Защо предмишницата е изградена от две кости?
При всички сухоземни гръбначни животни скелетът на предмишницата, подобно на подбедрицата, се състои от две кости. Това е очевидно, но не много анатоми са си задавали въпроса – защо?
За да дадем логично обяснение на този факт, ще направим аргумент с помощта на абсурдни предположения. Нека си представим фантастичен биомеханичен модел на предмишницата, състоящ се от една кост CubRadius.
За да хванете предмети, ръката трябва да заеме много позиции, което изисква ставите на горния крайник да имат седем степени на свобода, нито повече, нито по-малко! Подробно: три степени на свобода на раменната става за движение на горния крайник във всички посоки на пространството, една степен на лакътната става за приближаване или отдалечаване на предмишницата от рамото и следователно работа в областта на устата. и три степени на свобода на китката, за да функционира ръката. Логичното решение е анартроза, сферична става като рамото, която би била разположена по краищата на CubRadius костта. Нека се опитаме да отгатнем биомеханичните последици от такава структура.
Първо, представете си, че сферичният компонент е разположен или дистално на китката (фиг. 113), или проксимално на края на CubRadius. Първото предложение ще бъде ли по-лесно за изграждане на китка? В същото време си представете второто.
Неудобството на анартрозата на това ниво е очевидно: въртенето на двата компонента в малко пространство води до разрязване, освобождаване на структурите, необходими за работата на ставата. Да започнем със сухожилията: карпалната диаграмаaпоказва ефекта на скъсяванеrпоради пълна ротация на дисталния сегмент. На разреза отгореbвъртене в посокасили навътрев посокаdкара сухожилието да измине по-дълъг път, от което се получава скъсяване и ненужен ефект на мускулна псевдоконтракция. Това трудно се компенсира, особено ако при движение от права позиция (фиг. 116) се добави странично направление (фиг. 117). В този случай ефектът на скъсяване се удвоява и произтичащите от това ненужни движения не могат да бъдат компенсирани. Същите механични проблеми се отнасят и за конструкцията на съдовете на такъв крайник (фиг. 118). Съдовете също са претърпели скъсяване поради обръщането, но това се компенсира по-лесно поради спираловидно разположение. При "две кости" (фиг. 119) радиусът е заобиколен от радиалната артерия по целия ход.
Проблемът със скъсяването на сухожилията предотвратява местоположението на мощни екстензорни мускули и особено флексорите на пръстите на предмишницата. Тези мускули, да ги наречем външни, трябва да се намират в самата ръка и на свой ред да се превърнат във вътрешни. Последствията са катастрофални, тъй като силата на мускула е пропорционална на неговия обем. И тук е достатъчно да си представим масата флексори, разположени в ръката (фиг. 121), за да разберем абсолютната му непригодност за функциониране, докато на фиг. 120 показва нормална четка, способна да улови доста обемен обект.
Контурите и размерът на ръката ще бъдат напълно променени (фиг. 122): ръката ще се превърне в "ръка с точилка"а,b, обемна, обемиста, която ще загуби почти всяка функционална стойност, да не говорим за естетикатас,d!
Такава структура на ръката ще повлияе на анатомичното преструктуриране на целия организъм в посока на увеличаване на крайниците като цяло (фиг. 123). Центърът на тежестта на горния крайник, обикновено разположен в лакътя (синя стрелка), ще се премести по-близо до китката по време на преструктурирането(червена стрелка). Увеличаването на силовите моменти при работа на мускулите на горния крайник ще доведе до укрепване и увеличаване на лопатково-раменния пояс, което съответно ще се случи и с долния крайник. Резултатът е нов вид човек, който е представен в комбинираната диаграма, където лявата страна илюстрира нормалната структура на тялото, а дясната страна е модифицирана, което е резултат само от замяната на карпалната става с анартроза. Този модел далеч не е нормален човек (фиг. 126)! Изобретението на CubRadius не представляваше практически интерес. След това разлагаме тази кост на две - кубитус (улна) и радиус (радиус). И така, как да подредите тези две кости (фиг. 124)? Поставянето им едно зад другоaне е практично, тъй като тази междинна връзка изглежда по-малко издръжлива; с него е невъзможно да вдигнете пиано или тежка раница! Единственото, което остава, е успоредното разположение на двете кости, но тук възникват две възможности: една пред другаbили една до другаc. Ако радиусът е разположен пред лакътната кост, тогава флексията на лакътя може да бъде ограничена. Местоположението на радиуса в равнината на лакътната кост изглежда най-практично, особено ако е разположено навън от лакътната кост; но не и вътре, тъй като тук ще се използва предимството на кубиталния канал и ще последва промяна в посоката на оста на рамото.
Използването на две кости безспорно ще усложни работата на лакътната става и китката, образувайки две допълнителни стави: горната и долната радиоулнарна. Проблемите със съдовете и нервите също ще бъдат решени, те вече няма да бъдат усукани на къс участък. Но преди всичко това решение ще ви позволи да поставите мощни мускули в рамките на предмишницата. Така външните мускули с подходящ размер ще доближат центъра на тежестта до основата.горен крайник. Вътрешните мускули, разположени в ръката, ще извършват само „избистрящи движения“, те ще бъдат по-малко мощни и грациозни. Повечето от мускулите, прикрепени към радиуса, ще се въртят с него и няма да променят дължината си. Следователно вече няма да има ненужни движения на пръстите при работа с китката. Редките флексорни мускули, прикрепени към лакътната кост, ще претърпят ротация по цялата дължина без ефекта на ненужно движение.
Появата на две кости в средната част на крайниците се е случила преди около 400 милиона години (фиг. 125), когато в средния девон нашият далечен предшественик, неизвестната риба Eusthenopteron, излязла от морето поради трансформацията на гръдните перки и се превърнала в четириного, подобно на гущер или съвременен крокодил. Елементите на перките бяха последователно пренаредениа-b-с; една от костите директно се превърна в раменната костh, две съседни части дадоха началото на лакътната костuи лъчевата костr, следващите кости на метакарпуса дадоха начало на пет пръста. Оттогава всички гръбначни животни, които живеят на сушата, имат две кости за предмишницата и подбедрицата. И едва с течение на времето при висшите гръбначни пронацията-супинацията започва да играе толкова важна роля. И само при приматите и хората (фиг. 125) тази функция е достигнала най-голяма ефективност.
"Горни крайници. Физиология на ставите" A.I. Капанджи