Недавно я лично столкнулся с радикулитом, который дал о себе знать очень болезненным «прострелом поясницы».
Событие было на столько яркое, что при его преодолении в мозгу всплыло всё, что я раньше знал о человеческом скелете и мышцах.
Тут кроется интересная грань между «знать» и «понимать».
В результате «прострела поясницы» моё инженерное знание об анатомии и физиологии человека переросло скачком в ПОНИМАНИЕ!
Ну, и на фоне этого эмоционально-информационного всплеска я решил поделиться с окружающим миром этой бесценной информацией.
Как говорилось в одном замечательном армянском мультике про «Великого Э-эха»:
«Делай добро и бросай его в воду: Оно не пропадёт!»
Прямохождение- как проклятие человечества
С проблемами в пояснице сталкиваются все рано или поздно.
Это связано с нашей главной человеческой особенностью, а именно с «прямохождением».
Мы единственные существа на планете кто ходит на двух ногах с прямой разогнутой спиной, при этом занимая такое положение большую часть своей жизни, за исключением сна.
Даже наши дальние родственники- обезьяны, не ходят с прямой спиной, опираясь на передние длинные руко-лапы.
А если обезьяны и выпрямляются в прямую стойку, то делают это на очень короткое время (см.рис.1-3.)
Рис.1. Обычная ходьба обезьяны на четырёх руках. Спина прогнута одной выпуклой дугой.
Рис.2. Обычная ходьба гориллы на четырёх руках. Спина прямая.
Рис.3. Горная горилла в момент прямохождения. Поясницу пришлось прогнуть внутрь как у человека.
У человека для «прямохождения» появился дополнительный постоянный прогиб позвоночника в зоне поясницы, где искривление позвоночника меняет направление на противоположное.
Именно в этом прогибе поясничного отдела и кроется суть проблем человека с болями в пояснице.
При этом поясничный отдел стал значительно длиннее и гибче. (см.рис.4-5.)
Рис.4. Сравнение строения скелета человека и гориллы при переходе к прямохождению.
Рис.5. Различные отделы позвоночника человека. Зелёным выделен поясничный отдел с обратным прогибом для прямохождения на двух ногах.
Инженерная механика на службе антропологии.
Человек научился хорошо переносить вертикальное положение тела в течении длительного времени, что отразилось в форме его позвоночника (см.рис.5.)
Но в результате человек потерял способность переносить большие нагрузки.
Так отклонение от вертикали туловища вызывает резкое увеличение сдавливающей нагрузки на позвоночный столб.
А длительное пребывание в наклоне стоя или сидя приводит к значительным остаточным деформациям в позвоночнике и перегрузке мышц в пояснице (разгибателей позвоночника).
Первыми с перегрузкой поясницы сталкиваются работники физического труда на стройках и складах, где нужно часто поднимать и перетаскивать тяжести (см.рис.6-8.)
Рис.6. Картинка правильного и неправильного подъёма тяжестей с пола. Неправильный подъём тяжестей – это прямой путь к срыву спины и к остеохондрозу с радикулитом.
Рис.7. Изменение фактических сил сжатия позвонков в пояснице в зависимости от положения тела и дополнительной нагрузки.
Рис.8. Рисунок из учебника про изменение фактических сил сжатия позвонков в пояснице в зависимости от положения тела и дополнительной нагрузки.
Опасности от сидения в офисе
Но как оказывается, и «лёгкая офисная работа» таит в себе большие опасности.
Так перегрузка поясничного отдела позвоночника имеет весьма большую величину даже при обычном сидении в офисном кресле в неправильном положении.(см.рис.9-12.)
Рис.9. Деформация межпозвоночных дисков в пояснице при неправильно позе сидя на стуле.
Рис.10. Давление на позвоночные диски в зависимости от положения поясницы стоя и сидя в разных положениях.
Рис.11. Картинка из учебника с эпюрами распределения давления по позвоночному диску в зависимости от изгиба поясницы в наклоне.
Рис.12. Рисунок из учебника про изменение фактических сил сжатия позвонков в пояснице в зависимости от положения тела и дополнительной нагрузки. Справа схема правильной сидячей позы в кресле с подпором низкой спинкой в поясницу.
Согласно последней картинке, даже лёжа на спине не наступает разгрузка позвоночника! (см.рис.12.)
Это связано с постоянным напряжением мышц поясницы для сохранения прогиба поясницы при разгибающей нагрузке от плоской кровати.
