Как мы совершаем движения?
С помощью скелетных мышц мы можем совершать движения костей скелета в подвижных соединениях - суставах. Двигательный аппарат тела человека обладает огромным богатством подвижности. Наши движения на самом деле ограничены только диапазоном движения сустава. То есть наши движения ограничены только скелетом.
Скелет является прочной и твердой структурой, которая несет опорную функцию и обеспечивает тем самым оптимальные механические условия для работы мышц.
Мышцы являются упругой и гибкой двигательной структурой, обеспечивающей работу суставов, основная функция которой - движение.
Как мышцы совершают движение?
Мышцы сокращаются, то есть укорачиваются в длине. Мышцы в нашем теле состоят из множества отдельных вытянутых клеток - мышечных волокон. Сила мышц - это сумма сил ее волокон.
Каждое мышечное волокно имеет много сократительных элементов - миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из последовательно расположенных сегментов - саркомеров. Каждый саркомер является отдельным сокращающимся аппаратом - своего рода поршнем, создающим определенное тяговое усилие, превращая химическую энергию в механическую с помощью особых сократительных белков.
Главный и существенный минус мышц - они умеют только тянуть и не умеют толкать. Мышцы умеют сокращаться, но не умеют генерировать силу для растяжения. После сокращения мышечное волокно не может растянуться само. На него должна подействовать какая то внешняя сила - или сила гравитации, или сила сокращения мышцы антагониста, или сила упругости несократительных элементов (по сути каждое волокно - это пружина, создающая некоторую упругость и при сжатии и при растяжении, но особенно при растяжении). Именно поэтому у каждого сустава всегда есть связка мышц-антагонистов. Если одна мышца сокращается, другая - антагонист - в этот момент растягивается. Если мы сократили одну мышцу - то ее антагонист растянулся и создал упругую тягу несократительных элементов даже без напряжения сократительных элементов. Сократили мышцу - значит растянули пружину антагониста, которая впоследствии помогает растянуть сократившиеся волокна (сами то они не могут), причем без затрат энергии.
Должны ли мышцы ограничивать движения костей?
Нет. При совершении движения сокращается какая то группа мышц, а противоположная - податливо растягивается, но это упругая податливость. Такой механизм обеспечивает плавность движения и помогает избежать рывкового изменения силы. В норме мышцы полностью поддаются движению костей в суставе.
Мышечное сокращение - это резкий и грубый рывок сократительных элементов, настолько мощный, что может представлять опасность разрушения волокон. Поэтому сократительные элементы переслоены с прочными и упругими элементами сухожильной ткани, играющими роль амортизаторов, которые растягиваются во время рывков и затем плавно и постепенно укорачиваются вновь, помогая мышцам совершать их работу. В каждом волокне сократительные элементы и сухожильная ткань последовательно чередуются, что придает волокну характерный поперечноисчерченный вид. Поэтому скелетные мышцы называют также поперечно-полосатыми мышцами.
Типы сокращения мышечных волокон
Как известно - есть три вида сокращения мышечных волокон. Если волокна генерируют силу, которая превышает сопротивление и они постепенно укорачиваются - то это называется концентрическим сокращением.
Если волокна генерируют силу равной сопротивлению - то движения не происходит, и это возможно только если часть более слабых саркомеров будет медленно растягиваться, а часть более сильных по краям мышц, укорачиваться. Это называется изометрическим сокращением.
Если сопротивление больше генерируемой волокнами силы, то несмотря на напряжение в волокнах, они постепенно растягиваются. Получается что оболочка волокна стремится растянуться, а двигательные структуры (миофибрилы) пытаются сократиться. Поперечные и продольные структурные элементы цитоскелета при этом подвергаются значительной деформации. В связи с этим значительно разрушается и оболочка волокна. Такой тип сокращения называется эксцентрическим сокращением.
Комментариев нет:
Отправить комментарий