MUNCĂ MUSCULĂ. ELEMENTE DE BIOMECHANICĂ
MUNCĂ MUSCULĂ. ELEMENTE DE BIOMECHANICĂ
Proprietatea principală a țesutului muscular care formează mușchii scheletici este contractilitatea. Sub influența impulsurilor nervoase, mușchiul este scurtat. Muschii acționează asupra pârghiilor osoase care se conectează la articulații și fiecare mușchi acționează asupra articulației într-o singură direcție. În articulația uniaxiană (în formă cilindrică, în formă de bloc), pârghiile osoase se deplasează numai în jurul unei axe. Mușchii sunt dispuse pe ambele părți în ceea ce privește astfel de îmbinare și acționează asupra ei în cele două direcții (flexie - extensie, aductiune - alocarea, rotație în interiorul - pronație, spre exterior - supinație). Muschii care acționează pe articulație în direcții opuse (flexori și extensori) sunt antagoniști. Pentru fiecare articulație într-o singură direcție, există de obicei doi mușchi sau mai mult. Astfel de mușchi, care acționează armonios într-o direcție, se numesc agenți sinergici. În articulația biaxică (elipsoid, condilar, șa), mușchii sunt grupați în funcție de cele două axe, în jurul cărora se fac mișcări. La o îmbinare sferică care are trei
Fig. 126. Schema liniilor anatomice (linia solidă) și fiziologică (linia întreruptă) a mușchilor de diferite forme: I - musculare tip panglică; II - mușchi în formă de ax; III - un mușchi monoceroid
axe de mișcare (articulație multi-axă), mușchii sunt contiguați din mai multe părți și acționează în direcții diferite. De exemplu, în apropierea articulației umărului există mușchi flexori și extensoare care se mișcă în jurul axei frontale. Retragerea și conducerea musculaturii efectuează deplasarea în jurul axei sagitale, a rotoarelor musculare - în jurul axei longitudinale (în interior - a pronatori și în afară - suporturile arcului).
În grupul de mușchi care efectuează această mișcare sau mișcare, este posibil să se distingă principala, principala, care furnizează această mișcare, și cele auxiliare, despre care numele însuși vorbește despre rolul auxiliar. Ele completează, modelează mișcarea, dau caracteristici individuale.
Pentru caracteristicile funcționale ale mușchilor, se utilizează diametrele lor anatomice și fiziologice (Figura 126). Lățimea Anatomic indică cantitatea de mușchi, grosimea, aria de secțiune transversală mușchii dlinniku perpendiculare și care trece prin abdomen, în cea mai mare parte a acesteia. Diametrul fiziologic este suprafața totală a secțiunii transversale a tuturor fibrelor musculare care alcătuiesc mușchiul. Deoarece forța mușchilor contractanți depinde de secțiunea transversală a fibrelor musculare, diametrul fiziologic al mușchiului îi caracterizează puterea. În mușchii formați în formă de arbore și în formă de panglică, cu un aranjament paralel de fibre, diametrele anatomice și fiziologice coincid. Din două mușchi de dimensiuni egale cu aceeași lățime anatomică, în mușchiul pinnat diametrul fiziologic va fi mai mare decât cel al axului. Secțiunea transversală totală a fibrelor musculare
mușchiul spărtător este mai mare, iar fibrele în sine sunt mai scurte decât mușchiul arborelui. În acest sens, mușchiul pinnate are mai multă forță, dar gama de contracție a fibrelor sale scurte de mușchi va fi mai mică decât cea a mușchiului arborelui. Muschii cirrusi se găsesc acolo unde este necesară o forță semnificativă de contracții musculare cu o gamă relativ mică de mișcări (mușchii picioarelor, picioarele, mușchii antebrațului). Mușchii în formă de arbore, cu formă de panglică, construiți din fibre musculare lungi, se scurtează cu o cantitate semnificativă atunci când sunt reduse. Gama de mișcări care implică astfel de mușchi lungi este mare. Arborele, musculatura asemănătoare panglicii, dezvoltă o forță mai mică decât mușchii spinoși care au același diametru anatomic. De exemplu, mușchiul sartorius uman are o formă de panglică, constă din fibre musculare lungi. Cu o contracție, ea poate mișca șoldul pe o distanță lungă, deși puterea ei este mică. Mușchiul deltoid poros, format dintr-o varietate de fibre scurte, va mișca umărul pe o distanță scurtă, în timp ce dezvoltă un lift mare
Pentru a calcula forța absolută a mușchiului, masa sarcinii maxime (kg) pe care mușchiul o poate ridica este împărțită la suprafața diametrului său fiziologic (cm2). Această cifră pentru o persoană pentru diferite mușchi este de la 6,24 până la 16,8 kg / cm2. De exemplu, puterea absolută a mușchiului gastrocnemius este de 5,9 kg / cm2, musculatura brațului triceps este de 11,4 kg / cm2. IM Sechenov a determinat forța medie de ridicare a mușchiului uman, egală cu 8 kg / cm2. Este, de asemenea, cunoscut faptul că tensiunea dezvoltată de o fibră musculară variază de la 0,1 la 0,2 g.
