Функции, особенности строения и анатомия костей стопы человека

Человек в процессе эволюции встал на ноги и превратился в прямоходящее существо. В природе существует множество конечностей для ходьбы и бега по суше, поэтому различают хождение на стопе, на пальцах (лапах) и фалангах (копытах).

Количество костей у всех конечностей одинаковое, но их расположение и форма различаются. Стопа человека и стопа медведя также различны. У человека развилось индивидуальное, сводчатое, строение стоп. Итак, стопа человека — сложное сочленение из множества костей, связок и мышц. Она схожа с кистью руки, но, поскольку у неё иные функции, она менее подвижна, но зато прочнее: кости плотнее, связки толще и короче, жировая прослойка и кожа на подошве довольно толстые.

На подошвах стоп, как и на ладонях, много чувствительных рецепторов и потовых желёз, есть папиллярные узоры. На стопах они имеют свои особенности — в области пальцев и плюсны они более сложны, чем под сводом и у пятки. Специальные подушечки под пальцами и пяткой состоят из жира и коллагена, к старости они утончаются, от чего пожилым людям бывает больно ходить.

Хотя стопа и достаточно прочная, она всё же может немного менять форму при распределении нагрузок. Стопа выполняет три основные функции: опорная, амортизационная и балансовая (установка положения тела в пространстве). Стопа имеет в силу своего строения три точки опоры: пятку и две точки впереди, образуя три опорных свода. Это позволяет учитывать самые маленькие неровности при поддержании равновесия.

При перемещении вес сначала падает на пятку, потом плавно переходит по внешнему краю стопы, а потом поверхности касаются плюсневые кости. Пальцы при положении стоя не задействуются, они включаются при переносе веса, когда человек встаёт на мысочки и когда стопа отрывается от поверхности при движении вперёд. Если у человека большой палец заметно длиннее остальных, то при поднятии на мыски вес распределяется неравномерно. По длине пальцев различают стопу греческую — когда второй палец самый длинный, египетскую — когда пальцы становятся короче от большого к мизинцу, германскую — когда большой палец длинный, а остальные примерно равны, и римскую — когда все пальцы примерно одинаковые.

Стопа как часть скелета человека

Человек является единственным биологическим видом, имеющим сложное сводчатое устройство стопы.

Также приспособлением к прямохождению являются такие особенности стопы, как:

• более короткие и массивные кости пальцев, вынужденных выдерживать постоянную нагрузку;
• длинная вытянутая предпальцевая часть;
• значительно меньшая гибкость и подвижность суставов по сравнению с кистью;
• большая плотность костной ткани, плотная кожа и жировая прослойка для предохранения костей и суставов от травм;
• обилие и большая плотность нервных окончаний, позволяющих реагировать на информацию об окружающей среде и целесообразным образом корректировать характер движения.

Диагностические мероприятия

В момент, когда возникает тревожная симптоматика в области стопы, человек приходит к ортопеду и травматологу, которые зная полное строение голеностопного сустава, могут многое определить по внешним признакам. Но вместе с этим специалисты назначают обследование, необходимое для 100% верной диагностики.

Методы обследования включают в себя:

• Рентгенографическое обследование.
• Ультразвуковое исследование.
• Компьютерная и магнитно-резонансная томография.
• Атроскопия.

Выявление патологий посредством рентгена является самым бюджетным вариантом. Снимки производятся с нескольких сторон, фиксируя вероятный вывих, опухоль, перелом и прочие процессы.

УЗИ способствует обнаружению сосредоточения крови, нахождению инородных тел, возможный отёчный процесс в суставной сумке, а также проверить состояние связок.

Компьютерная томография обеспечивает полное обследование костной ткани, при новообразованиях, переломах и артрозе. Магнитно-резонансная томография – дорогостоящая методика исследования, приносящая максимум достоверной информации об ахилловом сухожилии, связках и суставных хрящах.

Атроскопия – малое инвазивное вмешательство, подразумевающее под собой ввод в капсулу сустава специальной камеры, за счёт которой доктор сможет увидеть все патологии голеностопного сустава.

После сбора всей информации инструментально-аппаратными средствами, осмотра докторов и получения результатов лабораторных анализов ставиться точный диагноз с определением методики лечения.

Физиологические особенности и функции стопы

Физиология и неумеренная нагрузка на ступни является причиной артроза: это цена, которую человек вынужден платить за выгоды, приносимые прямохождением. Закономерно, что чаще всего артрозом страдают люди, имеющие излишний вес и профессию, сопряженную с необходимостью долго находиться на ногах и при этом мало ходить.

