Пронация и супинация что это такое

Пронация и супинация что это такое

В дистальном отделе нижней конечности при ходьбе происходят сложные движения. Для описания этих движений в ортопедии и подиатрии используется большое количество терминов.

Основными из них являются: периталарный сустав, эверсия, инверсия, супинация и пронация.

Периталарный сустав включает в себя сочленения между таранной и пяточной костями, а также таранной и ладьевидной костями. В суставе осуществляется эверсия и инверсия между таранной и пяточной костями в трех плоскостях, которое описывается как вращение вокруг оси, направленной медиально, спереди и сверху.

Эверсия и инверсия представляют собой относительно локальные процессы, которые не происходят изолированно, а являются частью супинации и пронации. Термины эверсия-инверсия чаще употребляют, когда имеют в виду открытую кинематическую цепь.

По сравнению с эверсией-инверсией пронация и супинация представляют собой более обширные процессы, которые захватывают всю дистальную часть нижней конечности. Термины пронация-супинация более применимы при обсуждении работы замкнутой кинематической цепи, когда стопа опирается на опору.

Пронация необходима для амортизации нагрузки, супинация необходима для выработки силы. Эверсия и инверсия происходят в заднем отделе стопы.

Эверсия – это поворот внутреннего края стопы в подошвенном направлении, когда задний отдел стопы устанавливается в вальгусное положение.

Инверсия представляет собой подъем внутреннего края стопы в тыльном направлении, когда пятка принимает варусное положение. Амплитуда этих движений колеблется от 5° до 10°. При эверсии оси таранно-ладьевидного и пяточно-кубовидного суставов оказываются параллельными в результате чего в обоих суставах осуществляются содружественные движения, которые обеспечивают гибкость и эластичность стопы для амортизации ударной нагрузки. При инверсии оси обоих суставов перестают быть параллельными и образуют между собой угол, открытый латерально и к тылу стопы. Инверсия блокирует возможность одновременных движений в таранно-ладьевидном и пяточно-кубовидном сочленениях и замыкает их, что приводит к возрастанию жесткости всей стопы. В таком состоянии стопа используется в качестве рычага 2 рода для отталкивания от опоры.

Рис. 1 Пронация и супинация, эверсия, инверсия, разгибание, сгибание, отведение, приведение

К более сложным движениям по сравнению с эверсией и инверсией относятся супинация и пронация стопы. В состав супинации входят такие движения, как инверсия, приведение (аддукция) и подошвенное сгибание стопы. В состав пронации входят эверсия, отведение (абдукция) и тыльное разгибание стопы.

Эверсия и инверсия, которые происходят в заднем отделе стопы, передаются через суставы среднего отдела стопы в передний отдел стопы и вызывают в нем аналогичные движения. Эверсия заднего отдела лежит в основе пронации всей стопы, инверсия заднего отдела составляет основу супинации всей стопы. При эверсии задний отдел стопы принимает вальгусное положение. В переднем отделе инверсия стопы способствует увеличению разгибания первой плюсневой кости и большого пальца, в то время, как эверсия способствует её сгибанию. Эверсия заднего отдела придает всем суставам гибкость и эластичность и позволяет увеличить подвижность переднего отдела стопы. В отличие от эверсии, при инверсии в заднем отделе, все кости стопы устанавливаются в положении максимального зацепления, вся стопа приобретает жесткость, необходимую для отталкивания от опоры.

При ходьбе сгибание и разгибание в голеностопном суставе связаны с внутренней и наружной ротацией голени вокруг продольной оси и с пронацией–супинацией всей стопы. Перед контактом с опорой стопа разогнута в голеностопном суставе. Во время контакта пятки с опорой стопа пронирована, голень ротирована во внутрь. Стопа совершает сгибание в голеностопном суставе и прилегает к опоре подошвенной поверхностью. Когда стопа находится на опоре, начинается разгибание в голеностопном суставе за счет того, что голень совершает движение сзади наперед по фиксированной стопе. Во время разгибания в голеностопе внутренний разворот голени сменяется на наружный, а пронация стопы сменяется на супинацию. Во время отталкивания от опоры стопа согнута и супинировна, голень повернута наружу.