Prin înmulțirea forței musculare cu viteza contracției musculare, puteți calcula puterea contracției musculare. Rata de contracție a mușchiului arată amploarea scurgerii sale pe unitate de timp. Această viteză depinde de sarcina (forța de rezistență) pe care mușchiul o depășește atunci când se contractă.
Mușchiul scheletic transmite forța contracției sale prin tendoane către oase. Impulsul nervos provoacă o contracție a mușchilor, care în mușchi se manifestă prin scurtarea și dezvoltarea tensiunii. Scurtarea musculaturii duce la tulpina tendoanelor, atașată de pârghiile osoase.
Deoarece capetele mușchilor sau tendoanelor sunt atașate la oase, punctul de la începuturile sale și atașament în contracția musculară mai aproape unul de altul, iar mușchii se, în același timp, face unele de lucru. Astfel, corpul unei persoane sau al unei părți din ea, cu contracția mușchilor corespunzători, își schimbă poziția, se mișcă,
să depășească rezistența la gravitate sau, invers, să fie inferioară acestei forțe. În unele cazuri, cu contracția mușchilor, corpul este ținut într-o anumită poziție fără mișcare, ca atunci când stau, în picioare liniștit. Particularitățile contracției și efectul asupra pârghiilor osoase ne permit să facem distincția între activitatea de depășire, inferioară și reținere a mușchilor.
Depășirea lucrărilor este efectuată atunci când forța contracției musculare modifică poziția unei părți a corpului, a membrelor sau a legăturii sale cu sau fără sarcină. În acest caz, mușchiul depășește greutatea încărcăturii, greutatea întregului corp, părțile sale.
Lucrarea inferioară se referă la lucrarea în care forța mușchiului este inferioară acțiunii forței de gravitație a unei părți a corpului (membrelor) sau a încărcăturii pe care o deține. Muschiul funcționează, dar nu se scurtează, ci, dimpotrivă, se prelungește. De exemplu, atunci când un corp care are o masă mare nu poate fi ridicat sau ținut în greutate. Cu o forță musculară mare, trebuie să omiteți o astfel de încărcătură.
Lucrările de reținere se efectuează atunci când forța contracțiilor musculare menține încărcătura într-o anumită poziție fără a se deplasa în spațiu. De exemplu, o persoană se află sau se află fără a se mișca sau deține o încărcătură. Forța contracțiilor musculare echilibrează greutatea corporală sau greutatea, în timp ce mușchii se contractă fără a-și schimba lungimea (contracția musculară izometrică).
Depășirea și acceptarea muncii, atunci când forța contracțiilor musculare, corpul sau părțile sale se mișcă în spațiu, efectuând anumite mișcări, poate fi considerată o lucrare dinamică. Lucrările de întreținere, în care mișcarea întregului corp sau a unei părți a corpului nu are loc, este o muncă statică.
