Болезни прямохождения. Часть I: опорно-двигательная система⁠⁠

Эпиграф: «Прямохождение переоценено – лежать лучше».

Ох уж эта бипедальность. Сколько проблем она принесла непослушному ребёнку биосферы, и сколько лишних седин вплела во всех нас, бездомных и тоскующих шатенов. Переход к двуногости привёл к перестройкам организма, которые отразились на всех, без исключения, системах, и совершенно не лучшим образом. Исходно, четвероногая зверушка встала на две ноги за довольно незначительный, по меркам эволюции, срок, - в 3 млн. лет, в то время, когда по наблюдениям специалистов, для появления чего-то принципиально нового и совершенного, в предлагаемых условиях, требуется не менее 10-15 млн. лет. Что же произошло в организме, и к каким проблемам со здоровьем это привело?

Но, прежде чем перейти непосредственно к обсуждаемому вопросу, следует познакомиться с таким понятием, как «клудж». В исходном значении, — это самоделка из подручных деталей, которая, тем не менее, хоть и плохо, но выполняет свою функцию (отечественный аналог – «методом дендрофекального конструирования»).Поскольку, одними из основных принципов эволюции является «и так сойдёт», и «лучше плохо, чем никак», и новые структуры базируются на старых, подчас, не предусмотренных для выполнения новых функций, понятие клудж укрепилось и в среде эволюционных биологов. Многие из систем человеческого организма представляют собой вот такой вот «клудж», который, хоть и со скрипом, но выполняет свои функции. Однако, в связи с большим количеством уязвимостей, выходит из строя значительно раньше, чем хотелось бы. Вот как сказал об этом специалист по судебной антропологии, автор книги «Шрамы человеческой эволюции», Уилотон Крогман: «Мы, люди, имеем чудовищно непродуманную, кустарно состряпанную конструкцию, так что это вообще чудо, что мы можем двигаться, – причём довольно ловко». Эта точка зрения излишне радикальна, но не лишена оснований.

Для начала следует рассмотреть, как изменился организм четвероного существа, перешедшего к двуногости за сравнительно небольшой, по биологическим меркам, срок.

Первое и основное, что приводит к изменению в строении опорно-двигательного аппарата, – это изменение центра тяжести. В настоящее время, кроме человека, только птицы на постоянной основе передвигаются на двух ногах. Но только у человека бипедальность сочетается с абсолютно вертикальным положением позвоночника, при котором вес тела давит непосредственно вниз, на таз и ноги. Так, у животных центр тяжести располагается на передней трети тела, у человека же центр тяжести сместился ниже – практически в середину тела, – примерно в область тазобедренного сустава. Все дальнейшие изменения крутятся вокруг этого. Поскольку, строение человека менялось снизу-вверх, от стоп к голове, в рассмотрении изменений опорно- двигательной системы и мы последуем этому принципу.

Сравнение центра тяжести у человека и четвероногого примата. Во время беременности центр тяжести смещается, что приводит к дополнительным нагрузкам на позвоночный столб.

Первым, что начало меняться в строении скелета двуного существа, – это стопы. Движение на двух конечностях потребовало амортизации, что привело к формированию сводов стопы, и изменению нагрузки на кости стопы.

Сравнение стопы человека и примата

Соответственно изменению стоп, изменились и длинные кости нижних конечностей. У высших человекообразных обезьян, которые не брезгуют пользоваться двумя ногами, нижние конечности при движении находятся в полусогнутом положении, а стопы и колени сильно разнесены друг от друга, так, что напоминают букву «О». При таком строении, движение обезьян на двух ногах чрезвычайно неуклюжи, а равновесие компенсируется размашистыми движениями рук и тела. В свою очередь, у человека кости нижних конечностей прямые, ноги при движении выпрямлены, а стопы и колени сближены.

Для того, чтобы поддерживать нижние конечности в прямом положении, требуется мощная мускулатура. К мышцам-разгибателям нижних конечностей относятся: четырёхглавая мышца бедра и большая ягодичная мышца (самые большие по массе мышцы человеческого тела).

Сравнение размеров большой ягодичной мышцы у человека, шимпанзе и лошади.

Увеличение массы мышц требует увеличения костных оснований для прикрепления этих мышц, вместе с изменением положения тела, это потребовало изменений в строении таза: у четвероногих животных таз узкий, высокий и длинный, а у человека широкий и низкий. Эти изменения затронули и тазобедренный сустав, в котором резко удлинилась т.н. шейка бедра.

