БИОМЕХАНИКА ПОЗВОНОЧНИКА: КАКУЮ РОЛЬ ИГРАЮТ СТОПЫ?

Ким Кристенсен, округ Колумбия,
DACRB, CCSP, CSCS

Dynamic Chiropractic – November 19, 2007, Vol. 25, Issue 24

Важность стоп для нормальной биомеханической работы позвоночника часто упускается из виду. Поскольку со стороны стопы редко наблюдаются какие-либо симптомы, загруженные работой мануальные терапевты часто упускают из виду их осмотр и, следовательно, лечение.

Часто врач начинает исследовать влияние стопы только в том случае, если пациент не реагирует на лечение, как ожидалось. Неправильная биомеханика стопы может оказать негативное влияние на все опорные суставы, расположенные выше стопы и голеностопного сустава. Недавнее исследование показало, что во время ходьбы происходят небольшие, но значимые межсегментарные движения позвоночника [1]. Более того, аномальная походка (независимо от этиологии) в конечном итоге будет препятствовать этим движениям, что, в свою очередь, может привести к последовательным постуральным деформациям, мышечному дисбалансу и дисфункции суставов позвоночника.

Взаимосвязь стопы и позвоночника

Когда мы стоим, ходим, танцуем, прыгаем или бегаем, именно стопы являются основанием для позвоночника и всей опорно-двигательной системы тела. Этот «фундамент» должен выдерживать вес всего тела. Если опора со стороны стопы будет недостаточной, механика походки станет менее оптимальной, позвоночник будет подвергаться воздействию, что в конечном итоге может вызвать дисфункцию суставов позвоночника, постуральные отклонения и боли в спине. Распознавание и соответствующая коррекция неправильной биомеханики стопы позволят врачу более эффективно лечить пациентов.

Аномальные нагрузки на таз и позвоночник могут возникать по ряду причин, в том числе быть результатом чрезмерной ударной нагрузки в фазе опоры на пятку, аномального движения суставов, аномальной проприоцепции стопы или функциональной короткой ноги. Причина всех четырех этих проблем часто находится в стопах. Когда часть стопы не двигается должным образом (недостаточное или чрезмерное движение сустава), силы, возникающие в результате, оказывают влияние на всю кинетическую цепочку. Так, было обнаружено, что изменение нормальной механики стопы может отрицательно повлиять на нормальные функции голеностопного сустава, бедра и даже спины [2].

Чрезмерная ударная нагрузка

В стандартизированном (идеальном) положении стоя угол между ступнями составляет 30⁰, а отвес, сброшенный с крестцового мыса, падает посередине между ступнями на линию между ладьевидными костями [3]. При пронации  верхний отдел пяточной кости наклоняется и заворачивается внутрь, что вызывает движение таранной кости. Это высвобождает ладьевидную кость, которая находится в малоподвижном сочленении с таранной костью, и создает напряжение медиального продольного свода. В случае коллапса могут начаться последовательные деформации, которые могут достичь черепа (затылочная кость) [4]. Если биомеханика стопы такова, что есть тенденция либо к гиперпронации, либо к избыточной супинации, то чрезмерная ударная нагрузка передается на позвоночник. Стопа с высоким сводом (полая или псевдополая) с ограниченным диапазоном движения плохо ослабляет удар, также как и гипермобильная плоская стопа, где удар не гасится из-за того, что работа происходит на границе диапазона движения [5]. В любом случае силы могут ощущаться в суставах таза и позвоночника. Фактически, усиление амортизации от нижних конечностей может быть одним из наиболее значительных долгосрочных улучшений, о которых сообщат пациенты с дегенеративными дисками и суставами позвоночника.

Light и соавт. изучали кратковременное, но значительное рассеивание компрессионных сил, которое распространяется вверх по скелету человека при ударе пяткой во время обычной ходьбы [6]. В своем классическом исследовании они обнаружили значительное давление, которое можно было уменьшить с помощью вязкоэластичных (вязкоупругих) пяточных вставок. Также был сделан вывод, что в то время как компрессионные силы нагружают большинство суставов в первую очередь при сжатии, в других суставах будет преобладать напряжение сдвига (фасеточный и крестцово-подвздошный суставы) [6]. Это может объяснить эффективность ортопедических изделий, содержащих амортизирующие материалы, при пояснично-крестцовой и крестцово-подвздошной боли.

Аномальная подвижность суставов

Биомеханика стопы и голеностопного сустава при длительной пронации меняется, вся нижняя конечность подвергается чрезмерной внутренней ротации. Это вызывает целый ряд изменений биомеханики в области таза, крестцово-подвздошных суставов и позвоночника. Hammer описывает многочисленные последствия следующим образом: «Из-за чрезмерной внутренней ротации бедренной кости вследствие гиперпронации может развиться компенсаторное укорочение подвздошно-поясничного отдела, которое потянет позвоночный столб вниз и вперед и заставит вращаться контрлатерально. Одностороннее вовлечение подвздошно-поясничного отдела приведет к одностороннему переднему наклону таза, в то время как двусторонняя гиперпронация может привести к увеличению лордоза [7].  Результатом будут повторяющиеся аномальные движения суставов, затрагивающие суставы крестцово-подвздошного и поясничного отделов позвоночника. Эти силы можно значительно уменьшить, если использовать ортопедические стельки, контролирующие гиперпронацию [8].

