В биомеханике ходьбы голеностопный сустав редко рассматривается изолированно. На практике речь идёт о голеностопном комплексе, который включает несколько анатомических и функциональных компонентов. Основную роль в этом комплексе играют голеностопный сустав, подтаранный сустав, суставы предплюсны и связочно-мышечные структуры, обеспечивающие их согласованную работу.
Главная биомеханическая задача этого комплекса — обеспечить контролируемое продвижение тела над опорной стопой.
Во время шага тело человека постоянно перемещается вперёд. В фазе опоры одна нога принимает на себя вес тела, и центр массы начинает смещаться над стопой. Это движение не происходит пассивно. Оно требует точной координации между суставами стопы, голеностопным суставом и мышцами голени.
В начале фазы опоры пятка касается поверхности. В этот момент голеностопный сустав находится в положении лёгкой дорсифлексии или нейтральной позиции. По мере того как тело продолжает движение вперёд, большеберцовая кость начинает постепенно перемещаться над таранной костью.
Это движение является ключевым элементом нормальной кинематики шага.
По сути, в фазе опоры происходит контролируемое продвижение голени над стопой. В биомеханике этот процесс часто описывают как tibial progression.
Продвижение голени вперёд происходит за счёт дорсифлексии в голеностопном суставе. Таранная кость служит точкой передачи движения между стопой и голенью. Когда голень движется вперёд, таранная кость слегка смещается внутри вилки голеностопного сустава.
Это движение требует достаточной подвижности голеностопного сустава.
Если дорсифлексия ограничена, продвижение голени над стопой начинает происходить по компенсаторным механизмам. Например, может увеличиваться пронация стопы или изменяться положение коленного сустава.
В таких условиях механическая нагрузка начинает распределяться иначе.
Во время продвижения тела над стопой большую роль играют мышцы задней группы голени — прежде всего икроножная и камбаловидная мышцы.
Эти мышцы работают в эксцентрическом режиме. Их задача — контролировать скорость продвижения голени вперёд.
Без такого контроля тело бы быстро «проваливалось» вперёд над стопой. Эксцентрическое напряжение мышц голени позволяет плавно регулировать движение и удерживать равновесие.
По мере продвижения тела центр массы проходит над стопой. В этот момент нагрузка на голеностопный комплекс достигает максимума.
Затем начинается следующая фаза шага — фаза отталкивания.
В этот момент мышцы задней поверхности голени переходят из эксцентрической работы в концентрическую. Голеностопный сустав начинает двигаться в сторону плантарной флексии, и стопа становится более жёсткой структурой.
Это позволяет эффективно передавать силу отталкивания.
Таким образом, голеностопный комплекс выполняет двойную функцию. Сначала он обеспечивает контролируемое продвижение тела над стопой, а затем участвует в формировании силы отталкивания.
Если эта последовательность нарушается, изменяется биомеханика всей нижней конечности.
Например, при ограничении дорсифлексии голеностопного сустава продвижение голени вперёд становится затруднённым. В этом случае тело начинает использовать компенсаторные механизмы.
Коленный сустав может раньше переходить в сгибание, а стопа — усиливать пронацию. Это изменяет распределение нагрузки в кинематической цепи.
В результате коленный сустав начинает работать в изменённых механических условиях.
Современные исследования gait analysis показывают, что ограничение дорсифлексии голеностопного сустава может быть связано с увеличением нагрузки на передний отдел коленного сустава и изменением механики движения надколенника.
Поэтому при анализе перегрузки коленного сустава важно учитывать состояние голеностопного комплекса.
Голеностопный сустав является не только соединением между голенью и стопой. Он представляет собой важное звено, которое регулирует движение тела над опорной конечностью.
Таким образом, голеностопный комплекс играет ключевую роль в контроле продвижения тела над стопой и формировании механических условий работы коленного сустава.