Стопа: анатомия и функциональная структура

Введение

Анатомическая структура, встречающаяся у позвоночных

Стопа (стопы) — анатомическая структура, встречающаяся у многих позвоночных. Это конечная часть конечности, несущая вес тела и обеспечивающая передвижение. У многих животных, имеющих стопы, стопа представляет собой отдельный орган на конце ноги, состоящий из одного или нескольких сегментов или костей, как правило, с когтями и/или ногтями.

Арки

Человеческая стопа имеет две продольные и одну поперечную арки, которые поддерживаются взаимосвязанной формой костей стопы, прочными связками и мышцами, работающими во время движения. Небольшая подвижность этих арок при нагрузке и разгрузке стопы делает ходьбу и бег более энергоэффективными. Как видно по отпечатку стопы, медиальная продольная арка приподнята над землей. Она простирается от пяточной кости через "ключевую" кость лодыжки к трем медиальным плюсневым костям. В отличие от нее, латеральная продольная арка очень низкая. Кубовидная кость служит ее опорой и перераспределяет часть веса на пяточную кость и дистальный конец пятой плюсневой кости. Две продольные арки служат опорой для поперечной арки, которая проходит косо через плюснефаланговые суставы. Чрезмерная нагрузка на сухожилия и связки стопы может привести к опущению свода стопы или плоскостопию.

Мышцы

Мышцы, действующие на стопу, можно классифицировать на наружные мышцы, начинающиеся на передней или задней поверхности голени, и внутренние мышцы, начинающиеся на тыльной (верхней) или подошвенной (нижней) поверхности стопы.

Внешние

Все мышцы, начинающиеся на нижней ноге, за исключением подколенной мышцы, прикрепляются к костям стопы. Большеберцовая и малоберцовая кости, а также межкостная мембрана разделяют эти мышцы на передние и задние группы, которые, в свою очередь, подразделяются на подгруппы и слои.

Группа передней

Группа разгибателей: передняя большеберцовая мышца начинается на проксимальной половине большеберцовой кости и межкостной перепонке и прикрепляется вблизи тарсометатарсального сустава первого пальца. В невесомой ноге передняя большеберцовая мышца тыльно сгибает стопу и поднимает ее медиальный край (супинация). В несущей вес ноге она подтягивает голень к задней части стопы, как при быстрой ходьбе. Длинный разгибатель пальцев начинается на латеральном мыщелке большеберцовой кости и вдоль малоберцовой кости и прикрепляется к второму-пятому пальцам и проксимально к пятой пястной кости. Длинный разгибатель пальцев действует аналогично передней большеберцовой мышце, за исключением того, что он также тыльно сгибает пальцы. Длинный разгибатель большого пальца начинается медиально на малоберцовой кости и прикрепляется к первому пальцу. Он тыльно сгибает большой палец ноги и также действует на голеностопный сустав в не нагруженной ноге. В несущей вес ноге он действует аналогично передней большеберцовой мышце. Малоберцовая группа: длинная малоберцовая мышца начинается на проксимальном конце малоберцовой кости, а короткая малоберцовая мышца – ниже нее. Вместе их сухожилия проходят за латеральным лодыжечным отростком. Дистально длинная малоберцовая мышца пересекает подошвенную сторону стопы, чтобы достичь своего прикрепления к первому тарсометатарсальному суставу, в то время как короткая малоберцовая мышца достигает проксимальной части пятой пястной кости. Эти две мышцы являются самыми сильными пронаторами и способствуют подошвенному сгибанию. Длинная малоберцовая мышца также действует как тетива, поддерживающая поперечный свод стопы.

Задняя группа

Поверхностный слой мышц задней части голени формируют трехглавая мышца голени и подошвенная мышца (плантарис). Трехглавая мышца голени состоит из камбаловидной мышцы и икроножной мышцы, имеющей две головки. Головки икроножной мышцы начинаются на бедренной кости, проксимальнее надмыщелков, а камбаловидная мышца – на проксимальных дорсальных отделах большеберцовой и малоберцовой костей. Сухожилия этих мышц сливаются, образуя ахиллово сухожилие, прикрепляющееся к пяточной кости. Подошвенная мышца начинается на бедренной кости проксимальнее латеральной головки икроножной мышцы, а ее длинное сухожилие вплетается медиально в ахиллово сухожилие. Трехглавая мышца голени является основным подошвенным сгибателем. Ее сила наиболее заметна во время занятий балетом. Она полностью активируется только при разгибании колена, поскольку икроножная мышца укорачивается при его сгибании. Во время ходьбы она не только поднимает пятку, но и сгибает колено, чему способствует подошвенная мышца. В глубоком слое задних мышц большеберцовая мышца начинается проксимально на задней поверхности межкостной перепонки и прилегающих костей, и разделяется на две части в подошве стопы, прикрепляясь к предплюсне. В неподдерживающей вес ноге она вызывает подошвенное сгибание и супинацию, а в поддерживающей вес ноге – приближает пятку к икроножной мышце. Длинный сгибатель большого пальца стопы начинается на задней поверхности малоберцовой кости с латеральной стороны, а его относительно толтое мышечное брюшко простирается дистально вниз к сгибательному удерживателю, где переходит на медиальную сторону, чтобы пройти через подошву к дистальной фаланге первого пальца стопы. Задняя большеберцовая мышца (поплит) также входит в эту группу, но из-за своей косой траектории за задней поверхностью колена не действует на стопу.