Для снятия этого напряжения в пояснице в положении лёжа на спине дополнительно подкладываю мягкий валик под поясницу (рулон из полотенца).
Без дополнительных подручных средств минимальная нагрузка на поясничные мышцы оказывается в положении лёжа на боку с согнутыми ногами- почти поза эмбриона.
При приступах радикулита лежать приходилось как раз калачиком на боку.
Также получалось эффективно разгрузить поясничные мышцы стоя в полунаклоне с опорой на стол или на кровать.
Вот только при этом спать стоя не получается…((
Особенности нагрузки на позвоночник у животных
Интересно, что у многих животных на четырёх ногах такой проблемы с перегрузкой позвоночника не возникает в принципе, так как позвоночник работает несколько иначе.
При опоре на четыре ноги позвоночник животных тоже испытывает сжатие, но только под действием совсем других сил.
Так у лошади очень мало мышц на позвоночнике в поясничном отделе, так как разгибать позвоночник в обратную сторону ей не надо вовсе.
При этом для удержания позвоночника от провала в низ его удерживает натяжение брюшины, где много постоянно натянутых сухожилий и также мало мышц (см.рис.13.)
Рис.13. Скелет, мышцы и общий вид лошади.
Корпус лошади работает как балка на двух опорах, где верхние волокна сжаты, а нижние растянуты с одинаковой силой.
У человека позвоночник в пояснице сжимают и перегружают мышцы на самом позвоночном столбе, чтобы создать разгибающий момент наружу.
При этом из-за малого рычага на длине остистых отростков позвонков приходится значительно увеличивать изгибающую силу в мышцах позвоночника, сдавливающее усилие от которой в разы превосходит вес тела и поднимаемый груз (см.рис.14-15.)
Рис.14. Эпюра напряжения в балке на двух опорах от равномерной нагрузки.
Рис.15. Эпюра напряжения в сечении балки от изгибающего момента.
В то же время у копытных животных на сжатие позвоночника работают растягиваемые мышцы живота, которые создают огромный изгибающий момент в туловище на рычаге его толщины по толстому брюху.
В этой нагрузочной схеме изгибный момент создаётся гораздо эффективнее, почти не перегружая позвоночник прямым сжатием, при этом позвоночник сжимается только с силой натяжения мышц живота.
В результате у травоядных копытных на позвоночнике мышц очень мало, так что позвоночник выпирает сквозь кожу и спина выглядит излишне «худой», при общей упитанности животного(см.рис.16.)
Рис.16. Вид упитанной коровы с точащими сквозь кожу отростками позвоночника на хребте.
Как помочь людям?
Аналогично у приматов при опоре на передние конечности резко снижается перегрузка поясничного отдела позвоночника в моменты прямохождения.
Этот же эффект используют люди, опираясь руками на что-то для разгрузки поясницы (опора на трость или ходунки).
Именно так удаётся разгрузить поясницу при подъёме тяжестей в быту (см.рис.17-18.)
Рис.17. Весьма дельные рекомендации для профилактики остеохондроза в пояснице и радикулита.
Рис.18. Два вариант одного плаката, где картинки одинаковы, но отличаются только заголовки. При этом в картинках даны весьма дельные рекомендации по подъёму тяжестей и для профилактики остеохондроза в пояснице и радикулита.
Офисные сидячие страдания
Для «офисного планктона» вопрос правильного сидения крайне важен.
Подавляющее количество сидячих работников сидят неправильно, зарабатывая себе остеохондроз и радикулит (см.рис.19-23.).
Рис.19. Схема правильной и неправильно позы при сидении за компьютером в офисе.
Рис.20. Схема правильной и неправильно позы при сидении за компьютером в офисе, дополнительно добавлены специальные подставки для монитора и наклонная опора для стоп для женщин в обуви на каблуках.
Рис.21. Схемы правильного и неправильного положения в офисном кресле при длительной работе. В правом варианте тоже можно сидеть долго, но только если создать подпор по поясницу с помощью дополнительного мягкого валика.
Рис22.. Схемы правильного и неправильного положения в офисном кресле при длительной работе. В правом варианте я долгое время сидел на работе и продолжаю также сидеть дома. Правда, в правом варианте не показан рабочий стол, под который надо закатываться, чтобы дотянуться до клавиатуры. Начальство сильно бесится от вида такого расслабленного сидения работника на рабочем месте.
Рис.23. Схема нагружения межпозвоночных дисков при различном положении позвоночника.
Для борьбы с неправильной позой человека при сидении в офисном кресле мебельщики развернули большую работу, предлагая самые разные модели офисных кресел на любой вкус и кошелёк.
