Исследование силы мышц кратко

Обновлено: 05.07.2024

В практике гигиенических исследований для изучения работоспособности и утомления нервно-мышечного аппарата (НМА) наиболее часто используются динамометрия, треморометрия и электромиография. Динамометрия представляет собой определение основных показателей произвольной дееспособности отдельных мышечных групп. К ним относятся максимальная произвольная сила (МПС), выносливость к статическим напряжениям и интегральный показатель – максимальная мышечная работоспособность (ММР).

Методы исследования нервно-мышечного аппарата в практике
гигиены труда

ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМОМЕТРИИ

Динамометрия представляет собой определение основных показателей произвольной дееспособности отдельных мышечных групп. К ним относятся максимальная произвольная сила (МПС), выносливость к статическим напряжениям и интегральный показатель – максимальная мышечная работоспособность (ММР).

Сила мышцы определяется наибольшим напряжением, которое она может развить. Основными измерительными приборами при этом являются различные виды динамометров – кистевые гидравлический и механический динамометры, ножной динамометр для измерения силы мышц – разгибателей спины. При измерении силы обследуемый осуществляет максимальное воздействие (плавно, без рывков) на соответствующее устройство динамометра. Достигнутая максимальная сила должна быть зафиксирована на 1 – 2 с.

Выносливость к статическому напряжению определяется по длительности периода, в течение которого обследуемый удерживает усилие, равное 75% от МПС. При измерении выносливости исследователь просит поддерживать заданное усилие максимально долго до отказа. Как только обследуемый достигает необходимого уровня усилия, исследователь включает секундомер и останавливает его в момент отказа поддерживать усилие. Срок удержания усилия (в секундах) и есть показатель статической выносливости.

ММР определяется на основании двух измеренных динамометрических показателей как произведение силы на время удержания данной силы. При снижении работоспособности, развитии утомления динамометрические показатели, как правило, снижаются. Величина снижения статической выносливости является одним из показателей степени физического утомления при труде. Оптимальным в процессе обычного рабочего дня является снижение выносливости на 5 – 10%, предельно допустимым – на 20%. Превышение этого уровня указывает на развитие выраженного утомления НМА и служит основанием для проведения мероприятий по снижению трудовой нагрузки путем механизации и автоматизации трудовых операций, изменения норм труда (норм выработки, времени, численности рабочих и т. д.), рационализации режимов труда и отдыха.

ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕМОРОМЕТРИИ

Треморометрия представляет собой регистрацию постоянных, непроизвольных мелких колебаний кисти и осуществляется с помощью специального прибора. Анализ треморометрии проводится по амплитуде и частоте колебаний. В используемом в практике гигиенических исследований электротремометре амплитуда отражается числом касаний краев фигурных пазов. При проведении измерений исследователь записывает показание счетчика электротремометра и включает его. По команде исследователя (при этом он запускает секундомер) обследуемый металлической указкой проводит через все фигурные пазы. После выполнения задания секундомер останавливается и вновь регистрируется показание счетчика. Разность в показаниях счетчика указывает количество касаний указкой краев паза. Делением значения общего числа касаний на время выполнения теста определяется частота – количество касаний в 1 с.

При развитии утомления тремор усиливается, однако при трактовке результатов исследования необходимо учитывать влияние степени скоординированности напряжения мышц-антагонистов, а также степени скоординированности совместной деятельности зрительного и двигательного анализаторов.

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОМИОГРАФИИ

Электромиография (ЭМГ) – это регистрация биоэлектрической активности мышц, являющаяся одной из наиболее адекватных методик, позволяющих объективно оценить функциональное состояние НМА. В зависимости от характера отведения различают суммарную ЭМГ (отводится с помощью накожных электродов) и ЭМГ отдельных двигательных единиц (отведение осуществляется с помощью игольчатых электродов). В гигиенических исследованиях используется, как правило, суммарная ЭМГ. Она представляет собой результат сложения потенциалов действия ряда двигательных единиц, в состав которых входят мотонейрон, его аксон и несколько мышечных волокон. Задача исследователя сводится к отведению, усилению и регистрации этих потенциалов. Для этих целей используются электромиографы.

