Главная / Статьи / Высокий каблук. Нагрузка на организм

Статьи

Высокий каблук. Нагрузка на организм

Обувь защищает ноги, поглощает силу, действующую на нижние конечности и делает ходьбу более комфортной. Эффективность защиты от травм и ударов  является одним из факторов при выборе обуви, огромную роль в которой играют параметры каблука.
Высокий каблук является неотъемлемой составляющей частью гардероба женщины. Число женщин, которые хотя бы периодически пользуются обувью на высоком каблуке, колеблется от 37 до 69% (Ko Dong Yeol). Каблук представляет собой одну из деталей обуви, которая, во многом, определяет ее внешний вид и удобство. Конструктивные параметры каблука, как высота, длина и ширина, строятся так, чтобы удовлетворять медицинским требованиям, которые предъявляются к обуви и не зависят от моды.
По материалу каблуки делятся на деревянные, пластмассовые, кожаные, резиновые, пробковые, комбинированные.
По конструкции каблуки делят на цельные, с впрессованным стержнем-усилителем, или вкладышем, с отверстиями для прикрепления набоек или втулки,  с прорезью для укладывания краев обтяжки, штампованные,  с наклонной фронтальной поверхностью и наборные.
Среди каблуков для женской обуви по высоте выделяют высокие, средние, низкие. Существуют многочисленные классификации высоты каблука. По Blanchette M.G. низким считали каблук высотой 1,27 см, средним 6,35 см и высоким 9,53 см. Ko Dong Yeol et al. относили каблук 0,5 см к обуви на плоской подошве, каблук 4 см к средней высоте и каблук 9 и более см рассматривали, как высокий. Speksnijder et al. считали низким каблук до 2 см и высоким каблук 6 см и более. Согласно ГОСТ 3927-88 все каблуки разделяются на низкие до 25 мм, средние до 45 мм, высокие до 75 мм и особенно высокие, более 70 мм. 
Каблуки крепят к подошве или к платформе, к следу затянутой обуви, или в замок.
По методу обработки поверхности  каблуки могут быть под обтяжку и без обтяжки.
Длина верхней части каблука, которой он соединяется с подошвой,  должна быть не менее 0,28 длины стопы (И.Н. Леденева). Если каблук имеет меньшую длину верхней части, то устойчивость стопы обеспечивается монолитной конструкцией пяточно-геленочного отдела обуви. Высоту каблука измеряют по вертикали по заднему шву от грани следа пяточного закругления до ходовой поверхности набойки, за вычетом толщины деталей низа и пучковой части.

Рис. 1. Женская обувь на каблуках разной высоты

По форме каблуки в женской обуви классифицируют следующим образом.
Каблук шпилька, представляет собой высокий и тонкий каблук.
Каблук стилет представляет собой тонкий металлический стержень, который в отличие от шпильки, не покрыт кожей  и обладает небольшой устойчивостью.
Каблук столбик, устойчивый прямоугольный каблук, высотой более 5 см.
Клиновидный каблук в форме клина или перевернутого треугольника, который имеет узкую опорную поверхность.
Конусный каблук в форме перевернутого конуса обладает малой устойчивостью.
Каблук-запятая, изогнутый каблук, по форме напоминающий запятую, вершина каблука смещена по стопе от пятки в направлении носка.
Каблук шок — изогнутый каблук с высокой дугой овального изгиба, максимально смещенный в заднем направлении под пятку.
Венский имеет высоту от 0 до 2 см. Это самый маленький каблук среди всех, чаще встречается у балеток и лоферов.
Кирпичик или квадратный каблук, имеет высоту от 2 до 4 см, обладает широким основанием и является наиболее устойчивым и комфортным.
Ковбойский каблук обычно высокий каблук из дерева со скошенной во внутрь задней частью.
Платформа или плоская, высокая подошва по всей длине следа.
Каблук танкетка, в задней части шире, чем в носочной, имеет широкую основу, в отличие от платформы имеет подъем.
Каблук трапеция — это массивный каблук, который обладает относительно узким основанием и расширяется книзу.

