Таблица мышечной системы: Мышцы (Таблица)

Таблица 13. Ориентировочные сроки временной нетрудоспособности при болезнях костно-мышечной системы и соединительной ткани (класс XIII по МКБ-10)

нетрудоспособности при болезнях костно-мышечной

системы и соединительной ткани (класс XIII по МКБ-10)

┌───────┬───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┐

│Код по │ N │ Наименование │Особенности клини- │Ориенти-│

│МКБ-10 │строки │ болезни │ческого течения бо-│ровочные│

│ │ по ф. │ по МКБ-10 │лезни, вида лечения│сроки ВН│

│ │N 16-ВН│ │и пр. │(в днях)│

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │

├───────┼───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┤

│M00 — │ Артропатии │

│M25 │ │

├───────┼───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┤

│M00.

— │69, 70 │Пиогенный артрит │Степень активности:│ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │I — II │20 — 30 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │II — III │35 — 60 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M02.3 │69, 70 │Болезнь Рейтера │Острое течение │30 — 60 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Подострое течение │35 — 65 │

│ │ │ │II — III степень │ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Хроническое тече- │30 — 35 │

│ │ │ │ние, обострение │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M05. — │69, 70 │Серопозитивный │Медленно прогресси-│30 — 45 │

│ │ │ревматоидный артрит│рующее течение │ │

│ │ │ │I — II степени │ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Быстро прогрессиру-│65 — │

│ │ │ │ющее течение │100, МСЭ│

│ │ │ │II — III степени │ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M06.0 │69, 70 │Серонегативный │Медленно прогрес- │30 — 45 │

│ │ │ревматоидный артрит│сирующее течение │ │

│ │ │ │I — II степени │ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Быстро прогрессиру-│65 — │

│ │ │ │ющее течение II — │100, МСЭ│

│ │ │ │III степени актив- │ │

│ │ │ │ности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M10. 0 │69, 70 │Идиопатическая │I степени │20 — 25 │

│ │ │подагра │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │II степени │25 — 35 │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M15.0 │69, 70 │Первичный генерали-│ │10 — 25 │

│ │ │зованный (остео) │ │ │

│ │ │артроз │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M15.3 │69, 70 │Вторичный посттрав-│ │15 — 30 │

│ │ │матический полиарт-│ │ │

│ │ │роз │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M16. 1 │69, 70 │Первичный коксарт- │ │30 — 45 │

│ │ │роз односторонний │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M17.1 │69, 70 │Первичный гонартроз│ │10 — 25 │

│ │ │односторонний │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M18.0 │69, 70 │Первичный артроз │ │10 — 28 │

│ │ │первого запястно- │ │ │

│ │ │пястного сустава │ │ │

│ │ │двусторонний │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M23.2 │69, 70 │Поражение мениска в│Операция │30 — 40 │

│ │ │результате старого │ │ │

│ │ │разрыва или травмы │ │ │

├───────┼───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┤

│M30 — │ Системные поражения соединительной ткани │

│M36 │ │

├───────┼───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┤

│M30. 0 │69, 70 │Узелковый │II — III степени │30 — 90 │

│ │ │полиартериит │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M31.3 │69, 70 │Гранулематоз │Локализованная │20 — 30 │

│ │ │Вегенера │форма │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Генерализованная │60 — 90 │

│ │ │ │форма │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M32.- │69, 70 │Системная красная │Острое течение │60 — 90,│

│ │ │волчанка │II — III степени │МСЭ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Подострое течение │45 — 55 │

│ │ │ │I — III степени │ │

│ │ │ │активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Хроническое течение│35 — 50 │

│ │ │ │I — II степени │ │

│ │ │ │активности (обост- │ │

│ │ │ │рение) │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M33. — │69, 70 │Дерматополимиозит │Острое течение │60 — 90,│

│ │ │ │ │МСЭ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Подострое течение │55 — 65 │

│ │ │ │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Хроническое течение│34 — 45 │

│ │ │ │(обострение) │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M34.- │69, 70 │Системный склероз │Подострое │30 — 40 │

│ │ │(склеродермия) │течение I — III │ │

│ │ │ │степени активности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Хроническое течение│45 — 90 │

│ │ │ │I — II степени │ │

│ │ │ │активности │ │

│ │ │ │(обострение) │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M35. 1 │69, 70 │Смешанные заболева-│I — II степени │28 — 40 │

│ │ │ния соединительной │активности │ │

│ │ │ткани │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │II — III степени │60 — 90,│

│ │ │ │активности │МСЭ │

├───────┼───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┤

│M40 — │ Дорсопатии │

│M54 │ │

├───────┼───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┤

│M42.1.2│69, 70 │Остеохондроз позво-│ │14 — 28 │

│ │ │ночника у взрослых │ │ │

│ │ │(шейного отдела) │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M42. 1.4│69, 70 │Остеохондроз позво-│ │12 — 25 │

│ │ │ночника у взрослых │ │ │

│ │ │(грудного отдела) │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M42.1.7│69, 70 │Остеохондроз позво-│ │21 — 45 │

│ │ │ночника у взрослых │ │ │

│ │ │(пояснично-крест- │ │ │

│ │ │цового отдела) │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M45 │69, 70 │Анкилозирующий │Медленно прогресси-│25 — 40 │

│ │ │спондилит │рующее течение I — │ │

│ │ │ │II степени актив- │ │

│ │ │ │ности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Быстро прогрессиру-│55 — 75,│

│ │ │ │ющее течение II — │МСЭ │

│ │ │ │III степени актив- │ │

│ │ │ │ности │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M47. 2.2│69, 70 │Шейный спондилез с │ │15 — 30 │

│ │ │радикулопатией │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M47.2.4│69, 70 │Грудной спондилез с│ │14 — 25 │

│ │ │радикулопатией │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M47.2.7│69, 70 │Пояснично-крест- │ │30 — 60 │

│ │ │цовый спондилез с │ │ │

│ │ │радикулопатией │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M50.1 │69, 70 │Поражение межпозво-│ │20 — 40 │

│ │ │ночного диска шей- │ │ │

│ │ │ного отдела с ради-│ │ │

│ │ │кулопатией │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M51. 1 │69, 70 │Поражение межпозво-│Операция │60 — │

│ │ │ночных дисков пояс-│ │120, МСЭ│

│ │ │ничного и других │ │ │

│ │ │отделов с радикуло-│ │ │

│ │ │патией │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M53.1 │69, 70 │Шейно-плечевой │ │18 — 25 │

│ │ │синдром │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M54.3 │69, 70 │Ишиас │ │14 — 20 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M54.5 │69, 70 │Люмбаго │ │3 — 5 │

├───────┼───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┤

│M60 — │ Болезни мягких тканей │

│M79 │ │

├───────┼───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┤

│M60. 8 │69, 70 │Другие миозиты │ │8 — 15 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M65.8 │69, 70 │Другие синовиты и │ │14 — 20 │

│ │ │теносиновиты │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M67.8 │69, 70 │Другие уточненные │ │7 — 10 │

│ │ │поражения синовиа- │ │ │

│ │ │льной оболочки и │ │ │

│ │ │сухожилия │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M70.2 │69, 70 │Бурсит локтевого │ │14 — 21 │

│ │ │сустава │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M70.8 │69, 70 │Другие болезни │ │16 — 21 │

│ │ │мягких тканей, │ │ │

│ │ │связанные с нагруз-│ │ │

│ │ │кой, перегрузкой и │ │ │

│ │ │давлением │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M75. 5 │69, 70 │Бурсит плеча │ │14 — 18 │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M76.8 │69, 70 │Другие энтезопатии │ │3 — 7 │

│ │ │нижней конечности, │ │ │

│ │ │исключая стопу │ │ │

├───────┼───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┤

│M80 — │ Остеопатии и хондропатии │

│M94 │ │

├───────┼───────┬───────────────────┬───────────────────┬────────┤

│M86.0 │69, 70 │Острый гематогенный│Средней тяжести │45 — 65 │

│ │ │остеомиелит │ │ │

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│ │ │ │Тяжелая форма │80 — │

│ │ │ │ │110, МСЭ│

├───────┼───────┼───────────────────┼───────────────────┼────────┤

│M87. 0 │69, 70 │Идиопатический │ │120 — │

│ │ │асептический некроз│ │150, МСЭ│

│ │ │кости │ │ │

└───────┴───────┴───────────────────┴───────────────────┴────────┘

<1> Требуется трудоустройство в зависимости от условий труда.

