Статьи

Биомеханика мышц в реабилитации нарушений движения

Автор: Фидель Субботин, Академик АМТН, Профессор РАЕ, Doctor of science, honoris causa, кандидат медицинских наук.

В современном мире люди все чаще сталкиваются с нарушениями опорно-двигательного аппарата, вызванными как травмами, так и возрастными изменениями или малоподвижным образом жизни. Восстановление после таких нарушений требует не только медицинского вмешательства, но и глубокого понимания биомеханики мышц. Именно она позволяет наладить взаимодействие между мышечными группами для восстановления правильных движений и предотвращения повторных травм.

В данной статье рассматриваются ключевые принципы биомеханики мышц, а также методы, позволяющие через терапевтическое тейпирование и специальные реабилитационные упражнения восстанавливать подвижность суставов и корректировать двигательные функции. Мы рассмотрим, как мышцы взаимодействуют друг с другом, какие силы управляют движением и как правильно применять метод векторной коррекции в терапевтическом тейпировании.

Основные термины биомеханики

Для лучшего понимания изложенного материала, коротко разберем ключевые биомеханические термины, используемые в статье:

Исходное положение — это начальное положение тела или конечности, от которого начинается движение. От него зависит, какие мышцы активируются и какую роль они выполняют.
Синергисты — мышцы, которые работают согласованно для выполнения одного и того же движения. Они помогают усилить действие друг друга, что позволяет выполнять движения с большей точностью и силой.
Антагонисты — мышцы, работающие противоположно друг другу. Они обеспечивают контролируемое движение, создавая сопротивление и тормозя излишнюю скорость, чтобы предотвратить возможные травмы.
Агонисты — основные мышцы, ответственные за выполнение конкретного движения. Они активируются первыми, создавая необходимую силу для движения, в то время как антагонисты их балансируют.
Баллистическое движение — это быстрое движение, начинающееся с мощного напряжения мышц (агонистов), после которого движение продолжается по инерции, без дополнительного напряжения.

Введение в биомеханику мышц

С изменением исходного положения тела функциональная роль мышц может изменяться, поэтому взаимосвязи между группами мышц не всегда остаются постоянными. При движениях по переходящим осям мышцы вокруг многоосных суставов могут поочередно выступать в роли антагонистов или синергистов.

Антагонизм и синергизм локтевых сгибателей и разгибателей запястья

Например, локтевые сгибатели и разгибатели запястья являются антагонистами при движениях в лучезапястном суставе, но при приведении кисти становятся синергистами. Большая грудная мышца и широчайшая мышца спины также могут менять свои функции в зависимости от положения плеча.

Взаимодействие мышц: синергизм и антагонизм

Синергизм и антагонизм между частями одной мышцы

Взаимодействие мышц может наблюдаться не только между разными группами мышц, но и между частями одной и той же мышцы. Это особенно характерно для мышц веерообразной формы. Например, ключичная и брюшная части большой грудной мышцы при приведении плеча действуют как синергисты. Однако в случае сгибания и разгибания плеча в определенных положениях они могут проявлять антагонизм.

Роль антагонистов в регуляции движения

Антагонизм мышц не следует рассматривать исключительно как механическое "торможение" одной группы мышц другой.

Работа мышц антагонистов бицепс и трицепс плеча

Наоборот, антагонистические мышечные группы играют важную роль в обеспечении точных и контролируемых движений. При каждом движении антагонисты растягиваются, создавая упругие силы сопротивления, что предотвращает повреждения суставов и тканей при резких движениях.

Если учесть, что мышца, напрягаясь, может тянуть только в свою сторону, то легко понять, что такой механизм нуждается в тормозящем регулировании.

При каждом движении мышцы-антагонисты растягиваются, и в них возникают упругие силы сопротивления. Это сопротивление, например, при быстрых движениях с полным размахом не позволяет совершить движение с наибольшей скоростью, до его предела.

Сильно и быстро растягиваемые антагонисты затормаживают движение до того, как силы инерции, возникающие при остановке, вызовут повреждение костных, хрящевых или соединительно-тканных ограничителей движения.

Взаимодействие агонистов и антагонистов в зависимости от сопротивления

В зависимости от характера сопротивления, преодолеваемого при движениях, возможны различные случаи взаимодействия агонистов и антагонистов.

Напряжение антагонистов на протяжении движения остаётся постоянным, если не учитывать изменений, связанных с изменением угла тяги мышцы при постоянном моменте силы. Когда сопротивление по мере движения возрастает, например, при преодолении упругих сил (резины, пружины), необходимость в напряжении антагонистов ещё меньшая. Такие движения выполняются с замедлением, антагонисты могут оставаться расслабленными.

Агонисты на протяжении движения непрерывно увеличивают своё напряжение до максимума. Иное дело, если по мере движения сопротивление уменьшается. Это бывает в тех случаях, когда сопротивление представлено силами инерции. Ускорения по мере нарастания скорости уменьшаются, значит, уменьшаются и силы инерции.

