Перистая мышца

Мышца с пучками, которые прикрепляются к ее сухожилию косо.
Прямая мышца бедра
Мышцы подвздошной и передней бедренной областей. (Прямая мышца бедра выделена красным.)
Подробности
ИсточникПередняя нижняя подвздошная ость и наружная поверхность костного гребня, образующего подвздошную часть вертлужной впадины
ВставкаВставляется в сухожилие надколенника как одна из четырех четырехглавых мышц.
АртерияЛатеральная артерия, огибающая бедренную кость
нервБедренный нерв
Действия Разгибание колена ; сгибание бедра
АнтагонистПодколенное сухожилие
Анатомические термины мышц
[править на Wikidata]

Перистая или перистая мышца (также называемая перовидной мышцей ) — это тип скелетной мышцы с пучками , которые прикрепляются косо (в наклонном положении) к ее сухожилию. Этот тип мышцы, как правило, обеспечивает более высокую выработку силы, но меньший диапазон движения. [1] [2] Когда мышца сокращается и укорачивается, угол перистости увеличивается. [3]

Этимология

Термин «пеннатный» происходит от латинского pinnātus («пернатый, крылатый»), от pinna («перо, крыло»).

Типы перистых мышц

Рисунок 1 Расположение перистых мышечных волокон: A — одноперистое ; B — двуперистое ; C — многоперистое. Синий: анатомическое поперечное сечение. Зеленый: физиологическое поперечное сечение.

В скелетной мышечной ткани 10-100 мышечных волокон , покрытых эндомизием, организованы в пучки, обернутые перимизием , известные как пучки . Каждая мышца состоит из ряда пучков, сгруппированных вместе рукавом соединительной ткани, известным как эпимизий . В перистой мышце апоневрозы проходят вдоль каждой стороны мышцы и прикрепляются к сухожилию. Пучки прикрепляются к апоневрозам и образуют угол (угол перистости) к оси нагрузки мышцы. Если все пучки находятся на одной стороне сухожилия, перистая мышца называется одноперистой (рис. 1А). Примерами этого являются некоторые мышцы в руке . Если пучки есть по обе стороны от центрального сухожилия, перистая мышца называется двуперистой (рис. 1Б). Прямая мышца бедра , большая мышца в четырехглавой мышце , является типичной. Если центральное сухожилие разветвляется внутри перистой мышцы, то мышца называется многоперистой (рис. 1С), как это видно на примере дельтовидной мышцы плеча .

Последствия архитектуры перистых мышц

Физиологическая площадь поперечного сечения (ПППС)

Угол перистости

Одним из преимуществ перистых мышц является то, что больше мышечных волокон могут быть упакованы параллельно, что позволяет мышце производить больше силы, хотя угол волокна к направлению действия означает, что максимальная сила в этом направлении несколько меньше максимальной силы в направлении волокна. [4] [5] Площадь поперечного сечения мышцы (синяя линия на рисунке 1, также известная как анатомическая площадь поперечного сечения, или ACSA) не точно отражает количество мышечных волокон в мышце. Более точную оценку дает общая площадь поперечных сечений, перпендикулярных мышечным волокнам (зеленые линии на рисунке 1). Эта мера известна как физиологическая площадь поперечного сечения (PCSA) и обычно рассчитывается и определяется по следующей формуле (альтернативное определение приведено в основной статье ) : [6] [7] [8]

ПССА = объем мышц длина волокна = мышечная масса ρ длина волокна , {\displaystyle {\text{PCSA}}={{\text{объем мышц}} \over {\text{длина волокон}}}={{\text{масса мышц}} \over {\rho \cdot {\text{длина волокон}}}},}

где ρ — плотность мышцы:

ρ = мышечная масса объем мышц . {\displaystyle \rho ={{\text{мышечная масса}} \over {\text{объем мышц}}}.}

PCSA увеличивается с углом перистости и длиной мышцы. В перистой мышце PCSA всегда больше, чем ACSA. В неперистой мышце она совпадает с ACSA.

Связь между PCSA и мышечной силой

Общая сила, оказываемая волокнами вдоль их косого направления, пропорциональна PCSA. Если известно удельное напряжение мышечных волокон (сила, оказываемая волокнами на единицу PCSA), ее можно вычислить следующим образом: [9]

Общая сила = ПССА Удельное напряжение {\displaystyle {\text{Общая сила}}={\text{PCSA}}\cdot {\text{Удельное натяжение}}}

Однако только компонент этой силы может быть использован для того, чтобы тянуть сухожилие в желаемом направлении. Этот компонент, который является истинной мышечной силой (также называемой силой сухожилия [8] ), прикладывается вдоль направления действия мышцы: [8]

Мышечная сила = Общая сила потому что Ф {\displaystyle {\text{Сила мышц}}={\text{Общая сила}}\cdot \cos \Phi }

Другая составляющая, ортогональная направлению действия мышцы (Ортогональная сила = Общая сила × sinΦ), не действует на сухожилие, а просто сжимает мышцу, подтягивая ее апоневрозы друг к другу.

