6 курс / Медицинская реабилитация, ЛФК, Спортивная медицина / Мышечно_фасциальные_болевые_синдромы_Стефаниди_А_В_2020

25-30 %. Так как большое количество миофибрилл расположено рядом , их относительно небольшие сократительные силы складываются в суммарную силу мышечного волокна и в итоге - в мышцы.

Как скорость сокращения мышцы влияет на максимальную

силу сокращения мышечных волокон?

При медленном сокращении мышца имеет возможность создать гораздо большее количество мостиковых актин-миозиновых соединений, чем при быстром сокращении, когда не хватает времени для «стыковки» филаментов актина и миозина для одновременного наведения, и поддерживания большого количества мостиков. Поэтому при небольшой скорости сокращения мышца способна на более высокое напряжение и «высвобождаеп> больше силы.

Что такое компартмент мышцы?

Длинные мышцы разделен ы на участки - компартменты - одной или несколькими волокнистыми поперечными полосками (портняжная мышца, к примеру, имеет четыре таких компартмента, а двуглавая мышца бедра - два). Из-за деления на компартменты наиболее длинные мышечные волокна у человека достигают только 1 2- 1 6 см . Каждый компартмент имеет собственное нервное обеспечение, что способствует более быстрому и эффективному сокращению мышечного брюшка и нейротрофическому обеспечению.

С чем может быть связано ограничение на длину

одиночного мышечного волокна?

Скорость распространения потенциала действия по сарколемме ограничена и составляет 3 м/с. Область концевой пластинки, в которой начинается распространение волны возбуждения, обычно удалена от конца волокна примерно на 1/3 его полной длины, то есть при длине волокна 1 8 см распространение волны начнется на 6 см . Поэтому чтобы волокно полностью активировалось, возбуждение должно распростра­ ниться на 6 см в одну сторону и на 1 2 см в другую. При скорости 4 м/с, волна возбуждения пройдет 1 2 см за 30 м/с. Сила, развиваемая активными саркомерами, не сможет передаваться на сухожилия, пока не активируется вся длина волокна. Поэтому вместо одного чрезмерно длинного волокна оказывается более выгодным иметь несколько последовательных, независимо активируемых волокон меньшей длины.

10

Как форма мышцы влияет на ее функцию?

У веретенообразной мышцы направление волокон параллельно длине мышцы , а площадь поперечного сечения волокон перпендикулярна к длине мышцы (рис. 1 .5).

23

Рис. 1.5. Формы мышц: 1- веретенообразная; 2- одноперистая; 3 - двуперистая; 4- многоперистая

Анатомический поперечник веретенообразной мышцы, соответ­ ствующий разрезу перпендикулярному к ее длине, одинаков с физиологическим поперечником, перпендикулярным к ходу всех ее волокон

(рис. 1 .6).

2

Рис. 1.6. Анатомический (1) и физиологический (2) поперечник мышц разной формы

У перистой мышцы физиологический поперечник всегда больше анатомического. Ввиду того что ее особенностью является наличие сухожилия, идущего посередине (двуперистая) или с краю (одноперистая мышца) , площадь поперечного сечения каждого волокна проходит наискось по отношению к длине мышцы. Суммируя сечения отдельных волокон, нетрудно убедиться , что общая площадь перистой мь1шцы значительно превышает площадь поперечного сечения веретенообразной мышцы (при одинаковой окружности брюшка) .

1 2

Например, у мужчины массой около 80 кг портняжная мышца

(веретенообразной формы) имеет общую длину более 40 см , длину отдельных мышечных волокон около 1 2-1 8 см , а функциональную площадь поперечного сечения - менее 2 см2. В камбаловидной мышце при примерно такой же общей длине отдельные мышечн ые волокна имеют

длину всего 2,5- 3 см (1/1 0 от длины данной мышцы), зато функциональная

площадь поперечного сечения - 60 см2•

Таким образом, перистые мышцы обладают значительно большей подъемной силой , чем веретенообразные, но их величина укорочения

сравнительно меньше.

Еще одной особенностью перистой м ышцы является то, что движение сухожилия во время сокращения может превышать степень сокращения мышечных волокон.

Какое место прикрепления принято считать началом мышцы?

Начало каждой мышцы находится ближе к средней линии тела, чем ее прикрепление.

Как рычаг силы влияет на работу мышцы?

