АНАТОМИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ПРЯМОХОЖДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА: ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

THE ANATOMICAL AND PHYSIOLOGICAL CONSEQUENCES OF HUMAN UPRIGHT POSTURE: ADVANTAGES AND DISADVANTAGES

Nikiforova Anna Vladislavovna

Student, Chuvash State University named after I. N. Ulyanov, Russia, Cheboksary

Mikhailova Marina Nikolaevna

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Chuvash State University named after I. N. Ulyanov, Russia, Cheboksary

Аннотация. Прямохождение стало ключевым этапом в эволюции человека, оказав значительное влияние на анатомию, физиологию и образ жизни наших предков. В данной работе рассматриваются морфологические изменения, произошедшие в скелете и внутренних органах в результате перехода к прямохождению, а также преимущества и недостатки этой адаптации.

Abstract. Walking upright became a key stage in human evolution, having a significant impact on the anatomy, physiology and lifestyle of our ancestors. This paper examines the morphological changes that have occurred in the skeleton and internal organs as a result of the transition to walking upright, as well as the advantages and disadvantages of this adaptation.

Ключевые слова: прямохождение, морфологические изменения, скелет человека, стопа, позвоночник, таз, преимущества и недостатки прямохождения, плоскостопие, опорно-двигательный аппарат.

Keywords: walking upright, morphological changes, human skeleton, foot, spine, pelvis, advantages and disadvantages of walking upright, flat feet, musculoskeletal system.

Прямохождение сыграло ключевую роль в эволюции человека, радикально изменив анатомию, физиологию и образ жизни наших предков. Эта уникальная черта позволила нашим предкам адаптироваться к меняющимся условиям среды и заложила основы успехов человечества [1].

Переход наших древних предков к прямохождению сыграл ключевую роль в формировании современного облика человека. Этот процесс сопровождался серьезными изменениями практически всех частей скелета, что повлияло на многие аспекты жизнедеятельности.

Цель: исследовать анатомические и физиологические последствия прямохождения.

Задачи:

1. Рассмотреть морфологические изменения скелета и внутренних органов, вызванные переходом к прямохождению.

2. Описать преимущества и недостатки, связанные с прямохождением.

3. Выявить распространённость различных степеней плоскостопия у современных школьников и студентов.

Морфологические изменения скелета и сопутствующие проблемы

Одна из первых частей организма, подвергшихся значительным изменениям – это наши стопы. Для эффективного передвижения на двух ногах необходимо было обеспечить надёжное поддержание баланса и поглощение ударных нагрузок при каждом шаге. Поэтому стопа человека приобрела сводчатую форму. Своды стоп действуют как амортизаторы при ходьбе и беге. Большой палец ноги встал в одну линию с остальными пальцами, утрачивая хватательную функцию. Увеличенная пяточная кость обеспечила устойчивость и распределение нагрузки при ходьбе.

Переход к прямохождению обусловил серьёзные изменения в области таза и бедра. Таз расширился и укоротился, увеличив площадь соприкосновения с мышцами, стабилизирующими корпус. Подвздошные кости таза заняли горизонтальное положение. Это улучшило распределение мышечной силы, необходимой для поддержания вертикали тела. Бедренная кость получила наклон, облегчив перенос нагрузки от верхней части тела к ногам.

Увеличились размеры коленных суставов, а также большеберцовые кости голени. Это позволило выдерживать значительные нагрузки при стоянии и ходьбе.

Для защиты внутренних органов и нервной системы наш позвоночник приобрел уникальную S-образную форму. Появились физиологические изгибы – шейный и поясничный лордозы, грудной и крестцовый кифозы. Такая структура действует аналогично пружине, гасят вибрации и поддерживают баланс тела. Всё это вместе сделало ходьбу и вертикальное положение удобными и экономичными для организма.

Также важные изменения произошли и в устройстве черепа. Большое затылочное отверстие передвинулось ближе к центру основания черепа, что обеспечило совмещение оси позвоночника и черепа в единую вертикальную линию.

Облегчённый рацион питания и активное использование каменных ножей и примитивных кухонных принадлежностей постепенно снизили потребность в массивных зубах и мощных челюстях. Поэтому лицевая область постепенно уменьшалась в размере, создавая характерный профиль лица современного человека.

