Механическая модель мышцы

Для описания процессов, происходящих в мышце при ее сокращении, используются различные модели. Условно они подразделяются на два класса. К первому классу можно отнести модели мышцы, описывающие процесс ее сокращения на уровне саркомера. В настоящее время общепринятой является теория скользящих нитей (H.E. Huxley, J. Hanson, 1954; A.F. Huxley, R. Niedergerke, 1954). Следует, однако, заметить, что теория скользящих нитей описывает только процесс тетанического сокращения мышцы. Ко второму классу можно отнести макромодели мышцы или мышечного волокна в целом, не учитывающие детали молекулярного строения и имеющие своей целью описание мышцы или мышечного волокна как целостного образования.

Уже первые опыты, проведенные в начале 20-х годов ХХ века Х.Гассером и А. Хиллом, показали, что биомеханические свойства мышцы сложны (H.S. Gasser, A. Hill, 1924). Вследствие этого мышцу нельзя уподоблять пружине с постоянной жесткостью. В связи с этим, было выдвинуто предположение, что мышца может имитироваться системой, состоящей из двух компонентов: активного и пассивного. Сократительный (активный) элемент мышцы уподоблялся демпфирующему компоненту. Пассивный компонент представлялся упругим тяжем.

В настоящее время общепринятой является трехкомпонентная модель мышцы, содержащая сократительный, последовательный упругий и параллельный упругий компоненты. Под сократительным компонентом подразумеваются мышечные волокна, из которых состоит мышца. При возбуждении мышцы ее волокна укорачиваются и генерируют силу. Демпфирование в этом компоненте выражено весьма слабо. Параллельный упругий компонент связывают с сарколеммой мышечного волокна, фасциями и другими соединительно-тканными образованиями, окружающими волокна и мышцу. Локализация последовательного упругого компонента окончательно не выяснена. Предполагается (A.F. Huxley, 1974), что это – сухожилие мышцы, а также локальные упругие элементы, содержащиеся в поперечных мостиках.