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[专业资源] 人体解剖的口袋图集-肌肉骨骼系统

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发表于 2018-10-17 08:36:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
骨骼肌的结构与功能

骨骼(躯体或自发性)肌肉约占人体总重量的40%。它们的主要功能是通过以协调的方式收缩和放松的能力来产生运动。它们直接或通过肌腱与骨骼连接。肌肉直接或通过肌腱连接到骨骼上相对静止点的位置称为起点。当肌肉收缩时,它会通过一个或多个关节向骨骼传递张力,并发生运动。附着在移动的骨骼上的肌肉末端称为插入。

骨骼肌结构概述

骨骼肌的功能单元被称为肌纤维,它是一个细长的圆柱形细胞,具有多个细胞核,宽度为10到100微米,长度为几毫米到30多厘米。纤维的细胞质称为肌浆,其被包裹在称为肌纤维膜的细胞膜内。被称为肌内膜的精细膜围绕着每根纤维。

肌肉纤维聚集在一起,成束被称为肌膜周围的胶原鞘覆盖。这些束本身组合在一起,整个肌肉被包裹在称为外膜的外皮中。这些肌肉膜遍布肌肉的整个长度,从原始肌腱到插入肌腱。整个结构有时被称为肌腱单位。

因此,在更详细地定义肌肉组织的结构时,从微观到大体解剖,我们因此具有以下成分:肌原纤维,肌内膜,纤维膜,肌膜,肌层,深筋膜和浅筋膜。

肌原纤维

通过电子显微镜,人们可以区分肌纤维的可收缩元素,称为肌原纤维,运行整个纤维长度。每个肌原纤维显示出交替的明暗条纹,产生肌纤维的特征性交叉条纹;这些带被称为肌丝。光带被称为各向同性(I)带,并且由蛋白质肌动蛋白制成的薄肌丝组成。黑色的被称为各向异性(A)带,由蛋白质肌球蛋白制成的较厚的肌丝组成。第三连接细丝由粘性蛋白质肌联蛋白制成,也称为连接蛋白,它是人体组织中第三丰富的蛋白质。

肌球蛋白丝具有从它们发出的桨状延伸,就像船的桨一样。这些延伸部分锁定在肌动蛋白丝上,形成两种类型的丝之间的交叉桥。这些交叉桥使用称为三磷酸腺苷(ATP)的肌肉能量源来拉动肌动蛋白

因此,浅色和深色的细丝组越来越重叠,就像互锁的手指一样,导致肌肉收缩。一组肌动蛋白 - 肌球蛋白丝称为肌节。


图 7.1: 肌节中的肌丝。肌节两端以Z线为界。

较亮的区域称为I波段,较暗的区域称为A波段。

Z线是I波段中点的细暗线。肌节被定义为连续Z线之间的肌原纤维部分。

A波段的中心包含H区。

M线将H区域一分为二,并描绘了肌节的中心。

如果外力导致肌肉伸展超过其静止的紧张程度(肌肉的轻微连续收缩,帮助保持姿势),则收缩期间肌动蛋白和肌球蛋白丝的相互作用被逆转。最初,肌动蛋白和肌球蛋白丝适应拉伸,但随着拉伸的继续,肌动蛋白丝逐渐“支付”以吸收位移。因此,正是肌腱细丝决定了肌纤维的伸展性和抗拉伸性。研究表明肌肉纤维(肌节)可以在休息时伸长至其正常长度的150%。

肌内膜

一种称为肌内膜的精致结缔组织位于每根肌纤维的肌纤维膜外,将每根纤维与其邻近纤维分开,但也将它们连接在一起。

纤维束

肌纤维排列成称为束状的平行束。

肌束

每个束都被称为肌束膜的更密集的胶原鞘束缚。

肌外膜

整个肌肉,因此是一个束状组件,被包裹在称为外膜的纤维鞘中; 这种布置有利于力传递。

深筋膜

较粗糙的纤维结缔组织片位于外膜的外面,将个体肌肉结合成功能团。 这个深筋膜延伸到环绕其他相邻结构。

浅筋膜炎

虽然其解剖学和地形因地区而异,提供专业化,浅表筋膜主要是脂肪层,包含倾斜的隔膜,并将皮肤连接到深筋膜。 据报道,浅表筋膜,特别是颈部有收缩纤维。


图 7.2: 从微观到大体解剖的肌肉组织结构。

肌肉附件

肌肉附着在骨骼或其他组织上的方式是通过直接或间接附着。直接或肉质附着是肌肉的肌膜和肌层与骨的骨膜,软骨软骨膜,关节囊或皮肤下的结缔组织融合并融合,如在面部表情的某些肌肉中。间接附着是肌肉的结缔组织成分融合成胶原纤维束以形成介入肌腱的地方。间接附件更为常见。不同类型的间接附着是:肌腱和腱膜,肌间隔和骨质骨。