Рис. 2. Обувь на шпильке

У женщин по сравнению с мужчинами имеются особенности стояния и ходьбы, которые отражаются на работе системы стопа-обувь. При стоянии на высоких каблуках происходит сгибание в голеностопном суставе, разгибание в коленном суставе, увеличение поясничного лордоза, в связи с изменением наклона таза и изменением тонуса постуральных мышц, смещение ОЦМ, что приводит к нарушению равновесия. Возникает реакция коррекции положения тела. Это адаптация нервной системы, которая изменяет постуральную мышечную активность для того, чтобы удержать равновесие. У женщины, стоящей на высоких каблуках, развивается новая осанка. Тазобедренный сустав находится в состоянии разгибания и его положение не изменяется в зависимости от высоты подъема пятки. Высокий каблук оказывает влияние на осанку в любом возрасте. Если начинать носить обувь на высоком каблуке в подростковом возрасте, то происходит ранее нарушение осанки, увеличение поясничного лордоза, антеверсия таза и вальгусная деформация колена (Martins S A.). В положении на высоких каблуках происходит подъем ОЦМ над поверхностью опоры, что ведет к ухудшению равновесия тела.
В норме у женщин во фронтальной плоскости центр вращения тазобедренных суставов отстоит от средней линии дальше, чем у мужчин и угол между бедренной и большеберцовой костями больше, чем у мужчин. За счет каблука дистальный рычаг нижней конечности становится длиннее, что увеличивает естественный вальгус и оказывает влияние на распределение нагрузки в коленном суставе. Увеличивается давление в наружном компартменте коленного сустава. При ходьбе на высоких каблуках, по сравнению с ходьбой босиком, происходит увеличение давления в пателлофеморальном суставе.  Компрессионная сила в медиальном компартменте коленного сустава увеличивается на 23% (Kerrigan D C).

Рис. 3. Отсутствие опоры на свод стопы при эквинусе

Стопа в обуви на высоком каблуке принимает положение эквинуса. Плюсна и предплюсна в эквинусе находятся под углом к поверхности опоры, что укорачивает плечо рычага икроножной мышцы, которым она отталкивается от опоры. Во время ходьбы для того, чтобы произвести отталкивание от опоры происходит сгибание в голеностопном суставе. Движение осуществляется икроножной мышцей, которая пребывает в пассивно-укороченном состоянии и двигает рычагом с укороченным плечом. Пропульсия осуществляется без значительного сокращения икроножной мышцы на всю длину.

 

 

Рис. 4. Рентгенограмма стопы на высоком каблуке. Стопа в положении эквинуса, нагрузка на передний отдел стопы

Стопа в эквинусе прилежит пяткой и носком, что приводит к уменьшению площади опоры стопы. Контактная площадь обуви на высоком каблуке меньше, чем на плоской подошве, что способствует увеличению давления и нарушению равновесия тела. Эквинус изменяет распределение давления под стопой. Давление в середине стопы под сводом, который не опирается на подошву, относительно малое.  Высокий каблук повышает пиковое давление в передней части стопы  и нагрузку на пятку. ОЦМ смещен, что приводит к изменению локализации участка максимального давления на стопе. Ходьба в обуви на высоком каблуке по сравнению с низким каблуком, вызывает увеличение пикового давления на 30% в центре передней части стопы  под головками плюсневых костей и увеличивает общую нагрузку за период переката стопы на 48%. В медиальной части стопы  под головкой 1 плюсневой кости пиковое давление возрастает на 34%, а общая нагрузка на 47% (Speksnijder C M).

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Нагрузка на стопу в стоянии. Основное давление приходится на пятку. Уменьшена нагрузка на головки плюсневых костей, отсутствует нагрузка на пальцы
(Ping-Hsin Ko, Tzu-Yu Hsiao, Jiunn-Horng Kang, Chung-Li Wang, Research Gate.  2009)

