Агонисты, синергисты и антагонисты
Даны определения мышц-агонистов, мышц-синергистов и мышц-антагонистов. Показано, что при выполнении движения мышцы в одной ситуации могут быть антагонистами, а в другой – синергистами. Наличие мышц-антагонистов необходимо для выполнения двигательных действий, так как мышца может лишь тянуть костное звено при сокращении, но не может его толкать.
Агонисты, синергисты и антагонисты
Давайте продолжим разговор о различных классификациях скелетных мышц и поговорим об антагонистах, синергистах и агонистах. Эти определения я взяла из прекрасной книги Раисы Самуиловны Персон «Мышцы-антагонисты в движениях человека».
Определения
Мышцами-антагонистами называют такие две мышцы (или две группы мышц) одного сустава, которые при сокращении осуществляют тягу в противоположные стороны.
Мышцами-синергистами называют мышцы одного сустава, которые тянут в одном и том же направлении.
Из двух мышц-антагонистов ту, которая осуществляет данное движение (то есть выполняет основную задачу), называют агонистом, а другую — антагонистом.
Примеры мышц-антагонистов
Верхние конечности
1. Сгибание предплечья осуществляет двуглавая мышца плеча (m.biceps brachii), а разгибание предплечья — трехглавая мышца плеча (m. triceps brachii). Эти две мышцы являются мышцами-антагонистами, потому что они осуществляют тягу в противоположных направлениях относительно локтевого сустава. Одна мышца (двуглавая мышца плеча) отвечает за сгибание, а вторая (трехглавая мышца плеча) отвечает за разгибание.
2. Сгибание плеча (плечевой кости) осуществляют мышцы: дельтовидная (передние пучки), большая грудная мышца, клювовидно-плечевая, двуглавая мышца плеча. Разгибание плеча (плечевой кости) осуществляют мышцы-антагонисты: задняя часть дельтовидной, широчайшая мышца спины, подостная, малая круглая большая круглая, длинная головка трехглавой мышцы плеча.
3. Отведение плеча (плечевой кости) осуществляют мышцы: дельтовидная и надостная. Приведение плеча осуществляют мышцы: подостная, малая круглая, подлопаточная, длинная головка трехглавой мышцы плеча, клювовидно-плечевая мышца.
Нижние конечности
3. Сгибание голени осуществляет среди прочих двуглавая мышца бедра (m. biceps femoris), а разгибание голени — четырехглавая мышца бедра (m.quadriceps femoris). Эти две мышцы являются мышцами-антагонистами, потому что они осуществляют противоположную тягу относительно коленного сустава. Одна мышца (двуглавая мышца бедра) отвечает за сгибание, а вторая (четырехглавая мышца бедра) — отвечает за разгибание.
4. Сгибание стопы осуществляет трехглавая мышца голени (m. triceps surae) в состав которой входит икроножная мышца (m. gastrocnemius) и камбаловидная мышца (m. soleus). Разгибание стопы осуществляет передняя большеберцовая мышца (m. tibialis anterior). Эта мышца является антагонистом трехглавой мышце голени.
Дыхательные мышцы
Все мышцы, участвующие в механизме дыхания, принято делить на две группы: мышцы, производящие вдох и мышцы, производящие выдох. С определенной натяжкой их тоже можно считать мышцами-антагонистами.
Мышцы, производящие вдох (группа основных мышц): диафрагма; наружные и внутренние межреберные мышцы; мышцы-подниматели ребер; задняя верхняя зубчатая мышца; задняя нижняя зубчатая мышца; квадратная мышца поясницы; подвздошнореберная мышца.
Мышцы, производящие выдох: прямая мышца живота; поперечная мышца живота; наружная косая мышца живота; внутренняя косая мышца живота. Как указывает М.Ф.Иваницкий (1965) эти четыре мышцы брюшного пресса являются в механизме дыхания прямыми антагонистами диафрагмы. Также мышцами, производящими выдох являются: внутренние и наружные межреберные; подреберные; поперечная мышца грудной клетки.
Примеры мышц-синергистов
Верхние конечности
1. Сгибание предплечья осуществляют мышцы: двуглавая мышца плеча, плечевая, плечелучевая. Это мышцы-синергисты, потому что это мышцы одного сустава, которые тянут в одном направлении (осуществляют сгибание предплечья).
2. Надостная и подостная мышцы могут функционировать не только как мышцы-антагонисты при отведении и приведении плеча, но и как мышцы-синергисты, натягивая капсулу плечевого сустава.
Нижние конечности
2. Разгибание голени осуществляют четыре мышцы: латеральная широкая мышца бедра, медиальная широкая мышца бедра, промежуточная широкая мышца бедра, прямая мышца бедра. Это четыре головки четырехглавой мышцы бедра. Это мышцы-синергисты, так как они тянут в одном направлении (осуществляют разгибание голени).
3. Сгибание голени осуществляют мышцы: двуглавая мышца бедра, полусухожильная, полуперепончатая, портняжная, тонкая, подколенная, икроножная, подошвенная. Это мышцы-синергисты, так как они тянут в одном направлении (осуществляют сгибание голени).