Рис. 2. Пронация и супинация стопы на опоре. Вальгусное положение пятки при пронации, варусное положение пятки при супинации.

При движении в суставах стопы возникают значительные внутренние силы, величина которых зависит от положения заднего отдела стопы, который оказывает влияние на все суставы стопы. Степень взаимосвязи движений в суставах заднего и переднего отделов стопы оценивают с помощью визуального метода при пассивных и активных движениях стопы. Установить соотношение костей в суставах стопы во время ходьбы оказывается практически невозможно.

Для решения этой задачи применяют метод математического моделирования, в котором моделируется пронация, супинация и нейтральное положение стопы. По отношению к нейтральному положению пронация в 5° вызывает следующие изменения: нагрузка на продольный свод увеличивается на 22%, а момент движения в подтаранном суставе увеличивается на 47%. По отношению к нейтральному положению супинация в 5° вызывает следующие изменения: нагрузка на латеральный край стопы увеличивается на 47%, а момент движения в пяточно-кубовидном суставе увеличивается на 55%. Во время ходьбы в реальных условиях происходит изменение сил, близкое к тем, что рассчитаны на модели.

Амплитуда движений в суставах стопы связана со степенью ее нагружения. В ненагруженном состоянии имеется следующая амплитуда движений в суставах: в таранно-ладьевидном 18°, ладьевидно-клиновидном 7°, клиновидно-1 плюсневом 1-2°. В нагруженном состоянии амплитуда движений составляет: в таранно-ладьевидном суставе 7°, в ладьевидно-клиновидном 5°, в клиновидно-1 плюсневом 3-4°. Во время нагрузки на стопу изменяется соотношение костей стопы. При ходьбе, по мере нарастания нагрузки, 1 плюсневая кость совершает несколько сложных движений относительно других костей. По отношению к ладьевидной кости она совершает инверсию, а по отношению к таранной кости она осуществляет эверсию. По данным рентгенометрии смещение первого луча в сагиттальной плоскости возможно в пределах 6,5±2,5 мм. Движения в суставах заднего отдела стопы происходят по типу винтообразных с трансляцией таранной кости относительно пяточной. Во время супинации пяточная кость смещается кпереди по оси подтаранного сустава, а во время пронации возвращается обратно по той же оси. По мере увеличения нагрузки на стопу одновременно происходит подошвенное сгибание пяточной кости относительно большеберцовой, разгибание ее к тылу относительно таранной кости, а также увеличение амплитуды ротации суставов. В таранно-ладьевидном суставе происходит ротация 9°, в ладьевидно-1 плюсневом 7°.

Положение, движение и форма стопы в ненагруженном и нагруженном состоянии имеет значение для обуви. Конструкцию обувь делают такой, чтобы она поставила стопу в максимальное правильное положение и обеспечила оптимальное выполнение функции.

Для правильного распределения нагрузки по подошвенной поверхности стопы служат межстелечные слои, которые относятся к внутренним деталям обуви и включают в себя выкладку сводов, коски, супинатор и пронатор и т.д.

Выкладка сводов размещается в пяточно-геленочной части колодки. С помощью выкладки осуществляют поддержку продольных сводов стопы и выравнивают стопу. В зависимости от наличия выкладки, пронатора-супинатора изменяется толщина межстелечного слоя.

Ортопедические стельки с выкладкой обычно начинают применять при второй степени плоскостопия, когда имеется ощутимое снижение высоты сводов стопы, нарушение формы стопы, которая не носит фиксированный характер и не мешает пользоваться стандартной обувью с вкладной стелькой, снабженной межстелечным слоем. Межстелечные слои изготавливаются из пенопласта, эвапласта, композитных материалов, коры пробкового дуба, пористой резины, войлока и сверху покрываются кожей.

