11.1 Samspil beinagrindarvöðva, skipan vöðvaknippa og vogarkerfi þeirra
11.1 Samspil beinagrindarvöðva, skipan vöðvaknippa og vogarkerfi þeirra
Námsmarkmið
Eftir að hafa kynnt þér efni þessa kafla átt þú að geta:
- Borið saman hlutverk aðalhreyfivöðva og gagnvirkra vöðva
- Lýst skipan vöðvaknippa innan beinagrindarvöðva
- Útskýrt helstu atburði samdráttar beinagrindarvöðva sem leiða til kraftmyndunar
Til að hreyfa beinagrindina flyst spennan sem samdráttur vöðvaþráða myndar í flestum beinagrindarvöðvum yfir í sinarnar. Sinar eru sterkir strengir úr þéttum, reglulegum bandvef sem tengja vöðva við bein. Tenging vöðvanna við bein er ástæða þess að þessi vöðvavefur nefnist beinagrindarvöðvavefur.
Samspil beinagrindarvöðva í líkamanum
Til að toga í bein—það er að breyta horninu í slímuliðamótum þess og hreyfa þannig beinagrindina—verður beinagrindarvöðvi einnig að vera festur við stöðugan hluta beinagrindarinnar. Hreyfanlegi endi vöðvans, sem festist við beinið sem togað er í, nefnist festa vöðvans en endinn sem tengist föstu eða stöðguðu beini nefnist upptök hans. Við beygingu framhandleggs um olnbogalið aðstoðar upparms- og sveifarvöðvinn upparmsvöðvann.
Þótt nokkrir vöðvar geti tekið þátt í sömu hreyfingu nefnist sá sem gegnir meginhlutverkinu aðalhreyfivöðvi. Þegar bolla er lyft er tvíhöfðavöðvi upparms aðalhreyfivöðvinn. Upparmsvöðvinn getur hins vegar aðstoðað hann og telst því samverkandi vöðvi við þessa hreyfingu (mynd 11.2). Samverkandi vöðvi getur einnig verið festir sem stöðgar beinið þar sem upptök aðalhreyfivöðvans eru.
Vöðvi sem verkar andstætt aðalhreyfivöðvanum nefnist gagnvirkur vöðvi. Gagnvirkir vöðvar gegna tveimur mikilvægum hlutverkum: (1) þeir viðhalda stöðu líkamans eða útlims, til dæmis þegar handlegg er haldið útréttum eða staðið er upprétt, og (2) þeir hafa stjórn á hröðum hreyfingum, svo sem þegar boxað er við ímyndaðan andstæðing án þess að högg lendi eða hægt er á hreyfingu útlims.
Til að rétta úr hnénu virkjast til dæmis fjórir vöðvar í framhólfi læris sem saman nefnast fjórhöfðavöðvi læris. Þeir eru þá aðalhreyfivöðvar réttingarinnar. Þegar hnéliðurinn er beygður virkjast hins vegar gagnstæður vöðvahópur, hnésbótarvöðvarnir, sem eru þá gagnvirkir vöðvar.
Heitin snúast við þegar gagnstæða hreyfingin er framkvæmd. Ef upphafshreyfingin er talin vera beyging hnés eru hnésbótarvöðvarnir aðalhreyfivöðvar en fjórhöfðavöðvi læris er gagnvirkur vöðvi. Í töflu 11.1 eru sýnd nokkur pör aðalhreyfivöðva og gagnvirkra vöðva.