Если две силы расположены с одной стороны от точки опоры , то тело образует рычаг второго рода. Различают два вида этого рычага. Первый обычно называют «рычагом силы». Он характеризуется тем, что плечо силы мышечной тяги больше плеча силы тяжести. Примером такого рычага может служить стопа во время подъема на пальцы (рис. 1 .7).

Рис. 1.7. Стопа как «рь1чаг сипь1»: стрелка, идущая вниз, показывает направление сипы тяжести, действующей с голени на стопу;

стрелка, идущая вверх, - направление тяги трехглавой мышцы голени

1 3

предплечья, равной приблизительно 1 60 кг, нетренированный человек

может удержать при согнутом предплечье только около 16 кг. На самом деле, 1 60х2 = 1 6х20, то есть каждый момент вращения равняется 320.

При таком рычаге второго рода имеется проигрыш в подъемной силе, но значительный выигрыш в амплитуде и скорости движения.

Ввиду действия рычага при сокращении бицепса плеча на 2 см кисть перемещается на 1 6 см . Таким образом , при сгибании в локтевом суставе можно кистью, а тем более концами пальцев, производить движения со значительно большей амплитудой и скоростью, чем движения пяткой стопы при подъеме на носки. Но, поднимаясь на носки, человек приподнимает тяжесть всего тела, которая к тому же может быть увеличена каким-либо дополнительным грузом , а кистью - тяжесть значительно меньшую.

Каковы особенности расположения мышц?

Мышцы человека делятся на группы, противоположные по своему действию, и являются парными, за некоторым исключением (круговая мышца рта, сфинктеры прямой кишки, диафрагма) .

Во всех частях тела мышцы расположены так, что сокращение одной

мышцы смещает точку прикрепления другой мышцы, то есть подготавли­ вает больший угол подхода сухожилия к кости. Это значительно повышает силу мышцы с наименьшей затратой энергии и силы сокращения.

Например, сокращение надостной мышцы (начинающей отведение плеча) улучшает условия работы средней порции дельтовидной мышцы - агониста отведения плеча.

Таким образом , благодаря послойному расположению мышц (при сравнительно малой величине мышечной ткани) человек может выполнять значительную работу и увеличить силу мышцы без увеличения массы вещества мышцы только за счет изменения в положении мышц относительно друг друга.

Какую особенность строения имеют крупные мышцы?

Все крупные мышцы состоят из нескольких отдельных мышц, которые

объединяются в одно целое только анатомически , но имеют самостоятельную иннервацию и могут изолированно сокращаться. Можно считать, что в функциональном отношении они являются самостоятель­ ными мышцами, производящими часто противоположную, «антагонисти­ ческую», работу. Лишь мелкие мышцы представляют собой нечто целое не только в анатомическом, но и в функциональном отношении.

Например, такая крупная мышца, как передняя зубчатая (рис. 1 .9), при изолированном сокращении верхних и нижних отделов вызывают прямо противоположные движения (верхние зубцы поднимают угол лопатки , а нижние - опускают). Верхняя порция большой грудной мышцы участвует в

сгибании плечевой кости , то есть в движении кпереди, а нижни й - в

1 5

опускании); передняя часть дельтовидной мышцы при изолированном сокращении двигает руку вперед, задняя - назад, а средняя - латерально.

Рис. 1.9. Верхние зубцы передней зубчатой мышцы тянут лопатку вверх, а нижние - вниз

Возможность изолированного сокращения отдельных частей одной и той же мышцы или изолированного сокращения одной мышцы (например,

прямой мышцы живота) без участия соседних мышц зависит от тренировки. Обычно сокращение мышц имеет суммарный характер, то есть одновременно сокращается целая группа мышц.

Как при сокращении меняется давление в мышцах с

разным ходом волокон?

При сокращении мышцы с параллельными волокнами утолщение

внутренних волокон будет вызывать увеличение кривизны хода наружных. Одним из следствий этого будет то, что наружные волокна (искривленные) укоротятся меньше, чем центральные прямые, и волокна в центре и на периферии мышцы начнут работать на разных участках характеристики сила­

длина. Другим, более важным следствием искривления будет значительный рост внутримышечного давления (рис. 1.1О, а).