Составные элементы анатомии стопы – это костная структура (опорный каркас), соединительные элементы — суставы и связки, и мускулатура, обеспечивающая подвижность стопы.

Возникновение структурно-функционального нарушения в какой-либо группе элементов негативно отражается и на остальных.

Главными функциями стопы являются:

• опора во время передвижения;
• нивелирование толчков тела при беге, физической работе и упражнениях (обеспечивается сводом), что оберегает кости и висцеральные органы от травматизации при движении;
• помощь в регулировке поз и положения частей тела при прямохождении.

Кости стопы человека

Стопа интегрирует в себе следующие отделы:

• предплюсну (задней части, соединенной с голенью), предплюсна состоит из 5 костей;
• плюсну (средней части, формирующей упругий свод), включает 5 костей;
• фаланги пальцев, включают14 костей.

Таким образом, стопу образовывают 26 костей, и у каждой косточки есть свое название.

У большинства людей также есть 2 маленькие сесамовидные косточки. В редких случаях стопа включает 1-2 добавочные, анатомически не предусмотренные кости, нередко доставляющие своим обладателям проблемы со здоровьем стопы.

Предплюсневые кости

Таранная кость является самой высоко расположенной костью стопы и ее верхняя сторона формирует голеностопный сустав:

• Кость не имеет прикрепленных сухожилий и мускулов.
• Имеет 5 суставных поверхностей, на которых располагается слой гиалинового хряща.
• Также у пятки много суставных поверхностей (6 штук), на нее завязаны множественные связки, с ослаблением которых зачастую связано формирование плоскостопия.
• К выпуклой задней части крепится ахиллово сухожилие.

Ладьевидная кость формирует внутреннюю часть стопы, пальпируя сустав, врач определяет степень плоскостопия:

• Участвует в образовании анатомического свода.
• Соединена суставом с таранной.
• К ней спереди крепятся три клиновидные кости.
• У клиновидных костей с проксимальных концов есть суставные поверхности для связи с первыми тремя плюсневыми костями.

Кубовидная кость включена в верхнюю предплюсневую часть внутренней стороны.

Плюсневые или метатарзальные кости

Несмотря на то, что эти пять трубчатых костей отличаются по диаметру и длине (самая толстая и короткая – первая кость, самая вытянутая – вторая), строение у них идентичное.

Они включают в себя:

• голову;
• тело;
• основание.

Тела этих костей имеют вид пирамиды с тремя ребрами, а головки имеют скругленные передние концы. Суставные поверхности на головках метатарзальных костей связаны с нижними фалангами пальцев, а на основаниях костей – с передними предплюсневыми косточками.

Фаланги пальцев

По аналогии с кистью, большие пальцы стоп имеют только проксимальную (нижнюю) и дистальную (верхнюю) фаланги, а остальные пальцы – по три фаланги (промежуточная, проксимальная и дистальная), соединяющиеся подвижными суставами. Это в целом мелкие и тонкие трубчатые кости.

Иногда две фаланги мизинцев стопы срастаются (что не является патологией).

Фаланги стоп заметно короче и толще, чем у кистей. Это связано с тем, что от стопы не требуется гибкость и развитость мелкой моторики, как от пальцев рук, зато требуется прочность и способность выдерживать длительные нагрузки.

Как и плюсневые кости, кости фаланг пальцев стопы защищены достаточно скудным количеством мягких тканей, поэтому они легко пальпируются, особенно у сухощавых жилистых людей.

Сесамовидные кости стопы

Две такие кости находятся в толще сухожилий больших пальцев в районе соединения плюсневых костей с проксимальными фалангами больших пальцев. Они влияют на выраженность свода плюсны.

При рентгенографии стопы они выглядят на снимке как крупицы постороннего вещества в толще связок. Иногда эти кости имеют раздвоенную форму (это бывает как данностью от рождения, так и последствием травмы).

Добавочные или сверхкомплектные кости

Наиболее часто встречается внешняя большеберцовая кость (12 % популяции, у женщин почти вдвое чаще), которая соединена с ладьевидной хрящом или связками. Ее размеры вариабельны; у людей с крупной костью она сильно выпирает вниз, что влечет за собой постоянное натирание этого участка обувью. Порой ее обнаруживают и у профессиональных спортсменов.

Тем, у кого обнаружили внешнюю большеберцовую кость, рекомендуется носить супинаторы или специальные стельки (при крупной кости – также ортопедическую обувь). Лечение последствий, которые причинила кость, определяется частным случаем клинической картины.