Основой пенопласта являются полихлорвинил (ПХВ), полиэтилен, полиуретан. Это искусственные смолы с добавлением порошкообразных веществ, которые образуют пористую, легкую структуру. Они обладают малой плотностью и способны приформовываться к стопе в процессе эксплуатации обуви. Недостатком таких материалов, как пенополиэтилен, пенорезина и полиуретан является слабое поглощение влаги и отсутствие воздухопроницаемости.

Эвапласт или ЭВА ( EVA), этиленвинилацетат – вспененный каучук, композитный полимерный материал, относящийся к полиолефинам, экологически чистый материал. Выпускается в виде листов толщиной от 2 до 50 мм. Имеет пористую структуру. Деформационная стойкость достигает высоких показателей. Твердость по Шору 40± 5, диапазон от 20 до 75, у листа с плотностью в 0,25 г/см3 достигает 70. Относительная плотность 100±10 кг/м3. ЭВА в 4 раза легче, чем ПВХ. Для ЭВА характерны эластичность, упругость, гибкость, высокие амортизационные способности, износостойкость, устойчивость к воздействию химических веществ, отсутствие способности к поглощению влаги с водопоглощением менее 5%, гигиеничность, полное отсутствие запаха. Материал не вызывает аллергии, что позволяет применять его в медицине и находит широкое применение в производстве ортопедической обуви для детей и взрослых.

Рис. 3. Материал ЭВА в виде листов

В стандартных мужских стельках, которые имеются в широкой продаже, высота внутреннего свода составляет 18 мм, наружного 10 мм, в женских стельках для обуви на низком каблуке высота внутреннего свода 16 мм, наружного 7 мм.

При наличии поперечного плоскостопия для подъема головок плюсневый костей женскую стельку снабжают метатарзальным валиком Зейца высотой 6-9 мм. Нижняя поверхность межстелечного слоя соответствует форме следа стандартной обуви, в центре пятки высоту слоя делают минимальной. В стандартных стельках практикуют конструкцию, включающую верхний слой из юфти и карман полукруглой формы, в который помещают резиновый вкладыш.

В компании «Персей» стельки с пронатором применяют, как правило, у лиц, леченных по поводу косолапости. В таких изделиях пронатор делают по всей длине стопы.

При супинации переднего отдела стопы, пронации заднего отдела, статической недостаточности стоп изготавливают стельки с пронатором в области пучков в сочетании с пяточным супинатором.

При поперечном плоскостопии, вальгусной деформации большого пальца делают стельки с метатарзальным валиком, супинатором пятки и выкладкой продольного свода, которая осуществляет супинацию продольного свода.

Рис. 4. Пронатор стопы в стельках П-7 и П-8.

Рис. 5. Стельки П-20 с пронатором переднего отдела стопы при супинации и варусе стопы

Рис. 6. Стельки П-4 деторсионные

Рис. 7. Стельки П6А при продольно-поперечном плоскостопии

Леденева И.Н. Индивидуальное изготовление и ремонт обуви. Академия. М., 2004.

Мицкевич В.А. Подиатрия. Бином. М., 2004.

Автор статьи: Мицкевич В.А. доктор медицинских наук

Источник

Супинация/пронация, скорость бега и утомление

С точки зрения биомеханики, стопа – это начальное и конечное звено двигательной цепи, звено, во многом определяющее эффективность наших мышечных усилий при передвижении. Великий Артур Лидьярд писал: «Дайте мне молодого бегуна, толкающегося прямо вперёд, и я сделаю из него чемпиона». В беге скорость и, в конечном счёте, выносливость во многом определяются эффективностью отталкивания: насколько точно вперёд направлен вектор толчкового усилия со стороны стопы.