肌腱和腱膜

当肌肉的结缔组织成分结合并延伸超出肌肉末端作为圆形绳索或扁平带时,腱附着被称为肌腱;如果它们像薄的,扁平的和宽的片状材料一样延伸,则附件被称为腱膜。肌腱或腱膜将肌肉固定在骨骼或软骨上,固定在其他肌肉的筋膜上,或固定在称为raphé的纤维组织缝隙上。肌腱的平坦斑块可能在肌肉的身体上形成,在那里它会受到摩擦。例如,这可能发生在斜方肌的深表面上,在那里它与肩胛骨的脊部摩擦。

肌间隔

在某些情况下,称为肌间隔的致密结缔组织平片穿透肌肉之间,提供肌纤维可附着的另一种结构。


图 7.3: (a)肌腱附着; (b)通过腱膜附着; (c)mylohyoidraphé。

籽骨

如果肌腱受到摩擦,虽然并非在所有情况下都可能在其物质内形成一个骨质骨。 体内最大的骨质骨是髌骨或膝盖骨。 然而,类骨质骨也可能出现在不受摩擦的肌腱中。

多个附件

许多肌肉只有两个附件,每端一个。 另一方面,更复杂的肌肉通常在其起源和/或插入时附着于若干不同的结构。 如果将这些附件分开,使得有两个或更多个肌腱和/或腱膜插入不同的位置,则称该肌肉具有两个或更多个头部。 例如,肱二头肌在其起源处具有两个头部:一个来自肩胛骨的喙突过程,另一个来自上颌骨结节。 肱三头肌有三个头,股四头肌有四个头。

红色和白色肌肉纤维

已经区分出三种类型的骨骼肌纤维:(1)红色慢肌纤维; (2)白色快速纤维; (3)中间快肌纤维。在任何给定的肌肉中总是混合这些类型的肌肉纤维,使它们具有一系列抗疲劳性和收缩速度。

。红色慢肌纤维:这些纤维是收缩缓慢的细胞。红色是由于它们的肌红蛋白含量,这是一种类似于血红蛋白的物质,它储存氧气并增加肌肉纤维内氧气的扩散速度。只要氧气供应充足,红色纤维就可以持续收缩,因此非常耐疲劳。成功的马拉松运动员往往有很高比例的这些红色纤维。

。白色快速纤维:这些纤维是快速收缩的大细胞。由于肌红蛋白含量较低,它们很苍白。白纤维很快就会疲劳,因为它们依靠纤维中短寿命的糖原储备来收缩。然而,它们能够比红色纤维产生更强大的收缩,使它们能够在短时间内进行快速,强大的运动。成功的短跑运动员拥有较高比例的白色纤维。

。中间快速纤维:这些红色或粉红色纤维在红色和白色纤维之间的尺寸和活性方面是折衷的。

血液供应

通常,每个肌肉接受动脉供应以通过血液将营养物质带入肌肉,并且包含若干静脉以去除肌肉释放到血液中的代谢副产物。这些血管通常通过肌肉的中央部分进入,但也可能向一端进入。此后,它们分支成毛细血管丛,遍布肌间隔,最终穿透每根肌纤维周围的肌内膜。在运动过程中,毛细血管扩张,使肌肉中的血流量增加多达800倍。然而,由相对不活跃的组织组成的肌腱具有更少的血液供应。

神经供应

肌肉的神经供给通常与神经血管束中的血液供应相同,并以类似的方式通过结缔组织隔膜分支进入肌内膜。每个骨骼肌纤维由单个神经末梢提供。这与其他肌肉组织形成对比,肌肉组织能够在没有任何神经刺激的情况下收缩。

