Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Мышцы, пересекающие два сустава последовательно
Muscles which cross two joints in a series
Биартикулярные мышцы – это мышцы, которые пересекают два сустава, а не только один, например, задняя группа мышц бедра, пересекающая как тазобедренный, так и коленный суставы. Функции этих мышц сложны и часто зависят как от их анатомии, так и от активности других мышц в соответствующих суставах. Их роль в движении в настоящее время изучена недостаточно.
Biarticular muscles are muscles that cross two joints rather than just one, such as the hamstrings which cross both the hip and the knee. The function of these muscles is complex and often depends upon both their anatomy and the activity of other muscles at the joints in question. Their role in movement is currently poorly understood.
Анатомия
Двухсуставные мышцы пересекают два сустава последовательно, обычно в конечности, но детали начала (проксимальное прикрепление) и прикрепления (дистальное прикрепление) могут играть важную роль в определении функции мышцы. Например, икроножная мышца человека технически перекрывает как коленный, так и голеностопный суставы. Однако точка начала мышцы расположена настолько близко к оси вращения коленного сустава, что эффективный рычаг мышцы будет очень мал, особенно по сравнению с ее большим рычагом в голеностопном суставе. В результате, несмотря на то, что она перекрывает два сустава, сильный перекос в рычагах позволяет ей функционировать преимущественно как подошвенный сгибатель стопы. Другие мышцы, такие как подколенные сухожилия, не проявляют такой выраженной асимметрии, поэтому их функция не очевидна только по анатомическому строению. Другим важным аспектом двухсуставных мышц (рассмотрим прямую мышцу бедра в качестве примера) является изменение длины мышцы при движении в проксимальном и дистальном концах. Например, в фазе толчка при прыжке бедро разгибается в тазобедренном суставе, а голень разгибается в коленном суставе. Эти положения суставов приводят к тому, что длина прямой мышцы бедра практически не меняется, поскольку проксимальное (эксцентрическое сокращение) и дистальное (концентрическое сокращение) прикрепления компенсируют друг друга.
Biarticular muscles cross two joints in series, usually in a limb, but the details of the origin (proximal attachment) and insertion (distal attachment) can play a large role in determining muscle function. For instance, the human gastrocnemius technically spans both the knee and ankle joints. However, the origin point of the muscle is so close to the axis of rotation of the knee joint that the muscle's effective lever arm would be very small, especially compared to its large lever arm at the ankle. As a result, even though it spans two joints, the strong bias in lever arms allows it to function primarily as an ankle plantar flexor. Other muscles, such as the hamstrings, do not display such biases, so their function is not immediately evident from anatomy alone. Another important concept of biarticular muscles (consider the rectus femoris muscle for this example) is the change in muscle length when motion at the proximal and distal ends of the muscle is happening. For example, in the propulsive phase of a jump, the thigh is extended at the coxal joint, and the shank (lower leg) is extended at the tibiofemoral joint. These joint positions cause the rectus femoris muscle to remain unchanged in net length, because the proximal (Eccentric action) and distal (concentric action) attachments are contradicting one another.
Функция
Двухсуставные мышцы могут выполнять широкий спектр функций во время движения. Сокращаясь изометрически (без изменения длины), они переводят сустав в систему четырехрычажного механизма, позволяя сокращению мышц в одном суставе приводить в движение другой на фиксированную величину. В отличие от четырехрычажных механизмов, в которых все элементы – кости, а угловые соотношения определяются относительной длиной костей, двухсуставная мышца может удерживать сустав при различных длинах, создавая необходимый диапазон свойств четырехрычажного механизма. Двухсуставные мышцы также могут передавать механическую мощность между дистальными и проксимальными суставами, хотя направление и величина этой передачи зависят от анатомии, уровня мышечной активности и углов в суставах. Это необходимо учитывать при анализе движений организма с использованием обратной динамики.
Biarticular muscles can fulfill a range of functions during movement. By contracting isometrically (without changing length), they put the joint into a four bar linkage, allowing the contraction of muscles at one joint to move the other by a fixed amount. Unlike four bar linkages in which all elements are bone and angle relationships are fixed by the relative bone lengths, the biarticular muscle can hold the joint at many different lengths, creating a range of four bar properties as needed. Biarticular muscles can also transfer mechanical power between distal and proximal joints, though the direction and magnitude of this transfer varies with anatomy, muscle activity level, and joint angles. This is a crucial consideration when analyzing an organism's movement using inverse dynamics.