Эта «скучная» биомеханика

Детально описывать биомеханику стопы – неблагодарное дело: хотя эти знания необходимы всем спортсменам, тренерам, спортивным врачам, но читать будут только особо любознательные единицы. Итак, имеются два основных, противоположных по направлению, движения стопы: супинация и пронация. Эти естественные движения во многом предопределяют рессорные и толчковые свойства стопы. В норме во время одного бегового шага положение супинации стопа принимает дважды: 1 – в момент касания грунта и 2 – в заключительном периоде отталкивания пальцами. Движение супинации сопровождается поворотом (ротацией) тыла стопы кнаружи, подъёмом продольного свода, укорочением стопы, «замыканием» её суставов. Всё это приводит к формированию из структур стопы «жёсткого рычага». Определённая степень жёсткости необходима стопе для принятия на себя веса тела в первый момент постановки ноги на грунт, а также для обеспечения эффективного отталкивания и придания телу чётко направленного движения вперёд. В то же время, слишком сильная супинация стопы в момент приземления резко ограничивает её рессорные возможности, порождает бег с избыточными вертикальными колебаниями тела (неэкономичный, «гарцующий» бег). Такая техника бега несёт свой набор патологий.

Но особенно чревата последствиями избыточная пронация. При пронации стопа вращается кнутри, становится более плоской, длинной и более гибкой (мобильной). Движение пронации обеспечивает сглаживание удара при постановке стопы на опорную поверхность (рессорная функция), а в период полного контакта – возможность приспособления к неровностям грунта (балансировочная функция).

Шаговый цикл включает в себя события, происходящие между касанием пяткой опоры и отрывом пальцев от грунта. В норме стопа приходит в соприкосновение с опорой в слегка супинированном положении, касаясь грунта наружно-задним (латеральным) краем пятки. Затем, по мере переноса веса тела на ногу и увеличения площади контакта пятки, задний отдел стопы слегка пронируется (пятка наклоняется кнутри).

При этом пиковая нагрузка смещается через центр пятки на её внутренне-передний отдел (см. позиции 1-2 на рисунке, зелёная зона). Движение пронации продолжается вплоть до полного контакта подошвенной поверхности стопы с плоскостью опоры. При этом площадь опоры увеличивается, а задний и средний отделы стопы слегка поворачиваются кнутри. В результате внутренний продольный свод, принимая на себя нагрузку, опускается и максимально уплощается, как бы «рессорит» (см. позицию 2 на рисунке, зелёная зона).

Таким образом, перераспределяя вес тела с наружного на внутренний отдел стопы, движение пронации сглаживает пиковую нагрузку, возникающую при приземлении, и тем самым обеспечивает естественную рессорную функцию стопы. Одновременно пронация способствует адаптации стопы к возможным неровностям грунта.

После достижения полного контакта подошвенной поверхности стопы с опорой тело бегуна проходит над стопой. Стопа в это время начинает движение супинации (ресупинироваться) и тем самым готовиться к отталкиванию. К концу периода опоры стопа должна успеть вернуться из положения пронации в нейтральную позицию (положение динамического равновесия между пронацией и супинацией).

С отрывом пятки начинается период отталкивания, сопровождающийся дальнейшей супинацией стопы. При этом стопа укорачивается, её суставы «замыкаются», образуя «жёсткий рычаг» для совершения отталкивания и продвижения тела вперёд. Такова последовательность событий в норме.

Однако, если стопа при опоре излишне пронируется и не успевает вернуться в нейтральное положение до момента отрыва пятки (см. позиции 2-3 на рисунке, красная штриховка), то движение ресупинации продолжается и в периоде отталкивания (см. позиции 3-4 на рисунке, красная штриховка). Эта затянутая по глубине и времени пронация не позволяет сформировать из структур стопы и всей толчковой ноги «жёсткого рычага», что резко снижает эффективность отталкивания и приводит к быстрому росту утомления. Следовательно, пронация стопы в её нормально объёме – это «безусловно, хорошо», но гиперпронация – «безусловно, плохо».

Гиперпронация – кто виноват и как с этим бороться?