| Aðalhreyfivöðvi | Gagnvirkur vöðvi | Hreyfing |
|---|---|---|
| Tvíhöfðavöðvi upparms: í framhólfi upphandleggs | Þríhöfðavöðvi upparms: í afturhólfi upphandleggs | Tvíhöfðavöðvi upparms beygir framhandlegginn en þríhöfðavöðvi upparms réttir úr honum. |
| Hnésbótarvöðvar: hópur þriggja vöðva í afturhólfi læris | Fjórhöfðavöðvi læris: hópur fjögurra vöðva í framhólfi læris | Hnésbótarvöðvarnir beygja fótlegginn um hné en fjórhöfðavöðvi læris réttir úr honum. |
| Grunnlægur beygivöðvi fingra og djúplægur beygivöðvi fingra: í framhólfi framhandleggs | Réttivöðvi fingra: í afturhólfi framhandleggs | Grunnlægur og djúplægur beygivöðvi fingra beygja fingurna og höndina um úlnlið en réttivöðvi fingra réttir úr fingrunum og hendinni um úlnlið. |
Sumir beinagrindarvöðvar valda hreyfingu án þess að toga í beinagrindina. Þar á meðal eru vöðvarnir sem mynda svipbrigði. Upptök eða festur andlitsvöðva geta verið í húðinni; þegar tilteknir vöðvar dragast saman myndast bros eða fýlusvipur, hljóð og orð verða til og augabrúnir lyftast. Í tungunni eru einnig beinagrindarvöðvar, auk ytri þrengivöðva þvagrásar og endaþarmsganga sem gera viljastýrða stjórnun þvagláta og hægðalosunar mögulega. Þindin dregst auk þess saman og slaknar til að breyta rúmmáli fleiðruholanna án þess að hreyfa beinagrindina.
Mismunandi skipan vöðvaknippa
Beinagrindarvöðvi er umlukinn bandvefsstoðgrind á þremur stigum. Hver vöðvaþráður eða vöðvafruma er umlukin vöðvaþráðahulu og vöðvinn í heild vöðvahulu. Þegar hópur vöðvaþráða myndar eina einingu innan vöðvans og er umlukinn viðbótarbandvefslagi, vöðvaknippishulu, nefnist hópurinn vöðvaknippi. Skipan vöðvaknippa innan vöðvaknippishulnanna tengist kraftinum sem vöðvinn myndar og hefur einnig áhrif á hreyfisvið hans. Beinagrindarvöðva má flokka á ýmsa vegu eftir skipan vöðvaknippanna. Hér á eftir er fjallað um algengustu gerðirnar.
Vöðvaknippi samsíða vöðva liggja í sömu stefnu og langás vöðvans (mynd 11.3). Flestir beinagrindarvöðvar líkamans hafa slíka skipan. Sumir samsíða vöðvar eru flatar þynnur sem breikka við endana og mynda víðar festur. Aðrir eru ávalir og hafa sin á öðrum eða báðum endum. Í gildum vöðvum er mikill vefjamassi um miðjan vöðvann, milli upptaka og festu. Þessi miðhluti nefnist vöðvabúkur. Þegar vöðvinn dregst saman styttist hann og vöðvabúkurinn bungar enn meira út. Réttu til dæmis úr olnboganum og beygðu hann síðan svo tvíhöfðavöðvi upparms dragist saman; stóri miðhlutinn er vöðvabúkurinn (mynd 11.4). Samsíða vöðvi með stóran, snældulaga vöðvabúk sem mjókkar í átt að upptökum og festu nefnist stundum snældulaga vöðvi.
Hringvöðvar eru einnig kallaðir þrengivöðvar (sjá mynd 11.3). Þegar þeir slakna stækkar opið sem sammiðja vöðvaþræðirnir umlykja, en við samdrátt minnkar opið þar til það lokast. Hringvöðvi munns, orbicularis oris, liggur umhverfis munninn. Við samdrátt minnkar munnopið, til dæmis þegar varir eru settar í stút til að flauta. Hringvöðvi auga, orbicularis oculi, umlykur á sama hátt hvort auga fyrir sig. Hluti heitis beggja vöðvanna er sá sami. Fyrri hluti orðsins orbicularis, orb (orb = „hringur“), vísar til kringlóttrar eða hringlaga byggingar og getur einnig minnt á sporbraut, til dæmis braut tunglsins um jörðina. Orðið oris (oris = „munns“) vísar til munnholsins eða munnsins en oculi (oculus = „auga“) til augans.