<2> Возможно направление на МСЭ с учетом условий труда.

Ревматические заболевания

Значение ультразвука в диагностике ревматоидного артрита

Ревматоидный артрит проявляется в виде дефектов в структуре суставов. Он принадлежит к группе системных заболеваний соединительной ткани. Женщины страдают от этого заболевания в 2-3 раза чаще, чем мужчины. Показатель заболеваемости растет с возрастом до седьмого десятилетия и является самым высоким в промежутке между 40 и 60 годами. Воспаление начинается в синовиальной мембране — оболочке, которая покрывает внутреннюю поверхность сустава и обеспечивает питание суставного хряща и производство суставной жидкости.

Заболевание начинается постепенно: проявляется усталость, недомогание и общая слабость, потеря аппетита, потеря веса. Продромальный период может длиться в течение нескольких недель или месяцев до появления симптомов, характерных для РА: симметричный артрит, боли, отёк, болезненность и повышенная местная температура мелких суставов кистей и стоп, а также суставов запястья с ограничением их подвижности, которое сопровождается утренней скованностью. Затем происходит развитие внесуставных проявлений, таких как ревматоидные узелки, васкулит и серозит.

Развитие ультразвуковых технологий за последние 10 лет сделало доступным применение ультразвука в диагностике костно-мышечной системы. Преимущество ультразвука по сравнению с КТ, МРТ и рентгенографией в полном отсутствии ионизирующего излучения, относительно низкой стоимости осмотра и широкой доступности. При помощи ультразвука можно фиксировать патологические изменения в мышцах и суставах. Ультразвуковое исследование помогает в ранней диагностике ревматических заболеваний, дифференциальной диагностике определённых состояний, мониторинге течения заболеваний.

Невозможно при помощи УЗИ отобразить структуру внутри кости, но зато видна костная кора и хрящ. Инородные тела, как правило, гиперэхогенные и лучше всего видны тогда, когда размещены в гиперэхогенных тканях, таких как мышцы. Могут быть отображены гематомы в мышцах после травмы, возможна локализация гематомов.

Лекарственные препараты при психических заболеваниях

Эффективность лекарственной терапии психотропными средствами определяется соответствием выбора препарата клинической картине болезни, правильностью режима его дозирования, способом введения и длительностью терапевтического курса. Как и в любой области медицины, в психиатрии необходимо учитывать весь комплекс лекарственных средств, который принимает больной, так как их взаимное действие может привести не только к изменению характера эффектов каждого из них, но и к возникновению нежелательных последствий.

Существует несколько подходов к классификации психотропных средств. В таблице 1 приводится классификация, предложенная ВОЗ в 1990 году, адаптированная за счет включения некоторых отечественных лечебных средств.

Таблица 1. Классификация психофармакологических препаратов.

Класс	Химическая группа	Генерические и наиболее распространенные коммерческие названия
Нейролептики	Фенотиазины	Хлорпромазин (аминазин), промазин, тиопроперазин (мажептил), трифлюперазин (стелазин, трифтазин), перициазин (неулептил), алимемазин (терален)
	Ксантены и тиоксантены	Хлорпротиксен, клопентиксол (клопексол), флюпентиксол (флюанксол)
	Бутирофеноны	Галоперидол, трифлюперидол (триседил, триперидол), дроперидол
	Пиперидиновые производные	Флюшпирилен (имап), пимозид (орап), пенфлюридол (семап)
	Циклические производные	Рисперидон (рисполепт), ритансерин, клозапин (лепонекс, азалептин)
	Индоловые и нафтоловые производные	Молиндол (мобан)
	Производные бензамидов	Сульпирид (эглонил), метоклопрамид, раклоприд, амисульпирид, сультоприд, тиаприд (тиапридал)
	Производные других веществ	Оланзапин (зипрекса)
Транквилизаторы	Бензодиазепины	Диазепам (валиум, седуксен, реланиум), хлордиазепоксид (либриум, элениум), нитраземпам (радедорм, эуноктин)
	Триазолобензодиазепины	Алпразолам (ксанакс), триазолам (хальцион), мадизопам (дормикум)
	Гетероциклические	Бротизопам (лендормин)
	Производные дифенилметана	Бенактизин (стауродорм), гидроксизин (атаракс)
	Гетероциклические производные	Бусперон (буспар), зопиклон (имован), клометизол, геминеврин, золпидем (ивадал)
Антидепрессанты	Трициклические	Амитриптилин (триптизол, эливел), имипрамин (мелипрамин), кломипрамин (анафранил), тианептин (коаксил)
	Тетрациклические	Миансерин (леривон), мапротилин (лудиомил), пирлиндол (пиразидол),
	Серотонинергические	Циталопрам (серопракс), сертралин (золофт), пароксетин (паксил), Вилоксазин (вивалан), флюоксетин (прозак), флювоксамин (феварин),
	Норадренергические и специфические серотонинергические антидепрессанты (НаССА)	Миртазапин (ремерон), милнаципран (иксел)
	Ингибиторы МАО (обратимые)	Моклобемид (аурорикс)
Ноотропы (а также вещества с ноотропным компонентом действия)	Производные пирролидона	Пирацетам (ноотропил)
	Циклические производные, ГАМК	Пантогам, фенибут, гаммалон (аминалон)
	Предшественники ацетилхолина	Деанол (акти-5)
	Производные пиридоксина	Пиритинол
	Производные девинкана	Винкамин, винпоцетин (кавинтон)
	Нейропептиды	Вазопрессин, окситоцин, тиролиберин, холецистокинин
	Антиоксиданты	Ионол, мексидол, токоферол
Стимуляторы	Производные фенилэтиламина	Амфетамин, сальбутамол, метамфетамин (первитин)
	Производные сиднонимина	Сиднокарб
	Гетроциклические	Метилфнидат (риталин)
	Производные пуринов	Кофеин
Нормотимики	Соли металлов	Соли лития (лития карбонат, лития оксибутират, литонит, микалит), рубидия хлорид, цезия хлорид
	Сборная группа	Карбамазепин (финлепсин, тегретол), вальпромид (депамид), вальпроат натрия (депакин, конвулекс)
Дополнительная группа	Сборная группа	Аминокислоты (глицин), антагонисты опийных рецепторов (налоксон, налтрексон), нейропептиды (бромокриптин, тиролиберин)

 

Ниже приведены основные клинические характеристики и побочные эффекты перечисленных классов фармакологических препаратов.

Нейролептики

Клиническая характеристика. Препараты этого класса занимают центральное положение в терапии психозов. Однако этим сфера их применения не исчерпывается, так как в небольших дозах в сочетании с другими психотропными средствами они могут использоваться в лечении расстройств аффективного круга, тревожно-фобических, обсессивно-компульсивных и соматоформных расстройств, при декомпенсации личностных расстройств.

