骨骼肌损伤修复与微观化研究探索
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

四、骨骼肌的起止、配布和工作

(一)起止

骨骼肌通常以两端附着在两块或两块以上的骨面上,中间跨过一个或多个关节。肌肉收缩时使两骨彼此靠近而产生运动。通常把接近身体正中面或四肢靠近近侧的附着点称为肌肉的起点,把另一端称为止点。如基本呈上下方向走行的肱二头肌,附着在肩胛骨上的近端为起点,附着在桡骨上的远端为止点。整体方向内侧向外侧方向走行的胸大肌,附着在胸骨、肋骨和锁骨内侧的内侧端为起点,附着在肱骨的外侧端为止点。整体方向呈上下方向的腹直肌,附着在耻骨上的下端由于靠近身体正中面视为起点,附着在肋骨、胸骨上的上端由于相对远离身体正中面被视为止点。

一般来说,运动过程中,两块骨必定有一块骨的位置相对固定,称为定点,而另一块骨的位置相对移动,称为动点。肌肉的起点和止点固定不变,而肌肉的定点和动点在一定条件下可以相互置换。对于四肢的肌肉而言,近固定时,肌肉的起点为定点;远固定时,肌肉的止点为定点。

(二)配布

肌肉在关节周围配布的方式和多少与关节的运动轴一致。单轴关节通常配备2组肌,如指间关节,前方有屈肌,后方有伸肌,从而使关节完成屈和伸的运动;双轴关节通常有4组肌,如肘关节,除有屈肌和伸肌外,还配布有使肌肉旋内和旋外的肌肉;三轴关节周围配备有6组肌,如肩关节和髋关节,除外屈、伸、旋内、旋外关节的肌肉外,还有内收、外展关节的肌肉。

(三)肌肉的协作关系

生物运动链中有的肌肉只作用于一个关节,有的肌肉可以作用于两个或两个以上的关节。每块肌肉并非单独作用,肌肉总是以肌群的形式参与运动。在肌群之间各块肌肉之间以及各肌群之间都存在着复杂的相互作用。既包括相互协同,也包含着相互对抗。这种相互协同对抗的作用使生物运动链的运动更协调、完善。生物运动链中关节周围的肌肉共同组成功能群而发挥功能作用。肌肉对关节的固定和解除固定,使生物运动链中活动环节的数量发生变化。整个生物运动链有时可以固定成一个环节,有时运动可以发生于部分环节。肌群的协调工作可保证生物运动链中各环节的运动方向,控制运动速度,通过制动限制运动速度,并在这个过程中实现了力量传递。

人的动作往往不是一块肌肉所能完成的,但所起的作用不同,根据肌肉在运动中所起的作用,可分为原动肌、对抗肌、固定肌及中和肌等。

1.原动肌:原动肌是指直接完成某一动作的肌肉,如屈肘动作中的肱肌、肱二头肌、肱桡肌和旋前圆肌是原动肌。其中肱肌和肱二头肌在屈肘过程中起主要作用,称为主动肌;后两块起次要作用,又称为次动肌。

2.对抗肌:与原动肌功能相反的肌肉叫对抗肌,如肱三头肌就是屈肘关节的对抗肌,主要作用为运动终末的制动。

3.固定肌:将原动肌定点所附着骨固定起来的肌肉叫固定肌,如前臂弯举动作时,肩关节周围固定肱骨的肌肉就是固定肌。

4.中和肌:指中和原动肌无关作用的肌群,如屈髋关节的原动肌髂腰肌,其功能不仅能屈髋,而且使髋关节旋外,此即原动肌的无关作用,相应使髋关节旋内的肌肉即为中和肌。

5.协同肌:例如屈桡腕关节时,经过该关节前方的肌同时收缩,这些功能相同的肌称为协同肌。

(四)肌肉的工作性质

1.动力性工作

动力性工作指肌肉工作时所产生的力量,能够引起运动环节在空间中产生移动,肌肉的长度也发生明显的改变。其特点为肌肉的收缩和舒张交替进行,肌肉的长度和力的作用不断的改变。动力性工作又可分为以下两种类型:

1.1 向心工作

向心工作又称为克制工作,其特点为肌肉工作时候内部张力增加,肌力矩大于阻力矩,引起环节朝向肌肉拉力的方向运动,肌肉的长度变短。如两臂侧平举动作举起时,三角肌、冈上肌即在近固定条件下做向心工作。

1.2 离心工作

离心工作又称为退让工作,其特点为肌肉工作时内部张力增加,但肌力矩小于阻力矩,引起环节向背离肌肉拉力的方向运动,肌肉的长度增加。肌肉进行离心工作,可使外力或阻力对环节产生的加速减小,使环节运动速度减慢乃至停止。如持哑铃弯举放下伸肘动作,肱肌、肱二头肌即在近固定条件下做离心工作。