Сравнение таза человека и человекообразного примата (гориллы)

Выпрямленное положение тела привело к изменению положения головы, что повлекло за собой изменение расположения большого затылочного отверстия, оно сместилось в центр основания черепа, (у четвероногих животных оно расположено в задней части основания черепа и развёрнуто назад).

Смещение расположения большого затылочного отверстия в ряду предков человека

Кроме того, голова увеличилась в размерах, соответственно, увеличилась и её масса (в среднем, масса головы у человека составляет 7% от массы тела, т.е., для взрослого человека около 5 кг), теперь такая масса «давит» на позвоночный столб. Кроме того, для того, чтобы уберечь мозг от сотрясения при движении, потребовалось создать систему амортизации, в виде изгибов позвоночного столба. Позвоночник четвероногих животных работает как арка, которая опирается на четыре ноги, с подвешенными под ней грудью и животом. После того, как человек перешёл к прямохождению, человек потерял все преимущества этой конструкции.

Сравнение позвоночного столба обезьяны и человека

И каждое из этих изменений привело к определённым проблемам.

Для амортизации головы при движении позвоночный столб человека получил четыре изгиба: два кифоза и два лордоза. Для того, чтобы обеспечить подвижность во всех плоскостях, отдельные позвонки приобрели клиновидную форму, с более узкой передней, и более широкой, задней частью. Поскольку, максимальная нагрузка приходится на поясничный отдел, позвоночника, а изгиб там имеет максимальное значение, то и клиновидность позвонков там максимальна. При избыточной, (а иногда и при нормальной), физической нагрузке позвонки могут «соскальзывать» друг с друга. Это состояние носит название "спондилоптоз", и сопровождается сильной болезненностью, и нарушением движений и чувствительности. Единственным способом лечения является хирургическая коррекция.

Спондилоптоз

Помимо изгибов, амортизацию обеспечивают межпозвоночные диски, вернее, их пульпозное ядро. Как возможно, помнит читатель, пульпозное ядро представляет собой «остаток» хорды. Эта гелеобразная субстанция смягчает и гасит импульсы, распространяющиеся по позвоночнику. К сожалению, пульпозное ядро заключено в фиброзное кольцо, состоящее из соединительной ткани. Возрастные изменения и травмы приводят к истончению этого кольца, что, в совокупности с формой позвонков и несжимаемостью жидкости, делают практически неизбежным выпячивание пульпозного ядра с формированием межпозвоночной грыжи. Самое неприятное, что в большинстве случаев такая грыжа направлена в сторону спинномозгового канала, где расположен спинной мозг, или межпозвонковых отверстий, где проходят корешки спинного мозга. Давление на эти структуры приводит к серьёзным неврологическим проблемам.

Межпозвоночная грыжа (протрузия межпозвоночного диска)

Отдельной проблемой для прямоходящих существ, является поддержание сводов стопы. У человека принято выделять два продольных и два поперечных свода, которые обеспечивают «разгрузку» и амортизацию. Функционирование сводов обеспечивается за счёт наличия подошвенного апоневроза, и сухожилий длинных сгибателей пальцев. В случае, если связочный аппарат ослаблен дегенеративными изменениями, или, вследствие врождённой недостаточности соединительной ткани, в первую очередь, нарушается амортизационная функция стопы. Следствием этого является, как ни странно, хроническое сотрясение головного мозга. Другим следствием является нарушение оттока венозной крови от нижних конечностей (но об этом будет обстоятельный рассказ в другой заметке). А нарушение разгрузочной функции – ведёт к изменению нагрузки на кости стопы, и появлению гипертрофических разрастаний костной ткани.

Переход к бипедальности повлёк за собой и вероятность получения определённых травм. Так, перелом шейки бедра характерен почти исключительно для человека.

Но изменения, связанные с прямохождением, не ограничились только скелетом. Кардинально изменилось расположение внутренних органов, (и с этим связана отдельная группа заболеваний). Если раньше они были подвешены на брыжейках, то теперь оказались как бы "сложены в стопку", – друг на друге. Это привело к резкому повышению внутрибрюшного давления, что проявляется в виде разного рода грыжевых выпячиваний. Дело в том, что в мышечном каркасе, обеспечивающим защиту брюшной полости, нашлись «слабые места», которые при четвероногом положении были не заметны. Через эти «слабые места» содержимое брюшной полости и пытается "покинуть свой дом". Про грыжи передней брюшной стенки, знают, пожалуй, все (или почти все). Пупочная грыжа, и грыжа белой линии живота – не редкость. Чуть реже, встречаются паховая и бедренная грыжи. В первом случае, грыжевой мешок проникает через паховый канал,(чаще это бывает у мужчин, у которых паховый канал шире, поскольку в нём проходит семенной канатик). Во втором, – через бедренный канал. Но мало кто слышал про поясничные грыжи, а меж тем, такое тоже бывает, и является прямым следствием прохождения. В области поясницы есть две точки, которые называются треугольником Пти, и треугольником Лесгафта-Грюнфельда. В некоторых случаях, через эти пространства выходят грыжевые выпячивания.