Независимо от особенностей химической структуры и механизма действия, все препараты этой группы имеют сходные клинические свойства: они оказывают выраженное антипсихотическое действие, снижают психомоторную активность и уменьшают психическое возбуждение, нейротропное действие, проявляющееся в развитии экстрапирамидных и вегетососудистых нарушений, многие из них обладают также противорвотным свойством.

Побочные эффекты. Основные побочные эффекты при лечении нейролептиками образуют нейролептический синдром. Ведущими клиническими проявлениями этого синдрома считают экстрапирамидные расстройства с преобладанием либо гипо-, либо гиперкинетических нарушений. К гипокинетическим расстройствам относится лекарственный паркинсонизм, проявляющийся повышением мышечного тонуса, тризмом, ригидностью, скованностью и замедленностью движений и речи. Гиперкинетические нарушения включают тремор и гиперкинезы. Обычно в клинической картине в тех или иных сочетаниях имеются как гипо-, так и гиперкинетические нарушения. Явления дискинезии могут носить пароксизмальный характер, локализуясь в области рта и проявляясь спазматическими сокращениями мышц глотки, языка , губ, челюстей. Нередко наблюдаются явления акатизии – чувства неусидчивости, «беспокойства в ногах», сочетающейся с тасикинезией (потребностью двигаться, менять положение). К особой группе дискинезий относят позднюю дискинезию, возникающую через 2-3 года приема нейролептиков и выражающуюся в непроизвольных движениях губ, языка, лица.

Среди расстройств вегтативной нервной системы чаще всего наблюдаются ортостатическая гипотензия, потливость, увеличение массы тела, изменения аппетита, запоры, поносы. Иногда отмечаются холинолитические эффекты – расстройства зрения, дизурические явления. Возможны функциональные нарушения сердечно-сосудистой системы с изменениями на ЭКГ в виде увеличения интервала Q-T, снижения зубца T или его инверсии, тахи- или брадикардии. Иногда возникают побочные эффекты в виде фотосенсибилизации, дерматитов, пигментации кожи; возможны кожные аллергические реакции.

Нейролептики новых поколений по сравнению с традиционными производными фенотиазинов и бутирофенонов вызывают значительно меньшее число побочных эффектов и осложнений.

Транквилизаторы

Клиническая характеристика. В эту группу входят психофармакологические средства, снимающие тревогу, эмоциональную напряженность, страх непсихотического происхождения, облегчающие процесс адаптации к стрессогенным факторам. Многие из них обладают противосудорожным и миорелаксирующим свойствами. Использование их в терапевтических дозах не вызывает значительных изменений познавательной деятельности и восприятия. Многие из препаратов этой группы оказывают выраженное гипнотическое действие и используются преимущественно как снотворные средства. В отличие от нейролептиков транквилизаторы не обладают выраженной антипсихотической активностью и применяются в качестве дополнительного средства при лечении психозов – для купирования психомоторного возбуждения и коррекции побочных эффектов нейролептиков.

Побочные эффекты в процессе лечения транквилизаторами чаще всего проявляются сонливостью в дневное время, вялостью, мышечной слабостью, нарушениями концентрации внимания, кратковременной памяти, а также замедлением скорости психических реакций. В некоторых случаях развиваются парадоксальные реакции в виде тревоги, бессонницы, психомоторного возбуждения, галлюцинаций. Среди нарушений функции вегетативной нервной системы и других органов и систем отмечаются гипотония, запоры, тошнота, задержка или недержание мочи, снижение либидо. Длительный прием транквилизаторов опасен в связи с возможностью развития привыкания к ним, т.е. физической и психической зависимости.

Антидепрессанты

Клиническая характеристика. К этому классу лекарственных средств относятся препараты, повышающие патологический гипотимический аффект, а также уменьшающие обусловленные депрессией соматовегетативные нарушения. В настоящее время все больше научных данных свидетельствует о том, что антидепрессанты эффективны при тревожно-фобических и обсессивно-компульсивных расстройствах. Предполагается, что в этих случаях реализуются не собственно антидепрессивный, а антиобсессивный и антифобический эффекты. Есть данные, подтверждающие способность многих антидепрессантов повышать порог болевой чувствительности, оказывать профилактическое действие при мигрени и вегетативных кризах.

Побочные эффекты. Побочные эффекты, относящиеся к ЦНС и вегетативной нервной системе, выражаются головокружением, тремором, дизартрией, нарушением сознания в виде делирия, эпилептиформными припадками. Возможны обострение анксиозных расстройств, активизация суицидальных тенденций, инверсия аффекта, сонливость или, напротив, бессонница. Побочное действие может проявляться гипотензией, синусовой тахикардией, аритмией, нарушением атриовентрикулярной проводимости.

При приеме трициклических антидепрессантов нередко наблюдаются разнообразные холинолитические явления, а также повышение аппетита. При одновременном применении ингибиторов МАО с пищевыми продуктами, содержащими тирамин или его предшественник – тирозин (сыры и др.) возникает «сырный эффект», проявляющийся гипертензией, гипертермией, судорогами и иногда приводящий к летальному исходу.

При назначении ингибиторов обратного захвата серотонина (ИОЗС) и обратимых ингибиторов МАО-А могут наблюдаться нарушения деятельности желудочно-кишечного тракта, головные боли, бессонница, тревога, на фоне ИОЗС возможно развитие импотенции. В случае комбинации ИОЗС с препаратами трициклической группы возможно формирование так называемого серотонинового синдрома, проявляющегося повышением температуры тела и признаками интоксикации.

Нормотимики

Клиническая характеристика. К нормотимикам относят средства, регулирующие аффективные проявления и обладающие профилактическим действием при фазно протекающих аффективных психозах. Часть из этих препаратов является антиконвульсантами.

Побочные эффекты при использовании солей лития чаще всего представлены тремором. Нередко бывают нарушения функции желудочно-кишечного тракта – тошнота, рвота, снижение аппетита, диарея. Часто наблюдается увеличение массы тела, полидипсия, полиурия, гипотиреоидизм. Возможны появление акне, макуло-папулезной сыпи, алопеции, а также ухудшение течения псориаза.

Признаками тяжелых токсических состояний и передозировки препарата являются металлический привкус во рту, жажда, выраженный тремор, дизартрия, атаксия; в этих случаях прием препарата следует немедленно прекратить.

Следует также отметить, что побочные эффекты могут быть связаны с несоблюдением пищевого режима – большом потребление жидкости, соли, копченостей, сыров.

Побочные эффекты антиконвульсантов чаще всего связаны с функциональными нарушениями деятельности ЦНС и проявляются в виде вялости, сонливости, атаксии. Значительно реже могут наблюдаться гиперрефлексия, миоклонус, тремор. Выраженность этих явлений значительно уменьшается при плавном наращивании доз.

При выраженном кардиотоксическом действии может развиться атриовентрикулярный блок.

Ноотропы

Клиническая характеристика. К ноотропам относятся препараты, способные положительно влиять на познавательные функции, стимулировать обучение, усиливать процессы запоминания, повышать устойчивость мозга к различным неблагоприятным факторам (в частности, к гипоксии) и экстремальным нагрузкам. При этом они не оказывают прямого стимулирующего действия на психическую деятельность, хотя в некоторых случаях могут вызывать беспокойство и расстройство сна.

Побочные эффекты – наблюдаются редко. Иногда появляются нервозность, раздражительность, элементы психомоторного возбуждения и расторможенности влечений, а также тревожность и бессонница. Возможны головокружение, головная боль, тошнота и боли в животе.

Психостимуляторы

Клиническая характеристика. Как следует из названия класса, в него входят психотропные средства, повышающие уровень бодрствования, оказывающие стимулирующее действие на психическую и физическую деятельность, временно усиливающие умственную и физическую работоспособность и выносливость, уменьшающих чувство усталости и сонливости.