进入肌肉的神经通常包含大致相等比例的感觉和运动神经纤维,尽管一些肌肉可能会接受单独的感觉分支。当神经纤维接近肌纤维时,它分成许多末端分支,统称为运动终板。

骨骼肌的运动单位

运动单元由单个运动神经细胞和它刺激的肌肉纤维组成。运动单元的大小各不相同,从上肢直径5-7毫米的圆柱体到下肢直径7-10毫米。单位内肌肉纤维的平均数量为150,但这个数字可以从不到10到数百。在需要精细的运动渐变的情况下,如在眼球或手指的肌肉中,由单个神经细胞供应的肌纤维的数量很小。另一方面,在需要质量运动的情况下,如在下肢的肌肉中,每个神经细胞可以提供数百个纤维的运动单元。

单个运动单元中的肌纤维遍布整个肌肉,而不是聚集在一起。这意味着单个运动单元的刺激将导致整个肌肉表现出弱收缩。

骨骼肌的工作是“全有或全无原则”:换句话说,肌肉细胞群或肌束可以收缩或不收缩。根据所需的收缩强度,一定数量的肌肉细胞将完全收缩,而其他肌肉细胞则不会收缩。当需要更大的肌肉力量时,可以同时刺激大多数运动单位。然而,在正常情况下,运动单元倾向于在继电器中工作,因此在长时间收缩期间,一些受到抑制而另一些受到收缩 - 这被称为逐渐收缩增量(GIC)。


图 7.4: 骨骼肌的运动单位。

肌肉反射

在骨骼肌内,有两种特殊类型的神经受体可以感知紧张(长度或伸展):肌腱和高尔基腱器官(GTO)。 肌腱的形状为雪茄状,由微小的改良肌纤维组成,称为内部纤维和神经末梢,在结缔组织鞘内包裹在一起; 它们位于主肌纤维之间并平行于主肌纤维。 GTO主要位于肌肉及其肌腱或腱膜的交界处。


图 7.5: 肌梭和高尔基肌腱器官的解剖。

拉伸反射

伸展反射有助于通过保持肌肉张力来控制姿势。它还有助于防止受伤,使肌肉能够对突然或意外的长度增加做出反应。这是它的工作原理:

。当肌肉延长时,肌肉锭被激发,导致每个锭子发送神经冲动,将延长的速度传达给脊髓。

。在接受这种冲动后,脊髓立即将一定比例的冲动发送回拉伸的肌纤维,使它们收缩,以使运动减速。该循环过程称为反射弧。

。同时将脉冲从脊髓发送到收缩肌肉的拮抗剂(即与收缩相反的肌肉),抑制拮抗剂的作用,使其不能抵抗伸展肌肉的收缩。该过程称为相互抑制。

。与这种脊柱反射同时,神经冲动也被送到大脑脊髓,传递有关肌肉长度和肌肉收缩速度的信息。大脑中的反射将神经冲动反馈回肌肉,以确保维持适当的肌肉张力以满足姿势和运动的要求。

。 同时,肌梭内微小肌梭内肌纤维的伸展敏感性由γ射线传出神经纤维*平衡并由脊髓内的运动神经元产生。 因此,伽马运动神经元反射弧确保肌肉收缩的均匀性,否则如果肌肉张力完全依赖于伸展反射,则肌肉收缩会变得不稳定。


图 7.6: 伸展反射弧。

在临床实践中使用的拉伸反射的典型临床实例是膝盖反射或髌骨反射,其中髌腱被小橡皮锤轻微敲击。 这导致以下事件序列:

。 髌腱的突然伸展导致股四头肌被拉伸,即髌腱上的尖锐叩击导致肌腱突然伸展。

。 这种快速伸展由股四头肌内的肌腱记录,导致股四头肌收缩。 当膝盖突然伸直时,这会引起一个小踢,并使肌肉轴上的张力消失。

。 同时,作为股四头肌拮抗剂的腿筋的神经冲动导致其作用的功能性抑制。


图 7.7: 髌骨反射。

当一个人在就座位置入睡时,另一个众所周知的伸展反射动作的例子是:他们的头部会向前放松,然后向后猛拉,因为颈部后伸的肌肉锭激活了反射弧。

伸展反射也可以持续不断地保持姿势肌肉的紧张; 换句话说,它使我们能够在没有有意识的努力和没有前进的情况下保持站立。 阻止此向前崩溃的事件序列发生在几分之一秒内,如下所示:

。 站着,我们自然而然地开始向前摇摆。

。 这将我们的小腿肌肉拉伸到一个加长的位置,激活伸展反射。

。 因此,小腿肌肉收缩,将我们拉回到直立位置。

深腱反射(自体抑制)