Грыжи передней стенки живота – все, кроме послеоперационной, могут появляться независимо от усилий человека.

Поясничные грыжи: слева – в треугольнике Пти, справа в ромбе Лесгафта-Грюнфельда

Однако, не следует думать, что эти заболевания можно встретить только у представителей нашего вида. Некоторые из них можно встретить и у других животных, но скорее, как исключение, поскольку животное с такими проблемами не сможет ни убежать от хищника, ни догнать жертву, так что, в итоге, погибнет от голода. Поэтому отбор жестоко выбраковывает особей с проблемами подобного рода. Только для человека, ушедшего от прямого действия отбора, эти болезни стали настоящим бичом.

Откровенно говоря, эту заметку следовало бы назвать «Болезнями цивилизации», поскольку они более характерны для оседлого земледельца, чем для охотника-собирателя. Но в тоже время, первопричиной стала именно бипедальнсть, так что справедливо обозначить эти болезни именно таким словосочетанием. Сложно найти такую систему человеческого организма, на которую не оказало бы влияние прямохождение, и за границами заметки остались проблемы, связанные с деторождением, и контролем артериального давления. Об этом в своё время будет отдельный обстоятельный рассказ. Не переключайтесь.

Список использованной литературы:
1. Андронеску А. Анатомия ребёнка. – Бухарест: Меридиане, 1970
2. Бужилова А.П. Homo sapiens: История болезни / Ин-т археологии РАН. – М.: Языки славянской культуры, 2005
3. Дробышевский С.В. Анатомия антрополога. – М.: СПб.: АРХЭ, Центр гуманитарных инициатив, 2019
4. Дробышевский С.В. Достающее звено. Книга вторая: Люди / Станислав Дробышевский. – М.: Издательство АСТ : CORPUS, 2017
5. Многотомное руководство по хирургии. Том VII. Хирургия брюшной стенки, органов брюшной полости – желудка и кишечника / под ред. действ. Чл. АМН СССР проф. А.В. Мельникова и чл.-корр. АМН СССР проф. А.Н. Филатова – М.: Медгиз, 1960
6. Жаденов М.В. Сравнительная анатомия приматов (Включая человека) / Под ред. М.Ф. Неструха – М.: «Высшая школа», 1962
7. Многотомное руководство по ортопедии и травматологии. Ортопедия / Под ред. чл.-корр. АМН СССР проф. М.В. Волкова – М.: Медицина, 1968
8. Оперативная хирургия и топографическая анатомия. Под ред. В.В, Коновалова. – М.: Медицина, 1978
9. Островерхов Г.Е., Лубоцкий Д.Н., Бомаш Ю.М. Курс оперативной хирургии и топографической анатомии – М.: МедГИз, 1963
10. М.Г. Привес, Н.К, Лысенков, В.И. Бушкович. Анатомия человека – СПб.: Гиппократ, 1999
11. Руководство по хирургии. Том XI. Под ред. член. Корр АМН СССР проф. В.Д. Чаклина – М. Медицина, 1960
12. М.Р. Сапин, Г.Л. Билич. Анатомия человека /3-е издание исправленное и дополненное/ Том I. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012
13. Сергиенко В.И., Петросян Э.А., Фраучи И.В. Топографическая анатомия и оперативная хирургрия : в 2 т./ Под общ. Редю акад. РАМН Ю.М.Лопухина. – 3-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. – Т. 1
14. Тейлор Д. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией / Джереми Тейлор ; Пер. с англ. – М.: Альпина Паблишер, 2016
15. Травматология и ортопедия. Учебник для студ. высш. учеб. заведений / Г.М. Ковалевский, Л.Л. Силин, А.В, Гаркави и лр.: под ред. Г.М. Кавалерского. – М.Издательский центр «Академия», 2005
16. Тонков В.Н. Учебник анатомии человека /издание 5-е, переработанное/. Том I – Л.: МЕДГИЗ, 1953

Текст: #Липилин@inbioreactor
Редактура: #li_za_ve@inbioreactor

ПОДДЕРЖАТЬ АВТОРОВ БИОРЕАКТОРА.