Особенности функционирования перистых мышц
Описаны особенности функционирования мышц с перистой архитектурой. Показано, что перистые мышцы по сравнению с веретенообразными выигрывают в силе, однако проигрывают в скорости. Перистые мышцы соответствуют сильным мышцам по классификации П.Ф.Лесгафта, а веретенообразные — ловким.
Особенности функционирования перистых мышц
История вопроса
Еще в ХVII веке в книге «De Motu Animalium» – («Движения животных», 1680 г.) итальянский математик и врач Джованни Борелли обратил внимание на существование в организме человека мышц с различной архитектурой – веретенообразных и перистых (рис.1).
В последующем особенностям работы веретенообразных и перистых мышц уделяли внимание П. Ф. Лесгафт, А. А. Ухтомский, Н. А. Бернштейн и многие другие ученые. В книге Р. Александера «Биомеханика» впервые приведены расчеты силы, развиваемой мышцами, имеющих параллельный и перистый ход мышечных волокон. Значительная информация о морфометрических характеристиках перистых мышц приведена в прекрасной книге Роджера Эноки «Кинезиология».
Особенности функционирования перистых мышц
Так в чем же особенности работы перистых мышц? Начнем с анализа их архитектуры.
В веретенообразных мышцах пучки мышечных волокон располагаются параллельно длинной оси (длиннику) мышцы, соединяющей начало и конец мышцы. Примером таких мышц являются: двуглавая мышца плеча, портняжная мышца, передняя большеберцовая мышца. При перистом ходе пучков мышечных волокон они располагаются под углом к длиннику мышцы. Этот угол называется углом перистости (α). Примером перистых мышц являются: прямая (α =7,4 град.) и латеральная широкая (α = 6,8 град.) мышцы бедра, икроножная (α=14 град.) и камбаловидная мышцы (α =27 град.). По-видимому, мышцы с перистой архитектурой П. Ф. Лесгафт относил к мышцам сильным. А веретенообразные мышцы, с параллельным ходом мышечных волокон – к мышцам ловким.
Благодаря своему строению мышцы с параллельным и перистым ходом пучков мышечных волокон значительно различаются по своим скоростно-силовым характеристикам.
Первое отличие функционирования мышц с различным ходом пучков мышечных волокон состоит в том, что перистые мышцы выигрывают в силе по сравнению с веретенообразными мышцами, имеющими параллельный ход пучков мышечных волокон (при одинаковом объеме мышцы). Именно поэтому большинство антигравитационных мышц (то есть мышц, противодействующих силе тяжести) имеет перистое строение.
Существуют формулы расчета превышения в силе мышцы с перистой архитектурой по сравнению с веретенообразными мышцами. На основе этих формул можно рассчитать, что камбаловидная мышца, благодаря своей перистой архитектуре будет выигрывать в силе более чем в 10 раз по сравнению с мышцей, имеющей параллельный ход пучков мышечных волокон и такой же объем.
Второе отличие мышц с различным ходом пучков мышечных волокон состоит в том, что при одинаковом укорочении мышечного волокна степень укорочения перистых мышц меньше, чем мышц с параллельным ходом пучков мышечных волокон. В связи с этим, перистые мышцы при одинаковом времени сокращения проигрывают мышцам с параллельным ходом пучков мышечных волокон в скорости сокращения.
Литература
- Александер, Р. Биомеханика / Р. Александер. – М.: Мир, 1970. – 339 с.
- Бернштейн, Н.А. Общая биомеханика. Основы учения о движениях человека / Н.А. Бернштейн. – М.: Из-во РИО ВЦСПС,1926. – 416 с.
- Лесгафт, П.Ф. Основы теоретической анатомии / П. Ф. Лесгафт. – СПб: Т-во художественной печати, 1905.– 351 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. Вклад П.Ф. Лесгафта в биомеханику /А.В. Самсонова // Труды кафедры биомеханики: Междисциплинарный сборник статей.– Вып.1.– СПб, 2007.– С. 4-11.
- Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учебное пособие.- 5-е изд. – СПб.: Кинетика, 2018.– 159 с.
- Самсонова, А.В. Биомеханика мышц параллельного и перистого типа / А.В.Самсонова, И.Э.Барникова // Труды кафедры биомеханики Университета имени П.Ф. Лесгафта, 2018, Вып. XII. – C. 13-24.
- Ухтомский А.А. Физиология двигательного аппарата. – Л.: ЛГУ, 1951.– С. 165.
- Энока, Р. Основы кинезиологии / Р. Энока.– Киев: Олимпийская литература, 1998. – 399 с.
С уважением, А.В. Самсонова