Функции поперечно-полосатых скелетных мышц
Источник: «Спортивная диагностика»
Автор: профессор В.П. Губа, 2016 год
Содержание
Функции поперечно-полосатых скелетных мышц
Функция скелетной мускулатуры — это, с одной стороны, выполнение движений (динамические сокращения), а с другой — поддержание позы (статические сокращения).
Динамические мышечные сокращения
Поперечно-полосатые мышцы способны к активному сокращению, что приводит к инициации движения, а также изменению положения частей тела в пространстве и относительно друг друга. Эффективность инициации движения зависит от множества факторов. Помимо физиологического поперечника мышцы, угла перистости, длины мышцы и исходного положения мышцы для определенного движения и т.д. большую роль играют также ход и расположение отдельных пучков мышечных волокон: в зависимости от расположения мышцы к оси движения (точка или ось вращения) изменяются эффективный рычаг (потенциальный рычаг) и вращательный момент. Если пучки мышечных волокон располагаются перпендикулярно к оси движения, в суставе развивается наиболее эффективный вращательный момент. При их косом или параллельном расположении при одинаковой силе сокращения вращательный момент снижается. Чем дальше от оси движения расположены волокна, тем больше будут плечо рычага и вращательный момент при одинаковой силе сокращения. Таким образом, для инициации движений наиболее подходят длинные поверхностно расположенные многосуставные мышцы. Процесс инициации движения зачастую начинается с быстрого, короткого концентрического сокращения с высокой частотой импульсации (концентрическая мышечная работа). Для этого требуются мышцы с большим содержанием волокон IIа типа, которые преимущественно представлены в длинных поверхностно расположенных многосуставных мышцах (van den Berg, 1999). Одновременно с этим статические мышечные сокращения ограничивают выполненное движение и поддерживают положение тела во время и после стабилизации движения.
Статические мышечные сокращения
В рамках статических мышечных сокращений выделяют следующие функции скелетных мышц: с одной стороны, мышцы должны поддерживать равновесие тела, а с другой — обеспечивать сегментарную стабильность.
Поддержание равновесия
Под этим термином понимают выпрямление туловища против действия силы тяжести и способность контролировать и стабилизировать положение различных частей тела относительно друг друга. К функции поддержания равновесия относят стабилизацию позы до, во время и после целенаправленных движений (например, хватание верхней конечностью), а также контроль положения суставов в проксимальных отделах при периферических движениях (например, стабилизация плечевого сустава при сгибании в локте). Для поддержания равновесия туловища необходимо ограничивать выполненные движения (например, чтобы не допустить переразгибания в коленном суставе при выполнении шагающего движения). Для поддержания равновесия часто мышцы выполняют «специфическое тормозящее действие» (Klein-Vogelbach, 1990), т. е. эксцентрически и в большинстве случаев на большом расстоянии (эксцентрическое и статическое сокращение). Для выполнения этой функции лучше всего приспособлены поверхностно расположенные большие односуставные мышцы (Richardson et al., 1999). В зависимости от вида ограничиваемого движения или стабилизируемой позы требуются либо короткие сильные сокращения (тормозящее действие мышц, выпрямляющих позвоночник, после прыжка), либо длительное сокращение с низким уровнем напряжения (статические сокращения мышц, выпрямляющих позвоночник, при сидении за письменным столом). Соответственно, распределение волокон I и II типов в односуставных мышцах очень различно, в зависимости от потребностей каждой мышцы (Kannus etal., 1992).
Сегментарная стабильность
Под сегментарной стабильностью понимают контроль движений между двумя или более суставами. Благодаря этому обеспечивается активная защита чувствительных суставных структур и прилегающих тканей (нервов, межпозвоночных дисков и внутренних органов). Оптимально для этой цели приспособлены глубокие малые поперечно расположенные околосуставные и односуставные мышцы (локальные мышцы) (Ettema, 2001). Вместе с суставной капсулой за счет внутренней жесткости (эластическое сопротивление) они предотвращают или ограничивают нежелательную либо чрезмерную подвижность в суставе (например, перекат, скольжение или сдвиги суставных поверхностей). При повышении активности мышцы повышается и ее жесткость, и, соответственно, стабилизирующее действие. Максимальное мышечное сокращение может повысить силу и жесткость локальных мышц только на 25% (Hoffer, Andreassen, 1981), для повышения этих параметров на 30 % необходимо одновременное сокращение антагонистов. Однако при этом повышается сопротивление для агонистов, которые должны развивать большую силу для инициации движения. Таким образом, за счет возникающего совместного сокращения значительно повышается сегментарная стабильность в конкретных суставах. Это позволяет совершать целенаправленные движения при активизации поверхностных многосуставных мышц при одновременной стабилизации суставных структур за счет постоянной относительно небольшой активности (статических тонических сокращений) локальных мышц (Richardson, 1997). Для этих целей требуются в первую очередь волокна I типа, что обусловливает их большое количество в локальных мышцах.