与伸展反射相反,伸展反射涉及肌肉轴对肌纤维伸长的反应,深腱反射涉及GTO对肌肉收缩的反应或张力的过度升高。因此,深腱反射产生与伸展反射相反的效果。这是它的工作原理:

。当肌肉收缩时,它会拉动位于两端的肌腱。

。肌腱的张力导致GTO将脉冲传递到脊髓。一些冲动继续到小脑。

。当这些冲动到达脊髓时,它们抑制供应收缩肌肉的运动神经,从而减少紧张。

。同时,供给拮抗肌的运动神经被激活,使其收缩。此过程称为互惠激活。

。同时,到达小脑的信息被处理并反馈以帮助重新调整肌肉紧张。

深腱反射具有保护功能:它可以防止肌肉收缩,使其从骨上脱落。因此,在涉及在弯曲和伸展之间快速切换的活动(例如跑步)中尤其重要。


图 7.8: 深腱反射。

但请注意,在正常的日常运动中,肌肉紧张不足以激活GTO并导致深腱反射。 相比之下,肌梭伸展反射的阈值设定得低得多,因为它必须在姿势肌肉中持续保持足够的紧张度以保持身体直立。

等距和等渗收缩

肌肉会在刺激时收缩,试图使其附着物更紧密,但这并不一定会导致肌肉缩短。 如果肌肉收缩导致没有运动,这种收缩称为等长; 如果某种运动产生,收缩称为等渗。

等距收缩

当肌肉中的张力增加时会发生等长收缩,但其长度保持不变。换句话说,虽然肌肉张紧,肌肉所经过的关节不会移动。这方面的一个例子是手持重物,肘部保持静止并弯曲90度。试图抬起被证明太重而无法移动的东西是另一个例子。另请注意,一些姿势肌大部分通过自动反射等距离工作。例如,在直立位置,身体具有在脚踝处向前倾倒的自然倾向;通过小腿肌肉的等长收缩来防止这种情况。同样地,如果颈后部的肌肉没有等长地收缩以保持头部集中,则头骨的重心将使头部向前倾斜。

等渗收缩

肌肉的等渗收缩使我们能够四处走动。这种收缩有两种类型:同心和偏心。

在同心收缩中,肌肉附着物靠得更近,导致关节运动。在手中握住物体的例子中,如果肱二头肌同心地收缩,肘关节将弯曲并且手将朝向肩部移动。同样,如果我们仰望天花板,颈部后部的肌肉必须同心收缩,使头部向后倾斜并伸展颈部。

偏心收缩意味着肌肉纤维以受控方式“放出”以减慢在重力(如果不加以检查)否则会使它们发生得太快的情况下的运动,例如,当降低手中持有的物体时到你身边另一个日常例子就是坐在椅子上。

因此,同心和偏心收缩之间的差异在于,前者肌肉缩短,而后者则实际上变长。


图 7.9: 等长收缩。


图 7.10: 腹部肌肉同心收缩以抬高身体。


图 7.11: 偏心等张收缩。

肌肉形状(分册的排列)

肌肉根据其束的排列而具有各种形状。 这种变化的原因是为肌肉提供与其位置和动作相关的最佳机械效率。 最常见的分册排列产生肌肉形状,可以描述为平行,羽状,会聚和圆形,这些形状中的每一个都具有进一步的子类别。 不同的形状如图7.12所示。


图 7.12: 肌肉的形状。

平行

在这种布置中,束布置成平行于肌肉的长轴。如果束在整个肌肉长度上延伸,则称为带状肌肉,例如缝匠肌。如果肌肉的两端都有扩张的腹部和肌腱,则称为梭形肌,例如肱二头肌。这种肌肉的一种变体在两端都有肉质腹部,中间有肌腱;就像在二腹肌中一样。

羽状

羽状肌之所以如此命名是因为它们的短纤维束倾斜地附着在肌腱上,就像羽毛的结构(来自拉丁文penna =“羽毛”)。如果肌腱在肌肉的一侧发展,则称其为单一的,例如在腿部的屈肌趾长肌。如果肌腱位于中间并且纤维从两侧倾斜地连接,则称为双斜面,一个很好的例子是股直肌。如果肌肉中有许多腱入侵,纤维从几个方向倾斜地附着(因此并排着许多羽毛),肌肉被称为多羽状的,最好的例子是三角肌。

