Соотношения сила—длина мышц задней группы бедра и их значение для углозависимых суставных моментов силы: нарративный обзор

Временные биомеханические и физиологические реакции на физическую активность различаются между отдельными компонентами мышц задней группы бедра и между упражнениями, что указывает на неодинаковую работу этих мышц и на различную длину, на которой они функционируют, в разных задачах. Однако силовые свойства этих мышц по длине изучены недостаточно. В настоящем обзоре анализируются факторы, влияющие на соотношения сила—длина мышц задней группы бедра, и эти данные сопоставляются с их функцией in vivo. Был выполнен поиск в четырёх базах данных исследований, в которых оценивали связь между длиной мышцы и силой, моментом силы, активацией или плечом момента мышц задней группы бедра. Данные были обобщены для соотношений сила—длина на уровне саркомера/волокна, а затем для связей плечо момента—длина, активация—длина и момент силы—угол в суставе. Для прогнозирования соотношений сила—длина и момент силы—длина мышц задней группы бедра также использовали пять моделей прямого моделирования. Результаты показывают, что только за счёт различий в архитектуре полусухожильная мышца (ПС) развивает меньшую пиковую силу и имеет более пологую зависимость активной (сократительной) силы волокна от длины, чем длинная головка двуглавой мышцы бедра (ДГББ) и полусухожильная мышца (ПМ), однако ДГББ и ПМ вносят больший вклад в силу на значительной части диапазона движений в тазобедренном и коленном суставах. Максимальные плечи момента мышц задней группы бедра больше в тазобедренном суставе, чем в коленном, поэтому эти мышцы, как правило, действуют скорее как производители силы в тазобедренном суставе, но при заданных укорочении и скорости мышцы обеспечивают большую ротацию сустава и угловую скорость в коленном суставе. Однако плечо момента у ПМ больше, чем у ПС и ДГББ, что частично компенсирует её сниженные силовые возможности, но одновременно уменьшает её и без того значительный потенциал экскурсии. Совокупность современных данных, ограниченная возможностями электромиографии, указывает на то, что различия активации, зависящие от угла в суставе, оказывают минимальное влияние на соотношения сила—длина и момент силы—угол в суставе. Во время повседневной активности, такой как ходьба или приседание, мышцы задней группы бедра, по-видимому, работают на восходящей части кривой сила—длина, тогда как упражнения на сгибание колена при угле в тазобедренном суставе 45-90° способствуют более оптимальной генерации силы. Упражнения, требующие сгибания в тазобедренном суставе на 45-120° и разгибания в коленном суставе на 45-0° (например, спринтерский бег), могут, следовательно, вызывать большие мышечные силы и, предположительно, обеспечивать более оптимальный адаптационный стимул. Наконец, увеличение сопротивления растяжению при сгибании в тазобедренном суставе более чем на 45° в основном обусловлено полусухожильной мышцей и длинной головкой двуглавой мышцы бедра.