У 7% популяции — треугольная кость. При рентгене ее можно спутать с переломом. Неровная линия границы и четко сфокусированная боль свидетельствует о переломе, гладкая ровная линия границы – о присутствии треугольной кости.

Диагностика

Проведение диагностики необходимо, когда пациент начал ощущать какие-либо неприятные симптомы в виде болей, скованности или отечности тканей. Выставляется диагноз только на основании клинических признаков и картины, полученной в ходе рентгенологического исследования. Это является минимально необходимым для выявления проблемы диагностическим базисом.

Для выяснения более полной картины болезни, врач может назначить ряд анализов. Это поможет выявить воспалительный процесс, что может быть признаком самых различных недугов. Также могут быть назначены следующие инструментальные исследования:

• КТ суставов. Это позволяет определить состояние тканей, выявить анатомическое строение стопы и его особенности, патологии, а также травмы. Полную картину о том, как выглядит стопа врач может получить благодаря послойным изображениям, которые даёт томограф.
• МРТ суставов. При помощи данного исследования доктор может определить наличие воспалительного процесса в тканях, а также выявить первые признаки таких серьёзных болезней, как остеоартрит, подагра и многое другое.

Другие методы диагностики, если пациент прошел КТ или МРТ, не назначают за ненадобностью.

Особенности суставов, связок и хрящей

За подвижность стопы ответственны комплексы суставов — межпредплюсневые, предплюсне-плюсневые, плюсне-фаланговые и межфаланговые.

Межпредплюсневые суставы

Они реализуют связь между костями предплюсны.

Голеностопный сустав является наивысшей точкой стопы:

• Сформирован суставными поверхностями таранной кости и вилообразно впаянных в нее костей голени.
• Этот сустав ответствен за возможность оттягивать стопу вниз либо, наоборот, вертикально вверх.
• Одной из черт того сустава является то, что детям и подросткам легче дается движение вверх, а людям в возрасте после завершения формирования скелета – вниз.
• Угол возможной подвижности сустава может составлять до 90 градусов.

Подтаранный сустав имеет форму цилиндра, образован задними частями таранной кости и пяточной, присутствуют короткие связки.

Синхронно с ним работает шарообразный таранно-пяточно-ладьевидный сустав. Ось, сформированная этой парой суставов, служит центром супинации и пронации стопы.

Предплюсне-плюсневые суставы

Суставы этой группы связывают части предплюсны друг с другом и с косточками плюсны. Большинство из них обладает плоскими суставными поверхностями и весьма малой подвижностью.

Помимо суставов, за устойчивость этой части стопы отвечают многочисленные связки, большинство из которых крепится к пяточной и наружной частям стопы. Самая большая из них соединяет пяточную кость с проксимальными частям всех предплюсневых костей (кроме тех, что связаны с большими пальцами).

Межплюсневые суставы

Они обладают плоской формой поверхностей и связывают боковые стороны плюсневых костей.

В качестве соединения им служат связки:

• подошвенные;
• межкостные;
• тыльные.

Плюснефаланговые суставы

Сформированы задними частям проксимальных фаланг и скругленными головками метатарзальных косточек. Несмотря на округлые формы, у этих суставов довольно малая подвижность (но все же превосходящая предплюсне-плюсневые).

У людей старшего возраста весьма нередок деформирующий остеоартроз, который обычно проявляет себя как болезненная шишка с внутренней боковой стороны от проксимальной фаланги большого пальца (таким образом, поражен плюснефаланговый сустав).

При воспалении суставов (артрит), помимо видимых признаков отека в пораженном суставе, проявляются также повышением температуры тела (как общей, так в области пораженного сустава) и очень острыми болями, перетягивающими все внимание пациента на себя, особенно при повышении нагрузки на стопу. Боль может даже мешать заснуть.

Межфаланговые суставы

Они соединяют фаланги пальцев, обладают довольно высокой подвижностью, но уступающей аналогичным суставам пальцев кистей. Они ответственны за возможность сгибания и разгибания пальцев.

Мышцы и нервы стопы

Мышечная система стопы включает в себя мышцы подошвенной поверхности и тыльной поверхности. Мышцы, которые соединяют стопу с голенью, квалифицируются как мышцы голени.

Подошвенные мышцы делятся на несколько групп:

• В наружную группу входят две мышцы, обеспечивающие сгибание и отведение мизинца (они крепятся к его нижней фаланге).
• Во внутреннюю – три мышцы, ответственные за движение большого пальца (сгибание, оттопыривание и приведение). Они соединяют нижнюю фалангу пальца с костями предплюсны и плюсны.
• В среднюю группу входят несколько мышц, чьей функцией являются сгибание, оттопыривание и приведение пальцев. Подошвенные мышцы, ответственные за сгибание пальцев, называются короткими сгибателями. Подошвенные мышцы намного сильнее и выносливее тыльных, так как на них ложится также большая нагрузка по поддержанию свода.