Aðrir vöðvar líkamans draga heiti sín af lögun eða staðsetningu. Axlarvöðvinn er stór, þríhyrningslaga vöðvi sem þekur öxlina. Heitið vísar til gríska bókstafsins delta, sem er þríhyrningslaga. Beinn kviðvöðvi, rectus abdominis (rectus = „beinn“), liggur beint í fremri kviðvegg en beinn lærvöðvi, rectus femoris, liggur í framhólfi læris.
Ef vöðvi breiðist yfir stórt svæði en vöðvaknippin leita saman að einum sameiginlegum festipunkti nefnist hann samleitinn vöðvi. Sameiginlegi festipunkturinn getur verið sin, sinafell—flöt og breið sin—eða grönn sinarönd, raphe. Stærri bringuvöðvinn er samleitinn vöðvi; vöðvaknippi hans leita saman í sin sem festist við stærri hnjót upphandleggsbeinsins. Gagnaugavöðvi höfuðkúpunnar er annað dæmi.
Vöðvaknippi fjaðurlaga vöðva (penna = „fjöður“) tengjast sin sem liggur endilöng eftir miðju vöðvans, líkt og fjaðurfanir tengjast fjöðurstaf. Vegna þessarar skipanar geta vöðvaþræðirnir aðeins togað skáhallt og samdráttur fjaðurlaga vöðva færir sinina því ekki langt. Fjaðurlaga vöðvi rúmar hins vegar yfirleitt fleiri vöðvaþræði og getur því myndað hlutfallslega meiri spennu miðað við stærð sína. Fjaðurlaga vöðvar skiptast í þrjár undirgerðir.
Í einfjöðruðum vöðva liggja vöðvaknippin öðrum megin við sinina. Réttivöðvi fingra í framhandlegg er dæmi um einfjaðraðan vöðva. Í tvífjöðruðum vöðva liggja vöðvaknippi báðum megin við sinina. Í sumum fjaðurlaga vöðvum liggja vöðvaþræðirnir umhverfis sinina og mynda stundum aðskilin vöðvaknippi. Þá nefnist vöðvinn margfjaðraður. Axlarvöðvinn er algengt dæmi: hann þekur öxlina en hefur eina sin sem festist við axlarvöðvahrjónu upphandleggsbeinsins.
Vegna skipanar vöðvaknippanna getur taugakerfið örvað aðeins hluta margfjaðra vöðva, til dæmis axlarvöðvans, og þannig breytt togstefnunni. Þegar allur axlarvöðvinn dregst saman færist handleggurinn frá miðlínu líkamans í ennissniðinu, en ef aðeins fremra vöðvaknippið er örvað færist handleggurinn bæði frá líkamanum og fram um axlarliðinn.
Vogarkerfi í samspili vöðva og beina
Beinagrindarvöðvar starfa ekki einir og sér heldur er þeim raðað saman í pör eftir hlutverki. Festingar vöðva við bein ákvarða kraft, hraða og hreyfisvið hreyfingarinnar. Þessir eiginleikar eru innbyrðis háðir og varpa ljósi á almennt skipulag vöðvakerfisins og beinagrindarkerfisins.
Beinagrindin og vöðvarnir vinna saman að hreyfingum líkamans. Hefur þú einhvern tíma notað klaufhamar til að draga nagla úr tré? Skaftið virkar sem vogarstöng og snertipunktur hamarshaussins við viðinn sem vogarás, hinn fasti snúningspunktur þegar skaftinu er togað aftur eða þrýst niður. Átakskrafturinn í kerfinu er togið eða þrýstingurinn á skaftið sem losar naglann. Naglinn er byrðin eða mótstaðan gegn hreyfingu skaftsins. Stoð- og hreyfikerfið starfar á svipaðan hátt: beinin eru stífar vogarstangir en liðendar þeirra, sem mynda slímuliðamót, eru vogarásar. Byrðin getur verið hlutur sem er lyft eða hvers kyns mótstaða gegn hreyfingu—höfuðið er til dæmis byrði þegar því er lyft—en átakskrafturinn kemur frá samdrætti beinagrindarvöðva.