Измененная проприоцепция

Проприоцепторы — это органы чувств, расположенные в мышцах и суставах, которые обеспечивают центральную нервную систему информацией о состоянии, функциях и положении опорно-двигательного аппарата. Стопы, включающие несколько небольших суставов, обширные слои соединительной и суставной ткани, а также внутренние и внешние мышцы, обильно снабжены проприоцептивными нервными окончаниями. При наличии биомеханической дисфункции, вполне вероятно, неточная неврологическая информация поступает в ЦНС от стоп. Это может отрицательно сказываться на координации и балансе всего позвоночника и таза [9].

Опущенный таз

При несоответствии длины ног (анатомической или функциональной) таз опускается с одной стороны. Асимметрия длины ног вызывает ротацию позвонков, рецидивирующий подвывих и, возможно, функциональный сколиоз, который, в свою очередь, вызывает напряжение и деформации в структурах таза и поясницы. Такое напряжение может вызывать не только хроническую боль [10, 11], но и приводить к определенным дегенеративным изменениям [12]. Наиболее частой причиной функциональной короткой ноги является опускание медиальной дуги и чрезмерная пронация. Rothbart и Estabrook обнаружили, что коэффициент корреляции между асимметричной пронацией и наклоном таза в ту же сторону составил 0,97 [13]. Такие результаты показывают,  насколько может быть затруднительно устранить дисфункцию таза и позвоночника без лечения стоп.

Что же делать

Каждый пациент с дисфункцией позвоночника и тазовых суставов должен быть проверен на аномальную биомеханику стопы. Эта оценка может быть быстрой, несложной и безболезненной для пациента. Возможно, стопы потребуется скорректировать мануальными техниками, чтобы многочисленные суставы, расположенные выше в кинетической цепи, могли плавно двигаться во время каждой фазы ходьбы. Кроме того, большинство пациентов с биомеханическими проблемами стопы выиграют от долгосрочной поддержки, обеспечиваемой ортопедическими стельками.

Вывод

Когда у пациента обнаруживаются нарушения в работе суставов позвоночника, особенно те, которые не устраняются быстро и полностью, поиск способствующих этому факторов должен включать обследование стоп. Ортопедические стельки могут быть полезны в большинстве случаев, когда требуется длительная стабилизация позвоночника. Даже умело применяемая коррекция позвоночника часто будет лишь частично успешной до тех пор, пока проблемы с нижними конечностями не будут выявлены и исправлены, а результат лечения не будет закреплен на длительное время.

Литература

1. Sychewska M, Oberg T, Karlsson D. Segmental movements of the spine during treadmill walking with normal speed. Clin Biomech, 1999;14:384-8.

2. Katoh Y, et al. Biomechanical analysis of foot function during gait and clinical applications. Clin Orthop Rel Res, 1983;177:23-33.

3. Steindler A. Kinesiology of the Human Body Under Normal and Pathological Conditions. Springfield, IL; Charles C. Thomas, 1970.

4. Greenawalt, MH. Spinal Pelvic Stabilization. Roanoke, VA: Foot Levelers, Inc. 1990.

5. Subotnick SI. Forces Acting on the Lower Extremity. In: Sports Medicine of the Lower Extremity. New York: Churchill Livingstone, 1989:189.

6. Light LH, McLellan GE, Klenerman L. Skeletal transients on heel strike in normal walking with different footwear. J Biomech, 1980;13:477-80.

7. Hammer WI. Hyperpronation: causes and effects. Chiro Sports Med, 1992;6:97-101.

8. Dananberg HJ, Giuliani M. Chronic low-back pain and its response to custom-made foot orthoses. J Am Podiatr Med Assoc, 1999;89:109-17.

9. Fitz-Ritson D. The anatomy and physiology of the muscle spindle and its role in posture and movement: a review. J Can Chiro Assoc, 1982;26:144-50.

10. Giles, LGF, Taylor JR. Low-back pain associated with leg length inequality. Spine, 1981;6:510-21.

11. Friberg O. Clinical symptoms and biomechanics of lumbar spine and hip joint in leg length inequality. Spine, 1983;8:643-51.

12. Giles LGF, Taylor JR. Lumbar spine structural changes associated with leg length inequality. Spine, 1982;7:159-62.

13. Rothbart BA, Estabrook L. Excessive pronation: a major biomechanical determinant in the development of chondromalacia and pelvic lists. J Manip Physiol Therap, 1988;11:373-9.