По мере увеличения высоты каблука большое давление перемещается из заднего отдела в передний. Увеличение высоты каблука смещает большую нагрузку в передний отдел стопы и изменяет механику движения. Speksnijder C M et al. установили, что обувь на каблуках 7 см и 6 см увеличивает пиковое давление в медиальной части переднего отдела стопы. Пиковое давление в переднем отделе стопы в 4,5–4,8 больше, чем в среднем отделе и в 2,3–2,5 раза больше, чем в заднем отделе стопы. В экспериментах Corrigan J. P. с приклеиванием косков разной высоты к босой пятке, общая нагрузка на стопу остается неизменной при косках любой высоты. Распределение нагрузки меняется по мере подъема пятки. Уменьшается площадь контакта передней части стопы, вектор нагрузки отклоняется в медиальную сторону переднего отдела стопы с увеличением давления на первый луч. В экспериментах Mandato M.G. увеличение высоты каблука на 2,5 см приводит к значительному росту давления и смещение локализации пикового давления в сторону первой плюсневой кости и большого пальца.
Нагрузка на обувь с высоким каблуком отличается от нагрузки на обувь с низким каблуком. Передний толчок реакции опоры узкого и тонкого каблука имеет высокий пик.  Площадь опоры высокого каблука меньше, чем широкого каблука, поэтому в фазу переднего толчка нога с обувью оказывается неустойчивой и каблук испытывает боковые смещающие нагрузки.  Время опоры на каблук увеличено, потому что вслед за передним толчком не следует прислоения всей подошвы. Большая нагрузка на высокий тонкий каблук может привести к нарушению его целостности. Ношение обуви на высоком каблуке связано с повышенным риском проскальзывания и падения человека. По сравнению с обувью на низком каблуке, при ношении высоких каблуков большую роль играет трение. По расчетам Blanchette M. G., по мере увеличения высоты каблука до 9,5 см, под каблуком происходит увеличение как силы сдвига, так и силы трения.
Исследование влияния обуви на нагрузку ОДС позволяет выйти на создание оптимальной, рациональной обуви. Как обувь на плоской подошве, так и обувь на высоком каблуке оказывают неблагоприятное воздействие на организм. При ходьбе в течение 1 часа распределение давления по стопе и локализация ОЦМ значительно изменяется в обуви на плоской подошве 0,5 см, а также на высоком каблуке 9 см.  После ходьбы в обуви на среднем каблуке 4 см распределение давления и ОЦМ существенно не изменяются.  Обувь на среднем каблуке, высотой 4 см предпочтительнее, чем обувь на плоской подошве и на более высоком каблуке (Ko Dong Yeol).
Ношение обуви на высоком каблуке связано с повышением риска проскальзывания и потери равновесия. Оптимальная высота каблука для поддержания баланса составляет от 3 до 5 см. Если высота каблука больше 5 см, телу труднее балансировать и мышцы легко устают. Для поддержания равновесия наиболее рациональной и подходящей для женщин является обувь со средним каблуком 4 см.
В конструкции женских туфель возможно введение элементов, которые делают обувь более удобной и позволяют правильно распределить давление по стопе. Lindemann U. исследовал влияние обуви, сконструированной специально для лиц пожилого возраста, в которой учтены глубина, охват пятки, твердость берцев, жесткость подсводной части, мягкость стельки, разная высота каблука. Автор  не обнаружил у пожилых людей нарушения равновесия по мере увеличения высоты каблука по сравнению с привычной обувью и пришел к выводу, что если обувь учитывает все варианты строения и функции стопы, то человек в ней легче адаптируется и высота каблука не влияет на устойчивость ходьбы и стояния. По данным Bae Young-Hyeon обновление и улучшение конструкции туфель с высоким каблуком позволяет сместить ОЦМ в заднем направлении, повысить амортизационную способность обуви, перераспределить нагрузку по стопе, обеспечить рост давления в задней части стопы и снижение давление в передней части стопы, улучшить баланс туловища, нормализовать осанку, статическое равновесие и улучшить контроль за равновесием.
 

    

Рис. 6. Обувь компании Персей с каблуком разной высоты ПП2-23, ПП2-30, ПП2-33

Литература
Леденева И.Н.. Индивидуальное изготовление и ремонт обуви. М. Академия, 2004.
Blanchette M G, John R Brault, Christopher M Powers. The influence of heel height on utilized coefficient of friction during walking Gait Posture . 2011 May;34(1):107-10.
Corrigan J P, Moore D P, Stephens M M.  Effect of heel height on forefoot loading Foot Ankle. Mar-Apr 1993;14(3):148-52.
Frey C , Thompson F, Smith J, Sanders M, Horstman H. American Orthopaedic Foot and Ankle Society women's shoe survey. Foot Ankle,1993;14(2):78-81.
Ko Dong Yeol, Lee Han Suk. The Changes of COP and Foot Pressure after One Hour's Walking Lindemann U , Scheible S, Sturm E, Eichner B, Ring C, Najafi B, Aminian K, Th Nikolaus, C Becker. Elevated heels and adaptation to new shoes in frail elderly women. Z Gerontol Geriatr . 2003 Feb;36(1):29-34.
Mandato M G, E Nester. The effects of increasing heel height on forefoot peak pressure J Am Podiatr Med Assoc . 1999;89(2):75-80.
Martins S A, Rocha de Siqueira G, Alves P da Silva G. Implications of high-heeled shoes on body posture of adolescents Rev Paul Pediatr . 2013;31(2):265-71.
Opila K A 1, S S Wagner, S Schiowitz, J Chen Postural alignment in barefoot and high-heeled stance Spine (Phila Pa 1976) . 1988, 13(5):542-7.
Ping-Hsin Ko, Tzu-Yu Hsiao, Jiunn-Horng Kang, Chung-Li Wang, Research Gate.  Relationship Between Plantar Pressure and Soft Tissue Strain Under Metatarsal Heads with Different Heel Heights. 2009, Nov.
Speksnijder  C M, Rieny vd Munckhof,  Sjors A F C M Moonen,  Geert Walenkamp The higher the heel the higher the forefoot-pressure in ten healthy women. The Foot, 2005, 15 (1): 17-21
Yaodong Gua, Ming Ronga, Guoqing Ruanb. The Outsole Pressure Distribution Character during Highheeled Walking ICESB 2011: 25-26
Young-Hyeon Bae, Mansoo Ko, Young-Soul Park, Suk-Min Lee. Effect of revised high-heeled shoes on foot pressure and static balance during standing. J Phys Ther Sci. 2015 Apr; 27(4): 1129–1131.

Мицкевич В.А. ортопед-травматолог, докт. мед. наук
 

Дизайн и разработка сайта:
Елена Романова, Елена Филиппова
;