Композиция мышечных волокон 14 мышц плеча

Композиция мышечных волокон 14 мышц плеча изучалась на 4 трупах мужчин через 24 часа после смерти посредством биопсии.  Установлено, что в среднем в мышцах  от 22 до 40%  МВ IIB типа, от 17 до 51%  МВ IIA типа и от 23 до 56%  МВ I типа.  Была также рассчитана максимальная скорость укорочения мышц плеча.

2007_R.C.-Srinivasan_et-al_ABSTRACT_perevod.pdf

 

2007_R.-C.-Srinivasan-et-al.pdf

 

Srinivasan, R.C. Fiber Type Composition and Maximum Shortening Velocity of Muscles Crossing the Human Shoulder / R.C. Srinivasan, M.P. Lungren, J.E. Langenderfer, R.E. Hughes // Clinical Anatomy, 2007. – Vol. 20.– P.144–149.

 

ШРИНИВАСАН Р.С. С СОАВТ.

КОМПОЗИЦИЯ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН И МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ ПЛЕЧА ЧЕЛОВЕКА

 

ABSTRACT

Изучение композиции мышечных волокон четырнадцати мышц плечевого сустава человека проводили с целью определения вклада типов волокон в общую площадь поперечного сечения мышц (CSA) и оценки максимальной скорости сокращения (Vmax) этих мышц. Была выполнена биопсия 14 мышц у четырех мужских трупов (средний возраст 50 лет) в течение 24 часов смерти. Быстро замороженные, поперечные срезы (10 мкм) мышечных волокон были окрашены для определения миофибриллярной АТФ-азы после щелочной преинкубации. Для определения площади поперечного сечения мышечных волокон были использованы фотоснимки (100 волокон) и система Bioquant. Посредством этой системы определялся тип мышечных волокон и площадь их поперечного сечения. Были выделены на основе определения миофибриллярной АТФ-азы три различных типа волокон: медленные окислительные (SO), быстрые окислительно-гликолитические (FOG) и быстрые гликолитические (FG).

РЕЗУЛЬТАТЫ

В среднем композиция мышечных волокон варьировала: от 22 до 40% (FG), от 17 до 51% (FOG) и от 23 до 56% (SO). Двенадцать из 14 мышц имели средние значения SO от 35-50%.

