Основы биомеханики скелетных мышц.
Аномалии и пороки развития скелетных мышц.
Развитие скелетных мышц.
1. Источником развития поперечноисчерченной ткани является средний зародышевый листок – мезодерма.
2. Этапы развития скелетных мышц:
2.1. формирование из осевой мезодермы сомитов (39 пар);
2.2. дифференцировка сомитов на дерма-склеро*миотом. Миотомы, разрастаясь в вентральном и дорзальном направлениях, дают начало скелетной мускулатуре. Миотом расщепляется на соматический и висцеральный листки.
2.3. преобразование миотомов: расщепление, срастание отдельных (соседних) миотомов (прямая мышца живота); дегенерация, полная или частичная миграция зачатков мышц.
3. Онтогенетическое происхождение скелетных мышц:
3.1. мышцы туловища, конечностей, диафрагмы – туловищные миотомы;
3.2. мышцы языка – затылочные миотомы (зажаберные);
3.3. наружные мышцы глаза – предушные миотомы
Мышцы головы (мимические и жевательные) развиваются из несегментированной мезодермы жаберных дуг. Мышцы глазного яблока формируются из предушных миотомов.
Аномалии мышц наблюдаются очень часто (они уступают в этом отношении только сосудистой системе). У каждого человека есть те или другие аномалии мышц. Они встречаются во всех областях тела (но больше на конечностях).
Мышечные аномалии обычно асимметричны.
Причины возникновения: на генетическом уровне и внешнесредовые факторы, а также некоторые внутренние факторы.
Аномалии строения и формы подразделяются на следующие виды:
1. Отсутствие нормально существующих мышц, например отсутствие: ключичной части трапециевидной мышцы; заднее-верхней и заднее-нижней зубчатой мышцы или замена их сухожильной пластинкой; части пучков внутренней или (и) наружной межреберных мышц; прямой мышцы живота; поперечной мышцы живота; ключичной ножки грудиноключичнососцевидной мышцы; лопаточно-подъязычной мышцы; переднего брюшка двубрюшной мышцы и т. д.;
2. Наличие добавочных мышц – практически может быть во всех мышцах;
3. Изменение формы мышцы или (и) ее части, размеров мышц и их взаимоотношений. Практически отмечено во всех мышцах. Это самая обширная группа аномалий.
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.