16

Рис. 1. 10. Изменение внутримышечного давления при укорочении мышц: а - мышца с параллельными волокнами; б - перистая мышца

При сильном сокращении давление в мышце вполне может подняться до величин, превышающих кровяное давление в сосудах мышцы, и пережать мышцы. Помимо создания препятствий нормальному кровоснабжению, внутримышечное давление может влиять на механические характеристики мышцы , так как на обусловленную повыше­ нием давления деформацию внутренних структур мышцы должна затрачиваться энергия.

Сокращение перистой мышцы не должно сопровождаться столь

сильным ростом внутренних напряжений, как укорочение мышцы с параллельным ходом волокон (рис. 1 . 1 0,б) . Дело в том, что волокна перистой мышцы при укорочен ии расходятся . Благодаря этому волокна не искривляются в местах крепления, меньше растет внутримышечное давление, не происходит «вздутия» мышцы. Конечно, в мышце все же будут развиваться определенные внутренние напряжения, больше связанные с деформацией самих волокон.

Каковы особенности строения сухожилий мышц?

Мышечные волокна на своих концах переходят в сухожилия. С

помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям, однако некоторые

мышцы могут прикрепляться к различным органам (глазному яблоку) , к коже (мышцы лица и шеи) и т.д. На том конце сухожилия, которое прикрепляется к кости или хрящу, фибробласты вырабатывают межклеточное вещество и для сухожилия, и для кости. Поэтому нет четкой границы между сухожилием и надкостницей.

Через сухожилия, прикрепленные к костям, мышечная сила воздействует

на кости скелета. Таким образом, и передача генерируемой сократительными

элементами силы, и структурная стабилизация мышцы в значительной мере определяются ее соединительной тканью.

1 7

Сухожилия, как и мышцы, могут иметь разную форму, однако чаще всего мы имеем дело с двумя формами: длинным и толстым сухожилием и сухожилием широким и тонким , получившим название апоневроза, или сухожильного растяжения. Апоневрозами называют также утолщенные фасции, расположенные под кожей ладонной поверхности кисти и подошвенной поверхности стопы.

Ввиду того что в перистой мышце длина одиночных волокон относительно невелика, часто оказывается, что включенные пос­ ледовательно с волокном сухожильные элементы значительно превосходят его по длине. Это хорошо видно на примере сухожилий икроножной и четырехглавой мышц. Сухожилия состоят из параллельных пучков коллагеновых волокон, между которыми расположены сухожильные клетки (тендиноциты) и небольшое количество фибробластов. Сухожилие сверху покрыто перитендинием - футляром из плотной волокнистой соединительной ткани.

Каковы механические свойства сухожилий?

Сухожилия и другие эластичные элементы мышцы обладают упругими свойствами. При высокой и резкой внутренней нагрузке (сила мышечной тяги) или сильном и внезапном внешнем силовом воздействии эластичные элементы мышцы растягиваются, тем самым смягчая силовые воздействия, распределяя их в течение более продолжительного промежутка времени. Например, сухожилие надколенника может растянуться на 1 0-1 5 мм. Поэтому после хорошей разминки редко происходят разрывы мышечных волокон и отрывы от костей .

Сопротивление ткани удлинению при данной скорости зависит от ее вязкости: чем выше вязкость, тем больше сопротивление растяжению. При снижении вязкости ткань приспосабливается к растяжению с более высокой скоростью. После разминки вязкость ткани уменьшается, а после бездействия - увеличивается.

Во многих случаях из-за большой длины сухожилия нельзя считать его абсолютно жестким по сравнению с мышечным волокном; даже при умеренных напряжениях их растяжение при нагрузке оказывается сравнимым. Так, для икроножной и камбаловидной мышц при растяжении изменение длины примерно поровну распределяется между мышцей и сухожилием. Таким образом , изменение длины наполовину снимается пассивным элементом - сухожилием.

Предел прочности сухожилия в 30- 1 20 раз больше предела прочности мышцы и , как следствие, они гораздо тоньше, чем брюшко мышцы. Сухожилия мышц состоят преимущественно из коллагеновых волокон и отличаются высокой прочностью - для человека она составляет от 4,4 до 6,7 кгс/мм2• Так, например, сухожилие четырехглавой мышцы бедра способно выдержать нагрузку на растяжение до 600 кг, сухожилие трехглавой мышцы голени (ахиллово сухожилие) - до 400 кг.

1 8