Количественный анализ ЭМГ включает определение величины амплитуды осцилляций и частоты их следования. В современных приборах этот процесс осуществляется с помощью микропроцессорной техники, и на экран дисплея поступает алфавитно-цифровая информация о частотном спектре и средней величине входного сигнала ЭМГ. Механизм обработки ЭМГ включает измерение в миллиметрах по восходящему колену высоты зубцов и определение средней амплитуды колебаний. Зная цену 1 мм в микровольтах (по калибровочному сигналу, который записывается до регистрации ЭМГ), вычисляют величину осцилляций.

Частоту следования осцилляций определяют путем подсчета количества зубцов в единицу времени (импульс в 1 с).

Возрастание амплитуды и уменьшение частоты следования осцилляций ЭМГ являются достаточно информативными показателями для диагностики утомления, но при одном непременном условии – постоянстве нагрузки. В производственных условиях из-за возможности снижения величины прикладываемых усилий, изменений рабочей позы, характера рабочих движений, включения в работу других мышечных групп и т. д. это условие может нарушаться, что затрудняет оценку утомления по ЭМГ-показателям.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ИСТОЧНИК:

Руководство к практическим занятиям по гигиене труда: Учебн. пособие /Под ред. В.Ф. Кириллова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2001.

Весь контент iLive проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.

У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.

Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.

Сила мышцы - количественная мера, выражающая способность мышцы к сокращению во время противодействия её внешней силе, в том числе силе тяжести. Клиническое исследование силы мышц прежде всего выявляет её снижение. Предварительную, ориентировочную оценку мышечной силы начинают с выяснения того, может ли обследуемый осуществлять активные движения во всех суставах и совершаются ли эти движения в полном объёме.

Обнаружив ограничения, врач производит пассивные движения в соответствующих суставах, чтобы исключить местные поражения опорно-двигательного аппарата (мышечные и суставные контрактуры). Ограничение пассивных движений в суставе, вызванное костно-суставной патологией, не исключает, что у больного может быть снижена силы мышц. В то же время отсутствие или ограничение активных произвольных движений при полном объёме пассивных движений у бодрствующего и сотрудничающего с врачом пациента свидетельствует, что причиной расстройства, скорее всего, является патология нервной системы, нервно-мышечных соединений или мышц.

Паралич/парез может быть результатом поражения как центрального (верхнего), так и периферического (нижнего) двигательного нейрона. Соответственно выделяют два типа паралича: периферический (вялый) паралич возникает вследствие поражения периферического двигательного нейрона; центральный (спастический) - в результате поражения центрального двигательного нейрона.

При патологии периферического двигательного нейрона каждый уровень поражения (вовлекающий передние рога спинного мозга, корешок спинномозгового нерва, сплетение либо периферический нерв) имеет характерный тип распределения мышечной слабости (миотом, невротом). Мышечная слабость бывает не только нейрогенной: она встречается и при первичном поражении мышц (миопатии), и при патологии нервно-мышечного синапса (миастения). Поражение сустава может сопровождаться значительным ограничением движений в нём из-за болей, поэтому при болевом синдроме судить о мышечной слабости и о наличии неврологической патологии нужно с осторожностью.

Оценка мышечной силы

Важно соблюдать определённые правила обследования. Так, при оценке силы мышц, отводящих плечо, врач должен стоять перед пациентом и оказывать сопротивление движению одной только рукой (но не склоняться над сидящим больным, оказывая давление на руку пациента всей массой тела). Аналогично, оценивая силу сгибателей пальцев, врач использует только свой палец, эквивалентный тестируемому, но не применяет силу всей кисти или руки в целом. Необходимо также делать поправки на детский или пожилой возраст пациента. Силу мышц обычно оценивают в баллах, чаще всего по 6-балльной системе.

Критерии оценки силы мышц по 6-балльной системе

Мышечное сокращение отсутствует

Видимое или пальпируемое сокращение мышечных волокон, но без локомоторного эффекта

Активные движения возможны лишь при устранении действия силы тяжести (конечность помещается на опору)

Активные движения в полном объёме при действии силы тяжести, умеренное снижение силы при внешнем противодействии

Активные движения в полном объёме при действии силы тяжести и другого внешнего противодействия, но они слабее, чем на здоровой стороне

Нормальная мышечная сила

При исследовании неврологического статуса необходимо выяснить силу следующих мышечных групп.