Побочные эффекты связаны главным образом с воздействием на ЦНС (тремор, эйфория, бессонница, раздражительность, головные боли, признаки психомоторного возбуждения) и вегетативную нервную систему (потливость, сухость слизистых оболочек, анорексия). Кроме этого, могут наблюдаться расстройства сердечно-сосудистой деятельности (аритмия, тахикардия, повышение АД), а также изменение чувствительность организма к инсулину у больных сахарным диабетом. Длительное и частое применение стимуляторов может привести к развитию психической и физической зависимости.

Смертность в Украине (2015-2021)

Количество умерших в Украине в 2021 году
(по причинам смерти)

2021		Коды причин смерти по МКБ-10 (ICD-10)
Всего			562137	100,00%
I	Инфекционные и паразитарные болезни		5090	0,91%
	туберкулез	A15-A19	2282	0,41%
	болезнь, обусловленная ВИЧ (СПИД)	B20-B24	1871	0,33%
II	Новообразования		62060	11,04%
	злокачественные	C00-C97	61518	10,94%
III	Болезни крови и кроветворных органов		169	0,03%
IV	Эндокринные болезни, нарушение обмена веществ		1851	0,33%
	сахарный диабет	E10-E14	1687	0,30%
V	Расстройства психики и поведения		730	0,13%
	вследствие употребления алкоголя	F10	571	0,10%
VI	Болезни нервной системы		3707	0,66%
IX	Болезни системы кровообращения		346988	61,73%
	ишемическая болезнь сердца	I20-I25	242239	43,09%
	алкогольная кардиомиопатия	I42. 6	2837	0,50%
	цереброваскулярные болезни	I60-I69	67064	11,93%
X	Болезни органов дыхания		19353	3,44%
	грипп и пневмония	J10-J18	15215	2,71%
XI	Болезни органов пищеварения		20304	3,61%
	алкогольная болезнь печени (цирроз)	K70	1467	0,26%
XII	Болезни кожи и подкожной клетчатки		500	0,09%
XIII	Болезни костно-мышечной системы		295	0,05%
XIV	Болезни мочеполовой системы		2201	0,39%
XV	Беременность, роды, послеродовой период		74	0,01%
XVI	Состояния, возникающие в перинатальном периоде		941	0,17%
XVII	Врожденные пороки развития, хромосомные аномалии		779	0,14%
XVIII	Симптомы, не классифицированные в других рубриках		18917	3,37%
XX	Внешние причины смерти		23075	4,10%
	транспортные несчастные случаи	V01-V99	2968	0,53%
	утопление	W65-W74	1404	0,25%
	случаи, вызванные действием дыма и огня	X00-X09	949	0,17%
	отравление ядовитыми веществами (кроме алкоголя)	X40-X44, X46-X49	1291	0,23%
	отравление алкоголем	X45	1436	0,26%
	намеренное самоубийство	X60-X84	5023	0,89%
	нападения с целью убийства	X85-X99, Y00-Y09	1048	0,19%
XXII	Прочие (коды для особых целей)		55082	9,80%
	COVID-19, вирус идентифицирован	U07. 1	54016	9,61%
	COVID-19, вирус неидентифицирован	U07.2	1066	0,19%

Мирена инструкция по применению: показания, противопоказания, побочное действие – описание Mirena внутриматочная терапевтическая система 20 мкг/24 ч: 1 шт. (440)

До установки ВМС Мирена^® следует исключить патологические процессы в эндометрии, поскольку в первые месяцы его применения часто отмечаются нерегулярные кровотечения/»мажущие» кровянистые выделения. Также следует исключить патологические процессы в эндометрии при возникновении кровотечений после начала ЗГТ эстрогенами у женщины, которая продолжает применять ВМС Мирена^®, ранее установленную для контрацепции. Соответствующие диагностические меры необходимо принять также, когда нерегулярные кровотечения развиваются во время длительного лечения.

ВМС Мирена^® не применяется для посткоитальной контрацепции.

ВМС Мирена^® следует с осторожностью использовать у женщин с врожденными или приобретенными клапанными пороками сердца, имея в виду риск септического эндокардита.

Левоноргестрел в низких дозах может влиять на толерантность к глюкозе, в связи с чем ее концентрацию в плазме крови следует регулярно контролировать у женщин с сахарным диабетом, применяющих ВМС Мирена^®. Как правило, коррекции дозы гипогликемических препаратов не требуется.

Некоторые проявления полипоза или рака эндометрия могут маскироваться нерегулярными кровотечениями. В таких случаях необходимо дополнительное обследование для уточнения диагноза.

ВМС Мирена^® не следует рассматривать как метод первого выбора в постменопаузном периоде у женщин с выраженной атрофией матки.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что применение ВМС Мирена^® не увеличивает риск развития рака молочной железы у женщин в постменопаузном периоде в возрасте до 50 лет. В связи с ограниченными данными, полученными в ходе исследования ВМС Мирена^® по показанию «профилактика гиперплазии эндометрия при проведении ЗГТ эстрогенами», риск возникновения рака молочной железы при применении ВМС Мирена^® по данному показанию не может быть подтвержден или опровергнут.

Олиго- и аменорея

Олиго- и аменорея у женщин фертильного возраста развивается постепенно, примерно в 57% и 16% случаев к концу первого года применения ВМС Мирена^® соответственно. Если менструации отсутствуют в течение 6 недель после начала последней менструации, следует исключить беременность. Повторные тесты на беременность при аменорее не обязательны, если отсутствуют другие признаки беременности.

Когда ВМС Мирена^® применяют в комбинации с ЗГТ эстрогенами в непрерывном режиме, у большинства женщин постепенно развивается аменорея в течение первого года.

Воспалительные заболевания органов малого таза (ВЗОМТ)

Трубка-проводник помогает защитить ВМС Мирена^® от инфицирования во время установки, а устройство для введения ВМС Мирена^® специально сконструировано так, чтобы свести к минимуму риск инфекции. ВЗОМТ у женщин, применяющих внутриматочную контрацепцию, часто обусловлены инфекциями, передающимися половым путем. Установлено, что наличие нескольких половых партнеров у женщины или нескольких половых партнеров у партнера женщины является фактором риска ВЗОМТ. ВЗОМТ могут иметь серьезные последствия: они способны нарушать репродуктивную функцию и повышать риск эктопической беременности.

Как и при других гинекологических или хирургических процедурах, тяжелая инфекция или сепсис (включая стрептококковый сепсис группы А) может развиваться после установки ВМС, хотя это случается крайне редко.

При рецидивирующем эндометрите или ВЗОМТ, а также при тяжелых или острых инфекциях, резистентных к лечению в течение нескольких дней, ВМС Мирена^® следует удалить. Если у женщины появилась постоянная боль в нижней части живота, озноб, лихорадка, боль, связанная с половым актом (диспареуния), длительные или обильные кровянистые выделения/кровотечение из влагалища, изменение характера выделений из влагалища, следует немедленно проконсультироваться с врачом. Сильная боль или повышение температуры, которые появляются в скором времени после установки ВМС, могут свидетельствовать о наличии тяжелой инфекции, которую необходимо лечить незамедлительно. Даже в случаях, когда лишь отдельные симптомы указывают на возможность инфекции, показаны бактериологическое исследование и мониторинг.

Экспульсия

Возможные признаки частичной или полной экспульсии любой ВМС — кровотечение и боль. Сокращения мышц матки во время менструаций иногда приводят к смещению ВМС или даже к выталкиванию ее из матки, что приводит к прекращению контрацептивного действия. Частичная экспульсия может уменьшить эффективность ВМС Мирена^®. Поскольку ВМС Мирена^® уменьшает менструальную кровопотерю, ее увеличение может указывать на экспульсию ВМС. Женщине рекомендуется проверять нити пальцами, например, во время приема душа. Если женщина обнаружила признаки смещения или выпадения ВМС или не нащупала нитей, следует избегать половых актов или применять другие методы контрацепции, а также как можно быстрее обратиться к врачу.