最大用力收缩时离心收缩张力大于向心收缩张力的原因:同一块肌肉,在收缩速度相同的情况下,离心收缩可产生最大张力,研究证实,离心收缩产生的力量比向心收缩大约50%,比等长收缩大约25%。这一方面是因为牵张反射,离心收缩时候肌肉受到强烈牵张,因此会反射性引起肌肉收缩。另一方面是因为离心收缩时候肌肉中的弹性成分被拉长而产生阻力,同时肌肉中的可收缩成分也可产生最大阻力。与此相反,向心收缩时候,一部分肌肉张力在作用于负荷之前,需要先拉长肌肉中的弹性成分,充分拉长以后才会作用于外界负荷,因此向心肌肉收缩产生的张力有一部分是克服弹性阻力的,使得实际表现出来的张力小于实际肌肉收缩产生的张力,而离心收缩则刚好相反。

2.静力性工作

若肌肉工作时内部张力增加,肌力矩与阻力矩相等,使环节保持在固定的位置,关节角度不变,肌肉长度不变。其特点为肌肉较长时间处于持续性工作所产生的作用,静力性工作可分为以下三种类型:

2.1 支持工作

支持工作指肌肉持续性收缩,以平衡阻力使运动环节保持固定的姿势,其特点为在关节处可找到明确的原动肌,不同于加固工作和固定工作时相关关节周围所有肌肉共同发力无明确原动肌的情况。又可分为两种形式:一种是肌肉保持缩短,如前控腿练习时,屈大腿的髂腰肌、股直肌等做的工作属于缩短状态的支持工作;另一方面,肌肉保持拉长状态,如马步站桩,股四头肌即做的拉长状态的支持工作。

2.2 加固工作

关节周围肌肉持续收缩,以防止相邻环节由于作用而在关节处相互脱离,称为加固工作。如单杠悬垂动作时,肩关节、肘关节以及手关节周围的肌肉持续收缩,防止关节被拉伤,此时这些关节周围的肌肉即做加固工作。

2.3 固定工作

肌肉收缩使相邻环节在关节处相互靠紧的工作称为固定工作。如双杠直角支撑时,肘关节周围肌肉持续收缩,防止关节被过分挤压而产生损伤,此时肘关节周围的肌肉所做的工作称为固定工作。

(五)骨骼肌收缩形式及特点

根据肌肉收缩时的长度变化可分为以下几种形式。

1.向心收缩

肌肉向心工作做功,其值为负荷重量与负荷移动距离的乘积,可以表现为两种形式。

1.1 等张收缩

向心收缩过程中,肌肉收缩通过骨的杠杆作用克服阻力做功,在负荷不变的情况下随着角度变化,肌肉做过功的力矩会发生变化,需要肌肉用力大小也会有差异,因此等张收缩是相对的。整个运动范围内,肌肉最大用力点为“顶点”,只有此时才有可能让肌肉达到最大收缩力量,这也是此种训练方式的不足。

1.2 等动收缩

等动收缩是指在关节运动范围内运动时肌肉以恒定的速度,且外界阻力与肌肉收缩时肌肉产生的力量始终相等的肌肉收缩。此种收缩方式让肌肉在整个运动范围内都能产生最大的肌肉张力,而且收缩速度可以根据需要进行调节,因此可有效提高肌肉收缩力量。不过等动收缩一般需要专门的仪器设备才能实现,如等动练习器。

2.等长收缩

等长收缩指肌肉在收缩时其长度不变,肌肉做静力性工作。可能是肌肉收缩时对抗不能克服的负荷,也可能是当其他关节由于肌肉收缩发生运动的时候等长收缩使某些关节保持一定的位置,为其他关节运动创造适宜的条件。

3.离心收缩

肌肉在收缩产生张力的同时自身被拉长的收缩称为离心收缩,做负功。如下蹲时,股四头肌做离心收缩以控制重力作用,使身体缓慢下蹲,起到了缓冲作用。还有比如搬运重物时,将重物放下、下坡跑和下楼梯等也需要肌肉进行离心收缩。由于肌肉离心收缩的制动作用,缓冲了身体的下落速度,不至于造成身体损伤。

4.超等长收缩

超等长收缩指骨骼肌工作时先做离心式拉长,继而做向心式收缩的一种复合式收缩形式。其优势在于当肌肉被拉长后产生的弹性势能,拉长后产生的牵张反射性收缩,以及主动向心收缩所产生的力量形成合力的时候,肌肉将产生较大收缩力。完成超等长收缩练习时,肌肉最终收缩力量的大小是由于肌肉在离心收缩中被拉长的速度和被拉长的长度所决定,其中前者更为重要。与其它收缩形式相比,超等长收缩练习更接近比赛时人体的运动形式。