Сгибатели шеи: m. sternodeidomastoideus (n. accessories, С₂-С₃ - пп. cervicales).
Разгибатели шеи: mm. profundi colli (C₂-C₄ - nn. cervicales).
Пожимание плечами: m. trapezius (n. accessories, С₂-С₄ - nn. cervicales).
Отведение плеча: m. deltoideus (C₅-C₆ - n. axillaris).
Сгибание супинированной руки в локтевом суставе: m. biceps brachii (C₅-C₆ - n. musculocutaneus).
Разгибание руки в локтевом суставе: m. triceps brachii (C₆-C₈ - n. radialis).
Разгибание в лучезапястном суставе: mm. extensores carpi radialis longus et brevis (C₅-C₆ - n. radialis), m. extensor carpi ulnaris (C₇-C₈ - n. radialis).
Противопоставление большого пальца кисти: m. opponens pollicis (C₈-T₁ - п. medianus).
Отведение мизинца: m. abductor digiti minimi (C₈-T₁ - n. ulnaris).
Разгибание основных фаланг II-V пальцев: m. extensor digitorum communis, m. extensor digiti minimi, m. extensor indicis (C₇-C₈ - n. profundus n. radialis).

Сгибание бедра в тазобедренном суставе: m. iliopsoas (L₁-L₃- n.femoralis).
Разгибание ноги в коленном суставе: m. quadricepsfemoris (L₂-L₄ - n.femoralis).
Сгибание ноги в коленном суставе: m. biceps femoris, m. semitendinosus, m. semimembranosus (L₁-S₂ - n. ischiadicus).
Разгибание (тыльное сгибание) стопы в голеностопном суставе: m. tibialis anterior (L₄-L₅ - n. peroneus profundus).
Подошвенное сгибание стопы в голеностопном суставе: m. triceps surae (S₁-S₂ - n. tibialis).

Вышеперечисленные группы мышц оценивают с помощью следующих тестов.

Сгибание шеи - тест для определения силы грудино-ключично-сосцевидных и лестничных мышц. Больного просят наклонить (но не выдвигать) голову в сторону, а лицо повернуть в сторону, противоположную наклону головы. Врач противодействует этому движению.
Разгибание шеи - тест, позволяющий определить силу разгибателей головы и шеи (вертикальной порции трапециевидной мышцы, ременных мышц головы и шеи, мышц, поднимающих лопатки, полуостистых мышц головы и шеи).

Пациента просят наклонить голову назад, оказывая противодействие этому движению.

Отведение плеча - тест для определения силы дельтовидной мышцы. Пациент по просьбе врача отводит плечо в сторону по горизонтали; руку при этом рекомендуется согнуть в локтевом суставе. Оказывают сопротивление движению, пытаясь опустить его руку. Следует учитывать, что способность дельтовидной мышцы удерживать плечо в отведённом положении нарушается не только при слабости этой мышцы, но и тогда, когда нарушены функции трапециевидной, передней зубчатой и других мышц, стабилизирующих плечевой пояс.

Сгибание супинированной руки в локтевом суставе - тест, предназначенный для определения силы двуглавой мышцы плеча. Двуглавая мышца плеча участвует в сгибании и одновременной супинации предплечья. Для исследования функции двуглавой мышцы плеча врач просит испытуемого супинировать кисть и сгибать руку в локтевом суставе, оказывая сопротивление этому движению.

Разгибание руки в локтевом суставе - тест, используемый для определения силы трёхглавой мышцы плеча. Врач становится сзади или сбоку от пациента, просит его разогнуть руку в локтевом суставе и препятствует этому движению.

Разгибание в лучезапястном суставе - тест, помогающий определить силу лучевого и локтевого разгибателей кисти. Пациент разгибает и приводит кисть с выпрямленными пальцами, а врач препятствует этому движению.
Противопоставление большого пальца кисти - тест для определения силы мышцы, противопоставляющей большой палец. Обследуемому предлагают крепко прижать дистальную фалангу большого пальца к основанию проксимальной фаланги мизинца той же кисти и сопротивляться попытке разогнуть основную фалангу большого пальца. Используют и тест с полоской плотной бумаги: предлагают сжать её между I и V пальцами и испытывают силу прижатия.
Отведение мизинца - тест для определения силы мышцы, отводящей мизинец. Врач пытается привести к остальным пальцам отведённый мизинец пациента вопреки его сопротивлению.
Разгибание основных фаланг II-V пальцев - тест, применяемый для определения силы общего разгибателя пальцев кисти, разгибателя мизинца и разгибателя указательного пальца. Больной разгибает основные фаланги II-V пальцев кисти, когда средние и ногтевые согнуты; врач преодолевает сопротивление этих пальцев, а другой рукой фиксирует его лучезапястный сустав.