При неправильном положении в полости матки ВМС следует удалить. В это же время может быть установлена новая система.

Необходимо объяснить женщине, как проверять нити ВМС Мирена^®.

Перфорация и пенетрация

Перфорация или пенетрация тела или шейки матки ВМС могут происходить в основном во время введения, хотя могут и не обнаруживаться в течение некоторого времени после введения и снижать эффективность ВМС Мирена^®. В этих случаях систему следует удалить. При задержке диагностирования перфорации и миграции ВМС могут наблюдаться осложнения, такие как спайки, перитонит, кишечная непроходимость, перфорация кишечника, абсцессы или эрозии смежных внутренних органов.

В крупном проспективном сравнительном неинтервенционном когортном исследовании у женщин, применяющих ВМС (n=61448 женщин) с периодом наблюдения 1 год, частота перфораций составляла 1.3 (95% ДИ: 1.1-1.6) на 1000 введений во всей когорте исследования; 1.4 (95% ДИ: 1.1-1.8) на 1000 введений в когорте исследований с ВМС Мирена^® и 1. 1 (95% ДИ: 0.7-1.6) на 1000 введений в когорте исследований с медьсодержащими ВМС.

При продлении периода наблюдения до 5 лет в подгруппе данного исследования (n=39009 женщин, применяющих ВМС Мирена^® или медный внутриматочный контрацептив) частота перфорации, обнаруженной в разное время в течение всего 5-летнего периода, составила 2.0 (95% ДИ: 1.6-2.5) на 1000 введений.

Исследование продемонстрировало, что как грудное вскармливание на момент введения, так и введение до 36 недель после родов были ассоциированы с увеличенным риском перфорации (см. таблицу 3). Эти факторы риска были подтверждены в подгруппе с 5-летним периодом наблюдения. Оба фактора риска не зависели от типа применяемой ВМС.

Таблица 3. Частота перфораций на 1000 введений для всей когорты исследования с периодом наблюдения 1 год, стратифицированное по грудному вскармливанию и времени после родов при введении (рожавшие женщины)

	Грудное вскармливание на момент введения	Нет грудного вскармливания на момент введения
Введение через ≤36 недель после родов	5. 6 (95% ДИ: 3.9-7.9, n=6047 введений)	1.7 (95% ДИ: 0.8-3.1, n=5927 введений)
Введение через >36 недель после родов	1.6 (95% ДИ: 0.0-9.1, n=608 введений)	0.7 (95% ДИ: 0.5-1.1, n=41910 введений)

Повышенный риск перфорации при введении ВМС существует у женщин с фиксированным неправильным положением матки (ретроверсией и ретрофлексией).

Эктопическая беременность

Женщины с эктопической (внематочной) беременностью в анамнезе, перенесшие операции на маточных трубах или инфекцию органов малого таза подвержены более высокому риску эктопической беременности. Возможность эктопической беременности следует учитывать в случае боли внизу живота, особенно если она сочетается с прекращением менструаций, или когда у женщины с аменореей начинается кровотечение. Частота эктопической беременности в клинических исследованиях при применении ВМС Мирена^® составляла примерно 0.1% в год. В крупном проспективном сравнительном неинтервенционном когортном исследовании с периодом наблюдения 1 год частота эктопической беременности при применении ВМС Мирена^® составляла 0. 02%. Абсолютный риск эктопической беременности у женщин, применяющих ВМС Мирена^®, является низким. Однако если у женщины с установленной ВМС Мирена^® наступает беременность, относительная вероятность эктопической беременности выше.

Потеря нитей

Если при гинекологическом исследовании нити для удаления ВМС не удается обнаружить в области шейки матки, необходимо исключить беременность. Нити могут быть втянуты в полость матки или канал шейки матки и становиться вновь видимыми после очередной менструации. Если беременность исключена, месторасположение нитей обычно удается определить с помощью осторожного зондирования соответствующим инструментом. Если обнаружить нити не удается, возможна перфорация стенки матки или экспульсия ВМС из полости матки. Чтобы определить правильность расположения системы, можно провести УЗИ. В случае его недоступности или безуспешности для определения локализации ВМС Мирена^® проводят рентгенологическое исследование.

Кисты яичников

Поскольку контрацептивный эффект ВМС Мирена^® обусловлен, главным образом, ее местным действием, у женщин фертильного возраста обычно наблюдаются овуляторные циклы с разрывом фолликулов. Иногда атрезия фолликулов задерживается, и их развитие может продолжаться. Такие увеличенные фолликулы клинически невозможно отличить от кист яичника. О кистах яичников в качестве побочной реакции сообщалось приблизительно у 7% женщин, применявших ВМС Мирена^®. В большинстве случаев эти фолликулы не вызывают никаких симптомов, хотя иногда они сопровождаются болью внизу живота или болью при половом акте.

Как правило, кисты яичников исчезают самостоятельно на протяжении двух-трех месяцев наблюдения. Если этого не произошло, рекомендуется продолжать наблюдение с помощью УЗИ, а также проведение лечебных и диагностических мероприятий. В редких случаях приходится прибегать к хирургическому вмешательству.

Применение ВМС Мирена^® в комбинации с ЗГТ эстрогенами

При применении ВМС Мирена^® в комбинации с эстрогенами необходимо дополнительно учитывать информацию, указанную в инструкции по применению соответствующего эстрогена.

Вспомогательные вещества, содержащиеся в ВМС Мирена^®

Т-образная основа ВМС Мирена^® содержит бария сульфат, который становится видимым при рентгенологическом исследовании.

Необходимо иметь в виду, что ВМС Мирена^® не предохраняет от ВИЧ-инфекции и других заболеваний, передающихся половым путем.

Влияние на способность к управлению транспортными средствами и механизмами

Не наблюдалось.

Дополнительная информация для пациенток

Регулярные осмотры

Врач должен обследовать Вас через 4-12 недель после установки ВМС, в дальнейшем необходимы регулярные врачебные осмотры не реже одного раза в год.

Проконсультируйтесь с врачом как можно скорее, если:

• Вы перестали ощущать нити во влагалище.
• Вы можете нащупать нижний конец системы.
• Вы предполагаете, что беременны.
• Вы ощущаете постоянную боль в животе, лихорадку или отмечаете изменение обычного характера выделений из влагалища.
• Вы или ваш партнер ощущаете боль во время полового акта.
• Вы отметили внезапные изменения менструального цикла (например, если у Вас менструации были скудными или отсутствовали, а затем появилось постоянное кровотечение или боль, либо менструации стали чрезмерно обильными).
• У Вас появились другие клинические проявления, например, головная боль типа мигрени или сильная повторяющаяся головная боль, внезапные нарушения зрения, желтуха, повышение артериального давления или любые другие заболевания и состояния, перечисленные в разделе «Противопоказания» и «С осторожностью».

Что делать, если Вы планируете беременность или хотите удалить ВМС Мирена^® по другим соображениям

Ваш врач может с легкостью удалить ВМС в любое время, после чего беременность становится возможной. Обычно удаление проходит безболезненно. После удаления ВМС Мирена^® репродуктивная функция восстанавливается.

Когда беременность нежелательна, ВМС Мирена^® должен быть удален не позднее 7 дня менструального цикла (при ежемесячном цикле). Если ВМС Мирена^® будет удалена позднее седьмого дня цикла, следует пользоваться барьерными методами контрацепции (например, презервативом) в течение не менее 7 дней до его удаления. Если при применении ВМС Мирена^® наблюдаются нерегулярные менструации или же менструации отсутствуют, за 7 дней до удаления ВМС следует начать применять барьерные методы контрацепции и продолжать их применение до тех пор, пока менструации не возобновятся. Можно также установить новую ВМС сразу же после удаления предыдущей; в этом случае никаких дополнительных мер предохранения от беременности не требуется.

