Механические свойства мышц

Длина, сила и скорость сокращения — наиболее важные меха­нические свойства мышц. Существует некая оптимальная длина мыш­цы, при которой сокращение максимально. Это показывает опыт по изучению изометрических сокращений изолированной мышцы, фик­сируемых при различных значениях исходной длины (рис. 13.13). Если исходная длина мышцы мала, что и усилие, развиваемое ею при сокращении, невелико; при растяжении ее до определенного уровня (точка 2 на рис. 13.13, а) это усилие достигает максимального зна­чения. Если же мышца перерастянута (точка 3), сила ее сокращения

вновь падает. Для скелетных мышц это взаимоотношение между дли­ной и силой не имеет большого значения, однако в сердечной мышце оно играет важную роль.

Увеличение нагрузки на мышцу снижает скорость ее сокраще­ния (рис. 13.13,6)

Элементы биомеханики

Мышцы, сокращаясь, превращают весьма значительную часть (1/4—1/3) химической энергии в механическую работу, выде­ляя при этом теплоту; это — один из главных источников образо­вания ее в организме.

Обычно мышцы действуют на кости, соединенные между собой суставами, так что получается тот или иной род рычага.

Особенно много в человеческом теле одноплечих рычагов вто­рого рода: точка приложения силы находится между точкой опоры и точкой сопротивления (центром тяжести той части тела, которая приводится в движение). Например, локтевое сочленение. Когда в нем происходит сгибание, точка опоры лежит на линии со­единения плечевой и локтевой костей; неподалеку от этой точки

в самом верхнем отделе предплечья, помещается точка приложе­ния силы (место прикрепления двуглавой и плечевой мышц, сги­бающих предплечье), сопротивление (центр тяжести предплечья и кисти) располагается дистальнее. Так как у этого рычага плечо сопротивления длиннее плеча приложения силы, приходится при­менять относительно большую силу для того, чтобы преодолеть сопротивление; при этом выигрывается время, почему рычаг это­го рода носит название рычага скорости.

Сокращение мускула не всегда приводит в движение кость, к которой он прикрепляется; нередко сокращение удерживает ее в определенном положении (иммобилизация). Движения, при кото­рых работе одного мускула обязательно сопутствует сокращение нескольких других, иммобилизующих место его начала, называют­ся координированными, или сочетанными. Редко мускул сокра­щается один; самые, казалось бы, простые движения частей тела обусловлены работой нескольких мышц. Так, при движениях в пле­чевом суставе работают не только мышцы, идущие от лопатки и ключицы к плечевой кости и действующие непосредственно на последнюю, но в известной мере сокращаются также мышцы, им­мобилизующие кости плечевого пояса; последние играют роль опо­ры для мышц, приводящих в движение плечевую кость.

Часто мускул соединяет смежные кости, образующие одно сочленение; кроме мышц такого рода, называемых односустав-ными, так как они действуют лишь на один сустав, есть много мус­кулов, которые идут мимо двух и более суставов; они называются двусоставными или многосуставными мышцами; последние от­личаются более сложным действием, так как приводят в движе­ние не только часть скелета, к которой прикрепляются, но могут изменять и положение костей, находящихся на пути от начала мышцы до ее прикрепления.

вновь падает. Для скелетных мышц это взаимоотношение между дли­ной и силой не имеет большого значения, однако в сердечной мышце оно играет важную роль.

Увеличение нагрузки на мышцу снижает скорость ее сокраще­ния (рис. 13.13,6)

Элементы биомеханики

Мышцы, сокращаясь, превращают весьма значительную часть (1/4—1/3) химической энергии в механическую работу, выде­ляя при этом теплоту; это — один из главных источников образо­вания ее в организме.

Обычно мышцы действуют на кости, соединенные между собой суставами, так что получается тот или иной род рычага.

Особенно много в человеческом теле одноплечих рычагов вто­рого рода: точка приложения силы находится между точкой опоры и точкой сопротивления (центром тяжести той части тела, которая приводится в движение). Например, локтевое сочленение. Когда в нем происходит сгибание, точка опоры лежит на линии со­единения плечевой и локтевой костей; неподалеку от этой точки

в самом верхнем отделе предплечья, помещается точка приложе­ния силы (место прикрепления двуглавой и плечевой мышц, сги­бающих предплечье), сопротивление (центр тяжести предплечья и кисти) располагается дистальнее. Так как у этого рычага плечо сопротивления длиннее плеча приложения силы, приходится при­менять относительно большую силу для того, чтобы преодолеть сопротивление; при этом выигрывается время, почему рычаг это­го рода носит название рычага скорости.

Сокращение мускула не всегда приводит в движение кость, к которой он прикрепляется; нередко сокращение удерживает ее в определенном положении (иммобилизация). Движения, при кото­рых работе одного мускула обязательно сопутствует сокращение нескольких других, иммобилизующих место его начала, называют­ся координированными, или сочетанными. Редко мускул сокра­щается один; самые, казалось бы, простые движения частей тела обусловлены работой нескольких мышц. Так, при движениях в пле­чевом суставе работают не только мышцы, идущие от лопатки и ключицы к плечевой кости и действующие непосредственно на последнюю, но в известной мере сокращаются также мышцы, им­мобилизующие кости плечевого пояса; последние играют роль опо­ры для мышц, приводящих в движение плечевую кость.

Часто мускул соединяет смежные кости, образующие одно сочленение; кроме мышц такого рода, называемых односустав-ными, так как они действуют лишь на один сустав, есть много мус­кулов, которые идут мимо двух и более суставов; они называются двусуставными или многосуставными мышцами; последние от­личаются более сложным действием, так как приводят в движе­ние не только часть скелета, к которой прикрепляются, но могут изменять и положение костей, находящихся на пути от начала мышцы до ее прикрепления.

Глава 14