Пеннатная мышца - Pennate muscle

Прямая мышца бедра
Мышцы подвздошной и передней бедренной областей. (Прямая мышца бедра выделена красным.)
Подробности
Источник	передняя нижняя подвздошная ость и внешняя поверхность костного гребня, который образует подвздошную часть вертлужная впадина
Вставка	вставляет в надколенник как один из четырех четырехглавые мышцы
Артерия	боковая бедренная огибающая артерия
Нерв	бедренный нерв
Действия	колено расширение; бедро сгибание
Антагонист	Подколенное сухожилие
Идентификаторы
TA98	A04.0.00.016
TA2	1989
FMA	74993 74992, 74993
Анатомические условия мышцы [редактировать в Викиданных ]

А пеннат или же перистая мышца (также называемый копьевидная мышца) это мышца с пучки которые прикрепляются наискось (в наклонном положении) к его сухожилию. Эти типы мышц обычно позволяют производить более высокую силу, но меньший диапазон движений.^[1][2]Когда мышца сокращается и укорачивается, угол перистости увеличивается.^[3]

Этимология

С латинского пиннатус «Пернатые, крылатые», от ушная раковина «Перо, крыло».

Типы перистых мышц

Рисунок 1 Расположение перистых мышечных волокон: A, однородный; B, двуплодный; C, многоплодный

В мышечной ткани 10-100 эндомизий -оплетенные мышечные волокна организованы в перимизий -упакованные пакеты, известные как пучки. Каждая мышца состоит из нескольких пучков, сгруппированных вместе соединительной тканью, известной как эпимизий. В перистой мышце апоневрозы бегите по каждой стороне мышцы и прикрепляйте ее к сухожилию. Пучки прикрепляются к апоневрозам и образуют угол (угол перистости) с осью нагрузки мышцы. Если все пучки находятся на одной стороне сухожилия, перистая мышца называется однородный (Рис. 1А). Примеры этого включают определенные мышцы в рука. Если по обе стороны от центрального сухожилия есть пучки, перистая мышца называется двуплодный (Рис. 1B). В прямая мышца бедра, большая мышца в квадрицепс, является типичным. Если центральное сухожилие разветвляется внутри перистой мышцы, эта мышца называется многоплодной (рис. 1С), как показано на дельтовидная мышца в плечо.

Последствия архитектуры перистых мышц

Площадь физиологического поперечного сечения (PCSA)

Основная статья: Физиологическая площадь поперечного сечения

Одним из преимуществ перистых мышц является то, что большее количество мышечных волокон может быть упаковано параллельно, что позволяет мышце создавать больше силы, хотя угол волокна по отношению к направлению действия означает, что максимальная сила в этом направлении несколько меньше максимальной силы в направление волокна.^[4][5]Площадь поперечного сечения мышцы (синяя линия на рисунке 1, также известная как площадь анатомического поперечного сечения или ACSA) неточно 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 дается в основная статья ):^[6][7][8]

${displaystyle { ext{PCSA}}={{ ext{muscle volume}} over { ext{fiber length}}}={{ ext{muscle mass}} over {ho cdot { ext{fiber length}}}},}$

где ρ - плотность мышцы:

${displaystyle ho ={{ ext{muscle mass}} over { ext{muscle volume}}}.}$

PCSA увеличивается с увеличением угла перистости и длины мышцы. В перистых мышцах PCSA всегда больше, чем ACSA. В непеременной мышце он совпадает с ACSA.

Связь между PCSA и мышечной силой

Основная статья: Физиологическая площадь поперечного сечения

Полная сила, действующая на волокна в наклонном направлении, пропорциональна PCSA. Если удельное напряжение длины мышечных волокон (сила, прилагаемая волокнами на единицу PCSA), ее можно вычислить следующим образом:^[9]

${displaystyle { ext{Total force}}={ ext{PCSA}}cdot { ext{Specific tension}}}$

Однако только часть этой силы может быть использована для вытягивания сухожилия в желаемом направлении. Этот компонент, который является истинным сила мышц (также называемый сила сухожилия^[8]), действует по направлению действия мышцы:^[8]

${displaystyle { ext{Muscle force}}={ ext{Total force}}cdot cos Phi }$

Другой компонент, ортогональный направлению действия мышцы (ортогональная сила = общая сила × sinΦ), не воздействует на сухожилие, а просто сжимает мышцу, подтягивая ее апоневрозы друг к другу.