Как долго можно использовать ВМС Мирена^®

ВМС Мирена^® обеспечивает защиту от беременности в течение 5 лет, после чего ее следует удалить. Новая ВМС Мирена^® может быть установлена сразу же после удаления предыдущей.

Восстановление способности к зачатию (Можно ли забеременеть после прекращения применения ВМС Мирена^®)

Да, можно. После того, как ВМС Мирена^® будет удалена, она перестает оказывать влияние на Вашу нормальную репродуктивную функцию. Беременность может наступить в течение первого менструального цикла после удаления ВМС Мирена^®.

Влияние на менструальный цикл (Может ли ВМС Мирена^® повлиять на Ваш менструальный цикл)

ВМС Мирена^® влияет на менструальный цикл. Под ее действием менструации могут измениться и приобрести характер «мажущих» выделений, стать более продолжительными или менее продолжительными, протекать с более обильными или более скудными, чем обычно, кровотечениями, или вообще прекратиться.

В первые 3-6 месяцев после установки ВМС Мирена^® у многих женщин наблюдаются, помимо их обычных менструаций, частые кровянистые «мажущие» выделения или скудные кровотечения. В некоторых случаях в этот период отмечаются очень обильные или длительные кровотечения. Если Вы обнаружили у себя указанные симптомы, особенно если они не исчезают, сообщите об этом своему врачу.

Наиболее вероятно, что при применении ВМС Мирена^® с каждым месяцем число дней кровотечения и количество теряемой крови будет постепенно уменьшаться. Некоторые женщины со временем обнаруживают, что менструации у них полностью прекратились. Поскольку количество крови, теряемой с менструациями, при применении ВМС Мирена^® обычно уменьшается, у большинства женщин наблюдается повышение содержания гемоглобина в крови.

После удаления системы менструальный цикл нормализуется.

Отсутствие менструаций (Нормально ли не иметь менструаций)

Да, если Вы применяете ВМС Мирена^®. Если после установки ВМС Мирена^® Вы отметили исчезновение менструаций, это связано с влиянием гормона на слизистую оболочку матки. Ежемесячного утолщения слизистой оболочки не происходит, следовательно, не происходит отторжение ее во время менструации. Это не обязательно означает, что Вы достигли менопаузы или что Вы беременны. Концентрация в плазме крови Ваших собственных гормонов остается нормальной.

Фактически отсутствие менструаций может быть большим преимуществом для комфорта женщины.

Как Вы можете узнать, что беременны

Беременность у женщин, использующих ВМС Мирена^®, даже если у них отсутствуют менструации, маловероятна.

Если у Вас нет менструаций в течение 6 недель и Вы обеспокоены этим, проведите тест на беременность. В случае отрицательного результата проводить дополнительные пробы нет необходимости, если у Вас нет других признаков беременности, например тошноты, утомляемости или болезненности молочных желез.

Может ли ВМС Мирена^® вызывать боль или дискомфорт

Некоторые женщины испытывают боль (напоминающую менструальные боли) в первые 2-3 недели после установки ВМС. Если Вы ощущаете сильную боль или если боль продолжается более 3 недель после установки системы, обратитесь к своему врачу или в лечебное учреждение, где Вам устанавливали ВМС Мирена^®.

Влияет ли ВМС Мирена^® на половые акты

Ни Вы, ни Ваш партнер не должны ощущать ВМС во время полового акта. В противном случае половых актов следует избегать до тех пор, пока Ваш врач не убедится, что система находится в правильном положении.

Какое время должно пройти между установкой ВМС Мирена^® и половым актом

Лучше всего, чтобы дать Вашему организму отдохнуть, воздерживаться от половых актов в течение 24 ч после введения в матку ВМС Мирена^®. Однако противозачаточным действием ВМС Мирена^® обладает с момента установки.

Можно ли использовать тампоны или менструальные чаши

Рекомендуется применять гигиенические прокладки. Если же Вы применяете тампоны или менструальные чаши, менять их следует очень осторожно, чтобы не вытащить нити ВМС Мирена^®. Если Вы полагаете, что могли вытащить нити ВМС Мирена^® (см. раздел «Проконсультируйтесь с врачом как можно скорее, если» для выявления возможных признаков), избегайте половых контактов или используйте барьерные методы контрацепции (такие как презервативы) и обратитесь к врачу.

Что случится, если ВМС Мирена^® самопроизвольно выйдет из полости матки

Очень редко во время менструаций может произойти экспульсия ВМС из полости матки. Необычное увеличение кровопотери при менструальном кровотечении может означать, что ВМС Мирена^® выпала через влагалище. Возможна также частичная экспульсия ВМС из полости матки во влагалище (Вы и Ваш партнер могут заметить это во время полового акта). При полном или частичном выходе ВМС Мирена^® из матки ее противозачаточное действие немедленно прекращается.

По каким признакам можно судить, что ВМС Мирена^® находится на месте

Вы можете сами проверить, находятся ли на месте нити ВМС Мирена^®, после того как у Вас закончилась менструация. После окончания менструации осторожно введите палец во влагалище и нащупайте нити в его конце, недалеко от входа в матку (шейка матки).

Не следует тянуть нити, т.к. Вы можете случайно вытащить ВМС Мирена^® из матки. Если Вам не удается нащупать нити, обратитесь к врачу.

Сколько в вас лишних кг: рассчитываем индекс массы тела

Стройность это очень субъективный вопрос. Для бабушки мы всегда слишком худые, а для глянцевых журналов – «заплыли жиром». Как же определить качество фигуры наверняка? Врачи нашли совершенно беспристрастный способ оценки лишних килограммов человека. О том, что такое индекс массы тела и как его посчитать, читайте в нашем новом FitБлоге.

Индекс массы тела (ИМТ) это признанный Всемирной организацией здравоохранения коэффициент соотношения веса и роста человека. При этом нормативный диапазон показателей изменяется в зависимости от возраста наблюдаемого. Формула расчета ИМТ подходит для «среднестатистического» человека: старше 17 лет ростом от 155 см до 2 м. Детям, профессиональным спортсменам с высокой долей мышечной массы, беременным и кормящим женщинам, а также пожилым людям, отличающимся хрупким телосложением такая методика не подойдет.

Показатель ИМТ помогает быстро оценить, есть ли у человека избыточный или недостаточный вес. А, значит, указывает на возможную склонность к ряду заболеваний: повышенный шанс развития диабета, гипертония, артрит, заболевания сердечно-сосудистой системы, остеопороз, бесплодие и другим.

Для расчета индекса массы тела требуется вес в килограммах, поделить на рост в метрах, взятый в квадрат, т.е. ИМТ = вес (кг)/рост (м)2. Для девушки ростом 162 см и весом 60 кг формула будет выглядеть так: 60/1,62 * 1,62 = 22,86. Такой показатель, к слову, является нормой.

Если вы не любите считать, предлагаем воспользоваться онлайн-калькулятором калорий или воспользоваться нашей таблицей.

ХОЧУ ПОХУДЕТЬ ЗА 30 дней

Как вы видите, диапазон «нормы» достаточно большой. По мнению ВОЗ это нормальное соотношение веса и роста. Это условный идеальный вес, не несущий опасности для здоровья. Худеть или полнеть не стоит, однако возможны небольшие корректировки в косметических целях. Все зависит от индивидуальных особенностей и веса мышечной ткани. Для молодых людей идеальным считается ИМТ 22-23, при подходе к верхней границе диапазона стоит задуматься о небольшом снижении веса или, по крайней мере, о его стабилизации.