会聚

具有广泛起源的肌肉会聚到单个肌腱,使肌肉呈三角形,称为会聚肌肉。最好的例子是大肌。

圆形

当肌肉的束以同心环排列时,肌肉被称为圆形。所有的括约肌骨骼肌都属于这种类型;它们围绕着开口,它们通过收缩而关闭。一个例子是眼轮匝肌。

动作范围与动力

当肌肉收缩时,它可以缩短最初长度的70%;因此,纤维越长,运动范围越大。另一方面,肌肉的强度取决于它所含肌纤维的总数,而不是纤维的长度。因此:

。具有长平行纤维的肌肉产生最大范围的运动,但通常不是非常强大。

。具有笔触图案(特别是多笔)的肌肉包含在大多数纤维中。这种肌肉比长的平行肌肉缩短,但往往更强大。

骨骼肌的功能特征

到目前为止,本书中所有关于肌肉的说法使我们能够制定一系列与骨骼肌有关的功能特征。

刺激性

兴奋性是接受和响应刺激的能力。在肌肉的情况下,当来自大脑的神经冲动到达肌肉时,释放出称为乙酰胆碱的化学物质。该化学物质使肌纤维中的电平衡发生变化,结果产生称为动作电位的电流。动作电位将电流从肌细胞的一端传导到另一端,并导致肌细胞或肌纤维的收缩(记住一个肌细胞=一个肌纤维)。

收缩

收缩性是指肌肉在受到刺激时强行缩短的能力。肌肉本身只能收缩;它们通常不会延长,除非通过一些外部手段(即手动),超出其正常的静止长度(参见下面的“Tonus”)。换句话说,肌肉只能将它们的两端拉到一起(收缩);他们无法将他们分开。

可扩展性

可扩展性是肌肉延伸或恢复到其静止长度(这是一种半收缩状态)或略微超出的能力。例如,如果我们站立时臀部向前弯曲,背部的肌肉,例如竖脊肌,会偏心地延长(参见第147页)以降低躯干,稍微超出正常的静止长度,因此有效地“拉长”。

弹性

弹性描述肌肉纤维在延长后反弹的能力,因此在放松时恢复其静止长度。在整个肌肉中,弹性效应由结缔组织鞘(肌内膜和外膜)的重要弹性性质补充。肌腱也有一些弹性。如上所述,当从臀部向前弯曲回来时,可以体验到这种弹性反冲效应的一个例子。最初没有肌肉收缩;相反,向上运动完全由背部肌肉的弹性反冲开始,之后背部肌肉的收缩完成运动。

紧张

肌强直或肌肉张力是用于描述肌肉在休息状态下返回的轻微收缩状态的术语。 肌肉紧张不会产生积极的动作,但它可以保持肌肉紧实,健康,并准备好对刺激作出反应。 骨骼肌紧张也有助于稳定和保持姿势。 高渗肌肉是那些“正常”休息状态过度收缩的肌肉。

骨骼肌的一般功能
 
启用运动:骨骼肌负责所有运动和操作,它们使您能够快速响应。

保持姿势:骨骼肌支撑垂直姿势抵抗重力。

稳定关节:骨骼肌及其肌腱稳定关节。

产生热量:骨骼肌(与平滑肌和心肌相同)产生热量,这对维持正常体温很重要。

肌肉骨骼力学

起源和插入

在大多数运动中,肌肉的一个附着保持相对静止而另一端的附着移动。更固定的附着被称为肌肉的起源,而另一个附着被称为插入。可以说关闭门的弹簧的起点位于门柱上并且其插入门本身。

然而,在身体中,附接装置很少是如此清晰,因为根据活动的参与,肌肉的固定和可动端可以颠倒。例如,将上肢连接到胸部的肌肉通常使手臂相对于躯干移动,这意味着它们的起源位于躯干上并且它们的插入位于上肢上。然而,在攀爬时,手臂是固定的,而躯干在被拉到固定肢体时会移动。在这种情况下,插入是固定的并且原点移动,据说肌肉执行相反的动作。因为有很多情况下肌肉正在使用相反的动作,所以有时候简单地谈论附件就不那么容易混淆了,而没有参考原点和插入。

在实践中,更靠近近侧(更靠近躯干或躯干)的肌肉附着通常被称为起源。更远侧(远离肢体的附接端或远离躯干)的附件被称为插入。


图 7.13: 肌肉工作,其原点固定,插入移动。


图 7.14: 攀爬:肌肉正在插入固定和原点移动(反向动作)。

肌肉群体行动

肌肉协同工作或相反,以实现各种各样的运动; 因此,无论肌肉能做什么,都有另一种可以消除它的肌肉。 也可能需要肌肉来提供额外的支撑或稳定性,以使某些运动能够在其他地方发生。