Обратите внимание, что, хотя на практике удобно вычислять PCSA на основе объема или массы и длины волокна, PCSA (и, следовательно, общая сила волокна, которая пропорциональна PCSA) не пропорциональна только мышечной массе или длине волокна. А именно, максимальная ( тетаническая ) сила мышечного волокна зависит только от его толщины (площади поперечного сечения) и типа . Она ни в коем случае не зависит только от его массы или длины. Например, когда мышечная масса увеличивается из-за физического развития в детстве, это может быть связано только с увеличением длины мышечных волокон, без изменения толщины волокна (PCSA) или типа волокна. В этом случае увеличение массы не приводит к увеличению силы.

Более низкая скорость сокращения

В перистых мышцах, вследствие их расположения, волокна короче, чем если бы они проходили от одного конца мышцы к другому. Это означает, что каждое волокно состоит из меньшего числа N саркомеров , соединенных последовательно. Более того, чем больше угол перистости, тем короче волокна.

Скорость, с которой может сокращаться мышечное волокно, частично определяется длиной мышечного волокна (т. е. N ). Таким образом, мышца с большим углом перистости будет сокращаться медленнее, чем аналогичная мышца с меньшим углом перистости.

Рисунок 2 Архитектурное передаточное отношение

Архитектурное передаточное отношение

Архитектурное передаточное отношение, также называемое анатомическим передаточным отношением (AGR), является характеристикой перистых мышц, определяемой соотношением между продольной деформацией мышцы и деформацией мышечных волокон . Иногда его также определяют как соотношение между скоростью сокращения мышцы и скоростью сокращения волокна: [10]

СГП = ε xf

где ε x = продольная деформация (или скорость сокращения мышц), а ε f — деформация волокон (или скорость сокращения волокон). [10]

Первоначально считалось, что расстояние между апоневрозами не меняется во время сокращения перистых мышц, [5] таким образом, требуя, чтобы волокна вращались по мере их сокращения. Однако недавние исследования показали, что это неверно, и что степень изменения угла волокон варьируется в зависимости от различных условий нагрузки. Эта динамическая передача автоматически переключается, чтобы производить либо максимальную скорость при низких нагрузках, либо максимальную силу при высоких нагрузках. [10] [11]

Ссылки

  1. Фредерик Х. Мартини, Основы анатомии и физиологии. Архивировано 14 ноября 2006 г. на Wayback Machine .
  2. ^ "Jacob Wilson, Abcbodybuilding, The Journal of HYPERplasia Research". Архивировано из оригинала 2008-12-05 . Получено 2006-12-01 .
  3. ^ Maganaris, Constantinos N; Baltzopoulos, Vasilios; Sargeant, Anthony J (15 октября 1998 г.). "In vivo измерения архитектуры комплекса трехглавой мышцы голени у человека: последствия для функции мышц". The Journal of Physiology . 512 (Pt 2): 603–614. doi :10.1111/j.1469-7793.1998.603be.x. PMC 2231202 . PMID  9763648. 
  4. ^ Ганс, Карл (январь 1982). «Архитектура волокон и функция мышц». Обзоры физических упражнений и спортивных наук . 10 (1): 160–207. doi :10.1249/00003677-198201000-00006. PMID  6749514.
  5. ^ ab Otten, E. (январь 1988). «Концепции и модели функциональной архитектуры скелетных мышц». Обзоры физических упражнений и спортивных наук . 16 (1): 89–138. doi : 10.1249/00003677-198800160-00006 . PMID  3292268. S2CID  46565389.
  6. ^ Александр, Р. МакН.; Вернон, А. (1975). «Размеры мышц колена и голеностопного сустава и силы, которые они оказывают». Журнал исследований человеческого движения . 1 : 115–123.
  7. ^ Наричи, М. В.; Ландони, Л.; Минетти, А. Е. (ноябрь 1992 г.). «Оценка напряжения мышц-разгибателей колена человека по физиологическим измерениям площади поперечного сечения и силы in vivo». Европейский журнал прикладной физиологии и профессиональной физиологии . 65 (5): 438–444. doi : 10.1007/BF00243511. PMID  1425650. S2CID  19747247.
  8. ^ abc Maganaris, Constantinos N.; Baltzopoulos, Vasilios (2000). "In vivo Mechanics of Maximum Isometric Muscle Shortion in Man: Implications for Modelling-based Estimates of Muscle Specific Tension". В Herzog, Walter (ред.). Skeletal Muscle Mechanics: From Mechanisms to Function . John Wiley & Sons. стр. 267–288. ISBN 978-0-471-49238-2.
  9. ^ Сакс, Роберт Д.; Рой, Роланд Р. (август 1982 г.). «Архитектура мышц задних конечностей кошек: функциональное значение». Журнал морфологии . 173 (2): 185–195. doi :10.1002/jmor.1051730206. PMID  7120421. S2CID  20263826.
  10. ^ abc Azizi, Emanuel; Brainerd, Elizabeth L. (1 марта 2007 г.). «Архитектурное передаточное отношение и однородность деформации мышечных волокон в сегментированной мускулатуре». Журнал экспериментальной зоологии, часть A: экологическая генетика и физиология . 307A (3): 145–155. Bibcode : 2007JEZA..307..145A. doi : 10.1002/jez.a.358. PMID  17397068.
  11. ^ Azizi, Emanuel; Brainerd, Elizabeth L.; Roberts, Thomas J. (5 февраля 2008 г.). «Переменная передача в перистых мышцах». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (5): 1745–1750. Bibcode : 2008PNAS..105.1745A. doi : 10.1073/pnas.0709212105 . PMC 2234215. PMID  18230734 . 
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pennate_muscle&oldid=1224155501"