Главной мышцей, контролирующей, контролирующей объём пронации и обеспечивающей поддержание оптимальной высоты медиального продольного свода во все фазы шагового цикла, является задняя большеберцовая мышца. Располагаясь глубоко под икроножным мышечным комплексом, эта мышца крепится к верхним 2/3 внутреннего (медиального) гребня большеберцовой кости. Именно здесь проецируются боли при хронической перегрузке данной мышцы (периостопатия гребня большеберцовой кости). Толстое сухожилие мышцы спускается с голени на стопу и поддерживает снизу ладьевидную кость – «замковый камень» медиального продольного свода.

Кроме этого, задняя большеберцовая мышца имеет многочисленные сухожильные прикрепления практически ко всем костям предплюсны, а также к основаниям трёх первых плюсневых костей. Сухожилие этой мышцы напоминает руку с множеством пальцев, которые тянутся под стопой, поддерживая её своды и связывая вместе кости предплюсны (Т. Майерс. Анатомические поезда, 2007).

В начале периода опоры эта мощная мышца работает «на растяжение» (в эксцентрическом режиме), вытормаживая скорость и глубину естественной пронации. Затем, сокращаясь и поднимая своды, она во многом предопределяет эффективность всего процесса отталкивания. Любое «проседание» ладьевидной кости или наклон кнутри пяточной кости (вальгусная позиция пяток) натягивает сухожилие данной мышцы и рефлекторно вызывает её функциональное ослабление. «Кошачья» мягкость приземления и мощность отталкивания обязаны именно задней большеберцовой мышце. Эта же замечательная мышца обеспечивает «подкрутку» мяча при ударе по воротам. Она же через мышечно-фасциальные цепи («анатомические поезда») связывает стопу с мышцами височно-нижнечелюстного сустава. Поэтому отсутствие коренных зубов («пятёрки», «семёрки» и, особенно, «шестёрки»), некорректные стоматологические вмешательства, нарушения прикуса и т.п. приводят к рефлекторному ослаблению задней большеберцовой мышцы, что, в свою очередь, может ухудшать технику бега и высоту прыжка. С другой стороны, уплощение сводов стопы может нарушать прикус, ограничивать подвижность шейного отдела, способствовать возникновению головных болей. В целом, благодаря этим связям, стискивание зубов на финише не способствует результату.

Избыточная пронация стопы (например, при уплощении сводов, повышенной гибкости, плоско-вальгусной или «псевдополой» стопе, а также – как последствие небольших подвывихов голеностопного сустава и других суставов стопы) уже исходно проявляется характерными особенностями техники бега/ходьбы спортсмена. У «счастливых» обладателей гиперпронации стопа как бы излишне «прилипает» к дорожке. При развитии утомления картина резко усугубляется: появляется подгибание колена, ещё большая пронация и «застаивание» на опорной ноге, избыточные боковые колебания корпуса (вектор толчкового усилия меняет направление на касательное к линии передвижения). В этой ситуации для поддержания необходимой скорости передвижения атлет будет вынужден подключать добавочные мышечные группы и, соответственно, ещё более утомляться.

Один из ведущих специалистов мира в области спортивной медицины Дэвид Лиф*(США) недавно рассказывал автору этих строк, как он смотрит телерепортажи с престижных марафонов: «Когда до финиша 5-6 км и в «головке» остаётся только несколько человек, я смотрю, кто из спортсменов как опирается на стопу: как только свод стопы начинает «сваливаться» в гиперпронацию (вниз и кнутри), так метров через 600-800 этот бегун «вываливается» из группы». Дело в том, что появление гиперпронации стопы выдаёт крайнюю степень утомления мышц спортсмена и одновременно делает его бег крайне неэкономичным, что и забирает последние силы атлета. Кстати, в своей клинике Дэвид Лиф в целях реабилитации и профилактики повреждений активно использует индивидуальные ортезы стопы – стельки, очень похожие на наши Формтотикс. Он лечит спортивные травмы без таблеток и шприцев, руками, Глубочайшие знания анатомии, неврологии и физиологии движений позволяют ему творить волшебство, в считанные минуты убирая проблемы, мучавшие спортсменов месяцами.

