Действие мышц в кинематической цепи.
Как было сказано выше, в естественных условиях деятельности человека мышцы проявляют свою силу не в одиночных парах, а в кинематических цепях. Действие мышцы в кинематической цепи может вызвать новые силы. Вновь появившиеся силы обусловливают такие движения, которые на первый взгляд не имеют никакой связи с действием данной мышцы. К таким силам относятся прежде всего сила тяжести и напряжение мышцы-антагониста.
Односуставная мышца за счет этих сил может проявить передаточное действие, косвенно вызвать движение в отдаленном суставе. Так, например, плечевая мышца (двуглавая плеча), сгибая предплечье в локтевом суставе, перемещает центр тяжести всей руки вперед; возникающий момент силы тяжести всей руки заставляет её качнуться одновременно назад, совершить разгибание в плечевом суставе. Происходит компенсаторное движение, в результате которого сохраняется равновесие всей руки, свободно подвешенной в плечевом суставе.
Действие мышц в кинематической цепи., изображение №1
Такие компенсаторные движения, сохраняющие равновесие за счет действия силы тяжести частей тела, могут происходить в различных суставах цепи; действие мышцы здесь передается на расстояние по цепи.
Движения в отдаленных суставах могут возникать и в результате изменения напряжения мышц-антагонистов. Сокращение каждой мышцы сопровождается растяжением мышц-антагонистов. Если эти антагонисты переходят через соседние суставы, то, изменяя свое напряжение при растяжении, они могут вызвать движение в этих соседних суставах. Примером может служить сгибание плечевой мышцей в локтевом суставе. В этом случае растягиваемая длинная головка трехглавой мышцы плеча напрягается и помогает разгибанию в плечевом суставе под действием возникающего момента сила тяжести.
В замкнутых кинематических цепях бывают иногда очень своеобразные случаи передаточного действия мышц. Например, при положении в упоре на параллельных брусьях можно совершить пронацию в плечевых суставах, которая сопровождается супинацией в лучелоктевых суставах. В этот момент происходит поворот поперечной оси локтевого сустава в передне-заднем направлении. Если в этом положении начнется сгибание в локтевых суставах, то оно будет сопровождаться отведением плеч в плечевых суставах. А это позволит напряжением приводящих мышц плечевых суставов удерживать локтевые суставы от сгибания под влиянием веса тела гимнаста.
Действие мышц в кинематической цепи., изображение №2
Многосуставные мышцы в открытых кинематических цепях, действуя совместно, могут проявить передаточное действие в виде так называемых сопутствующих движений. Например, сгибание в тазобедренном суставе при помощи сгибателей бедра влечет за собой растягивание антагонистов – двусуставных разгибателей (полусухожильной, полуперепончатой и двуглавой мышцы бедра). Возникающие в них напряжения сгибают ногу в коленном суставе. Расслабившаяся в коленном суставе икроножная мышца позволяет передней большеберцовой мышце за счет ее тонуса разогнуть голеностопный сустав, поднять носок кверху.
Так, в результате активной работы сгибателей тазобедренного сустава происходят сопутствующие движения в коленном и голеностопном суставах. В сопутствующих движениях длина многосуставных мышц, вызывающих эти движения, изменяется очень мало. Движения происходят при относительно небольшом напряжении мышц, плавно и согласованно. Это явление получило название мышечная координация.
Многосуставные мышцы как в открытых, так и в замкнутых кинематических цепях могут проявлять так называемую пассивную и активную недостаточность.
Пассивная недостаточность появляется в тех случаях, когда в суставах, через которые переходит многосуставная мышца, происходят движения, растягивающие мышцу: мышца оказывается слишком короткой, поэтому ограничивает размах движений во всех суставах.
Пассивная недостаточность многосуставных мышц хорошо заметна при медленном сгибании в тазобедренном суставе выпрямленной ноги. Двусуставные разгибатели тезобедренного сустава недостаточно длинны для того, чтобы, будучи растянутыми в коленном суставе, допустить полное сгибание в тазобедренном суставе. Если же при этом согнуть ногу в коленном суставе, расслабив двусуставные мышцы, то в тазобедренном суставе происходит полное сгибание до прикосновения бедра к груди.
Примером использования пассивной недостаточности мышц может служить боевой прием разоружения, когда полное насильственное сгибание кисти заставляет разогнуть пальцы и выпустить оружие; пальцы в этом случае – разгибаются вследствие пассивной недостаточности разгибателей пальцев.
Активная недостаточность проявляется в тех случаях, когда один из суставов полностью согнут в сторону тяги многосуставной мышцы, которая оказывается все еще слишком длинной, чтобы согнуть и второй сустав. Это явление может сочетаться с пассивной недостаточностью мышц-антагонистов, как в примере с приемом разоружения. Когда полностью согнута кисть, сокращенные глубокий и поверхностный сгибатели пальцев оказываются еще слишком длинными, чтобы согнуть полностью и пальцы.
Некоторые многосуставные мышцы в особых условиях проявляют так называемое парадоксальное действие, вызывая движение в направлении, противоположном обычной их функции. Так, в ряде случаев отталкивания нижними конечностями двусуставные разгибатели тазобедренных суставов могут проявлять свое действие не как сгибатели, а как разгибатели ноги в коленном суставе. Эти мышцы вызывают разгибание бедер в тазобедренных суставах; при этом стопы фиксированы весом тела на опоре и не могут отодвинуться назад. Поэтому нижние концы бедер при разгибании тазобедренных суставов, отодвигаясь назад, разгибают коленные суставы. Такая работа двусуставных сгибателей коленного сустава способствует его разгибанию, помогая четырехглавой мышце бедра. Предполагают, что такое действие мышц ног может быть и в открытой кинематической цепи, например, при поднимании штанги, отталкивании при прыжке в длину, беге и других случаях.
Бочаров «Частная биомеханика с физиологией движения»
