Элементы биомеханики. Работа мышц

КЛАССИФИКАЦИЯ МЫШЦ

Классификация скелетных мышц человеческого организма производится с учетом различных признаков: область тела, происхождение мышцы, форма мышцы, функция, анотомо-топографические взаимоотношения, направление мышечных волокон, отношение мышцы к суставам.

I. По отношению к областям человеческого тела (топографически):

1. Мышцы туловища: мышцы спины, груди, живота и диафрагма;

2. Мышцы головы;

3. Мышцы шеи;

4. Мышцы верхней конечности: мышцы плечевого пояса и свободного отдела (плеча, предплечья и кисти);

5. Мышцы нижней конечности: мышцы таза и мышцы свободной нижней конечности (бедра, голени и стопы).

II. По происхождению:

1. Мышцы краниального происхождения;

2. Мышцы спинального происхождения (вентральные, дорсальные).

III. По форме: (рис. 5.3)

1. Простые: веретенообразные, прямые (длинные, короткие и широкие);

2. Сложные: многоглавые (двуглавые, трехглавые, четырехглавые), многосухожильные, двубрюшные мышцы; мышцы с определенной геометрической формой (круглые, квадратные, дельтовидные, трапециевидные, ромбовидные и т. д.)

Рис 5.3 Скелетные мышцы, разные по форме и строению.

А - m. fusiformis (т. extensor carpi radialis brevis); Б - т. unipennatus (т. flexor pollicis longus); В - т. bipennatus (т. flexor hallucis longus); Г - т. biceps (т. biceps brachii); Д - m. multipennatus (m. subscapularis); E - m. triangularis (m. de­pressor anguli oris); Ж - т. biventer (т. omohyoideus); 3 - т. orbicularis (т. orbicularis oculi); И - aponeurosis (m. obliquus extemus abdominis); К - т. serratus (т. serratus posterior inferior); Л - т. quadratus (т. quadratus lublorum); M - inter-sectiones tendinae; 1 - tendo; 2 - venter; 3 - aponeurosis; 4 -caput; 5 - intersectio tendinea.

IV. По функции:

1. Сгибатели и разгибатели;

2. Приводящие и отводящие;

3. Вращающие: ротаторы – пронаторы (мышцы вращающие внутрь) и супинаторы (мышцы вращающие наружу);

4. Сфинктеры (суживатели) и дилятаторы (расширители);

5. Синергисты, антагонисты и агонисты.

V. По анатомо-топографическому расположению:

1. Поверхностные и глубокие.

2. Наружные и внутренние.

3. Медиальные и латеральные.

VI. По направлению мышечных волокон: мышцы с параллельным, круговым, косым и поперечным ходом мышечных волокон.

VII. По отношению к суставам:

1. Односуставные (действующие только на один сустав).

2. Двусуставные.

3. Многосуставные.

Двусуставные и многосуставные мышцы отличаются более сложным действием, так как приводят в движение не только часть скелета, к которой прикрепляются, но могут изменить в целом положение конечности или части туловища.

VIII. Классификация мышц по П. Ф. Лесгафту.

1. Красные – статические;
2. Белые – динамические;
3. Промежуточные – переходные, смешанные.

П. Ф. Лесгафт предложил делить мышцы, в зависимости от выполняемой ими работы, на сильные (или как их называют в настоящее время, статические) и ловкие (или динамические). Так как статические мышцы имеют более темную окраску, их стали называть «красными», а динамические мышцы – «белыми» и цвет их зависит не столько от кровонаполнения, сколько от присутствия в ткани мышечного пигмента – миоглобина. Его в красных мышцах значительно больше, чем в белых.

Статические мышцы начинаются и прикрепляются к большим поверхностям, удаляясь от опоры рычага; отличаются небольшой сократимостью, но обладают большой выносливостью, окислительная система у них мощная. Такие мышцы могут длительное время выполнять грубую работу большой силы. Примером сильных мышц, по П. Ф. Лесгафту, могут служить мышцы-разгибатели позвоночного столба, большая ягодичная мышца, четырехглавая мышца бедра.

Динамические мышцы отличаются ловкостью в своих действиях, начинаются и прикрепляются к небольшим поверхностям, близко к опоре рычага, на который действуют. Обычно они сокращаются с большим напряжением, но быстро утомляются. Окислительная система у них слабая. Примером ловких мышц могут служить мышцы глаза, лица.

Следует упомянуть, что упомянутые два вида различаются также механическими, биофизическими и биоэлектрическими свойствами. Между белыми и красными мышцами еще существуют переходные.

