Сухожильное действие двухсуставных мышц: перенос механической энергии между суставами при прыжках, приземлении и беге

Экспериментально оценивали количество механической энергии, переносимой двухсуставными мышцами между суставами нижней конечности при прыжках вверх из приседа, приземлении после спрыгивания с высоты 0,5 м и беге трусцой. В исследовании участвовали пять здоровых человек (рост 1,68–1,86 м, масса тела 64–82 кг). Координаты маркеров на теле регистрировали оптическими методами, а реакции опоры — с помощью силовой платформы. Решая обратную задачу динамики для двумерной четырёхзвенной модели ноги с восемью мышцами, определяли мощность, развиваемую суставными (суммарными мышечными) моментами, и мощность каждой мышцы. Энергию, переносимую двухсуставными мышцами от каждого сустава и к нему, рассчитывали интегрированием по времени разности между мощностью, развиваемой суставным моментом, и суммарной мощностью мышц, действующих на данный сустав. При прыжке вверх из приседа и в фазе отталкивания при беге двухсуставные мышцы (прямая мышца бедра и икроножная мышца) переносили механическую энергию от проксимальных суставов нижней конечности к дистальным. При приземлении и в фазе амортизации во время бега эти мышцы переносили энергию от дистальных суставов к проксимальным. При прыжке вверх из приседа максимальная энергия, перенесённая от проксимальных суставов к дистальным, составила 178,6 ± 45,7 Дж (97,1 ± 27,2% работы, выполненной суставным моментом в тазобедренном суставе). При приземлении максимальная энергия, перенесённая от дистальных суставов к проксимальным, составила 18,6 ± 4,2 Дж (38,5 ± 36,4% работы, выполненной суставным моментом в голеностопном суставе). Сделан вывод, что односуставные мышцы проксимальных отделов компенсируют недостаточную работу односуставных мышц дистальных отделов, перераспределяя механическую энергию между суставами посредством двухсуставных мышц. В фазе отталкивания мышцы проксимальных отделов помогают разгибать дистальные суставы, передавая им часть вырабатываемой механической энергии. В фазе амортизации они помогают дистальным мышцам рассеивать механическую энергию тела.