Сгибание бедра в тазобедренном суставе - тест, позволяющий определить силу подвздошной, большой и малой поясничных мышц. Просят сидящего больного согнуть бедро (привести его к животу) и одновременно, оказывая сопротивление этому движению, воздействуют на нижнюю треть бедра. Можно исследовать силу сгибания бедра и в положении пациента лёжа на спине. Для этого предлагают ему поднять выпрямленную ногу и удерживать её в таком положении, преодолевая давление вниз ладони врача, упирающейся в область середины бедра больного. Снижение силы этой мышцы относят к ранним симптомам поражения пирамидной системы. Разгибание ноги в коленном суставе - тест для определения силы четырёхглавой мышцы бедра. Исследование проводят в положении пациента лёжа на спине, нога согнута в тазобедренном и коленном суставах. Просят его разогнуть ногу, подняв голень. Одновременно подводят руку под колено пациента, придерживая его бедро в полусогнутом положении, другой рукой оказывают давление на голень по направлению книзу, препятствуя её разгибанию. Для тестирования силы этой мышцы пациента, сидящего на стуле, просят разогнуть ногу в коленном суставе. Одной рукой оказывают сопротивление этому движению, другой - пальпируют сокращающуюся мышцу.

Сгибание ноги в коленном суставе - тест, необходимый для определения силы мышц задней поверхности бедра (ишиокруральные мышцы). Исследование проводят в положении пациента лёжа на спине, нога согнута в тазобедренном и коленном суставах, стопа плотно соприкасается с кушеткой. Пытаются выпрямить ногу пациента, предварительно дав ему задание не отрывать стопу от кушетки.
Разгибание (тыльное сгибание) стопы в голеностопном суставе - тест, помогающий определить силу передней болыпеберцовой мышцы. Пациента, лежащего на спине с выпрямленными ногами, просят тянуть стопы по направлению к себе, несколько приводя внутренние края стоп, при этом врач оказывает сопротивление этому движению.
Подошвенное сгибание стопы в голеностопном суставе - тест, используемый для определения силы трёхглавой мышцы голени и подошвенной мышцы. Больной, лежащий на спине с выпрямленными ногами, совершает подошвенное сгибание стоп, вопреки противодействию ладоней врача, которые оказывают давление на стопы в противоположном направлении.

Более подробно методы исследования силы отдельных мышц туловища и конечностей описаны в руководствах по топической диагностике.

Приведённые выше приёмы оценки мышечной силы целесообразно дополнять некоторыми простыми функциональными тестами, предназначенными в большей степени для проверки функции всей конечности, чем для измерения силы отдельных мышц. Эти пробы важны для выявления незначительной мышечной слабости, которую врачу трудно заметить при фиксации внимания на отдельных мышцах.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Под жалобой пациента на мышечную слабость могут подразумеваться утомляемость, неловкость при движении или истинная мышечная слабость Слабость Мышечная слабость – одна из наиболее частых причин, по которой пациент обращается за медицинской помощью. Мышечная слабость представляет собой снижение мышечной силы, однако многие пациенты. Прочитайте дополнительные сведения . Таким образом, врач должен определить точный характер симптомов, включая точную локализацию, время появления, усиливающие и ослабляющие факторы и связанные симптомы и признаки.

Проводят осмотр конечностей для определения силы мышц (поднятые прямые конечности при наличии слабости опускаются), выявления тремора и других непроизвольных движений. Силу разных групп мышц определяют по их способности преодолевать дополнительное сопротивление, оказываемое врачом; силу правых и левых конечностей исследуют в сравнении. Однако силу мышечного сокращения может ограничивать боль в мышцах или суставах.

При истерическом параличе или искусственной слабости, в начале сопротивление движению может быть нормальным, после чего внезапно исчезает или же пациенты могут не использовать поддерживающие мышцы соответствующим образом. Например, пациенты с истинной слабостью дельтовидной мышцы используют вспомогательные мышцы, которые отклоняют их туловище и шею от ослабленной дельтовидной мышцы, потому что они хотят предотвратить преодоление слабости врачом. В противоположность этому, у пациентов с имитируемой слабостью дельтовидной мышцы (например, из-за симуляции), наклон плеча и головы в сторону слабой дельтовидной мышцы преодолевается, что указывает на отсутствие усилий с их стороны.