Внутренние

На тыльной стороне стопы сухожилия короткого сгибателя пальцев и короткого сгибателя большого пальца расположены глубоко в системе длинных наружных сгибателей. Оба они начинаются на пяточной кости и тянуются в тыльную апоневроз пальцев со второго по пятый, чуть дистальнее предпоследних суставов. Они осуществляют тыльное сгибание пальцев. Подобно внутренним мышцам кисти, в подошве стопы выделяют три группы мышц: мышцы большого и мизинца, а также центральную группу:

Мышцы большого пальца: отводящая мышца большого пальца простирается медиально вдоль края подошвы, от пяточной кости к первому пальцу. Под ее сухожилием, через таранный канал проходят сухожилия длинных сгибателей. Отводящая мышца большого пальца выполняет отведение и слабое сгибание, а также помогает поддерживать свод стопы. Короткий сгибатель большого пальца начинается на медиальной клиновидной кости и связанных с ней связках и сухожилиях. Являясь важным сгибателем, он играет ключевую роль в балете. Обе эти мышцы прикрепляются двумя головками – проксимально и дистально к плюснефаланговому суставу первого пальца. Приводящая мышца большого пальца входит в состав этой группы, хотя изначально формировала отдельную систему (см. contrahens). Она имеет две головки: косую, начинающуюся косо в центральной части средней части стопы, и поперечную, начинающуюся вблизи плюснефаланговых суставов третьего-пятого пальцев. Обе головки прикрепляются к латеральной сесамовидной кости первого пальца. Приводящая мышца большого пальца действует как натяжитель подошвенных сводов, а также приводит большой палец и может сгибать проксимальную фалангу в подошвенном направлении. Мышцы мизинца: отводящая мышца мизинца, простираясь латерально от пяточной кости к проксимальной фаланге пятого пальца, формирует латеральный край стопы и является самой крупной из мышц пятого пальца. Начинаясь от основания пятой плюсневой кости, сгибатель мизинца прикрепляется вместе с отводящей мышцей к первой фаланге. Часто отсутствующая, противостоящая мышца мизинца начинается вблизи кубовидной кости и прикрепляется к пятой плюсневой кости. Эти три мышцы поддерживают свод стопы и сгибают пятый палец в подошвенном направлении. Центральная группа мышц: четыре ладонных мышцы начинаются на медиальной стороне сухожилий длинного сгибателя пальцев и прикрепляются к медиальным краям проксимальных фаланг. Квадратная мышца подошвы начинается двумя пучками от латеральных и медиальных краев пяточной кости и прикрепляется к латеральному краю сухожилия сгибателя пальцев. Она также известна как вспомогательный сгибатель. Короткий сгибатель пальцев начинается дистально на пяточной кости, и его три сухожилия прикрепляются к средним фалангам второго-четвертого пальцев (иногда также пятого пальца). Эти сухожилия разделяются перед местом прикрепления, и через эти разделения проходят сухожилия длинного сгибателя пальцев. Короткий сгибатель пальцев сгибает средние фаланги. Иногда он отсутствует. Между пальцами, тыльные и подошвенные межкостные мышцы тянутся от плюсневых костей к проксимальным фалангам второго-пятого пальцев. Подошвенные межкостные мышцы приводят, а тыльные – отводят эти пальцы, а также являются сгибателями в плюснефаланговых суставах.