Встречаются даже весьма экзотические конструкции, некоторые из которых весьма точно выполняют свою функцию в соответствии с физиологией человека (см.рис.24-28.)
Рис.24. Схема неправильной посадки на обычный стул и альтернативная схема сидения на специальном полусидячем табурете.
Рис.25. Странный стул для «правильного сидения». Я пробывал- мне не понравилось. Упираться постоянно коленями как-то не очень приятно, хотя спина болит меньше.
Рис.26. Крайне удобный для сидения стул с опорой валиком ровно в поясницу.
Рис.27. Офисное кресло со странной спинкой, которая действительно правильно поддерживает поясницу и не обжимает грудную клетку.
Рис.28. Другой вариант офисного кресла со странной спинкой, которая действительно правильно поддерживает поясницу и не обжимает грудную клетку.
В этом изобилии странных форм наибольшую популярность в офисах приобрели достаточно простые сетчатые кресла, где есть и поддержка поясницы в нужном месте. (см.рис.29.)
Рис.29. Дешёвая версия офисного кресла, где всё кажется правильным: есть прогиб для подпора под поясницей и прямая спинка под лопатками. Но лёгкая тонкая сетка оказывается излишне мягкой для создания нужных усилий поддержки.
Вот только на таком сетчатом кресле из-за мягкости сетки на спинке кресла сидеть в нём оказалось не очень удобно: опоры под поясницу не хватает, а под спиной сетка прогибается и обжимает грудную клетку.
Я тоже купил себе такое кресло, но радость была недолгой.
Вскоре пришлось подкладывать дополнительный валик из подушки под поясницу. Также пришлось подкладывать дополнительную жёсткую плоскую картонку под лопатки, обернув картонку в мягкую тряпку.
Также пришлось отгибать спинку назад для увеличения угла отклонения спинки, компенсируя толщину дополнительных приспособлений.
Опасность неправильного стояния
С сидением на стуле в офисе мы немного разобрались.
Но в большинстве своём мы и стоят правильно не умеем, сохраняя неправильную осанку не только сидя, но и стоя.
Привычное положение сгорбленного тела и прогнутого не туда поясничного отдела мы продолжаем сохранять и после вставания со стула.
(см.рис.30.)
Рис.30. Схема неправильных и правильных осанок при стоячем и сидячем положении.
Опасность мессенджеров на смартфонах
С сидячей работой разобрались.
Но вдруг оказалось, что смартфон и переписка в мессенджерах тоже таят в себе жуткую опасность!
Так стоя со смартфоном в руках мы оказываемся в страшной опасности, сильной перегружая другой прогиб позвоночника, а именно прогиб шейного отдела (см.рис.31-32.)
Рис.31. Рис наглядная картинка с величиной сжимающей нагрузки на межпозвоночный диск при различном наклонном положении головы.
Рис.32. Схемы неправильных и правильных положений головы при чтении смартфона в стоячем положении.
Фитнес- убийца
Казалось бы, что профилактика остеохондроза и радикулита с помощью физкультуры- это отличная вещь.
Но современные фитнес-центры таят в себе тоже не малую опасность.
Так многие упражнения в тренажёрном зале могут приносить больше вреда, чем пользы.
Некоторые популярные у женщин упражнения в фитнесс-залах вообще кажутся прямым вредительством!
Так большинство упражнений в наклоне с тяжестями являются прямой угрозой вашей пояснице!
Если знаешь механизм удержания поясницы в наклоне, то глядя на эти «упражнения» волосы встают дыбом и по спине пробегает неприятный холодок (см.рис.33-35.)
Рис.33. Вредительское упражнение в наклоне с отягощением гирей. Жуткая перегрузка позвоночника в пояснице без видимого полезного результата.
Рис.34. Вредительское упражнение в наклоне с отягощением гантелями. Сильная перегрузка позвоночника в пояснице без видимого полезного результата. Что мешает сделать эту же разводку рук, но лёжа на скамейке?
Рис.35. Очень модное и очень вредное женское упражнение в наклоне с отягощением штангой. Страшная перегрузка позвоночника в пояснице – это единственный реальный результат.
Вредоносное влияние этих упражнений хорошо видно на примере диаграмм, где прописаны сдавливающие нагрузки на поясницу в зависимости от положения тела и дополнительной нагрузки (см.рис.36.)
Рис.36. Различные по оформлению диаграммы с процентами нагрузки на позвоночник в зависимости от положения и наклона тела.