Легкий парез может проявляться уменьшением раскачивания руки при ходьбе, тенденцией к пронации вытянутой руки, щажением пораженной конечности, наружной ротацией стопы, замедленностью при выполнении проб с быстрым чередованием движений или утратой ловкости движений (например, при застегивании пуговицы или английской булавки, доставании спички из коробка).

Мышечную силу необходимо оценить при помощи шкал. В настоящее время повсеместное распространение получила шкала Совета по медицинским исследованиям Великобритании (MRC):

0 – отсутствие видимых сокращений мышц

1 – имеются видимые сокращения мышц, но движения в конечности отсутствуют

2 – наблюдаются движения конечности, но без преодоления силы тяжести

3 – возможны движения в конечности, способные преодолеть силу тяжести, но не сопротивление, оказываемое врачом

4 – движения, способные, по меньшей мере, частично преодолеть сопротивление, оказываемое врачом

5 – нормальная мышечная сила

Затруднения в использовании этой и аналогичных шкал обусловлены значительным диапазоном величин мышечной силы между оценками в 4 и 5 баллов.

Силу кистей рук можно полуколичественно определить ручным динамометром или по степени сжатия пациентом надутой манжеты тонометра.

Самсонова, А.В. Биомеханика мышц [Текст]: учебно-методическое пособие / А.В.Самсонова, Е.Н. Комисарова; Под ред. А.В.Самсоновой; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта. – СПб.: [б.и.], 2008. – 127 с.

Самсонова А.В., Комиссарова Е.Н.

БИОМЕХАНИКА МЫШЦ

В учебно-методическом пособии рассмотрены теоретические и практические аспекты биомеханики мышечной деятельности: строение мышц с точки зрения биомеханики; механика мышечного сокращения; зависимость силы и скорости сокращения мышц от анатомических, физиологических и биомеханических факторов; результирующее действие мышц в организме. Пособие содержит большой фактический материал из практики спорта.

Более подробно функционирование опорно-двигательного аппарата человека и биомеханика мышц описаны в книге:

Самсонова А.В. – главы: 2, 3, 4, 5, 6

Комиссарова Е.Н. – глава 1, глоссарий

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Архитектура скелетных мышц

1.2. Макроструктура мышцы

1.3. Микроструктура мышцы

1.5. Теория скользящих нитей

1.6. Состояние мышцы

1.7. Типы скелетных мышечных волокон и их морфофункциональная характеристика

1.8. Влияние различных факторов на состав мышечных волокон

1.9. Контрольные вопросы

Глава 2. Функционирование рецепторного аппарата мышц и суставов

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

2.1.1. Мышечные веретена

2.1.2. Рецепторы Гольджи

2.1.3. Рецепторы суставов

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

2.5. Контрольные вопросы

Глава 3. Механика мышечного сокращения

3.1. Биомеханические свойства мышц

3.2. Трехкомпонентная модель мышцы

3.3. Функционирование биомеханической модели мышцы в простейших двигательных задачах

3.4. Контрольные вопросы

Глава 4. Факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышцы

4.1. Основные понятия

4.2. Анатомические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.2.1. Сила и скорость сократительного компонента мышцы

4.2.2. Сила и скорость сокращения мышцы в целом

4.3. Физиологические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.3.1. Физиологические механизмы регуляции силы и скорости сокращения мышцы

4.3.2. Время сокращения мышцы

4.4. Биомеханические факторы, определяющие силу и скорость сокращения мышц

4.4.1. Длина мышцы

4.4.2. Характер работы мышц

4.4.3. Значение внешней силы

4.5. Контрольные вопросы

Глава 5. Результирующее действие мышц в организме

5.1. Звенья тела как рычаги

5.2. Методы определения морфометрических характеристик мышц нижних конечностей человека

5.2.1. Моделирование ОДА человека и мышц нижних конечностей

5.2.2. Рентгенографический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.3. Анатомический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.2.4. Биомеханический метод определения морфометрических характеристик мышц

5.3. Фазовые траектории мышц &? способ представления результатов, характеризующих моторную функцию мышц

5.4. Программа расчета морфометрических характеристик мышц MORFOMETR

5.5. Контрольные вопросы

Глава 6. Функционирование мышц в спортивных движениях

6.1. Биомеханический анализ физических упражнений

6.2. Обучение двигательным действиям

6.3. Классификация физических упражнений

6.4. Сравнение основного и специальных упражнений

6.5. Оценка функциональной подготовленности спортсменов на основе анализа фазовых портретов мышц