肌肉分为四个功能组:
 
原动力或激动剂

对抗肌

协同肌

固定架

原动力,或激动剂

原动力(也称为激动剂)是一种收缩以产生特定运动的肌肉。 一个例子是肱二头肌,它是肘关节屈曲的原动力。 其他肌肉可以帮助原动机提供相同的运动,虽然影响较小:这种肌肉被称为助手或辅助运动员。 例如,肱动脉辅助肱二头肌弯曲肘部,因此是次要动力器。

对手

与原动机关节的另一侧的肌肉,必须放松以使原动机收缩,被称为拮抗剂。 例如,当手臂前部的肱二头肌收缩以弯曲肘部时,手臂背部的肱三头肌必须放松以允许发生这种运动。 当运动逆转(即肘部伸展)时,肱三头肌成为原动力,而肱二头肌则扮演拮抗剂的角色。

增效剂

增效剂防止原动机收缩时可能发生的任何不必要的运动。当原动机穿过两个关节时,这尤其重要,因为当它收缩时,它将导致两个关节处的运动,除非其他肌肉用于稳定其中一个关节。例如,弯曲手指的肌肉不仅穿过手指关节,而且还穿过腕关节,可能导致两个关节的运动。然而,因为你有其他肌肉协同作用来稳定腕关节,你可以将手指弯曲成拳头而不会同时弯曲手腕。

原动机可能有不止一个动作,因此增效剂也可以消除不必要的动作。例如,肱二头肌将弯曲肘部,但其拉力线也会旋转前臂(扭动前臂,如拧紧螺钉)。如果你想在没有旋后的情况下发生屈曲,其他肌肉必须收缩以防止这种旋后。在这种情况下,这种增效剂有时被称为中和剂。

固定架

当增效剂固定原动机起源的骨时,增效剂更具体地称为固定器或稳定剂,从而为原动机的作用提供稳定的基础。在上肢运动期间稳定(固定)肩胛骨的肌肉是很好的例子。仰卧起坐练习是另一个很好的例子。腹部肌肉附着在胸腔和骨盆上;当它们收缩以使你能够进行仰卧起坐时,髋部屈肌将作为固定器协同收缩,以防止腹部倾斜骨盆,从而使上半身在骨盆保持静止时向前弯曲。


图 7.15: 肌肉的群体动作:(a)弯曲手臂的肘部; (b)在肘部伸展手臂(显示原动机和对手的反转角色)。

杠杆作用

在经典生物力学中,骨骼,关节和肌肉一起形成体内杠杆系统,以优化任何给定运动所需的相对强度,范围和速度。 关节充当支点,肌肉施加力量,骨骼承受要移动的身体部位的重量。


图 7.16: 耻骨肌比内收肌长更接近运动轴。因此,果胶是臀部较弱的内收肌,但能够产生更大的运动下肢每厘米的收缩。


图 7.17: (续)。


图 7.17: 一流的杠杆:组件的相对位置是负载支撑力。 例子是跷跷板和一把剪刀。 在身体中,一个例子是伸展头部和颈部的能力:这里面部结构是负荷,寰枕关节是支点,后颈部肌肉提供努力。


图 7.18: 二级杠杆:组件的相对位置是支点 - 负载 - 努力。 最好的例子是独轮车。 在身体中,一个例子是能够在站立时将脚跟抬离地面:这里脚的球是支点,体重是负荷,小腿肌肉提供了努力。 使用二等杠杆,可以牺牲速度和运动范围来增强力度。


图 7.19: 三级杠杆:组件的相对位置是负载 - 支撑力。一对镊子就是这样的一个例子。在体内,大多数骨骼肌以这种方式起作用。一个例子是弯曲前臂:这里握在手中的物体是负荷,肱二头肌提供力量,肘关节是支点。使用三级杠杆,可以牺牲速度和运动范围的强度。

附着在支点附近的肌肉将比在更远处附着的肌肉更弱。然而,它能够产生更大的移动范围和速度,因为杠杆的长度放大了其可移动附件行进的距离。图7.16说明了与髋关节内收肌有关的这一原理。
 
