3.14.2
Назначение мышц
Мышцы
порождают движения живых систем, но их назначение не только в этом. Их одна из
основных функций, как нам представляется, до сих пор еще не принимается во
внимание в полной мере.
Касательно
участия мышц в соединении суставных поверхностей, не может быть никаких
возражений. Прикрепляясь к разным костям, образующим подвижное сочленение,
мышца естественным образом их соединяет. Располагаясь по разные стороны от оси
вращения, мышцы-антагонисты, при одновременном сокращении, естественно сближают
суставные поверхности, уменьшая зазор между ними. Напряжение мышц-антагонистов
способно удержать суставные поверхности в соприкосновении даже при приложенной
по оси конечности растягивающей нагрузки. Величина силы сближающей кости
находится в зависимости от площади поперечного сечения окружающих сустав мышц,
их вида и степени напряжения.
Взгляд П.Ф.Лесгафта на мышцы
как на ограничители движений требует уточнения. По нашему мнению, ограничители
объема движений в суставах целесообразно разделить на две группы – пассивные и
активные. К пассивным следует отнести костные выступы, суставные поверхности,
внутрисуставные волокнисто-хрящевые элементы, связки, суставные сумки.
Активными ограничителями движений являются только мышцы. Пассивные ограничители
движений, имея высокий модуль упругости, как нельзя более всего подходят на
роль «тормозов». Модуль же упругости мышечной ткани зависит от степени ее
напряжения. Так, по мнению F.Bueche (1958), P.M.Rack (1966) в покое поперечнополосатая
мышечная ткань представляет собой вязкоупругий материал, для которого
характерна упругая деформация в сочетании с вязким его течением под действием
нагрузки (Александер Р., 1970). Известно так же, что мышца способна изменять
свои размеры, укорачиваясь до 57% первоначальной длины при сокращении (Жданов
Д.А., 1979).
Именно вязкоупругими свойствами
мышечной ткани, возможно, объяснить разность в объеме движений, что П.Ф.Лесгафт
наблюдал у живых и трупов. В живой мышце более выражены упругие свойства, в
погибшей - вязкие. Сокращение мышечной ткани повышает ее упругость.
Следовательно, при напряжении или высокой скорости деформации, мышца
приближается по своим физическим свойствам, к пассивным элементам,
ограничивающим объем движений в суставе, и может с ними конкурировать. Учитывая
же то, что сокращение мышечной ткани процесс произвольный, а движения в
суставах контролируются не менее как парой мышц-антагонистов, объем выполняемых
движений может ограничиваться сознательно. В этом и заключается понятие о
мышце, как об активном ограничителе движений. В отличие от них, пассивные
ограничители задают своими стабильными габаритами постоянную амплитуду.
Будучи объективным, необходимо
отметить, что размеры пассивных ограничителей движений в суставе у различных
субъектов не одинаковы. Разная величина их упругости и эластичности. Кроме
этого, эти же структуры, обладают некоторыми вязкими свойствами, то есть
некоторой способностью к необратимой пластической деформации. Если брать в
расчет различие в габаритах и величинах возможных упругих и пластических
деформаций пассивных и активных ограничителей, у разных лиц, понятие о
стандартной амплитуде движений в суставе утрачивает смысл. Более правильно
говорить о неком интервале возможных движений, учитывая механические и
геометрические свойства элементов их ограничивающих.
Замечено,
что количество мышц у человека больше, чем он нуждается для управления
движениями (Martin R.B. et al., 1998). Это подтверждает
мысль о том, что одной из важнейших функций мышц вообще, и области ТБС в
частности, является контроль над напряжением в сопряженных с ними структурах
ОДА. Участие мышц в контроле над напряжением связок подмечено еще П.Ф.Лесгафтом
о чем он сообщил на заседании Общества русских врачей в С.-Петербурге 19 января
1884 года. Так, в отношении ТБС он нашел, что сокращение прямой мышцы бедра
уменьшает напряжение в ПБС (Лесгафт П.Ф., 1968).
Действительно, если ориентация
волокон в связке совпадает с направлением действия мышцы, при ее сокращении,
можно ожидать расслабление ранее натянутой связки, или точнее, уменьшение
действующего в ней напряжения. Однако, как известно, все мышцы имеют
антагонистов, расположенных по другую сторону от оси вращения в суставе и
способных вызвать обратные по направлению движения. Следовательно, их
сокращение может, наоборот, натянуть связку и вызвать увеличение действующего в
ней напряжения. Антагонистами, например, для прямой мышцы бедра являются
полусухожильная, полуперепончатая, двуглавая и некоторые другие мышцы. Они в
противоположность прямой мышцы бедра способны увеличить напряжение, действующее
в ПБС.
