Човекът е единственият от над 250 вида примати, който се движи постоянно в изправено положение на долните крайници. Въпреки че анатомични адаптации към двуногата артерия (т. Нар. Двунога) се намират практически на целия скелет, повечето от тях се проявяват в долните крайници, таза и лумбалната част на гръбначния стълб.
Възхитителна комбинация от баланс, координация и изпълнение
Биомеханиката на изправената стойка и походката се различават значително от движението на четириногите, така че целият скелет трябваше да бъде променен от врата надолу, до относителното положение на черепа и гръбначния стълб, с главата и торса във вертикална равнина над бедрата и краката. Ставите на долните крайници и гръбначния стълб бяха разширени, за да поддържат тежестта на тялото и да намалят силите, действащи при изправено ходене. Изправеното ходене е възхитителна комбинация от баланс, координация на движенията и изпълнението. Краката на човек действат като обърнато махало при ходене. Тялото се движи по дъга над опънатия долен крайник, който служи като опора. Основата на функционалността на този механизъм са структурните елементи на човешкия скелет: способността за пълно разтягане на коляното, косото положение на бедрената кост в посока от стъблото към коляното, действието на седалищните мускули, предотвратяващи падането на тялото отстрани, когато тялото лежи на единия крак.
Човешкият крак като машина с майсторска конструкция
Човешкият крак се присъединява към предния крак под прав ъгъл и осигурява опора за цялото тяло. Предните крака са относително дебели и са съчленени един с друг във формата на клин. Заедно със здравите кости на главата те образуват свод, който е проектиран да абсорбира и поема удари на всяка стъпка. Човешкият крак, който Леонардо да Винчи вече е нарекъл „шедьовър и произведение на изкуството“, е толкова специализиран, че дори малки отклонения от нормалното състояние създават затруднения. При хора с ниска арка се получава т.нар умора фрактури. Хората с отличителен свод страдат от т.нар пета нос.
Ставите и лумбалната част на гръбначния стълб са натоварени
Не само кракът, но и целият долен крайник се е адаптирал към изправената стойка и двуногите. Фистулата е много по-здрава, бедрената кост е още по-дълга и по-здрава, докато дясната и лявата бедрена кост са разположени в относително широк таз и преминават през дисталните им епифизни жлези, т.е. j. долни крайни части, наклонени една към друга. Изправената позиция силно натоварва коляното, глезенната става и ходилото. При бързо ходене долните крайници на човек трябва да издържат на сили, които надвишават телесното тегло няколко пъти. Въпреки че колянната става е едно от „най-големите изобретения на природата“, тя е една от най-уязвимите стави в човешкото тяло.
Недостатъкът на изправената позиция на тялото е прекомерното налягане в лумбалната част на гръбначния стълб. При повдигане на по-тежки предмети или преразтягане на горните крайници, най-стресираните прешлени в долната част на гръбначния стълб могат да се изплъзнат или задръстят, причинявайки изпъкване на междупрешленните дискове и натиск върху гръбначните нерви, което води до болка.
Създаване за бягане?
В допълнение към ходенето, човешкият скелет е подходящ и за бягане. Ние сме особено добре адаптирани към бягане с издръжливост. Тялото ни може да се охлади ефективно, тъй като имаме много потни жлези (около три милиона) и сме в състояние да изпотим повече от литър пот в минута. Връзката на врата държи главата в хоризонтално положение, така че да не пада на земята при всяка стъпка. Човекът има и по-голямо дупе в сравнение с други примати. Той стабилизира торса при изправяне, но особено при бягане и поддържа равновесие по време на резки движения и осигурява равномерно движение без залитане.
Днешният човек има масивни коленни стави, така че големият натиск, който се създава по време на бягане, се разпределя равномерно върху по-голяма площ. Двойната дъга на стъпалото също ефективно поема удари по време на бягане. Ахилесовите сухожилия играят незаменима роля при ходене и бягане. Когато работят, те действат като пружина, която рециклира енергията, необходима за следващата стъпка наполовина.
Михаела Дьорнхьоферова, антрополог, Факултет по природни науки, Карлов университет