Основы биомеханики скелетных мышц.

Основное свойство мышечной ткани, сократимость, приводит к изменению длины мышцы под влиянием нервных импульсов. Мышцы действуют на суставы, изменяя положение костных рычагов. При этом каждая мышца действует на сустав только в одном направлении. В одноосных суставах движение осуществляется вокруг одной оси и мышцы располагаются у такого сустава с двух сторон и действуют на него в двух направлениях (пример локтевой сустав – сгибание и разгибание). Друг по отношению к другу мышцы, действующие на сустав в противоположных направлениях, являются антагонистами. На каждый сустав в одном направлении, как правило, оказывают действие две или более мышц. Такие содружественные по направлению действия мышц называют синергистами.Согласованность работы мышц синергистов и мышц антагонистов обеспечивает необходимую в данный момент плавность движения и предотвращает травмы. Фиксация частей тела достигается путем синергизма в работе всех мышц, окружающих тот или иной сустав.

I. Сила мышц.

Она зависит от величины угла прикрепления мышцы (оптимальный угол 90о) и места прикрепления. Чем дальше от сустава лежит место прикрепления мышцы, тем она сильнее. С приближением угла прикрепления мышцы к 90о, её сила увеличивается (сесамовидные кости увеличивают угол).

Сила мышцы прямо пропорциональна:

1.1. величине анатомического и физиологического поперечников – показатели, характеризующие силу мышцы;

1.2. площади прикрепления на костях;

1.3. величине расстояния между местом прикрепления и суставом.

Анатомический поперечник – линия, проходящая перпендикулярно длиннику мышцы. Физиологический поперечник – линия, проходящая перпендикулярно волокнам мышцы. Физиологический поперечник дельтовидной мышцы, к примеру, преобладает над таковым большой ягодичной мышцы, т. к. дельтовидная мышца треугольной формы, а в ягодичной волокна идут параллельно. Однако ввиду различий в точках опоры – у дельтовидной малая точка опоры (начало), а у большой ягодичной начало широкое и различий в точках приложения, дельтовидная – минимальная, ягодичная – более широкая, большая ягодичная мышца развивает большую силу, чем дельтовидная. Она также меньше тратит энергии при работе и быстрее восстанавливается, чем дельтовидная.

В зависимости от выполняемой работы все поперечноисчерченные мышцы П. Ф. Лесгафт разделил на сильные (статические) и ловкие (динамические).

Сильные мышцы имеют большие поверхности, начало и прикрепления в удалении от осей суставов, состоящих из коротких косо идущих пучков, а, следовательно, имеют большой физиологический поперечник. Эти мышцы сокращаются медленно с большой силой, мало утомляются.

Ловкие мышцы имеют небольшие поверхности начала и прикрепления, вблизи осей суставов, параллельные пучки мышечных волокон и меньший физиологический поперечник (двуглавая мышца плеча). Они быстрее сокращаются, больше расходуют энергии и дольше восстанавливаются. Однако большинство мышц относится к переходному типу.

II.Работа мышц.

Различают:

2.1. Статическую работу,направленную для поддержания тела и его частей в пространстве. Мышца не меняет свою длину, а меняет напряжение (изометрическое сокращение). Она выполняется:

2.1.1. сильными (п. 1.1,1.2,1.3. – максимально), «красными» мышцами, которые медленно сокращаются и мало утомляются.

По строению и биохимическим особенностям обмена веществ различают «красные» и «белые» мышцы. «Красные», богатые миоглобином, способствующим переносу кислорода из крови в сократительные элементы мышечных волокон. Эти мышцы сокращаются медленно, более продолжительно и долго, не утомляются (т.е. статические). «Белые», сокращаются быстро (много миофибрилл и мало саркоплазмы, миоглобина – минимальное количество). У животных (кролик) и птиц эти мышцы лежат раздельно, а у человека красные и белые волокна перемешиваются. Однако можно говорить о спортивной специализации мышц у спортсменов. У спринтеров больше белых, у стайеров больше красных.

2.1.2. сокращением всех волокон, что иногда приводит к сдавлению сосудов.

2.1.3. увеличением объема за счет соединительной ткани.

 

2.2. Динамическая работа – осуществляется при изотоническом сокращении (длина мышцы при таком сокращении изменяется) и направлена на перемещение тела в пространстве. Различают преодолевающую и уступающую работу. Приводя в движение пассивную часть опорно-двигательного аппарата, мышца укорачивается на 1/3 (иногда на 1/2) своей длины. Она выполняется:

2.2.1.«ловкими» (п.1.1, 1.2, 1.3 – минимально), «белыми» мышцами, которые быстро сокращаются и утомляются;

2.2.2. посредством части волокон;

2.2.3. с увеличением объема мышц за счет увеличения количества миофибрилл.

У человека большинство мышц смешаные.

 

2.3. Тоническая работа – совершается лишь отдельными мышечными волокнами, что обуславливает тонус мышц.

Аппарат движения построен по принципу живых рычагов, позволяющих совершать движения отдельных частей тела в организме.

Различают рычаги 3 родов:

Рычаг 1 рода (рычаг равновесия) характеризуется тем, что точка опоры лежит между точкой приложения силы и точкой сопротивления. Пример – соединение черепа с позвоночником.

Рычаг 2 рода (рычаг силы) – точка сопротивления находится между точкой опоры и точкой приложения силы. Пример – стопа в момент, когда человек отделяет её от земли.

Рычаг 3 рода (рычаг скорости) – точка приложения силы лежит между точкой опоры и точкой сопротивления. Пример – локтевой сустав.

Мышцы тела должны рассматриваться с точки зрения их развития и функции, а также топографии систем и групп, в которые они складываются.