается в пространстве, он идет по третьему варианту траектории, известному как траектория криволинейного движения. Классический пример криволинейного движения за пределами тела — брошенный мяч, который перемещается в пространстве и одновременно вращается вокруг собственной оси. В таком контексте криволинейное движение — это ротация твердого объекта в пространстве. Криволинейное движение в человеческом теле является наиболее распространенным, это та траектория, по которой твердый костный сегмент движется в суставе. Однако поступательный компонент движения может быть довольно незаметным и, при рассмотрении вращений сустава его часто игнорируют. Более явный пример комбинации ротации и поступательного движения приводится на рис. 1.3. Здесь сегмент «предплечье/кисть», держащий бутерброд, вращается вокруг оси локтевого сустава, но одновременно с этим сгибание плеча перемещает его вперед. Поскольку ось локтевого сустава совершает поступательное движение одновременно с вращением вокруг нее сегмента «предплечья/кисти», этот сегмент, держащий бутерброд, описывает параболическую траекторию.