4. Подошвенное сгибание стопы осуществляют: трехглавая мышца голени (икроножная и камбаловидная), подошвенная мышца, задняя большеберцовая, длинный сгибатель большого пальца, длинный сгибатель пальцев, длинная малоберцовая, короткая малоберцовая. Это мышцы-синергисты, так как они тянут в одном направлении (сгибают стопу).
Примеры мышц-агонистов и антагонистов
1.Сгибание предплечья осуществляет двуглавая мышца плеча (m.biceps brachii), а разгибание предплечья — трехглавая мышца плеча (m. triceps brachii). Если мы рассматриваем сгибание предплечья как основное движение, то мышцей-агонистом будет двуглавая мышца плеча (она осуществляет данное движение), а мышцей-антагонистом — трехглавая мышца плеча. Она отвечает за разгибание. Следует, однако, заметить, что мышц-агонистов может быть много. Мышцы-агонисты в данном случае — это все мышцы, которые отвечают за сгибание предплечья. Это мышцы: двуглавая мышца плеча, плечевая, плечелучевая. Эти мышцы с одной стороны, являются мышцами-синергистами (отвечают за одну и ту же функцию) и агонистами (отвечают за основное движение).
2. Рассматриваем разгибание голени. Мышцей-агонистом будет четырехглавая мышца бедра (она осуществляет данное движение). А мышцами-антагонистами будут мышцы сгибатели бедра: двуглавая мышца бедра, полусухожильная, полуперепончатая, портняжная, тонкая, подколенная, икроножная и подошвенная.
Мои видео про мышцы синергисты, антагонисты и агонисты
Особенности функционирования мышц-антагонистов
1. Наличие мышц-антагонистов необходимо, так как мышца может лишь тянуть кость, но не может ее толкать. Поэтому, чтобы костное звено выполняло, например, сгибание и разгибание, необходимо наличие двух мышц. Одна из мышц будет отвечать за сгибание в суставе, а другая – за разгибание.
2. При выполнении двигательных действий мышцы-антагонисты не обязательно работают попеременно. Еще в начале ХХ века немецкий ученый R. Wagner (1925) показал, что в зависимости от условий внешнего силового поля меняется соотношение фаз активности мышц-антагонистов. Полное совпадение активности мышц с перемещением наблюдается только при движениях против сил трения. При работе против сил инерции мышца-агонист активна только на протяжении первой фазы движения. Затем оно продолжается по инерции при возрастающей активности мышцы-антагониста, которая тормозит движение (рис.1).
3. На активность мышц-антагонистов сильно влияет темп движений. При выполнении движения в медленном темпе активность мышц-антагонистов соответствует фазам движения, за которые они отвечают. А именно: при сгибании активность проявляют мышцы, отвечающие за сгибание, а при разгибании активность проявляют разгибатели. Увеличение темпа движения приводит к тому, что при в конце фазы сгибания может активироваться мышца-разгибатель. В данном случае мышца-разгибатель (антагонист) действует как тормоз. При быстрых движениях также существуют фазы одновременной активности мышц-антагонистов (А.В. Самсонова, 1998).
3. При выполнении движения мышцы в одной ситуации могут быть антагонистами, а в другой – синергистами. Например, двуглавая мышца плеча является синергистом мышцы круглый пронатор при сгибании предплечья. А при ротации предплечья они работают как антагонисты, так как двуглавая осуществляет супинацию предплечья, а круглый пронатор – пронацию.
Реципрокная иннервация
Для того, чтобы мышца-агонист могла выполнять свою задачу, мышца-антагонист должна быть расслаблена. На эту особенность обратил внимание еще Рене Декарт в 17 веке при анализе движений глаз. Затем исследования работы мышц-антагонистов были продолжены. Было установлено, что существует механизм, который управляет работой мышц-антагонистов в центральной нервной системе. Это механизм получил название реципрокной иннервации. Большой вклад в изучение этого механизма внес лауреат Нобелевской премии Чарльз Скот Шеррингтон (рис.2). Было установлено, что при возбуждении мышцы-агониста, ЦНС тормозит работу мышцу-антагониста (рис.3).
Литература
- Иваницкий М.Ф. Анатомия человека: Учебник для студентов ин-тов физической культуры, М.: Физкультура и спорт, 1965.- Т.1. 520 с.
- Иваницкий М.Ф. Анатомия человека: Учебн. для ин-тов физ. культ. — М.: Физкультура и спорт, 1985.- 544 с.
- Ванек Ю. Спортивная анатомия. – М.: Издательский центр Академия, 2008. 304 с.
- Персон Р.С. Мышцы-антагонисты в движениях человека.- М.: Наука, 1965, 114 с.
- Самсонова, А.В. Моторные и сенсорные компоненты биомеханической структуры физических упражнений /А.В. Самсонова: автореф. дис…докт. пед. наук.- СПб.- 1998.- 48 с.
- Самсонова, А.В. Биомеханика мышц [Текст]: учебно-методическое пособие /А.В. Самсонова Е.Н. Комиссарова /Под ред. А.В. Самсоновой /Санкт-Петербургский гос. Ун-т физической культуры им. П.Ф. Лесгафта.- СПб,: [б.н.], 2008.– 127 с.
- Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учебное пособие.- 5-е изд. — СПб.: Кинетика, 2018.– 159 с.
С уважением, А.В.Самсонова