Глава 2. Анатомия и механические свойства ахиллова сухожилия

Ахиллово сухожилие (или пяточное сухожилие, tendo calcaneus) – самое крупное и прочное сухожилие в организме человека. Оно образуется в результате слияния сухожилий икроножной (m. gastrocnemius) и камбаловидной (m. soleus) мышц, которые составляют трехглавую мышцу голени (m. triceps surae). Ахиллово сухожилие прикрепляется к пяточному бугру.

Развитое ахиллово сухожилие отсутствует у животных и является отличительной чертой человека. Считается, что оно является одним из главных эволюционных анатомических приобретений, обусловленных прямохождением. Ахиллово сухожилие играло ключевую роль в эволюционном естественном отборе: как у современных человекообразных обезьян, так и у австралопитеков ахиллово сухожилие отсутствует, а появилось оно у представителей рода Homo вероятно более 3 миллионов лет назад [223].

Ахиллово сухожилие выполняет сразу несколько уникальных функций, причем эта многофункциональность подразумевает особую актуальность его повреждений:

1. Прямохождение человека подразумевает положение стопы в анатомической позиции под прямым углом к голени (нейтральное положение). Ахиллово сухожилие тангенциально прикрепляется к самой задней части стопы – к бугру пяточной кости, образуя мощный биомеханический треугольник. Угол между осью большеберцовой кости и линией к пяточной кости у человека один из самых больших среди всех млекопитающих.

2. Мышцы, сухожилия которых образуют ахиллово сухожилие, имеют разные функции и физиологические свойства. M. soleus отвечает за плантарную флексию стопы и в основном содержит медленные мышечные волокна I типа, благодаря которым она функционирует как постуральная мышца, предотвращающая падение человека вперед при стоянии [686]. При этом m. gastrocnemius кроме того отвечает за сгибание конечности в коленном суставе и содержит большее число быстрых мышечных волокон IIB типа, за счет которых возможны энергичные пропульсивные движения, необходимые при быстром беге или прыжках.

3. Так как ахиллово сухожилие прикрепляется к пяточной кости, оно отвечает за движения не только в коленном и голеностопном суставах, но и в подтаранном суставе. Ввиду того, что ось движений в подтаранном суставе обычно проходит выше и медиальнее задне-наружного края пяточной кости [536], ахиллово сухожилие кроме того отвечает и за супинацию стопы [180]. Более того, концентрация сил у медиального и латерального краев энтезиса сухожилия может быть разной.

4. Ротация нижней конечности, происходящая в процессе онтогенеза, приводит к тому, что у взрослого человека ахиллово сухожилие скручено вокруг своей оси: волокна, отходящие от m. gastrocnemius, подходят к латеральной части энтезиса, а волокна, берущие начало от m. soleus, прикрепляются медиальнее [275, 792]. Таким образом, при приложении силы к сухожилию оно способно «раскручиваться», что определяет его амортизационные свойства. Более того, поскольку головки m. gastrocnemius начинаются от надмыщелков бедренной кости, а при сгибании в коленном суставе создается возможность ротационных движений голени, та часть ахиллова сухожилия, которая начинается от m. gastrocnemius может спиралевидно закручиваться вокруг волокон, начинающихся от m. soleus [180]. Этот сложный ротационный механизм дополняется особой формой таранной кости, и вместе эти два биомеханических звена определяют некоторое смещение оси движений в голеностопном суставе по отношению к ахиллову сухожилию во время подошвенного и тыльного сгибания стопы. Смещение оси в свою очередь приводит к небольшой ротации в голеностопном суставе [373].

5. Ахиллово сухожилие обладает широким диапазоном механических свойств. Во время бега ахиллово сухожилие испытывает нагрузки, которые примерно в восемь раз больше, чем вес тела человека, а при стоянии на сухожилие приходится нагрузка вдвое меньше веса тела [430].

 

Помимо этого, трехглавая мышца голени вместе с ахилловым сухожилием обеспечивает стабильность как в голеностопном, так и в коленном суставах [710].