Muscles of the big toe: the abductor hallucis stretches medially along the border of the sole, from the calcaneus to the first digit. Below its tendon, the tendons of the long flexors pass through the tarsal canal. The abductor hallucis is an abductor and a weak flexor, and also helps maintain the arch of the foot. The flexor hallucis brevis arises on the medial cuneiform bone and related ligaments and tendons. An important plantar flexor, it is crucial to ballet dancing. Both these muscles are inserted with two heads proximally and distally to the first metatarsophalangeal joint. The adductor hallucis is part of this group, though it originally formed a separate system (see contrahens). It has two heads, the oblique head originating obliquely across the central part of the midfoot, and the transverse head originating near the metatarsophalangeal joints of digits five to three. Both heads are inserted into the lateral sesamoid bone of the first digit. The adductor hallucis acts as a tensor of the plantar arches and also adducts the big toe and might plantar flex the proximal phalanx. Muscles of the little toe: Stretching laterally from the calcaneus to the proximal phalanx of the fifth digit, the abductor digiti minimi form the lateral margin of the foot and are the largest of the muscles of the fifth digit. Arising from the base of the fifth metatarsal, the flexor digiti minimi is inserted together with abductor on the first phalanx. Often absent, the opponens digiti minimi originates near the cuboid bone and is inserted on the fifth metatarsal bone. These three muscles act to support the arch of the foot and to plantar flex the fifth digit. Central muscle group: The four lumbricals arise on the medial side of the tendons of flexor digitorum longus and are inserted on the medial margins of the proximal phalanges. The quadratus plantae originates with two slips from the lateral and medial margins of the calcaneus and inserts into the lateral margin of the flexor digitorum tendon. It is also known as the flexor accessorius. The flexor digitorum brevis arises inferiorly on the calcaneus and its three tendons are inserted into the middle phalanges of digits two to four (sometimes also the fifth digit). These tendons divide before their insertions and the tendons of flexor digitorum longus pass through these divisions. Flexor digitorum brevis flexes the middle phalanges. It is occasionally absent. Between the toes, the dorsal and plantar interossei stretch from the metatarsals to the proximal phalanges of digits two to five. The plantar interossei adduct and the dorsal interossei abduct these digits, and are also plantar flexors at the metatarsophalangeal joints.

Общество и культура

Люди обычно носят обувь или подобную обувь для защиты от опасностей при ходьбе на улице. Существуют ситуации, когда ношение обуви считается неуместным. Некоторые считают невежливым заходить в дом в обуви, а в маорийский мараэ следует входить только босиком. Фетишизм стоп – наиболее распространенный сексуальный фетиш.

Другие животные

Лапа – мягкая конечность млекопитающего, как правило, четвероногого, имеющая когти или ногти (например, лапа кошки или собаки). Твердая конечность называется копытом. В зависимости от способа передвижения животных классифицируют как плантиградов (ходящих на всей стопе), дигитиградов (ходящих на пальцах) или унгулиградов (ходящих на когтях/ногтях). Пястные кости – это кости, составляющие основную часть стопы у человека, часть ноги у крупных животных и лапы у мелких животных. Количество пястных костей напрямую связано со способом передвижения: у многих крупных животных количество пальцев сокращено до двух (лось, корова, овца) или одного (лошадь). Пястные кости стопы и лапы расположены плотно друг к другу, в отличие от человеческой кисти, где пястная кость большого пальца отклоняется от остальной пясти.

Метафорическое и культурное использование

Слово "фут" используется для обозначения линейной меры, впервые появившейся в древнеанглийском языке (точная длина менялась с течением времени), которая считалась длиной человеческой стопы; это широко используемая и древняя единица измерения. В этом смысле множественное число часто имеет вид "ноги". Современные дюйм и футы восходят к измерениям, зафиксированным в XII веке. Слово "фут" также имеет музыкальное значение: "метрический фут" (позднедревнеанглийское, перевод латинского *pes* и греческого *pous* в том же значении) обычно понимается как один подъём и один спад стопы: отсчёт времени по мнению одних, танец – по мнению других. В среднеанглийском языке слово "фут" использовалось для обозначения "человека" (около 1200 года). Выражение "поставить лучшую ногу вперёд" впервые зафиксировано в 1849 году (у Шекспира встречается выражение "лучшая нога" ранее, в 1596 году). Выражение "поставить ногу в рот" ("сказать глупость") впервые использовалось в 1942 году. Выражение "поставить ногу в что-либо" в значении "наделать ошибок" использовалось с 1823 года. Слово "footloose" впервые употреблено в 1690-х годах в значении "свободный в движениях ног, не скованный"; более переносное значение "свободный действовать по своему усмотрению" появилось в 1873 году. Как и "footloose", "flat footed" изначально имело очевидное буквальное значение (в 1600 году – "с плоскими стопами"), но к 1912 году стало означать "неподготовленный" (сленг американского бейсбола).