Обратите внимание на то, что, хотя практически 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 максимальное (столбнячный ) сила мышечного волокна просто зависит от его толщины (площади поперечного сечения) и тип. Это ни в коем случае не зависит только от его массы или длины. Например, когда мышечная масса увеличивается за счет физическое развитие в детстве это может быть только из-за увеличения длины мышечных волокон без изменения толщины волокна (PCSA) или типа волокна. В этом случае увеличение массы не приводит к увеличению силы.

Более низкая скорость укорочения

В перистых мышцах из-за их расположения волокна короче, чем они были бы, если бы они проходили от одного конца мышцы к другому. Это означает, что каждое волокно состоит из меньшего числа N из саркомеры последовательно. Причем, 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.

фигура 2 Архитектурное передаточное число

Архитектурное передаточное число

Основная статья: Архитектурное передаточное число

Архитектурное передаточное число, также называемое анатомическим передаточным числом, (AGR) - это особенность перистых мышц, определяемая соотношением между продольным напряжением мышцы и мышечное волокно напряжение. Иногда его также определяют как соотношение между мышечнымисокращение скорость и скорость укорочения волокна:^[10]

AGR = ε_Икс/ ε_ж

где ε_Икс = продольная деформация (или скорость сокращения мышц) и ε_ж - деформация волокна (или скорость укорачивания волокна).^[10]

Первоначально считалось, что расстояние между апоневрозами не изменяется во время сокращения перистой мышцы,^[5] таким образом, требуется, чтобы волокна вращались по мере их укорачивания. Однако недавняя работа показала, что это неверно, и что степень изменения угла волокна варьируется при различных условиях нагрузки. Эта динамическая передача автоматически переключается, чтобы обеспечить максимальную скорость при низких нагрузках или максимальную силу при высоких нагрузках.^[10][11]

Рекомендации

1. Фредерик Х. Мартини, Основы анатомии и физиологии В архиве 2006-11-14 на Wayback Machine.
2. "Джейкоб Уилсон, Abcbodybuilding, Журнал исследований гиперплазии". Архивировано из оригинал на 2008-12-05. Получено 2006-12-01.
3. Маганарис, Константинос Н; Бальцопулос, Василиос; Сарджент, Энтони Дж. (15 октября 1998 г.). «Измерения in vivo сложной архитектуры трехглавой мышцы бедра у человека: влияние на мышечную функцию». Журнал физиологии. 512 (Pt 2): 603–614. Дои:10.1111 / j.1469-7793.1998.603be.x. ЧВК  2231202. PMID  9763648.
4. Ганс, Карл (январь 1982). «Волокнистая архитектура и мышечная функция». Обзоры упражнений и спортивных наук. 10 (1): 160–207. PMID  6749514.
5. Оттен, Э. (январь 1988 г.). «Концепции и модели функциональной архитектуры скелетных мышц». Обзоры упражнений и спортивных наук. 16 (1): 89–138. PMID  3292268.
6. Александр, Р. МакН .; Вернон, А. (1975). «Размер мышц колена и лодыжки и силы, которые они проявляют». Журнал исследований человеческого движения. 1: 115–123.
7. Narici, M. V .; Landoni, L .; Минетти, А. Э. (ноябрь 1992 г.). «Оценка напряжения мышц-разгибателей колена человека на основе физиологических измерений площади поперечного сечения in vivo и измерения силы». Европейский журнал прикладной физиологии и физиологии труда. 65 (5): 438–444. Дои:10.1007 / BF00243511. PMID  1425650.
8. Маганарис, Константинос Н .; Бальцопулос, Василиос (2000). "В естественных условиях Механика максимального изометрического сокращения мышц у человека: значение для основанных на моделировании оценок удельного напряжения мышц ». В Herzog, Вальтер (ред.). Механика скелетных мышц: от механизмов к функциям. Джон Вили и сыновья. С. 267–288. ISBN  978-0-471-49238-2.
9. Sacks, Роберт Д.; Рой, Роланд Р. (август 1982 г.). «Архитектура мышц задних конечностей кошек: функциональное значение». Журнал морфологии. 173 (2): 185–195. Дои:10.1002 / jmor.1051730206. PMID  7120421.
10. Азизи, Эмануэль; Брейнерд, Элизабет Л. (1 марта 2007 г.). «Архитектурное передаточное число и однородность деформации мышечных волокон в сегментированной мускулатуре». Журнал экспериментальной зоологии, часть A: экологическая генетика и физиология. 307A (3): 145–155. Дои:10.1002 / jez.a.358. PMID  17397068.
11. Азизи, Эмануэль; Брейнерд, Элизабет Л .; Робертс, Томас Дж. (5 февраля 2008 г.). «Переменная передача в перистых мышцах». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 105 (5): 1745–1750. Дои:10.1073 / pnas.0709212105. ЧВК  2234215. PMID  18230734.