Vmax рассчитывали по вкладу типа волокна относительно CSA и значений скорости сокращения, взятых из литературы. Максимальные значения скорости сокращения мышц, обеспечивают физиологическую основу для разработки моделей плеча опорно-двигательного аппарата человека, пригодных для прогнозирования мышечных сил при решении функционально-значимых задач, охватывающих условия укорочения и удлинения мышц.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Bamman MM, Clarke MSF, Feeback DL, Talmadge RJ, Stevens BR, Lieberman SA, Greenisen MC. 1998. Impact of resistance exercise during bed rest on skeletal muscle sarcopenia and myosin isoform distribution. J Appl Physiol 84:157–163.
  2. Baґraґny M. 1967. ATPase activity of myosin correlated with speed of muscle shortening. J Gen Physiol 50(Suppl):197–218.
  3. Burke RE. 1981. Motor Units: Anatomy, Physiology, and Functional Organization. In: Brookhart JM, Mountcastle VB, Brooks VB, Geiger SR, editors. Handbook of Physiology. Bethesda, MD: American Physiological Society. p 345–422.
  4. Cheng EJ, Brown IE, Loeb GE. 2000. Virtual muscle: A computational approach to understanding the effects of muscle properties on motor control. J Neurosci Methods 101:117–130.
  5. Delp SL, Loan JP. 1995. A graphics-based software system to develop and analyze models of musculoskeletal structures. Comput Biol Med 25:21–34.
  6. Fitts RH, Costill DL, Gardetto PR. 1989. Effect of swim exercise training on human muscle fiber function. J Appl Physiol 66:465–475.
  7. Gansen H-K, Irlenbusch U. 2002. Neuromuscular failure of the rotator cuff as a contribution to the functional impingement of the shoulder—A muscle biopsy investigation. Z Orthop Ihre Grenzgeb 140: 65–71.
  8. Guth L, Samaha FJ. 1970. Procedure for the histochemical demonstration of actomyosin ATPase. Exp Neurol 28:365–367.
  9. Happee R, Van der Helm FCT. 1995. The control of shoulder muscles during goal directed movements, an inverse dynamic analysis. J Biomech 28:1179–1191.
  10. Hatze H. 1978. A general myocybernetic control model of skeletal muscle. Biol Cybern 28:143–157. Hatze H. 1981. Estimation of myodynamic parameter values from observations on isometrically contracting muscle groups. Eur J  Appl Physiol Occup Physiol 46:325–338.
  11. Jennekens FGI, Tomlinson BE, Walton JN. 1971. Data on the distribution of fibre types in five human limb muscles. J Neurol Sci 14:245–257.
  12. Johnson MA, Polgar J, Weightman D, Appleton D. 1973. Data on the distribution of fibre types in thirty-six human muscles. An autopsy study. J Neurol Sci 18:111–129.
  13. Jozsa L, Demel Z, Vandor E, Reffy A, Szilagyi I. 1978. Specific fibre composition of human hand and arm muscles. Handchirurgie 10:153–157.
  14. Jurimae J, Abernethy PJ, Blake K, McEniery MT. 1996. Changes in the myosin heavy chain isoform profile of the triceps brachii muscle following 12 weeks of resistance training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 74:287–292.
  15. Kaufman KR, An KN, Litchy WJ, Chao EYS. 1991. Physiological prediction of muscle forces. I. Theoretical formulation. Neuroscience 40:781–792.
  16. Kaufman KR, An KN, Litchy WJ, Chao EYS. 1991. Physiological prediction of muscle forces. I. Theoretical formulation. Neuroscience 40:781–792.
  17. Klitgaard H, Zhou M, Schiaffino S, Betto R, Salviaiti G, Saltin B. Ageing alters the myosin heavy chain composition of single fibers from human skeletal muscle. Acta Physiol Scand 140:55–62.
  18. Langenderfer J, LaScalza S, Mell A, Carpenter JE, Kuhn JE, Hughes RE. 2005. An EMG-driven model of the upper extremity and estimation of long head biceps force. Comput Biol Med 35:25–39.
  19. Larsson L, Moss RL. 1993. Maximum velocity of shortening in relation to myosin isoform composition in single fibres from human skeletal muscles. J Physiol 472:595–614.
  20. Larsson L, Li X, Frontera WR. 1997. Effects of aging on shortening velocity and myosin isoform composition in single human skeletal muscle cells. Am J Physiol 272:C638–C649.
  21. Manal K, Gonzalez RV, Lloyd DG, Buchanan TS. 2002. A real-time EMG-driven virtual arm. Comput Biol Med 32:25–36.
  22. McGill SM, Norman RW. 1986. Partitioning of the L4-L5 dynamic moment into disc, ligamentous, and muscular components during lifting. Spine 11:666–678.
  23. McIntosh JS, Ringqvist M, Schmidt EM. 1985. Fiber type composition of monkey forearm muscle. Anat Rec 211:403–409.
  24. Pandy MG, Garner BA, Anderson FC. 1995. Optimal control of nonballistic muscular movements: A constraint-based performance criterion for rising from a chair. J Biomech Eng 117:15–25.
  25. Portney LG, Watkins MP. 1993. Foundations of Clinical Research: Applications to Practice. Norwalk, CT: Appleton and Lang.
  26. Richmond FJR, Singh K, Corneil BD. 1999. Marked non-uniformity of fiber-type composition in the primate suboccipital muscle obliquus capitis inferior. Exp Brain Res 125:14–18.
  27. Scott SH, Brown IE, Loeb GE. 1996. Mechanics of feline soleus. I. Effect of fascicle length and velocity on force output. J Muscle Res Cell Motil 17:207–219.
  28. Scott W, Stevens J, Binder-Macleod SA. 2001. Human skeletal muscle fiber type classifications. Phys Ther 81:1810–1816.
  29. Singh K, Melis EH, Richmond FJR, Scott SH. 2002. Morphometry of Macaca mulatta forelimb. II. Fiber-type composition in shoulder and elbow muscles. J Morphol 251:323–332.
  30. Smerdu V, Karsch-Mizrachi I, Campione M, Leinwand L, Schiaffino 1994. Type IIx myosin heavy chain transcripts are expressed in type IIb fibers of human skeletal muscle. Am J Physiol 267:C1723–C1728.
  31. Soechting JF, Flanders M. 1997. Evaluating an integrated musculoskeletal model of the human arm. J Biomech Eng 119:93–
  32. Spector SA, Gardiner PF, Zernicke RF, Roy RR, Edgerton VR. 1980. Muscle architecture and force-velocity characteristics of cat soleus and medial gastrocnemius: Implications for motor control. J  Neurophysiol 44:951–960.
  33. Thelen DG. 2003. Adjustment of muscle mechanics model parameters to simulate dynamic contractions in older adults. J Biomech Eng 125:70–77.
  34. Thelen DG, Anderson FC, Delp SL. 2003. Generating dynamic simulations of movement using computed muscle control. J Biomech 36: 321–328.
  35. Thorstensson A, Grimby G, Karlsson J. 1976. Force-velocity relations and fiber composition in human knee extensor muscles. J Appl Physiol 40:12–16.
  36. Trappe S, Costill D, Thomas R. 2000. Effect of swim taper on whole muscle and single fiber contractile properties. Med Sci Sports Exerc 33:48–56.
  37. Zajac FE. 1989. Muscle and tendon: Properties, models, scaling, and application to biomechanics and motor control. Crit Rev Biomed Eng 17:359–411.