Следует сказать, что движения супинации/пронации не ограничиваются только стопой и голенью. Через вилку голеностопного сустава эти движения передаются на колено, бедро, таз и поясницу. Так, в период опоры в норме колено должно слегка отклоняться к средней линии тела. Однако, при гиперпронации стопы происходит выраженное отклонение колена опорной ноги кнутри с избыточной внутренней ротацией бедра и значительным увеличением угла Q. В результате, в период опоры боковые мышцы (абдукторы бедра и таза) вынуждены вначале «вытормаживать» эту чрезмерную внутреннюю ротацию, а в период отталкивания – затрачивать дополнительные усилия по «выравниванию» колена, спрямлению осей голени и бедра в попытке направить усилия отталкивания прямо вперёд.

Кроме того, такое избыточное отклонение колена кнутри, к средней линии тела, ведёт к чрезмерному смещению коленной чашечки кнаружи и прижатию её к наружному мыщелку бедра. Эта ситуация лежит в основе формирования «колена бегуна» – истиранию (эрозии) хряща коленной чашечки (хондромаляции пателлы), очень широко распространённой стойкой патологии колена. По данным литературы, боли «где-то под коленной чашечкой» – это наиболее частая проблема для бегунов со стажем.

У меня был друг по марафонской сборной Володя Липатов. Замечательный парень, душа компании (светлая ему память). Вместе мы протопали не одну тысячу километров. Его уплощённые гиперпронированные стопы, соответствующие особенности техники бега и постоянные проблемы ног могли бы служить яркой иллюстрацией к этому разделу. Показав как-то в молодости результат порядка 2:17, что было очень прилично для середины 70-ых, всю остальную карьеру бегуна-марафонца он мучился с ногами. В тренировках у него постоянно что-то побаливало: то стопы, то ахиллы, то голени, а во время соревнований постоянно «забивались» бёдра. «Доктор, до 15-го несло, а потом бёдра налились, и всё… Здоровья вагон, а бежать не могу, ноги прилипают к асфальту!» По мере утомления он «подседал» на ноге, появлялась «утиная походка» – вперевалочку: его начинало качать из стороны в сторону, корпус и плечи «заваливались» в сторону опорной ноги. Естественно, что при такой энергоёмкой технике передвижения поддержание прежней скорости бега требовало от спортсмена титанических волевых усилий. Терпеть Вова умел, но, как писал в те годы В. Высоцкий, «воля волей, когда сил невпроворот…» Эти особенности работы стопы и техники бега Липатова и приводили его к постоянным неудачам в стартах.

Таким образом, атлеты с выраженной гиперсупинацией и, особенно, гиперпронацией стоп – это, как правило, люди с высоким риском постоянных повреждений и формированием стойких болевых синдромов. Карьера таких спортсменов чаще всего не слишком успешна. Часто ли встречаются такие нарушения биомеханики стоп у легкоатлетов? Достаточно, как минимум у 2/3 профи, обращавшихся к автору этих строк по поводу хронических болей в ногах и пояснице, в той или иной мере имелась избыточная пронация стоп.

Эффективные индивидуальные стельки призваны, видимо, в первую очередь, ограничивать скорость и глубину избыточной пронации (мягко «вытормаживать», не нарушая движения пронации как такового).

Обеспечивая нормализацию биомеханики всей нижней конечности, таза и поясницы, такая умная стелька должна направлять усилия отталкивания «прямо вперёд», к рекордам и победам.

*Д. Лиф – основоположник спортивного направления в прикладной кинезиологии и хиропрактике. Принимал активное участие в подготовке более 30 медалистов Олимпийских Игр, 3 года был спортивным врачом английской национальной Футбольной лиги, 4 года – врачом итальянской футбольной команды «Интер».

ЭФФЕКТИВНАЯ ПОМОЩЬ:

Нечаев В.И.
врач-ортопед высшей категории
руководитель медицинского отдела ООО «ПОСТУПЬ»

Источник