Маниакальное самовредительство такими упражнениями особенно расстраивает, при том что рядом в этом же фитнес-зале есть вполне себе правильные тренажёры, которые позволяют тренировать плечевой пояс с отягощениями, но без тотальной перегрузки поясничного отдела позвоночника.(см.рис.37.)
Рис.37. Хороший тренажёр с наклонной скамейкой для упражнения имитирующего тягу штанги к груди в наклоне, но без перегрузок на позвоночник.
Там же есть станки для имитации приседаний со штангой, но также без перегрузок поясницы и без риска погибнуть под упавшей штангой (см.рис.38.)
Рис.38. Тренажёр для жима ногами с разгруженной спиной.
Мужской спортзал
А что происходит в мужских силовых тренировках?
У мужчин всё на много интереснее!
Вроде бы все тренируют своё тело, но делают это по-разному и с разными целями (см.рис.39-46.)
Рис.39. Различные типы физической нагрузки и разные типы телосложения для них.
Рис.40. Градация физической формы спортсменов в зависимости от решаемых спортивных задач.
Рис.41. Различные типы развития в зависимости от вида спорта: Слева- легкоатлет на кольцах и турнике (ноги тут только мешаю, а потому худые и лёгкие), средний- профессиональный велосипедист (тут худые руки, чтобы не создавать лишний вес и лишнее сопротивление воздуху), справа- бодибилдер на показуху.
Рис.42. Фото гимнаста на кольцах: мощные руки, а ножки тоненькие.
Рис.43. Профессиональный велосипедист. Бёдра чудовищно раскачены.
Рис.44. Бодибилдеры на соревнованиях (высушенные обезвоживанием). По центру Дориан Йатс- многократный «Мистер Олимпия» в эру «быков» после Шварцнейггера.
Рис.45. Бодибилдер Дориан Йатс: слева- «на массе» в межсезонье, справа он же после окончания карьеры — постаревший и без стеройдов .
Рис.46. Динамика изменения критериев победителей в бодибилдинге по годам- с годами качки становятся всё более «налитыми»: то есть более массивными и без мелкого рельефа мышц.
Пауэрлифтинг и тяжёлая атлетика (штанга)
При подъёме штанги от пола (становая тяга) существует вполне конкретная техника, которая связана как с физикой, так и с физиологией человека (см.рис.47.).
Рис.47. Инструкция по становой тяге.
Интересно, что штангисты и пауэрлифтеры – это весьма крепкие парни с большими животами.
Пауэрлифтеры и штангисты совсем не похожи на стройных фитнес-красавцев с тонкими талиями, например как у культуриста Арнольда Шварценеггера в молодые годы.(см.рис.48-54.)
Рис.48. Культурист Арнольд Шварценеггер в юности и в расцвете взрослой формы.
Рис.49. Культурист Арнольд Шварценеггер в расцвете сил. Тонкая талия отличает «показушных» бодибилдеров от реальных тяжелоатлетов-штангистов и пауэрлифтеров.
Рис.50. Тяжелоатлет на помосте со штангой. Хват рук во встречных направлениях позволяет избежать крутящего момента на грифе, компенсируя его на противоположном положении кистей. Таким хватом получается удержать в кистях больший вес штанги, чем прямым хватом обеих рук.
Рис.51. Пауэрлифтер-рекордсмен. Хват рук уже не держит запредельный вес штанги, а потому используют дополнительные ремни от запястья на гриф штанги.
Рис.52. Пауэрлифтер-рекордсмен. Также виден исключительно широкий и мощный ремень на животе.
Рис.53. Юрий Власов – советский тяжелоатлет, многократный чемпион мира и олимпийский чемпион (Рим, 1960г).
Рис.54. Крепкие парни из тяжёлой весовой категории на постаменте на олимпиаде 1964 года, где Леонид Жаботинский (1-место) выиграл у Юрия Власова (2-место). Все очень сильные и широкие в талии, животы выпирают как у бегемотов.
Роль толстого живота у тяжелоатлетов и роль штангистского широкого ремня на животе при подъёме тяжестей.
Толстый живот у тяжеловесных спортсменов- это необходимость, так как пищеварительная система должная быть достаточно большой для обеспечения энергией крупного организма при больших физических нагрузках. (см.рис.55.)
Рис.55. На помосте со штангой Василий Иванович Алексеев — советский тяжелоатлет, двукратный олимпийский чемпион (1972, 1976), восьмикратный чемпион мира (1970–1977). Большой живот перетянут ремнём. При росте 188см его вес на соревнованиях достигал более 160кг.