Тыльная поверхность включает две мышцы, которые называются короткими разгибателям:

• Одна из них сопряжена с большим пальцем, вторая – с остальными.
• Когда при передвижении нога направляется вперед, работают короткие разгибатели.
• Одним концом они крепятся к нижним фалангам пальцев, другим – к пяточной кости.

Физиология кровеносной системы

Медиальная подошвенная артерия делится на две борозды: одна из которых снабжает кровью сгибатель пальцев, а другая – мышцу, отводящую большой палец в сторону. Более широкая и разветвленная латеральная подошвенная артерия питает множество мышц стопы.

Тыльная артерия разделяется на две ветки – одна направляется между большим указательным пальцами, другая – вглубь к подошве, сливаясь с подошвенной дугой.

Плюсневые артерии делятся на 4 подошвенные (продолжаются подошвенными пальцевыми, тянущимися к боковым сторонам пальцев) и 4 тыльные.

Вены стопы делятся на:

• глубокие;
• тыльные;
• перфорантные.

Строение голени

Анатомия голени включает в себя две трубчатые берцовые кости – большую и малую.

Тело большой берцовой кости сформировано в виде трехгранной призмы, а ее нижний эпифиз покрыт хрящом и образует суставное соединение с таранной костью стопы. Верхний же эпифиз разветвлен на два мыщелка чашеобразной формы, образующих соединения с мыщелками бедра.

Тело малой берцовой кости тоже имеет вытянутую трехгранную форму, но значительно более тонкую. Ее верхний диафиз крепится к большой берцовой кости.

Болезни стопы

Артроз или деформирующий остеоартроз

Артроз — это дегенеративное заболевание суставов, при котором дефицит питания суставных хрящей провоцирует деформацию костей и воспалительный процесс в оболочке хряща. Основным медикаментозным средством лечения являются нестероидные противовоспалительные препараты.

Медикаменты целесообразно сочетать с леченой физкультурой и физиотерапевтическими процедурами. В любом случае лечение назначается после проведения рентгенографии стопы.

Артрит или воспаление суставов

Артрит — характеризуется воспалительным процессом в хрящевой ткани суставов в сочетании с отечностью. Заболевание может иметь разные причины, но чаще всего они либо связаны с болезнями обмена веществ (подагра, диабет), либо имеют инфекционную природу.

Медикаментозное воздействие при артрите направлено на ликвидацию воспаления и включает:

• антибиотики;
• хондропротекторы;
• и нестероидные противовоспалительные препараты.

Для успешного лечения пациент должен следить за своим рационом, исключив из него продукты с высоким содержанием мочевой кислоты, а также жирное и соленое.

Деформация стопы

Существуют разные виды деформации стопы:

• Косолапость обычно имеет причину в недостаточном тонусе мышц стопы или неправильной постановке ног при научении ходьбе, но бывает также врожденной.
• Полая стопа – последствие паралича, характеризующееся гипертрофией продольного свода и визуальным укорочением стопы. Лечение – специальная гимнастика и ортопедические вкладыши.
• Плоскостопие – расширение плюсны и уплощение свода. Возникает при повышенной нагрузке в сочетании с недостаточной упругостью мышц свода. Сопровождается увеличением поперечного расстояния между костями плюсны.
• Конская стопа – последствие паралича трехглавой мышцы голени, характеризующееся расположением стопы под тупым углом к голени. При этом состоянии нарушается регулировочная функция стопы.
• Пяточная стопа – в противоположность конской, стопа образует острый угол с голенью. Состояние бывает как врожденным, так и последствием паралича. В первом случае ее причиной является нарушение положения плода в чреве. Такие стопы корректируются гипсовыми повязками.

Наросты и другие образования на костях стопы:

• Наросты на костях (экзостоз) – патология неясного генеза, возникновение выроста на нижней части пятки. Сначала он состоит только из хряща, со временем вокруг хряща откладываются твердые соли кальция.
• Остеофиты костей – шипообразные выросты на костях. Чаще всего встречаются остеофиты пяточной кости, развивающиеся параллельно воспалительному процессу в ахилловом сухожилии. Вероятно, в возникновении патологии участвует наследственный фактор (частая встречаемость у прямых родственников).