如此定位以移动较大负荷的肌肉(在这种情况下是内收肌长)据说具有机械优势。据说靠近支点附着的肌肉在机械上处于劣势,并且具有较弱的作用。

图7.17-7.19通过人体实例说明了一级,二级和三级杠杆的差异。

限制骨骼运动的肌肉因素

肌肉无法收缩或延长超过某一点会导致身体运动的一些实际障碍:这些概述如下。

被动不足

跨越两个关节的肌肉称为双关节。除非已经训练肌肉放松,否则这些肌肉可能无法“足够”地“支付”以允许两个关节同时完全运动。例如,大多数人需要弯曲膝盖以触摸他们的脚趾;这是因为腿筋(跨越髋关节和膝关节)不能伸长到足以允许髋关节完全屈曲而不会将膝关节拉向屈曲。出于同样的原因,如果膝盖弯曲,膝盖伸直时,将大腿拉到胸前会更容易。这种限制称为被动不足。因此,被动不足是指肌肉无法延长超过其长度的固定百分比。


图 7.20: 被动不足示例1:(a)必须将膝盖弯曲到触摸脚趾意味着腿筋被动不足; (b)能够用膝盖直接触摸脚趾意味着腿筋的被动不足更少。


图 7.21: 被动不足的例子2:(a)只有在训练腿筋训练以克服其被动不足的情况下才能进行膝盖伸直的高踢腿; (b)对于大多数人来说,高踢腿的尝试将受到腿筋被动不足的限制,导致膝盖弯曲。

积极的不足

主动不足与被动不足相反。被动不足是由于肌肉无法延长超过其长度的固定百分比而导致的,主动力不足是由于肌肉无法收缩超过固定量。例如,当臀部弯曲时,大多数人可以弯曲膝盖以使其脚跟靠近臀部,因为腿筋的上部被拉长而下部被缩短。然而,当臀部伸展时,通常不能完全弯曲膝盖;这是因为随着髋部伸展,腿筋已经缩短,这意味着腿筋中剩余的“缩短”潜力不足以使膝盖完全弯曲。


图 7.22: 主动不足:(a)髋关节屈曲,腿筋在臀部伸展,使其收缩能够完全弯曲膝盖; (b)在髋部伸展的情况下,缩短的腿筋不能进一步收缩以使膝盖完全弯曲。

并行运动

如果在膝盖伸展的同时需要伸展髋部,如在跑步时从地面推出,则称为并发运动的现象适用,并且证明是非常有用的。为了掌握并发运动的概念,首先要记住,当腿筋收缩时,它们能够单独或同时延伸髋关节并弯曲膝关节。在分析更详细的运行示例时,我们可以观察到以下情况:

当脚推向地面时,腿筋收缩以伸展臀部。

同时,固定器可防止腿筋弯曲膝盖。

因此,腿筋仅在其上端(起点)缩短,但在其下端(插入)保持加长。腿筋伸展髋部动作的拮抗剂是股直肌,由于相互抑制而使腿筋收缩而放松。

当髋部完全伸展时,已经伸展的股直肌不能进一步伸展,导致膝盖拉伸。

因此,股直肌在其上端延长并在其下端缩短。

因此,同时运动既不会缩短也不会拉伸任何肌肉的两端,从而避免了腿筋和股直肌的被动和主动不足; 相反,一端随着另一端的缩短而变长,反之亦然。 图7.23说明了这个概念。


图 7.23: 同时运动。

逆流运动

如果需要在伸展膝盖的同时发生髋关节屈曲,如在踢球时,发生逆流运动。 在更详细地分析踢球的例子时,我们观察到以下内容:

在踢球的动作中,股直肌充当原动力以弯曲髋部并伸展膝盖。

因此,股直肌的上部和下部都缩短了。

由于相互抑制,腿筋松弛,因此它们可以在两端延伸并允许踢腿。

一旦运动完成,股直肌就会松弛,但运动的动量仍在向前推动腿部。 在这个阶段,腿筋收缩作为腿的“刹车”,因为它向前飞行。

因此,逆流运动通过确保拮抗剂首先放松,然后在正确的时间收缩以防止动量力过度拉伸肌肉和韧带来防止受伤。 所谓的弹道运动依赖于这个原则,但通常是如此强有力地使得动量的力量大于对手“制动”这种动量的能力。 在这种情况下,经常发生肌肉和韧带损伤。

核心稳定性

核心稳定性可以被描述为“行李箱支撑,控制和承受作用于其上的力的能力,从而使车身结构能够在最安全,最强大和最有效的位置上发挥作用”(Elphinston,2015)。