Но кроме роли вместилища кишечника и желудка большой живот у тяжелоатлетов выполняет ещё одну дополнительную функцию — поддержание тела в наклоне.
Так если большой живот перетянуть широким штангистским ремнём, то согнуться в пояснице в таком положении уже не получится.
При этом перетянутый ремнём живот при наклоне сильно сдавливается, и в нём повышается давление, которое поддерживает торс атлета от сгибания вперёд, тем самым разгружая позвоночник.
Неслучайно штангист перед взятием веса делает глубокий вдох и потом только садится к штанге на задержке дыхания!
Такое внутреннее давление в лёгких и в животе сильно разгружает позвоночник при подъёме тяжестей в наклоне. (см.рис.56.)
Рис. 56. Штангист Василий Алексеев в глубоком приседе: А- перед рывком штанги, Б- в положении штанга на груди в присяде. Большой живот сдавлен сверху грудной клеткой и ложится всем весом на бёдра, что дополнительно даёт опору животом на ноги в начальный наиболее напряжённый момент рывка.
Мы можем легко создать своими лёгкими давление в 0,3атм на выдохе. Именно так мы надуваем воздушные шары.
Если считать площадь сечения живота около 0,1м2 (круг с диаметром около 40см), то при избыточном давлении всего 0,3атм (3м.вод.ст=0,3кг/см=30кПа) позвоночник будет разгружен на величину 0,1*10000*0,3=300кг.
А ведь 300кг – это очень хорошая помощь позвоночнику в режиме предельной перегрузки!
При этом помощь от упора на живот приходит в самый нужный момент, то есть когда позвоночник наклонён под весом штанги, а потому межпозвоночные диски и испытывают запредельные нагрузки на сжатие от разгибающего момента поясничных мышц.
Повышение давления в животе при подъёме тяжестей иногда бывает столь велико, что приводит к избыточно сильному скачку кровеносного давления, которое начинает выражаться в резком покраснении лица и даже к сильному носовому кровотечению в момент рывка штанги (см.рис.57.)
Рис. 57. Резкий подъём давления в животе при рекордной становой тяге штанги из приседа приводит к прорыву тонких сосудов в носу и к сильному носовому кровотечению.
Иногда «показушные качки» тоже пытаются рвануть от пола рекордный вес на штанге, но это у них плохо заканчивается.
Изящная талия «фитоняшки» даже при перетяжке широким поясом не даёт нужной разгрузки позвоночника. В результате идёт сильное сжатие межпозвоночных дисков с ущемлением нервов, после чего такие качки теряют сознания и падают навзнич рядом со штангой.
Примеры такого видео:
https://yandex.ru/video/preview/2690949405088880105
https://yandex.ru/video/preview/8549378923998807415
Заключение:
И как этот экскурс по качкам и пауэрлифтерам относится к обычным людям и моей радикулитной пояснице?
Оказывается связь тут прямая!
Когда я был юный и худой, то я тогда тоже любил ходить быстро, и делал это с прямой спиной и высоко поднятой головой.
Приходилось пробивать асфальт пяткой далеко впереди себя, чтобы при широком шаге сохранять вертикальную осанку и быстрый темп ходьбы. От этого каждый шаг отдавал встряской по позвоночнику.
Прошло много лет, я набрал дополнительных 20 кг массы, часть которых угнездилась и в объёмистом животе.
И вот тут оказалось, что перетянутый широким ремнём выпирающий живот позволяет ходить ещё быстрее, но уже с наклоном вперёд (как под рюкзаком).
При такой стиле ходьбы в наклоне спина не уже не болела, а при попытке выпрямиться снижался темп ходьбы и начинала болеть поясница.
Об этой технике ходьбы в наклоне я ранее уже писал статью:
https://habr.com/ru/articles/935502/
У большого живота в быту есть ещё интересная особенность: так большой груз спереди радикально меняет осанку и характер распределения сил в скелете и мышцах при движении (см.рис.58.)
Рис.58. Вид мужчин с большим животом и без живота в положении стоя. При попытке сесть на стул, большой живот толстяка ляжет ему на колени.
Многие обладатели больших животов уже даже не нуждаются в стульях со спинками, так как они сидят с опорой на собственный живот, который лежит впереди них на их собственных коленях (см.рис.59.)
Рис. 59. Толстяк с большим животом сидит на стуле без опоры на спинку, а живот лежит у него на коленях, создавая опору всему телу.
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1026456/