Показатель ИМТ, находящий с светло- и тёмно-оранжевой зонах должен является тревожным сигналом. Он указывает на повышенные риски для здоровья. Для поиска причин и составления программы нормализации веса следует обратиться к специалисту: врачу, диетологу или фитнес-консультанту, в зависимости от степени отклонения от нормы.

«Следует понимать, что ИМТ – это все-таки приблизительный показатель, – успокаивает руководитель направления восстановительного фитнеса в ФизКульт Спорт Елена Светкина. – Наиболее достоверную информацию можно получить, проведя биоимпедансный анализ состава тела в программе Медасс. В процессе тестирования определяется: количество жировой, мышечной ткани, усвояемость белка, показатель силы, физического развития, скорость метаболических процессов и др. На основании полученных данных для человека формируются протоколы с полезной информацией, которую удобно использовать и при самостоятельных, и при персональных тренировках. Тогда работа ведется в нужных зонах, с оптимально подходящим оборудованием и с правильными задачами».

ХОЧУ ПОХУДЕТЬ ЗА 30 дней

Лечение сколиоза 2 степени в Москве в клинике Дикуля: цены, запись на прием

Сколиоз — довольно распространенное заболевание костно-мышечной системы и сколиозом может страдать человек в любом возрасте, как ребенок, так и пожилой человек. Лечение сколиоза 2 степени находится в прямой зависимости от тяжести и характеристик течения и его последствий для организма.

Если при первой степени сколиоза, как правило, бывает достаточно наблюдения и физической терапии, то сколиоз 2 степени требует большего внимания, так как нарушения биомеханики более значительные и это может иметь серьезные последствия.

Сколиоз представляет собой кривизну позвоночника во фронтальной плоскости от одиннадцати до двадцати пяти градусов (по методу В. Чаклина). Самый опасный возраст его появления — в подростковом возрасте, поскольку такое довольно значительное искривление показывает прогрессирование процесса деформации. По мере активного роста могут появиться изменения в грудной клетке, что будет приводить к выступанию ребер .

В случае сколиоза 2 степени, обнаруженного после восемнадцати лет, значительных рисков не существует. Тем не менее, необходим постоянный мониторинг и лечение.

Симптомы сколиоза 2 степени

Чаще всего, сколиоз 2 степени может не проявляться заметными внешними признаками или симптомами и может оставаться недиагностированным в течение многих лет. Многие признаки или симптомы умеренного сколиоза будут включать нарушения постурального плана и симметрии тела.

Симптомы сколиоза 2 степени включают:

• Кривая сколиоза между 10 ° — 20 °
• Наиболее часто встречаются у молодых, предменструальных девочек, но также наблюдаются у мальчиков и взрослых
• Иногда возможна боль в спине
• Наклон туловища в сторону
• Наклон головы
• Осанка с наклоном головы вперед — если смотреть со стороны, голова выдвигается вперед, а уши не выровнены с верхней частью плеча
• Одежда, неравномерно висящая на теле
• Неодинаковая длина ног
• Одно плечо располагается выше другого
• Одно лопатка выпирает больше, чем другая
• Одно бедро кажется выше другого
• Одна сторона грудной клетки выше, чем другая
• Ребра торчат во время полного наклона вперед

Боли при сколиозе

В клинической практике значительная часть детей и подростков, страдающих сколиозом, жалуются на боль.

В том числе:

• Головные боли
• Боль в шее
• Боль в плече
• Боль в спине
• Боль в области бедер

Подавляющее большинство подростков не испытывают боли при сколиозе во время юности и подросткового возраста, но, вероятность появления болей увеличивается с годами.

Исследования показывают, что у 6-20% подростков со сколиозом наблюдается боль в спине, и 92% взрослых пациентов жалуются на боль, связанную с наличием у них сколиоза.

Прогрессирование сколиоза 2 степени

Многим пациентам со сколиозом говорят, что угол кривизны вряд ли станет больше, особенно если у них незначительное искривление.

Недавние исследования показывают, что некоторые кривые более вероятны, чем другие, приводят к большему, менее предсказуемому прогрессированию деформации, но независимо от типа кривизны сколиоз, вероятно, продолжит развиваться, особенно позже в жизни.

Умеренный сколиоз (2 степени) имеет 22% шансов на прогрессирование, что можно считать значительным риском. Когда кривизна становится больше 20 градусов, этот риск достигает 68%. Исследование, проведенное в 2003 году, показало, что у 36% подростков с идиопатическим сколиозом кривизна прогрессировала более чем на 10 градусов после 22 лет.

Взрослый дегенеративный сколиоз, который чаще встречается у людей старше 45 лет, развивается еще быстрее, чем сколиоз у подростков.

У взрослых, даже если кривизна развилась в подростковом возрасте и не увеличивалась значительно, в старшем возрасте многие пациенты отмечают резкое увеличение угла искривления.

Мало того, что ежегодная прогрессия 0,3 градуса в год складывается на протяжении всей жизни, так исследования взрослых с изначально небольшими искривлениями показали среднюю прогрессию в 2 градуса в год и 2,5 градуса в год, если пациент старше 69 лет, Если у пациента был левосколиоз, в среднем прогрессирование составляет 3 градуса в год.

Может сложиться впечатление, что сколиотические кривые всегда прогрессируют с постоянной скоростью. Это не всегда верно. Некоторые умеренные случаи сколиоза будут резко прогрессировать в период полового созревания, особенно у девочек. Считается, что это связано с гормональными изменениями, происходящими в сочетании с быстрым ростом . Аналогичным образом, многие зрелые женщины, у которых есть дегенеративный сколиоз, могут испытывать резкую и непредсказуемую прогрессию деформации во время или после менопаузы. Это также связано с гормональными изменениями, происходящими в сочетании с дегенеративными изменениями, которые возникают в позвоночнике по мере старения.

Диагностический подход

Сколиоз диагностируется в детстве или во время роста организма. В основном, патология выявляется ??в возрасте 11-16 лет.

Медицина доказывает, что девочки страдают чаще, чем мальчики. Это связано, прежде всего, с более хрупкой структурой кости и слабостью мышечной системы.

Часто сколиоз 2 степени является идиопатическим по своей природе, другими словами, установить конкретную причину невозможно.

Методы диагностики

• Рентгенография — классический и наиболее точный метод диагностики этого заболевания. Недостатком рентгенографии является ионизирующее излучение, поэтому этот метод диагностики нельзя применять чаще одного раза в течение нескольких месяцев.
• Фото. Используя этот метод, можно установить изменения в позе. Изображения выполняются в нескольких режимах — в полный рост фронтально, сбоку и в нормальном положении тела.
• Компьютерная оптическая топография — выполняется путем записи преломленного света, который позволяет видеть кривизны спины. Результат фотографируется и обрабатывается специальной компьютерной программой.
• Сколиометр — это устройство позволяет определить степень кривизны в числовом значении.

Лечение

Почему необходимо как можно раньше лечить умеренный сколиоз (2 степени)?

Проще говоря, небольшие искривления легче лечить. Исследования показывают, что умеренные искривления хорошо реагируют на коррекцию с помощью упражнений и в большинстве случаев без необходимости в использовании корсетов. Для достижения этих результатов необходимо устранить факторы, которые развивают сколиоз, прежде чем сколиоз достигнет 30 градусов.

Специально разработанная программа лечения сколиоза 2 степени с помощью целевого растяжения, нервно-мышечного переобучения, активных методов самокоррекции, наряду с изометрическими и изотоническими упражнениями («йога для сколиоза») может предотвратить прогрессирование деформации.