Следовательно, движения такого рода происходят с нарастанием скорости. Они вызывают быстрое растягивание антагонистов, которые значительно увеличивают своё напряжение и этим тормозят движение. В свою очередь, агонисты напрягаются больше всего в начале движения. Далее, когда достигнута известная скорость, движение продолжается по инерции, а агонисты перестают напрягаться и при сближении своих концов расслабляются.

Такая работа агонистов названа баллистической в связи с тем, что мышцы мощным напряжением придают необходимую скорость, а далее движение происходит по инерции, как полет снаряда при выстреле.

Баллистическая работа мышц при броске мяча

В относительно медленных движениях агонист возбуждается после изменения направления движения; возвратное движение начинается за счёт эластических сил против действия антагониста.

В более быстром темпе агонист возбуждается в момент изменения направления движения, но возбуждение прекращается до конца движения; последняя часть движения происходит по инерции; движение затормаживается за счет эластических сил.

В еще более быстром темпе антагонисты возбуждаются до начала изменения направления движения. Они активно помогают эластическим силам затормозить движение и, став агонистами, начать возвратное движение, которое продолжается по инерции.

Функционирование агонистов и антагонистов при патологиях и значение биомеханики мышц

При патологиях опорно-двигательного аппарата нарушается нормальное взаимодействие между агонистами и антагонистами, что приводит к дисбалансу и ограничивает движение. В таких случаях агонисты могут перенапрягаться, в то время как антагонисты остаются неактивными или, наоборот, слишком напряжены, создавая избыточное сопротивление. Это нарушает слаженную работу мышц и приводит к компенсаторным изменениям в движениях, усиливающим нагрузку на суставы и увеличивающим риск травм.

Знание тонкостей взаимодействия агонистов и антагонистов, их роли в движении и способах управления сопротивлением позволяет применять эффективные методы восстановления, такие как "Терапевтическое тейпирование".

Использование тейпирования в сочетании с функциональным мышечным тестированием помогает создавать реабилитационные программы, способствующие не только восстановлению двигательных функций, но и укреплению мышц, повышению их выносливости и восстановлению их взаимодействия, что способствует долгосрочному поддержанию эффекта от терапии у пациента.

Оценка движений пациента в реабилитации двигательных нарушений

Для использования терапевтического тейпирования в терапии нарушения движений, нам необходимо вычленить пораженную структуру и это делается с помощью функциональных мышечных тестов.

Специалист должен определить, как будет опорно-двигательный аппарат пациента реагировать на процедуры тейпирования. Для этого проводится функциональное мышечное тестирование до и после процедуры тейпирования. Тестирование необходимо для того чтобы определить, процедуру тейпирования мышц пациента и назначить ему коррекционные упражнения. Только после этого назначается программа реабилитации.

Принципы векторной коррекции в терапевтическом тейпировании

Принципы действия системы векторной коррекции в терапевтическом тейпировании, состоят в фасилитации — облегчении взаимодействия внутри группы мышц. Методика применения следующая: наклеивая определенным образом тейпы (лифтинг- коррекция), мы облегчаем физическое взаимодействие внутри группы мышц облегчая миофасциальное взаимодействие заинтересованных мышц.

Тейпирование средней ягодичной мышцы

Затем используя векторную методику применения, мы заставляем управляющие мышцами рефлексы, посылать в центральную нервную систему сенсорную информацию, корректирующую направление движения.

В результате этого исходящая из центральной нервной системы информация заставляет одни мышцы расслабляться, а другие сокращаться, тем самым изменяя расположение рычагов образующих двигательный сегмент, а это в конечном итоге приводит к исправлению патологической локомоции, коррекции осанки и т.д. После завершения процедуры тейпирования, назначается кинезиотерапия, развивающая и закрепляющая эффекты.

Принцип векторной коррекции в терапевтическом тейпировании использует принцип реедукации - обучение и восстановление правильного выполнения двигательных актов. Реедукация направлена на восстановление нервно-мышечной деятельности при участии коры больших полушарий головного мозга. Проводится при активном участии больного.

При выполнении пассивных упражнений (движений), внимание пациента должно быть сосредоточено на производимой работе. В дополнение к этому наклеенные тейпы по векторному методу, оказывает на вовлечённые мышцы эффект изометрических упражнений, которые необходимы для восстановления силы, выносливости реабилитируемых мышц и устранения мышечного дисбаланса.

Заключение

Восстановление двигательных функций при нарушениях опорно-двигательного аппарата — это сложный и многогранный процесс, в котором биомеханика мышц играет ключевую роль. Понимание принципов взаимодействия агонистов и антагонистов, а также правильное применение методов терапевтического тейпирования и векторной коррекции, позволяют эффективно управлять мышечным тонусом, восстанавливать координацию движений и предотвращать дальнейшие повреждения. Применение этих методов помогает не только устранить болевые симптомы и улучшить подвижность, но и укрепить мышцы, вернуть пациенту стабильность и уверенность в движении.

Подходы, основанные на биомеханике мышц, оказывают долгосрочное влияние на качество жизни пациентов, снижая риск повторных травм и улучшая общую функциональность. Важно, чтобы такие методы реабилитации включали тестирование и индивидуальный подход, что позволяет специалистам подбирать наиболее подходящие упражнения и корректировать их по мере восстановления