Освобождение рук от обязанности помогать при передвижении дало толчок дальнейшему развитию кисти и пальцев. Руки стали заметно короче относительно общей длины тела. Кистевые суставы приобрели повышенную гибкость и диапазон движений. Произошли качественные улучшения ловкости пальцев, позволившие освоить использование инструментов и орудий труда. [2]

Помимо непосредственных перемен в структуре скелета, возникла целая серия вторичных эффектов, которые оказали огромное влияние на нашу биологию и поведение. Развитые руки предоставили доступ к созданию и использованию сложных инструментов, стимулируя мозг развивать способности планирования, абстрактного мышления и решения проблем. Именно благодаря этому фактору объем головного мозга резко возрос, открыв дорогу к появлению современных форм сознания и культуры. Вертикальная ориентация человека позволила расширить обзор местности и освободить верхние конечности для трудовой деятельности.

Однако все эти адаптивные изменения оказались сопряжены с рядом негативных последствий. Прямохождение предопределило возникновение множества болезней, которые сопровождают человечество и сегодня.

По информации Всемирной организации здравоохранения, в мире более 1,7 миллиарда людей страдают от заболеваний, связанных с опорно-двигательным аппаратом, включая болезни позвоночника и суставов. Это составляет примерно 20% всего мирового населения [3].

Так, «S»-образная форма позвоночника вызывает постоянные напряжения в поясничном отделе, провоцируя остеохондроз и грыжи межпозвонковых дисков. А вынужденная вертикальность тела нередко становится источником искривлений позвоночника, т.е. развития сколиоза.

Согласно национальному исследованию здоровья населения в России, заболевания позвоночника встречаются у 40–50% населения [4]. Нередко возникают ситуации, когда позвонки смещаются относительно друг друга, пережимая нервы, исходящие от спинного мозга. Такие состояния вызывают острые болевые синдромы и ограничивают двигательную активность.

Особое внимание заслуживает состояние коленных суставов. Они вынуждены нести ответственность за амортизацию всей массы тела. Регулярная вертикальная нагрузка быстро истощает суставные ткани, провоцируя артриты, травмы менисков и разрыв связок.

Еще одним слабым местом организма человека оказались стопы. Современная жизнь предъявляет чрезмерные требования к нашим стопам: жёсткие покрытия, неудобная обувь, отсутствие естественного рельефа почвы приводят к развитию патологий – плоскостопия, шпор пяток и деформаций пальцев.

Особенно тревожна статистика среди молодого поколения. Так, согласно исследованию, опубликованному в «Российском педиатрическом журнале» [5]. Авторы провели обследование среди более чем у 70 тысяч обследуемых школьников 5–9-х классов из 28 регионов России. Среди них плоскостопие было выявлено почти у четверти обследованных (23,7%). При этом у мальчиков эта проблема встречается чаще (27,4%), чем у девочек (20,7%).

Влияние прямохождения на внутренние органы и сердечно-сосудистую систему

Кроме заболеваний с опорно-двигательным аппаратом, с переходом к прямохождению связаны и другие проблемы со здоровьем. Вертикальная позиция оказывает негативное воздействие и на внутренние органы. Внутренние органы брюшной полости и малого таза испытывают постоянное давление сверху, что может привести к их опущению, и даже выпадению влагалища и прямой кишки.

Проблемы затрагивают и сердечно-сосудистую систему. Он вынуждена бороться с силой гравитации, перекачивать кровь обратно вверх, особенно от нижних конечностей к сердцу. Соответственно может развиваться варикозное расширение вен нижних конечностей, нарушения микроциркуляции крови и тромбозы. Согласно данным Минздрава, в России варикозным расширением вен нижних конечностей страдают: около 40% взрослого населения в возрасте 18−50 лет; до 60% женщин старше 35 лет; около 30% мужчин старше 40 лет [6].

Женщины же столкнулись с дополнительным риском осложнений родов. Хотя изменение формы таза упростило ходьбу, но одновременно с этим сузило родовые пути, делая рождение ребёнка трудным процессом [2].

Материал и методы исследования

В нашем исследовании приняли участие 83 школьника из Новочебоксарской средней общеобразовательной школы № 13 в возрасте от 8 до 12 лет.