6.6. Контрольные вопросы

ВЫДЕРЖКИ ИЗ КНИГИ

ВВЕДЕНИЕ

Авторы стремились изложить материал предельно просто и доступно. В связи с этим, пособие содержит большое количество иллюстраций, а в конце пособия помещен глоссарий. Отзывы об учебно-методическом пособии просим отправлять по адресу:

ГЛАВА 2

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АППАРАТА МЫШЦ И СУСТАВОВ

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

При изучении анатомии и физиологии (А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2001) вы изучали двигательную сенсорную систему. Одним из отделов этой системы являются проприорецепторы, расположенные в мышцах, сухожилиях и суставных сумках. В мышцах расположены мышечные веретена, в сухожилиях – сухожильные органы Гольджи. В суставных сумках расположены рецепторы суставов.

2.1.1. Мышечные веретена

Еще в XIX веке В. Кюне обнаружил в скелетных мышцах структуры, напоминающие веретено. Затем, в начале XX века Нобелевский лауреат Чарльз Скотт Шеррингтон показал, что эти структуры служат чувствительными рецепторами. Мышечные веретена рассеяны по всем скелетным мышцам. Концы их обычно прикрепляются к мышечным волокнам параллельно. Каждое веретено покрыто капсулой, которая расширятся в центре и образует ядерную сумку. Внутри веретена содержатся интрафузальные мышечные волокна. Эти волокна в 2-3 раза тоньше обычных (экстрафузальных) волокон скелетных мышц.

Интрафузальные волокна подразделяются на два типа:

Длинные и толстые (диаметр 20-25 мкм), которые информируют ЦНС о динамическом компоненте движения – скорости изменения длины мышцы. Таких волокон в мышечном веретене не более двух.
Короткие и тонкие (диаметр 10–12 мкм), которые информируют ЦНС о статическом компоненте движения – текущей длине мышцы. Таких волокон в мышечном веретене от 2 до 12.

2.1.2. Рецепторы Гольджи

Нервно-сухожильные веретена (рецепторы Гольджи) открыл в 1903 году Камилло Гольджи. Впоследствии за эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия. Рецепторы Гольджи располагаются в месте перехода мышечных волокон в сухожилия. Их длина составляет 0,5-1,0 мм, а диаметр – 0,1- 0,2 мм. Отдельный нервный аксон несет афферентные импульсы в спинной мозг и называется аксоном Ib. Он начинается в виде веточек, проходящих между коллагеновыми волокнами сухожилия (рис. 2.1а). Когда мышечные волокна сокращаются, коллагеновые волокна натягиваются и сжимают нервные веточки, которые начинают импульсировать (рис. 2.1б). Таким образом, в результате последовательного крепления сухожильных органов к мышечным волокнам они возбуждаются при укорочении возбужденной мышцы. Сухожильные рецепторы возбуждаются в 1,5 – 8 раз более эффективно при мышечном сокращении, нежели при пассивном растяжении.

Рис. 2.1. Строение сухожильного органа Гольджи (А.Дж. Мак-Комас, 2001)

2.1.3. Рецепторы суставов

Суставные рецепторы подразделяются на несколько типов в зависимости от их реакции на амплитуду, скорость и направление движения в суставе.

Тельца Руффини находятся в капсуле сустава и воспринимают направление и скорость изменения межзвенного угла. Частота их импульсации возрастает с увеличением скорости изменения суставного угла.

Тельца Паччини посылают в ЦНС информацию о положении отдельных частей тела в пространстве и относительно друг друга. Эти рецепторы посылают в ЦНС информацию о значениях межзвенных углов, то есть о положении сустава. Их импульсация продолжается в течение всего периода сохранения межзвенного угла, и она тем больше, чем больше изменения угла.

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

Реакция мышечных веретен на активное или пассивное укорочение мышцы была предсказана в 1928 году Дж. Фултоном и Дж. Писуньери на основе анатомического анализа. Поскольку веретена располагаются параллельно мышечным волокнам, частота разрядов веретенных афферентов при любом укорочении мышцы должна снижаться. В последующем это предположение полностью подтвердилось. Исследования свойств изолированных мышечных веретен, проведенные лауреатом Нобелевской премии Бернардом Катцем (B. Katz, 1950) продемонстрировали, что их растяжение приводит к деполяризации окончаний афферентных волокон. Величина деполяризации при растяжении увеличивается. При этом зависимость частоты импульсации веретенных афферентов от растяжения мышцы близка к линейной. Эту зависимость принято называть статическим ответом веретенного афферента на пассивное растяжение мышцы.