图 7.24: 逆流运动。


图 7.25: 过度热火的弹道拉伸可能造成的伤害。

这种通过中央体管理力的能力是涉及运动中身体整体功能稳定性的许多因素之一。与“核心”相关的肌肉必须能够以多种方式发挥作用以满足我们的功能需求。例如,任务可能需要耐力来支撑躯干和骨盆以抵抗腿部的强壮肌肉动作,或者需要快速响应以抵抗像橄榄球这样的突然打击。

通过多个肌肉的相互作用产生躯干的稳定性。一些,如直接与其相应的脊柱节段相邻的多裂肌,是短的纤维状并且位于其影响区域附近,并且因此具有相对最小的运动效果。其他如竖脊肌,可以在多个脊柱节段上施加力。一些,如背阔肌,臀大肌和腿筋,似乎远离脊柱本身,但通过它们的筋膜连接提供支撑。


图 7.26: 后斜肌肌筋膜吊带:背阔肌,臀大肌和胸腰筋膜。

最常与核心稳定性相关的肌肉是腹肌。这些中较浅表的,例如外斜肌,产生扭矩,因此是能够训练有效力量的有力肌肉。最深的腹部,腹部横突,在低水平的募集工作,作为下半身和上半身之间的力传递器(Allison等人2008),前后躯干的连接器通过其附件进入胸腰筋膜,是身体自然稳定机制的重要组成部分,腹内压(Hodges等2005)。

Hodges和Richardson(1997)关于腹横肌行为的早期研究在康复方法中产生了广泛的变化,特别是对于腰痛。他们的发现表明,这种肌肉在前馈机制中起作用,即它响应移动的冲动,以便有助于身体的整体准备来管理由运动产生的力。它作为插入胸腰筋膜的许多肌肉之一的作用进一步加强了训练它的情况,特别是当发现其功能在低背痛的情况下被改变时(Hodges 2001)。


图 7.27: 腹部肌肉是最常与核心稳定性相关的肌肉。

然而,经过多年的研究,腹横肌等关键肌肉的表现并未令人信服地与腰背痛的改善结果相关联(Allison等人,2012; Lim等人,2011),也没有一般的核心稳定性训练已被证明比该患者组的一般运动更有效(Koumantakis等人,2005)。因此,核心稳定性培训现在被认为是在个人总体运动功能的更广泛背景下。

在腹内压力的情况下,隔膜和骨盆底分别形成屋顶和地板到位于脊柱前方的假想的可充气罐,其中腹横肌和内部倾斜的后纤维主要缠绕以形成其壁。根据我们正在做的事情,肌肉精确地同步以改变该罐中的压力量,这反过来有助于从内部稳定脊柱。它是协调所有产生脊柱支撑的成分,而不是强调孤立的肌肉行为。


图 7.28: 在胸腔和腹腔内产生最佳压力水平。

在结构上,那些主要是“运动”肌肉并且可以施加高力的那些肌肉往往是相对肤浅的,以利用四肢上更长的拉力线。主要作为关节运动控制器工作的那些肌肉倾向于更深地位于支撑并保持整个运动中的关节位置。在功能障碍或抑制这些肌肉的情况下,可以促进更多的浅表肌肉以提供补偿稳定性的形式。当发生这种情况时,个体经历失去关节运动范围,拉伸不会改善。因此,训练必须解决肌肉的平衡和协调,以及良好的运动质量,以恢复平衡。

曾经强调从中央核心肌肉训练持续的保护性支撑行为,现在已经确定患有腰痛的人可能倾向于表现出过多的活动而不是过少(Brumagne等人,2008),或者无法充分释放躯干肌肉以应对突然的运动(Cholewicki 2005)。这种反应既可以是生理反应,也可以是行为反应,强调需要以这样的方式进行训练,包括平稳运动,自信,身体意识和协调。

骨盆控制对于维持躯干稳定性至关重要,因为躯干本身的肌肉。骨盆和躯干之间的解剖桥梁如腰肌强烈牵连,突出了臀部,骨盆和躯干姿势之间的密切联系。骨盆位置如前,后或侧向倾斜将直接影响躯干位置,并且躯干肌肉组织必须作出相应的反应。因此,骨盆姿势,以及臀肌等骨盆肌肉组织的力量和时间将是任何躯干康复计划的重要组成部分。

参考:The Pocket Atlas of Human Anatomy A Reference for Students of Physical Therapy, Medicine, Sports, and Bodywork Student Edition

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