Сила и скорость сократительного компонента мышцы

Лекция 4. Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы

4.1. Основные понятия

При изучении дисциплин «Физика» и «Биомеханика» вы познакомились с понятием силы как количественной меры взаимодействия тел.

Под силой мышцы (или силой мышечной тяги) будем понимать силу, регистрируемую на ее конце (то есть количественную меру взаимодействия мышцы и регистрирующего прибора).

Условно можно выделить три вида факторов, определяющих силу и скорость сокращения мышц:

· анатомические;

· физиологические;

· биомеханические.

4.2. Анатомические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

К анатомическим факторам, определяющим силу сократительного компонента мышцы и скорость его сокращения, относятся:

· площадь поперечного сечения мышечного волокна (S_мв);

· количество мышечных волокон (n_мв)

· ход мышечных волокон (прямой или перистый);

· длина мышечных волокон;

· состав мышц.

Площадь поперечного сечения мышечного волокна (S_мв)

Сила сократительного компонента мышцы во многом зависит от площади его поперечного сечения. Экспериментально установлено, что чем больше площадь поперечного сечения мышечного волокна, (то есть, чем оно толще), тем большую силу оно способно развить. Диаметр мышечных волокон равен 20 – 80 мкм, следовательно, площадь поперечного сечения мышечных волокон варьирует от 300 мкм² до 5000 мкм².

Количество мышечных волокон (n_мв)

Количество мышечных волокон – второй анатомический фактор, определяющий силу сократительного компонента мышцы. Чем больше волокон содержит мышца, тем большую силу она способна проявить при прочих равных условиях. Число волокон в мышцах различно (табл. 4.1). Так, прямая мышца бедра содержит несколько десятков тысяч волокон, а икроножная – более миллиона!

Таблица 4.1

Количество волокон в скелетных мышцах человека

Автор, год	Название мышцы	Количество волокон
МакКомас А. Дж., 2001	плечелучевая
портняжная
прямая бедра
передняя большеберцовая
икроножная

Площадь поперечного сечения мышцы (S_м) равна площади поперечного сечения мышечного волокна (S_мв) умноженной на количество волокон (n_мв): S_м= S_мв n_мв.

В анатомии, физиологии и биомеханике хорошо известен принцип Вебера: «Сила мышц, при прочих равных условиях, пропорциональна ее поперечному сечению» (Ухтомский А.А, 1927.– С. 72). Из мышц, обслуживающих тазобедренный сустав, самый большой физиологический поперечник у односуставных разгибателей бедра (большой ягодичной м.): 30,3±9,4 см². Из мышц, обслуживающих движения в коленном суставе самый большой физиологический поперечник – у четырехглавой мышцы бедра: 56,0±11,0 см². Из мышц, обсуживающих голеностопный сустав – у камбаловидной м.: 23,7±10,6 см². Эти мышцы носят название антигравитационных.

Преобладание физиологических поперечников этих мышц над их антагонистами связано с необходимостью постоянно противодействовать силе тяжести (гравитации). Именно с этим связан тот факт, что площадь поперечного сечения мышц-разгибателей нижних конечностей (антигравитационных мышц) относится к площади поперечного сечения их антагонистов как 2:1, в то время как для мышц верхних конечностей это отношение составляет 1:1.

Следует запомнить, что тренировка на развитие силы мышцы приводит к увеличению площади ее поперечного сечения. Возрастание этого показателя происходит за счет увеличения площади поперечного сечения мышечных волокон (гипертрофии мышечных волокон). Увеличения количества мышечных волокон (гиперплазии) в мышце не наблюдается.

Дата добавления: 2015-05-09