Исследования свойств мышечных веретен свидетельствуют о том, что активность первичных окончаний чувствительного нерва зависит не только от длины, но и от скорости растяжения мышцы. Способность менять частоту своей импульсации в зависимости от скорости удлинения мышцы была названа динамической чувствительностью веретенных афферентов. Зависимость между скоростью растяжения мышц и частотой импульсации первичного афферента также близка к линейной.

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

Исследования, проведенные на свободно перемещающихся животных в условиях стационарного режима локомоции, показали, что кривая, отражающая изменение частоты импульсации рецепторов Гольджи во времени полностью соответствует огибающей электромиограммы (рис. 2.2). При этом частота импульсации не превышает 200 имп/с.

Рис. 2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы при локомоции свободно перемещающейся кошки

Таким образом, рецепторы мышц адекватно реагируют на изменение длины и скорости растяжения мышцы. Связь между этими характеристиками и частотой импульсации афферентов мышечных веретен близка к линейной. Рецепторы Гольджи адекватно отражают развитие напряжения мышцы. Рецепторы суставов реагируют на положение и угловую скорость звеньев опорно-двигательного аппарата.

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

С начала XX века и до настоящего времени накоплен богатый материал о свойствах мышечных рецепторов. В основном эти данные были получены на наркотизированных или другим способом обездвиженных животных. Затем исследования были продолжены на децеребрированных животных. Последующие эксперименты, проведенные с помощью вживленных электродов и телеметрической передачи сигналов, убедительно доказали, что у свободно перемещающегося животного разряды первичных афферентов проявляют высокую активность в фазе пассивного растяжения и очень низкую – в фазе активного укорочения.

Одновременно с проведением экспериментов на животных импульсация рецепторов мышц стала изучаться на человеке. С этой целью была разработана методика микронейрографии, суть которой заключается в регистрации афферентной активности мышц посредством тонкого игольчатого электрода, введенного в нерв. Это позволило регистрировать потенциалы действия в нерве у человека при выполнении изометрических напряжений и даже произвольных движений. Было отмечено, что непрерывная афферентная активность возникала при пассивном растяжении мышцы. При быстром движении афферентная активность уменьшалась на время укорочения мышцы. Следует, однако, отметить, что использование этой методики невозможно при исследовании быстрых, мощных высокоамплитудных движений, какими являются движения спортсменов. В настоящее время разработана методика оценки афферентной активности мышц посредством регистрации ВПСМ (вызванных потенциалов спинного мозга). Однако ее особенности также не позволяют использовать этот способ для регистрации афферентного притока при спортивных движениях. Это связано с тем, что помехи, возникающие со стороны других органов тела (сердца, мышц спины), на несколько порядков выше, чем проявляемый сигнал.

Наряду с разработкой методик, позволяющих напрямую регистрировать разряды рецепторов мышц, существуют исследования, моделирующие работу рецепторного аппарата мышц. W.Z. Rymer, J.С. Houk, P.E. Crago (1977) предложили формулу для описания зависимости частоты разрядов мышечных афферентов от степени удлинения и скорости сокращения мышц. В модели, предложенной S.S. Schafer и S. Schafer, (1969) частота разрядов мышечных афферентов зависит не только от удлинения и скорости сокращения мышцы, но и от ускорения.

Методика, позволяющая косвенно судить о функционировании рецепторного аппарата мышц и суставов при выполнении спортивных движений, разработана А.В. Самсоновой (1997). При выполнении двигательных действий можно зарегистрировать изменение межзвенных углов и электрическую активность мышц. Предлагаемая методика дает возможность в каждый момент времени иметь информацию об изменении длины мышцы и скорости ее сокращения. Кроме того, методика позволяет рассчитать значения межзвенных углов и угловое ускорение.

Рис. 2.3. Фазовая траектория двуглавой м. бедра при преодолении барьера спортсменкой высокой квалификации

Рис. 2.3. Фазовая траектория двуглавой м. бедра при преодолении барьера спортсменкой высокой квалификации

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

Афферентация уровня А основана на импульсации мышечных веретен (длина и скорость сокращения мышцы) и рецепторов Гольджи (уровень возбуждения мышцы при ее укорочении). Эта информация очень слабо осознается ЦНС, то есть, по гипотезе Н.А.Бернштейна, этот уровень почти никогда не бывает ведущим.

