Mięsień pięcioramienny - Pennate muscle
| Rectus femoris | |
|---|---|
 Mięśnie okolicy biodrowej i przedniej części udowej. (Rectus femoris zaznaczony na czerwono.)
| |
| Detale | |
| Początek | przedni dolny kręgosłup biodrowy i zewnętrzna powierzchnia wyrostka kostnego, który tworzy biodrową część panewki |
| Wprowadzenie | wstawia się w ścięgno rzepki jako jeden z czterech mięśni czworogłowych |
| Tętnica | tętnica okalająca boczna udowa |
| Nerw | nerw udowy |
| działania | wyprost kolana ; zgięcie bioder |
| Antagonista | Ścięgno udowe |
| Identyfikatory | |
| TA98 | A04.0.00.016 |
| TA2 | 1989 |
| FMA | 74993 |
| Anatomiczne warunki mięśni | |
Pennate lub mięśni pierzaste (zwany również mięśni penniform ) jest typ mięśni szkieletowych z pęczków włókien , które łączą się ukośnie (w pozycji pochylonej) do jego ścięgna. Ten typ mięśnia generalnie umożliwia wytwarzanie większej siły, ale mniejszy zakres ruchu. Kiedy mięsień kurczy się i skraca, kąt pentacji wzrasta.
Etymologia
Od łacińskiego pinnatus „pierzasty, uskrzydlony”, od pinna „pióro, skrzydło”.
Rodzaje mięśnia pennate
W tkance mięśni szkieletowych, 10-100 endomysium -sheathed włókna mięśniowe są podzielone perimysium -wrapped wiązkach znany jako zeszytów . Każdy mięsień składa się z wielu pęczków zgrupowanych razem w rękawie tkanki łącznej, znanym jako epimysium . W mięśniu pięcioramiennym rozcięgna biegną po obu stronach mięśnia i przyczepiają się do ścięgna. Pęczki przyczepiają się do rozcięgna i tworzą kąt (kąt pennacyjny) z osią obciążenia mięśnia. Jeśli wszystkie pęczki znajdują się po tej samej stronie ścięgna, mięsień pennate nazywa się unipennate (ryc. 1A). Przykładem mogą być niektóre mięśnie dłoni . Jeśli po obu stronach ścięgna środkowego znajdują się pęczki, mięsień pięciopierścieniowy nazywa się dwupiórem (ryc. 1B). Femoris rectus , duży mięsień w mięsień czworogłowy uda , to typowe. Jeśli ścięgno centralne rozgałęzia się w obrębie mięśnia pięcioramiennego, mięsień nazywa się wielopiórkowym (ryc. 1C), jak widać w mięśniu naramiennym w ramieniu .
Konsekwencje architektury mięśnia pennate
Fizjologiczny obszar przekroju poprzecznego (PCSA)
Jedną z zalet mięśni pennate jest to, że więcej włókien mięśniowych może być upakowanych równolegle, dzięki czemu mięsień może wytwarzać większą siłę, chociaż kąt włókna do kierunku działania oznacza, że maksymalna siła w tym kierunku jest nieco mniejsza niż maksymalna siła w kierunek włókna. Pole przekroju poprzecznego mięśnia (niebieska linia na rycinie 1, znana również jako powierzchnia przekroju anatomicznego lub ACSA) nie odzwierciedla dokładnie liczby włókien mięśniowych w mięśniu. Lepszego oszacowania dostarcza całkowita powierzchnia przekrojów prostopadłych do włókien mięśniowych (zielone linie na ryc. 1). Miara ta jest znana jako fizjologiczny obszar przekroju poprzecznego (PCSA) i jest powszechnie obliczana i definiowana za pomocą następującego wzoru (alternatywna definicja znajduje się w głównym artykule ):
gdzie ρ jest gęstością mięśnia:
PCSA wzrasta wraz z kątem pennation i długością mięśnia. W mięśniu pięcioramiennym PCSA jest zawsze większe niż ACSA. W mięśniu niepenantowym pokrywa się z ACSA.
Związek między PCSA a siłą mięśni
Całkowita siła wywierana przez włókna wzdłuż ich ukośnego kierunku jest proporcjonalna do PCSA. Jeśli znane jest specyficzne napięcie włókien mięśniowych (siła wywierana przez włókna na jednostkę PCSA), można je obliczyć w następujący sposób:
Jednak tylko część tej siły może być wykorzystana do naciągnięcia ścięgna w pożądanym kierunku. Ten składnik, który jest prawdziwą siłą mięśniową (zwaną również siłą ścięgna ), jest wywierany wzdłuż kierunku działania mięśnia:
Druga składowa, prostopadła do kierunku działania mięśnia (siła ortogonalna = siła całkowita × sinΦ) nie jest wywierana na ścięgno, ale po prostu ściska mięsień, przyciągając jego rozcięgna do siebie.
Zauważ, że chociaż praktycznie wygodnie jest obliczyć PCSA na podstawie objętości lub masy i długości włókna, PCSA (a zatem całkowita siła włókien, która jest proporcjonalna do PCSA) nie jest proporcjonalna do masy mięśnia lub samej długości włókna. Mianowicie, maksymalna ( tężcowa ) siła włókna mięśniowego zależy po prostu od jego grubości (pole przekroju) i rodzaju . W żadnym wypadku nie zależy to wyłącznie od jego masy lub długości. Na przykład, gdy masa mięśniowa wzrasta z powodu rozwoju fizycznego w dzieciństwie, może to być spowodowane jedynie wzrostem długości włókien mięśniowych, bez zmiany grubości włókien (PCSA) lub typu włókien. W tym przypadku wzrost masy nie powoduje wzrostu siły.
Niższa prędkość skracania
W mięśniu pentagonalnym, w konsekwencji ich ułożenia, włókna są krótsze niż byłyby, gdyby biegły od jednego końca mięśnia do drugiego. Oznacza to, że każde włókno składa się z mniejszej liczby N z sarkomerów szeregowo. Co więcej, im większy kąt pennacji, tym krótsze włókna.
Szybkość, z jaką włókno mięśniowe może się skracać, jest częściowo zdeterminowana przez długość włókna mięśniowego (tj. przez N ). Tak więc mięsień o dużym kącie pentacyjności będzie kurczył się wolniej niż podobny mięsień o mniejszym kącie pentagonalnym.
Przełożenie architektoniczne
Przełożenie architektoniczne, zwane również przełożeniem anatomicznym (AGR), jest cechą mięśnia pennatowego określoną przez stosunek między podłużnym naprężeniem mięśnia a naprężeniem włókien mięśniowych . Czasem określa się ją również jako stosunek szybkości skracania mięśni do szybkości skracania włókien:
AGR = ε x /ε f
gdzie ε x = odkształcenie wzdłużne (lub prędkość skracania mięśni), a ε f oznacza naprężenie włókien (lub prędkość skracania włókien).
Początkowo sądzono, że odległość między rozcięgnami nie zmieniała się podczas skurczu mięśnia pennatowego, co wymagało od włókien obracania się w miarę ich skracania. Jednak ostatnie prace wykazały, że jest to nieprawdziwe i że stopień zmiany kąta włókna zmienia się w różnych warunkach obciążenia. Ta dynamiczna przekładnia automatycznie przesuwa się w celu wytworzenia maksymalnej prędkości przy niskich obciążeniach lub maksymalnej siły przy dużych obciążeniach.