Кости стопы: анатомия и эволюция

Введение

Кости стопы

В человеческом теле тарс (лат. tarsi) — это совокупность семи суставных костей в каждой стопе, расположенная между нижним концом большеберцовой и малоберцовой костей голени и предплюсной. Он состоит из средней части стопы (кубовидная, медиальная, промежуточная и латеральная клиновидные кости, а также пятоночная) и задней части стопы (тали и пяточная кость). Тарс сочленяется с костями предплюсны, которые, в свою очередь, сочленяются с проксимальными фалангами пальцев ног. Соединение между большеберцовой и малоберцовой костями выше и тарсом ниже называется собственно голеностопным суставом. У человека самая крупная кость тарса — это пяточная кость, которая является костью, воспринимающей вес, в области пятки стопы.

Кости

Таранная кость, или лодыжка, соединяется проксимально с двумя костями нижней ноги – большеберцовой и малоберцовой, формируя голеностопный сустав, или талокруральный сустав; дистально, в подтаранном суставе, с пяточной костью, или кальканеусом. Вместе таран и пяточная кость образуют задний отдел стопы. Пять неправильной формы костей средней стопы – кубовидная, ладьевидная и три клиновидные кости – формируют своды стопы, выполняющие функцию амортизатора. Средняя стопа соединена с задним и передним отделами стопы мышцами и подошвенной фасцией. Таранно-ладьевидный и пяточно-кубовидный суставы (то есть между таранной и ладьевидной костями, а также пяточной и кубовидной костями) образуют так называемый поперечный сустав предплюсны, или сустав Шопара. Он имеет две оси движения. Инверсия и эверсия происходят вокруг продольной оси, ориентированной на 15 градусов вверх от горизонтальной плоскости и на 9 градусов медиально от продольной оси стопы. Сгибание и разгибание происходят преимущественно вокруг косой оси, ориентированной на 52 градуса вверх от горизонтальной плоскости и на 57 градусов антеромедиально (вперед и внутрь). In vitro объем движения в таранно-ладьевидном суставе составляет 7 градусов сгибания-разгибания и 17 градусов пронации-супинации, а в пяточно-кубовидном суставе – 2 градуса сгибания-разгибания и 7 градусов пронации-супинации. У рептилий и млекопитающих обычно имеется всего два проксимальных костей предплюсны – пяточная кость (эквивалент фибулярной кости амфибий) и таранная кость (вероятно, образовавшаяся в результате слияния нескольких костей). У млекопитающих, включая человека, таранная кость образует шарнирный сустав с большеберцовой костью, особенность, особенно хорошо развитая у парнокопытных. Пяточная кость также модифицирована, формируя пяточный бугор для прикрепления ахиллова сухожилия. Ни одна из этих адаптаций не встречается у рептилий, у которых обе кости имеют относительно простое строение. Пятая дистальная кость предплюсны исчезает относительно рано в процессе эволюции, а остальные кости становятся клиновидными и кубовидными. У рептилий обычно сохраняются два центральных костей, в то время как у млекопитающих обычно имеется только одна (ладьевидная). У птиц предплюсна исчезла, проксимальные кости предплюсны срослись с большеберцовой костью, центральные кости исчезли, а дистальные кости срослись с пястными костями, образуя единую тарсометатарсальную кость, что фактически придает ноге третий сегмент.

The talus bone or ankle bone is connected superiorly to the two bones of the lower leg, the tibia and fibula, to form the ankle joint or talocrural joint; inferiorly, at the subtalar joint, to the calcaneus or heel bone. Together, the talus and calcaneus form the hindfoot. The five irregular bones of the midfoot—the cuboid, navicular, and three cuneiform bones—form the arches of the foot which serves as a shock absorber. The midfoot is connected to the hind and forefoot by muscles and the plantar fascia. The talonavicular and calcaneocuboid joints (i. e. between the talus and navicular bones, and the calcaneus and cuboid bones) form the so called transverse tarsal joint or Chopart's joint. It has two axes of motion. Inversion and eversion occur about a longitudinal axis oriented 15 degrees upward from the horizontal plane and 9 degrees medially from the longitudinal axis of the foot. Flexion and extension occur primarily about an oblique axis oriented 52 degrees upward from the horizontal plane and 57 degrees anteromedially (forward inward). In vitro talonavicular motion is 7 degrees flexion extension and 17 degrees pronation supination; while calcaneocuboid motion is 2 degrees flexion extension and 7 degrees pronation supination. In reptiles and mammals, there are normally just two proximal tarsals, the calcaneus (equivalent to the amphibian fibulare) and the talus (probably derived from a fusion of multiple bones). In mammals, including humans, the talus forms a hinge joint with the tibia, a feature especially well developed in the artiodactyls. The calcaneus is also modified, forming a heel for the attachment of the Achilles tendon. Neither of these adaptations is found in reptiles, which have a relatively simple structure to both bones. The fifth distal tarsal disappears relatively early in evolution, with the remainder becoming the cuneiform and cuboid bones. Reptiles usually retain two centralia, while mammals typically have only one (the navicular). In birds, the tarsus has disappeared, with the proximal tarsals having fused with the tibia, the centralia having disappeared, and the distal bones having fused with the metatarsals to form a single tarsometatarsus bone, effectively giving the leg a third segment.