(六)多关节肌收缩的主动不足和被动不足

只跨过一个关节的肌肉称为单关节肌,如肱肌。跨过两个或两个以上关节的肌肉称为多关节肌,如肱二头肌、股四头肌、腘绳肌。单关节肌因为只作用于一个关节,相对功能比较单一。多关节肌是生物进化的产物,在人体运动中,很多动作是多个关节按照一定模式组合完成的。例如在劳动和生活中,很多上肢动作要求把物体拉近身体或者抱住,比如吃饭或者拥抱,这要求肩关节和肘关节同时完成屈的动作;而在遇到危险时候,人体会反射性把物体推离身体,这又要求肩关节和肘关节同时做伸的动作来完成。为了便于快速、精准地完成这些动作,多关节肌在进化过程中就逐渐产生了。

深入研究人体多关节肌的配布规律对于理解人体各环节运动之间的相互关系具有重要意义。在具体生活和体育训练过程中,多关节肌由于跨过多个关节,工作时候就可能出现多关节肌的主动不足和被动不足。

1.多关节肌功能性主动不足

多关节肌作为原动肌发力时,其肌力充分作用于一个关节后,就不能再充分地作用于其它关节的现象称为主动不足,其实质是肌肉力量不足。比如在屈大腿的情况下再要求伸直小腿,股直肌因为已经完成了屈髋的动作而在伸膝关节时会感到力量不足。

2.多关节肌功能性被动不足

多关节肌在一个关节处被充分拉长以后,就不能在其它关节再被充分拉长的现象称为被动不足,其实质是肌肉的伸展性不足。如手指紧握铅笔后外力压腕,前臂后群肌肉由于在屈指关节时候已经被充分拉长,那么再受外力屈腕的时候会因为伸展性不足而感到疼痛。

主动不足和被动不足分别是影响肌肉力量和柔韧素质的重要因素之一。在具体的体育运动专项中,要完成相关的技术动作,那么就需要尽可能地经济、省力以节省体力或防止损伤,因此采用合理的调整避免多关节肌主动不足或被动不足的发生,使多关节肌的力量和伸展性集中地作用于一个关节,从而达到更好的运动效果。如正足背踢球时,支撑腿的足应该落在球横轴的稍前方,那么击球腿击球的一瞬间,髋关节刚好转动到人体标准位置,股直肌屈髋的功能完成,就可以把力量集中地作用于伸膝关节,这样的身体位置可保证股直肌的力量集中作用于伸小腿,也可避免腘绳肌出现被动不足,击出的球才更有力度。

平时训练过程中,则需要利用多关节肌的特点,选择或设计一些练习来增加难度,有效地提高多关节肌的力量和柔韧性。比如发展股直肌力量时,可先屈髋后再做弹小腿的动作;发展腘绳肌力量时候,可在俯卧位先伸髋关节,再做屈小腿的动作。其实肩关节周围的肱二头肌和肱三头肌也属于多关节肌,但相较与髋关节周围的股直肌和腘绳肌,其主动不足和被动不足就不那么明显,这也是因为肩关节相对比较灵活,肩关节周围多关节肌肉人体平时生活或训练过程中对其练习较多的缘故。

附:

胸大肌和背阔肌属于单关节肌还是多关节肌?

胸大肌和背阔肌有很大的相似性,其起点均在躯干上,并且其肌纤维均向外侧收拢集中,最终附着在肱骨上。因此,这两块肌肉跨过的关节也一样,严格来讲,跨过了胸锁关节、肩锁关节和肩关节共3个关节。因为肩锁关节为平面关节,运动幅度小,因而在实际的动作分析过程中,认为肩胛骨和锁骨共同绕着胸锁关节产生运动,并以最外侧的肩胛骨的运动方向为代表反映其运动方式。

在近固定条件下,胸大肌和背阔肌均可使上臂绕肩关节内收和旋内,在标准解剖学姿势的前提下,胸大肌可使上臂绕肩关节屈,背阔肌可使上臂绕肩关节伸。其次,胸大肌下部纤维和背阔肌还可作用于胸锁关节,间接使肩带远侧,即锁骨远端和肩胛骨下降,如抗阻沉肩动作。

在远固定条件下,胸大肌和背阔肌均可使躯干受牵拉向上臂靠拢(如引体向上动作)或提肋助吸气。其次,胸大肌下部纤维和背阔肌还可作用于胸锁关节,此时产生胸廓绕胸锁关节上提的运动效果。