Для оценки состояния стоп применялся метод плантографии: отпечаток стопы получали, смачивая ножку ребёнка и прося оставить след на бумаге. Форма стопы оценивалась визуально, а состояние сводов стопы анализировали по индексу — отношению размеров AB к CD (Рис. 1). Дополнительно измеряли длину стопы по медиальному и латеральному краю, а также высоту от латерального и медиального надмыщелков до пола.  Всем участникам проводилась визуальная оценка осанки в сагиттальной и фронтальной плоскостях для выявления отклонений от физиологической нормы.

Рисунок 1. Отпечаток стопы

В результате проведённого исследования было обнаружено, что почти половина школьников 47% (39 человек) имеет II степень плоскостопия. Нормальное состояние стопы выявлено только у 21% обследованных (17 человек). Тяжёлая III степень встречается в 14% случаев (12 человек). И плоскостопие I степени имеют 18% обследованных (15 человек).

В ходе исследования установлено, что среди школьников преобладают выраженные формы плоскостопия. Это свидетельствует о том, что переход к прямохождению, несмотря на свои эволюционные преимущества, сопряжён с риском развития патологий стопы, которые наиболее ярко появляются в период активного роста и формирования скелета. Полученные данные говорят о высокой распространенности нарушений сводов стопы у детей школьного возраста, что может быть связано с недостаточной физической активностью, неправильной обувью, а также с отсутствием профилактики. Это говорит о необходимости регулярного мониторинга состояния стоп у школьников, внедрения профилактических мер и коррекции выявленных нарушений для предотвращения развития осложнений в будущем.

Помимо патологии стоп, в период активного роста у школьников часто диагностируются нарушения осанки. Эти состояния тесно связаны между собой: плоскостопие может приводить к изменению положения таза и позвоночника, а неправильная осанка, в свою очередь, усугубляет нагрузку на стопы. В рамках данного исследования для комплексной оценки опорно-двигательного аппарата была проанализирована частота встречаемости нарушений осанки среди обследованных школьников.

В ходе исследования о частоте нарушений осанки у школьников в зависимости от возраста и пола были получены следующие результаты. К сожалению, сколиоз был выявлен у большинства школьников (71 человек, 85,5% обследованных), при этом патология позвоночника обнаружилась у девочек и мальчиков примерно с одинаковой частотой. Чаще сколиоз выявлялся в возрасте 9 и 11 лет, в возрасте 12 лет наблюдалось снижение распространённости патологии (нарушения осанки были зафиксированы у 3 девочек и 4 мальчиков).

Результаты обследования демонстрируют, что у школьников с выраженными формами плоскостопия (II и III степени) часто наблюдаются сопутствующие нарушения осанки. Это говорит о том, что патология стопы является одной из причин развития сколиоза.

Профилактику плоскостопия важно начинать с раннего возраста, пока формируется стопа. Для этого рекомендуется:

1. Регулярная физическая активность. Выполнение упражнений для укрепления мышц стопы и голени, например, пружинящие прыжки, ходьба на носках, пятках, наружных и внутренних краях стоп.
2. Правильный выбор обуви. Обувь должна быть удобной с небольшим каблуком. Избегайте ношения слишком плоской обуви и высоких каблуков.
3. Регулярно делайте массаж стоп руками или специальным мячиком. Это улучшает кровообращение, снимает усталость и способствует формированию правильного свода.

Однако проблема требует комплексного подхода. Коррекция только сводов стопы без учета состояния позвоночника, и наоборот, может быть неэффективной. Полученные данные обосновывают необходимость внедрения в школах программ, направленных на одновременную профилактику плоскостопия и нарушений осанки.

Выводы:

1. Возникновение прямохождения стало важнейшим событием в истории эволюции человека. Этот этап позволил предкам людей адаптироваться к новым экологическим условиям, увеличить подвижность и эффективность охоты, сбора пищи и взаимодействия с окружающим миром.
2. Вместе с преимуществами вертикальной позы возникли и серьезные проблемы, такие как повышенная нагрузка на спину и ноги, приводящие к заболеваниям как опорно-двигательного аппарата, так и внутренних органов, и сосудистой системы.
3. Тем не менее, преимущества, приобретённые с переходом к прямохождению, стали основой для прогресса человечества. При этом современные средства коррекции позволяют успешно бороться с негативными последствиями этой адаптации.