Строение мышц, сухожилий и связок

Скелетные мышцы, сухожилия и связки представляют собой активные и пассивные мягкие ткани, которые обеспечивают движение и стабилизацию скелета. Мышцы генерируют силу благодаря своей сократительной архитектуре, сухожилия передают эту силу костям через высокоупорядоченный коллаген, а связки ограничивают движение суставов — структура каждой ткани тесно соответствует ее механической роли.

Definition

Скелетная мышца — это поперечно-полосатая сократительная ткань, иерархически организованная от саркомеров до целой мышцы; сухожилие — это плотная, регулярно расположенная коллагеновая ткань, которая соединяет мышцу с костью; а связка — это плотная коллагеновая ткань, которая соединяет кость с костью и стабилизирует суставы.

Scope

Тема охватывает иерархическую организацию скелетных мышц (волокна, миофибриллы и типы волокон), коллагеновую структуру сухожилий и связок, а также то, как эти ткани соединяются в миотендинозных и костных соединениях. Это структурный справочник, который не затрагивает вопросы лечения травм мышц, сухожилий или связок.

Core questions

• Как организована скелетная мышца от саркомера до целой мышцы, и что определяет ее типы волокон?
• Как иерархически расположен коллаген сухожилий и связок?
• Как структура каждой ткани определяет ее растяжимое и сократительное поведение?
• Как эти мягкие ткани соединены с костью и друг с другом?

Key concepts

• Саркомер и сократительный аппарат
• Типы мышечных волокон (медленные и быстрые)
• Иерархическая архитектура мышц (волокно, пучок, целая мышца)
• Иерархия коллагена сухожилий (фибрилла, волокно, пучок)
• Гофрированность и вязкоупругость коллагеновой ткани
• Миотендинозные и остеотендинозные соединения
• Связка как стабилизатор кость-кость

Key theories

Структурное конститутивное моделирование фиброзной ткани

Механическое поведение сухожилий и связок объясняется рассмотрением их как армированных волокнами материалов, нелинейный, анизотропный отклик которых возникает из прогрессивного рекрутирования и ориентации коллагеновых волокон под нагрузкой.

Mechanisms

Сила скелетных мышц зарождается в саркомере, где актиновые и миозиновые нити скользят друг относительно друга; саркомеры упакованы в миофибриллы, волокна и пучки, а пропорция и свойства медленных и быстрых типов волокон определяют скорость и устойчивость мышцы к утомлению. Сухожилие передает эту силу кости через иерархическую решетку коллагена I типа — фибриллы, объединенные в волокна и пучки, — чьи первоначально гофрированные, а затем выравнивающиеся волокна создают характерный нелинейный, вязкоупругий отклик на напряжение-деформацию, общий для связок. Связка имеет схожую, но несколько менее регулярно выровненную коллагеновую организацию, приспособленную для сопротивления натяжению в нескольких направлениях и ограничения движения суставов. Специализированные соединения — миотендинозные между мышцей и сухожилием, и остеотендинозные (энтезис) между сухожилием и костью — передают нагрузку через резкие изменения жесткости тканей.

Clinical relevance

Архитектура мышц, сухожилий и связок лежит в основе ортопедического понимания генерации силы, характера повреждений мягких тканей и биомеханики восстановления и реконструкции. Эта тема описывает, как эти ткани структурированы и ведут себя механически, и не является руководством по диагностике или лечению каких-либо повреждений мягких тканей у конкретного человека.

Evidence & guidelines

Структура скелетных мышц, сухожилий и связок установлена в ходе гистологических и биомеханических исследований и обобщена в справочных текстах по физиологии и анатомии; эта тема синтезирует данную справочную литературу, а не какие-либо клинические рекомендации.

History

Микроскопия выявила поперечно-полосатую, иерархическую организацию скелетных мышц и основу сокращения по принципу скользящих нитей в середине двадцатого века, в то время как более поздние гистохимические работы классифицировали типы мышечных волокон. Параллельно изучение сухожилий и связок установило их иерархическую коллагеновую архитектуру, а биомеханическое моделирование формализовало, как рекрутирование волокон объясняет нелинейное поведение этих фиброзных тканей.

Seminal works

• schiaffino-2011
• kannus-2000
• lanir-1983

Frequently asked questions

В чем разница между сухожилием и связкой?

Сухожилие соединяет мышцу с костью и передает мышечную силу, тогда как связка соединяет кость с костью и стабилизирует суставы; обе являются плотными коллагеновыми тканями, но коллаген сухожилия более регулярно выровнен вдоль линии натяжения.

Почему мышцы имеют разные типы волокон?

Медленные и быстрые типы волокон различаются по скорости сокращения и устойчивости к утомлению, что позволяет составу мышцы соответствовать ее функциональной роли, от длительной постуральной поддержки до быстрых мощных движений.