Основное свойство мышечной ткани, образующей скелетные мышцы - сократимость приводит к изменению длины мышцы под влиянием нервных импульсов. Мышцы действуют на кости рычагов, соединяющихся при помощи суставов. При этом каждая мышца действует на сустав только в одном направлении. Если мышца перекидывается через сустав с одной кости на другую, то она называется односуставной, а если идет мимо двух или нескольких суставов, - двусуставной или многосуставной. Мышцы приводят в движение не только отдельные части скелета, к которым они прикрепляются, но могут способствовать более сложными движениям, изменяя положения костей, находящиеся на их пути. Отдельные мышцы или группы мышц выполняют одинаковые функции, а также могут дополнить друг друга своими усилиями. К таким мышцам относятся синергисты. Синергисты – это мышцы, выполняющие одинаковую функцию и при этом усиливающие друг друга. Так, например, действуют короткая, длинная и большая приводящие мышцы бедра. Антагонисты – это мышцы, выполняющие противоположные функции, т. е. производящие противоположные друг другу движения. Другими словами, антагонистами называются такие две мышцы (или группы мышц) одного сустава, которые при сокращении осуществляют тягу в противоположную сторону и способны выполнять противоположную работу (сгибания – разгибания), т.е. одни мышцы сокращаются, другие же находятся в растянутом состоянии. Слабое сокращение мышцы-антагониста позволяет нам совершать плавные движения. Например: двуглавая мышца плеча осуществляет сгибание в локтевом суставе, а трехглавая мышца плеча – разгибание.

Самую многочисленную группу среди поперечно-полосатых мышц составляют мышцы, прикрепляющиеся к костям. Действие этих мышц осуществляется системой рычагов, так как кости соединяются между собой суставами. В биомеханике выделяют три рода рычагов: рычаг равновесия, рычаг силы и рычаг скорости.

Рычаг первого рода – двуплечий, это рычаг равновесия или покоя. У него точка опоры лежит между точкой приложения силы и точкой сопротивления (груз). Примерами такого рычага может служить соединение позвоночника с черепом (рис.5.4I), суставы между позвонками, соединения таза с бедренными костями.

Рычаг второго рода – одноплечий, это рычаг силы. У него точка сопротивления, подлежащая перемещению, лежит между точкой опоры и точкой приложения силы. Пример такого рычага представляет собой стопа (рис. 5.4II). Опираясь на головки плюсневых костей, человек поднимает при помощи мышц, прикрепляющихся к пяточной кости, всю тяжесть своего тела. Это происходит во время ходьбы при каждом шаге в тот момент, когда стопа отделяется от земли, чтобы передвинуться вперед, а также в том случае, если человек становится на носки.

Третий вид рычага – рычаг скорости (рис. 5.4III). У него точка приложения силы находится между точкой опоры и точкой сопротивления. Пример – локтевой сустав при сгибании. В этом случае точка опоры лежит в локтевом суставе, точка приложения силы – в области бугристостей локтевой и лучевой костей, т. е. несколько кпереди от точки опоры, точка сопротивления – на дистальном конце руки, т. е. значительно дальше от точки опоры. Такой рычаг приводит к выигрышу в скорости, но к потере в силе.

Рис. 5.4. Схема действия мышц на костные рычаги:

I – рычаг равновесия;

II - рычаг силы;

III – рычаг скорости.

А – точка опоры;

Б – точка приложения силы;

В – точка сопротивления.

Анализируя работу мышц, можно выделить три режима их работы:

1) преодолевающую работу мышц – выполняется в том случае, когда сила сокращения мышц изменяет положение части тела, конечности или ее звена, с грузом или без него, преодолевая силу сопротивления;

2) уступающую работу мышц – называют работу, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести части тела (конечности) и удерживаемого ею груза.

3) удерживающую работу – выполняется, если силой мышечных сокращений тело или груз удерживается в определенном положении без перемещения в пространстве. Например, человек стоит или сидит, не двигаясь, или держит груз в одном и том же положении. Сила мышечных сокращений уравновешивает массу тела или груза. При этом мышцы сокращаются без изменения их длины.

Преодолевающую и уступающую работу, когда сила мышечных сокращений перемещает тело или его части в пространстве, можно рассматривать как динамическую работу. Удерживающая работа, при которой движения всего тела или части тела не происходит, является работой статической.

Сила скелетной мышцы определяется следующими факторами:

Дата добавления: 2015-08-31