Афферентация уровня В опирается на информацию, поступающую от суставных рецепторов. Это уровень выступает как ведущий в ряде физических упражнений, таких как наклоны тела вперед и назад, а также циклические движения. Сигналы от суставных рецепторов хорошо осознаются.

2.5. Контрольные вопросы

Какие рецепторы расположены в мышцах?
Какие рецепторы расположены в суставах?
Как называются мышечные волокна, расположенные в мышечных веретенах?
Какую информацию несут в ЦНС мышечные веретена?
Охарактеризуйте функционирование рецепторов Гольджи.
Дайте характеристику рецепторам суставов. О каких изменениях они несут информацию в ЦНС?
Информация каких рецепторов хорошо осознается ЦНС, а каких — плохо?

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Бочаров, А.Ф. Биомеханика: Учебное пособие [Текст] / А.Ф. Бочаров, Г.П. Иванова, В.П. Муравьев. – СПб. [б.и.]: СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта, 2000. – 74 с.
Донской, Д.Д. Биомеханика: Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст]/ Д.Д. Донской, В.М. Зациорский. – М.: Физкультура и спорт, 1979. – 264 с.
Иваницкий, М.Ф. Анатомия человека (с основами динамической морфологии): Учеб. для ин-тов физ. культуры [Текст] / Под ред. Б.А. Никитюка, А.А. Гладышевой, Ф.В. Судзиловского. – М.: Физкультура и спорт, 1985. – 544 с.
Козлов И.М. Биомеханические факторы организации спортивных движений: монография [Текст] /И.М.Козлов Санкт-Петербургская гос. академия физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта – СПб, [б.и.], 1998.– 141 с.
Коренберг, В.Б. Спортивная биомеханика. Словарь-справочник: Учебное пособие [Текст] / В.Б. Коренберг. – Малаховка [б.и.]: МГАФК, 1999. – 192 с.
Мак-Комас Алан. Дж. Скелетные мышцы. Строение и функции [Текст] /Алан Дж. Мак-Комас.&? Киев: Олимпийская литература, 2001.– 407 с.
Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры [Текст] / С.С.Михайлов; СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта, СПб, [б.и.], 2006. – 230 с.
Петров, В.А. Механика спортивных движений [Текст]./ Петров В.А., Гагин Ю.А. М.: Физкультура и спорт, 1974.– 232 с.
Солодков А.С., Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник [Текст]/ Солодков А.С., Сологуб Е.Б.– М.: Терра-Спорт, Олимпия пресс, 2001.– 520 с. ил.
Теория и методика физической культуры [Текст] / Под ред. проф. Ю.Ф.Курамшина.– М.: Советский спорт, 2004.–463 с.
Энока Р.М. Основы кинезиологии [Текст]. – Киев: Олимпийская литература, 1998.– 399 с.

Исследование силы мышц кратко

Оценка мышечной силы

Самсонова А.В., Комиссарова Е.Н.

БИОМЕХАНИКА МЫШЦ

СОДЕРЖАНИЕ

ВЫДЕРЖКИ ИЗ КНИГИ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 2

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ РЕЦЕПТОРНОГО АППАРАТА МЫШЦ И СУСТАВОВ

2.1. Рецепторы опорно-двигательного аппарата человека

2.1.1. Мышечные веретена

2.1.2. Рецепторы Гольджи

2.1.3. Рецепторы суставов

2.2. Зависимость частоты импульсации рецепторов от длины, скорости и напряжения мышцы

2.2.3. Зависимость частоты импульсации рецепторов Гольджи от степени напряжения мышцы

2.3. Способы оценки афферентного притока, поступающего от рецепторов мышц

2.4. Уровни построения движений и рецепторы опорно-двигательного аппарата

2.5. Контрольные вопросы

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Как приобрести

Похожие записи:

Effect of KAATSU-training on the maximum voluntary isometric contraction of lower extremity muscles of qualified football players

Удаление фасции снижает силу мышц

Искусственный интеллект в спортивной тренировке

Обучение двигательным действиям без ошибок

Гормоны и гипертрофия скелетных мышц

Тейпирование в спорте — книга