Травмы стопы

Перелом костей стопы

В отношении симптомов перелома нужно сказать, что из-за большого числа костей в стопе и большой дифференциации функциональной нагрузи, симптомы проявляют себя вариативно в зависимости от анатомии повреждения.

Но есть и универсальные проявления:

• смещение положения стопы (видна внутренняя поверхность при обзоре сверху + смещение в горизонтальной плоскости);
• боль (характер вариабелен в зависимости от характера повреждения);
• прилив крови к стопе и отек стопы.

Чаще всего жертвами переломов становятся плюсневые кости (в силу их особенностей – трубчатая структура, тонкость, а также необходимость поддерживать упругий свод, с чем бывают проблемы при слабо натренированных вялых мышцах стопы).

О повреждении мелких костей предплюсны пациент порой может не подозревать (не всегда присутствуют явные боли и нарушение формы стопы).

Наиболее долго (3-6 месяцев) срастаются переломы таранной кости в силу слаборазвитого кровотока в этой зоне и того, что на эту кость приходится наибольший процент веса тела. Быстрее всего (месяц-полтора) срастаются пальцевые фаланги.

В соответствии с МКБ-10, переломы стопы классифицируются на:

• перелом большого пальца (закрытый и открытый);
• перелом другого пальца (закрытый и открытый);
• неуточненный перелом (закрытый и открытый);
• множественные повреждения стопы (закрытые и открытые).

При обнаружении подозрения на перелом необходимо вызвав бригаду скорой помощи, при наличии возможности приложить к месту повреждения холодны предмет (например, еду из морозильника), обернутый в два слоя полотенца.

Перелом со смещением

Его признаками являются:

• стреляющее боли на месте деформации;
• отечность всей конечности, а не только места поражения;
• изменение формы.

Закрытый перелом стопы

Чаще всего поражает плюсневые кости (механическое сдавливание сверху) и пятки (обеих ног вместе) при неудачном приземлении. Реже поражает таранные кости в сочетании с голенью. Часто бывает оскольчатым, может сопровождаться смещением.

Перелом Джонса

Затрагивает внешние плюсневые кости. Из-за скупого притока крови около 20% случаев перелома Джонса не срастаются (и в целом этот тип травмы характеризуется медленным срастанием).

К группам риска относятся люди, профессионально занимающиеся танцами, и женщины, много ходящие на высоких каблуках. При отсутствии смещения поврежденная конечность подвергается бинтованию на срок до 3-4 недель; при чувствительном смещении в ход идет оперативное вмешательство.

Частые вопросы

Какие функции выполняют кости стопы?

Кости стопы выполняют несколько функций, включая поддержку веса тела, амортизацию ударов при ходьбе и беге, обеспечение устойчивости и передвижения.

Каково строение костей стопы?

Стопа состоит из 26 костей, включая 7 костей таранной части (плюсневые кости), 5 костей пяточной части (пяточная кость и кости плюсневого моста) и 14 костей пальцев стопы.

Какие особенности анатомии костей стопы?

Кости стопы имеют несколько особенностей, включая наличие свода стопы, который помогает амортизировать удары и распределить вес тела, а также наличие суставов, связок и мышц, которые обеспечивают поддержку и движение стопы.

Какие проблемы могут возникнуть с костями стопы?

С костями стопы могут возникать различные проблемы, включая переломы, вывихи, растяжения связок, а также различные заболевания, такие как плоскостопие, остеоартрит и пяточная шпора.

Как можно укрепить и поддерживать здоровье костей стопы?

Для укрепления и поддержания здоровья костей стопы рекомендуется носить комфортную обувь, делать упражнения для стопы и голеней, избегать перегрузок и травм, а также обратиться к врачу при появлении боли или других проблем.

Полезные советы

СОВЕТ №1

Изучите основные функции и строение костей стопы. Это поможет вам понять, как работает ваша стопа и какие нагрузки она выдерживает. Знание анатомии поможет вам лучше понять возможные причины болей и травм стопы, а также выбрать правильные упражнения и методы реабилитации.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на правильную обувь. Носите обувь, которая обеспечивает поддержку и амортизацию для стопы. Избегайте слишком узкой или слишком высокой обуви, так как она может вызвать дискомфорт и повредить стопу. Также регулярно проверяйте состояние своей обуви и заменяйте ее при необходимости.

СОВЕТ №3

Уделяйте внимание укреплению мышц стопы. Регулярные упражнения, направленные на укрепление мышц стопы, помогут улучшить их гибкость и силу. Это может снизить риск травм и болей в стопе. Попробуйте упражнения, такие как подъемы на носки, сжатие и разжатие пальцев стопы, а также массаж и растяжка стопы.