Oasele, îmbinările articulate, cu contracția musculară, acționează ca pârghii. Dacă două forțe acționează asupra pârghiei (os), atunci unul dintre ele va acționa, celălalt opus. În corpul uman, forța care acționează este forța contracției musculare, fie forța gravitației corpului, fie forța de contracție a altor mușchi antagonist îl contractează. Umărul forței este partea corpului, segmentul său, la sfârșitul căruia acționează această forță. Cu cât este mai lungă brațul pârghiei, pe care acționează forța, cu atât este mai eficientă funcționarea pârghiei. Poziția punctului de sprijin în raport cu punctele de aplicare ale forțelor care acționează și opuse determină tipul de pârghie (Figura 127).
În biomecanică se disting pârghiile de primul și al doilea tip. La maneta de primul tip (pârghia de echilibru) punctele de aplicare a forțelor care acționează asupra ei (rezistența și aplicarea forței musculare) sunt pe diferite
Fig. 127. Schema de acțiune a mușchilor asupra pârghiilor osoase: I - pârghia echilibrului; II - pârghia forței; III - pârghia vitezei; A - punct de sprijin; B este punctul de aplicare a forței; B este punctul de rezistență
laterală a punctului de sprijin. Această pârghie este o pârghie de echilibrare cu două brațe. Un exemplu este conectarea coloanei vertebrale la craniu. Punctul de susținere se află pe axa transversală care trece prin condyle occipital. Punctul de aplicare al forței este zona de atașare a mușchilor extensori la osul occipital. Contracția (forța de rezistență) este forța gravitației capului. Contracția mușchilor extensori împiedică flexia capului sub influența gravitației. Această pârghie este în echilibru atunci când cuplul aplicat forța (produsul muscular al forța care acționează asupra osului occipital la lungimea umărului - distanța de la punctul de sprijin până la punctul de aplicare al forței) egal cu momentul de greutate de rotație. gravitate a cuplului de rotație este produsul forța gravitației pe lungimea umărului corespunzătoare (distanța de la punctul de sprijin la punctul de aplicare al gravitației).
Levierul celui de-al doilea tip este unic, ambele forțe fiind atașate de o parte a axului. În funcție de locul de aplicare a rezistenței musculare și rezistența la greutate (forța de rezistență), există două tipuri de pârghii de tipul celui de-al doilea. Primul este o pârghie de putere atunci când umărul aplicării forței musculare este mai lung decât umărul de rezistență (gravitate). De exemplu, punctul de susținere și axa de rotație a piciorului sunt capetele oaselor metatarsului. Punctul de aplicare al forței musculare, pe care acționează mușchiul triceps al piciorului inferior, este osul călcâiului. Punctul de rezistență (gravitatea corpului) este blocul talusului, prin care trece axa transversală a articulației gleznei. Umărul forței de gravitație, care acționează asupra piciorului în articulația gleznei, este scurt, umărul aplicării forței musculare (contracția musculaturii gastrocnemius) este lung. Din acest motiv, greutatea corporală mare a unei persoane este echilibrată prin contracția mușchiului gastrocnemius. În pârghia forței există un câștig de forță, dar viteza de mișcare este redusă.
Al doilea tip de pârghie de tipul celui de-al doilea este o pârghie de viteză, unde umărul de aplicare a forței musculare este mai scurt decât umărul de rezistență. Un exemplu de pârghie de viteză este articulația cotului și forțele care acționează asupra oaselor care o formează. Acest punct de sprijin pârghie (axa de rotație) este centrul articulației cotului, punctul mușchilor flexori ai antebrațului este o tuberozitate aplicație de putere a ulnei, care este aproape de cot (brațul scurt al forța este aplicată). Punctul de rezistență pe care forța opusă a actelor de gravitație se află la o distanță de articulație - aceasta este o perie și o sarcină care poate fi pe ea. Distanța de la punctul de rezistență până la punctul de rezistență ("umăr de rezistență") este mare în acest caz.
Pentru a depăși forța de gravitație, care acționează la o distanță considerabilă de punctul de sprijin, este necesară o forță foarte mare a mușchilor flexor, atașată la punctul de aplicare a forței situată în apropierea articulației cotului. În acest caz, spre deosebire de pârghia de forță, există o creștere a vitezei și a mișcării mișcării brațului mai lung (antebraț și mână) și a pierderii în vigoare care acționează la punctul de aplicare.