Выше представлено несколько
упрощенное понимание взаимоотношения мышц и связок, в действительности же, все
обстоит несколько сложнее. Направления действия мышц зачастую не совпадают с ориентацией
связок. Более того, волокна образующие связки в большинстве случаев не
параллельны, а имеют некоторый угол дивергенции или конвергенции, порой даже
разделяясь на несколько относительно независимых порций. Так, ранее упомянутая
ПБС, состоит из двух частей – горизонтальной и вертикальной. Учитывая этот
факт, прямая мышца бедра способна уменьшить напряжение в вертикальной части
ПБС, а его увеличение вызывают антагонисты указанной мышцы. Влияние же на
напряжение в горизонтальной порции связки в свою очередь оказывают мышцы,
приводящие и отводящие бедро. Замечание П.Ф.Лесгафта о контроле мышц над
напряжениями в связках находит свое логическое объяснение и удовлетворительно обосновывается.
О своем высоком напряжении
связка сигнализирует нам болевым импульсом. Это вызывает зачастую
непроизвольное сокращение конкретных мышц, тем самым, приводя к уменьшению
нагрузки на связку, и действующее в ней напряжение. Каждая связка снабжена
обширным рецепторным полем включающим, прежде всего механорецепторы, реагирующие
как на деформацию связки, так и на изменение в ней уровня напряжения. Будучи
включенные в рецепторные дуги, чувствительные приборы сухожилий и мышц,
позволяют как произвольно, так и непроизвольно регулировать величины тканевых
напряжений и деформаций.
Мышцы прикрепляются к костям, с
ними же соединяются их фасциальные футляры, сухожилия и апоневрозы. Это значит,
сокращение мышц неизбежно отражается и на величине действующих напряжений в
костях, гиалиновых оболочках, волокнисто-хрящевых элементах суставов и
некоторых других образованиях ОДА. Тесную связь сухожилий с костями
обеспечивают коллагеновые волокна, проникающие в волокнистую структуру кости, в
виде так называемых шарпеевских волокон. Именно поэтому поток внутренних сил из
сухожилий может беспрепятственно распространяться на костную ткань при мышечных
сокращениях.
Изменение действующих
напряжений должно наблюдаться не только в костях и связках ТБС, но и в
вертлужной губе, синовиальной оболочке, жировой подушке. Наличие в данных
образованиях взаимопроникающих упругих коллагеновых волокон обуславливает
существование в них общего внутреннего поля напряжений, генерируемого внешними
и внутренними силами. Сокращение тазобедренных мышц способно привнести
изменения в структуру и параметры силового поля ОДА в области ТБС.
Распределение величин действующих напряжений, в костях, а иногда и их знак,
меняется при сокращении различных групп мышц - антагонистов. Как пример уместно
привести влияние мышц на напряжение в связочном аппарате суставов. Можно
ожидать, что высокое напряжение в связке будет обуславливать высокое напряжение
в кости, с которой она соединена, а снижение величины действующего напряжения в
связке вызовет уменьшение напряжения в кости. По волокнам, проникающим в кость
из связок и сухожилий, потоки внутренних сил практически беспрепятственно
распространяются из одной структуры на другую. Благодаря волокнам все структуры
человеческого организма объединены единым силовым полем. Там же где ход волокон
прерывается, уменьшается их концентрация или меняются свойства, преобразуются
силовые потоки и величины действующих напряжений в смежных анатомических
элементах. На внутреннее силовое поле, распределение величин и знаков тканевых
напряжений влияют не только силовые воздействия. Параметры силового поля в конкретной
области организма находятся в непосредственной зависимости от концентрации и
характеристик волокнистых структур, свойств скрепляющего их основного вещества.
Известно, что мышцы, нервы и
сосуды, располагающиеся в замкнутом фасциальном пространстве, находятся под
определенным тканевым давлением (Pohle H. et al.,
1987). Мышцы, имея возможность изменять свой объем, а значит и давление в
фасциальном футляре, оказываются способными влиять и на сосудисто-нервные
структуры. Влияние мышц распространяется и на напряжения во внутренних органах
грудной и брюшной полостей. Соответственно мышцы есть элементы живой
системы, позволяющие ей регулировать напряжения практически во всех своих
областях. Напряжения, действующие в живой системе, именно благодаря мышцам
становятся управляемыми, не исключение и ТБС. Управление напряжениями в органах
и тканях, с нашей точки зрения одна из основных функций сократительных
элементов и мышц, в частности.
Автор:
Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.
Цитирование:
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]
Примечания:
Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).
Ключевые слова
ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика
Биомеханика и морфомеханика