План лечения сколиоза из 3 этапов

Этап 1: Смешанный

Сначала необходимо разогреть спину в процессе подготовки к предстоящим корректирующим упражнениям. Разогревание подготавливает позвоночник для структурных изменений, и межвертебральные диски становятся гибкими и мобильными.

В этот этап могут входить следующие методы:

• Реабилитационный стул — находится на шарнирном соединении и сгибается во всех направлениях, что предоставляет позвоночнику полный диапазон движений.
• Цервикальная тракция — самоуправляемая тяга, которая улучшает мобильность дисков в шейном отделе позвоночника.
• Вибрационная тяга — использует медленную расслабляющую вибрацию, предназначенную для расслабления связок и мягких тканей позвоночника.
• Стол Flexion / Distraction Table — Специальный моторизованный стол с ремнями, которые вытягивают сколиотические кривые в позвоночнике.
• Стол спинальной декомпрессии — тип тракционной терапии, при которой позвоночник растягивается и расслабляется с перерывами контролируемым образом, как правило, при лечении умеренного поясничного сколиоза у взрослых.

Этап 2: Коррекция

Как только межвертебральные диски разогреются, начинается процесс коррекции спинальных кривых.

В фазе фиксации используется инструментальная корректировка с использованием минимальной силы. Это позволяет пациенту не испытывать боли при лечении, даже когда укрепляются новые области мышц.

Фаза корректировки различна для каждого пациента и основана на результатах первоначальной рентгенографии и специализированном обследовании спинальных суставов с помощью методик хиропрактики.

Этап 3: Установка

Сразу же после фазы корректировки подключаются другие методы лечения:

• Вибротерапия всего тела, также известная как нервно-мышечное переобучение, с помощью специального стола и стула
• Лечебная терапия, которая воссоздает модели движения и ходьбы.

ЛФК

Последний шаг в программе лечения это подобрать программу упражнений для лечения сколиоза на дому.

Для того чтобы увидеть результат, необходимо 1-2 раза в день проводить упражнения по подобранной программе. Процесс лечения эффективен только если он активно и последовательно выполняется пациентом.

Лечение имеет два варианта частоты, оба из которых имеют две основные части: стандартная частота два раза в неделю, в течение 2-3 месяцев (приблизительно 90 минут на посещение) или интенсивный план лечения (1-2 недели 3- 5 часов в день, 5 дней в неделю). Оба варианта частоты занятий включают индивидуальные упражнения на дому, которые должны выполняться один или два раза в день. Продолжительность лечения зависит от тяжести искривления, наличия дегенерации, уровня боли, места и формы сколиоза и возраста пациента.

Корсетирование

Как правило, при умеренном сколиозе (2 степени) ношение корсетов не является обязательным. Тем не менее, если есть необходимость применения корсета, то рекомендуется использовать корсет в ночные часы у ребенка и 4 часа в день для взрослого.

Объяснение важности скелетных мышц

Узнайте о расположении и роли скелетных мышц в организме человека

Скелетные мышцы прикрепляются к костям сухожилиями.

Создано и произведено QA International. © QA International, 2010. Все права защищены.www.qa-international.com

---

Стенограмма

РАССКАЗЧИК: В человеческом теле более 600 различных мышц. Большинство из них называют скелетными мышцами, потому что они прикрепляются к скелету. Скелетные мышцы прикреплены к костям беловатыми волокнами, называемыми сухожилиями.

Некоторые мышцы очень длинные. Портняжная мышца, например, имеет размеры 50 сантиметров между тазовой костью и большеберцовой костью. Некоторые мышцы, с другой стороны, очень короткие. Мышцы головы, приводящие в движение разные части лица, относятся к коротким мышцам.Жевательные и височные мышцы двигают нижнюю банку. Однако большая часть мышц головы приводит в движение не кости, а кожу лица. Круговые мышцы двигают веки. Скуловые мышцы поднимают уголки губ, а треугольные тянут их вниз. Используя мышцы головы, люди могут выражать широкий спектр эмоций, таких как удивление и гнев.

В общей сложности скелетные мышцы составляют почти половину массы нашего тела. Когда мы двигаемся, мы приказываем своим скелетным мышцам сокращаться.Эти произвольные движения обычно влекут за собой скоординированные действия ряда мышц. Например, за движение предплечья отвечают две основные скелетные мышцы: бицепс, прикрепленный к передней части локтевого сустава, и трехглавый, прикрепленный к задней части сустава. Когда бицепс сокращается, он сгибает предплечье. Трицепс неактивен. Чтобы вернуться в исходное положение, трицепс сокращается, а бицепс автоматически расслабляется. Некоторые движения требуют задействования большего количества мышц.Например, растяжка ноги задействует не менее четырех различных мышц.

11.4 Определите скелетные мышцы и укажите их происхождение, прикрепления, действия и иннервацию – анатомия и физиология

Обзор главы

Мышцы бывают осевыми или аппендикулярными. Осевые мышцы сгруппированы по расположению, функции или тому и другому. Некоторые осевые мышцы переходят на добавочный скелет. Мышцы головы и шеи все осевые. Мышцы лица создают выражение лица, вживляясь в кожу, а не в кости.Мышцы, которые двигают глазные яблоки, являются внешними, то есть они берут начало вне глаза и прикрепляются к нему. Мышцы языка бывают внешними и внутренними. Подбородочно-язычная мышца вдавливает язык и перемещает его вперед; шилоязычный язык поднимает язык и втягивает его; palatoglossus поднимает спинку языка; и hyoglossus вдавливает и уплощает его. Мышцы передней части шеи облегчают глотание и речь, стабилизируют подъязычную кость и позиционируют гортань. Мышцы шеи стабилизируют и двигают головой.Грудино-ключично-сосцевидная мышца делит шею на передний и задний треугольники.

Мышцы спины и шеи, приводящие в движение позвоночный столб, сложные, перекрывают друг друга и могут быть разделены на пять групп. Группа splenius включает splenius capitis и splenius cervicis. Выпрямители позвоночника имеют три подгруппы. Подвздошно-реберная группа включает подвздошно-реберную мышцу шейки матки, подвздошно-реберную мышцу грудной клетки и подвздошно-реберную мышцу поясницы. В группу длиннейших мышц входят длиннейшая мышца головы, длиннейшая мышца шеи и длиннейшая мышца грудной клетки.Группа spinalis включает spinalis capitis, spinalis cervicis и spinalis thoracis. К поперечно-остистым мышцам относятся полуостистая мышца головы, полуостистая мышца шеи, полуостистая мышца грудной клетки, многораздельная мышца и вращатели. К сегментарным мышцам относятся межостистая и межпоперечная. Наконец, лестничные мышцы включают переднюю лестничную мышцу, среднюю лестничную мышцу и заднюю лестничную мышцу.

Передняя брюшная стенка, состоящая из кожи, фасций и четырех пар мышц, защищает органы, расположенные в брюшной полости, и обеспечивает движение позвоночника.К этим мышцам относятся прямая мышца живота, проходящая по всей длине туловища, наружная косая, внутренняя косая и поперечная мышца живота. Квадратная мышца поясницы образует заднюю брюшную стенку.

Большую роль в дыхании играют мышцы грудной клетки, особенно куполообразная диафрагма. Когда она сокращается и уплощается, объем внутри плевральных полостей увеличивается, что снижает давление в них. В результате воздух будет поступать в легкие.Наружные и внутренние межреберные мышцы охватывают пространство между ребрами и помогают изменять форму грудной клетки и соотношение объема и давления внутри плевральных полостей во время вдоха и выдоха.

Мышцы промежности участвуют в процессах мочеиспускания у обоих полов, эякуляции у мужчин и сокращении влагалища у женщин. Мышцы тазового дна поддерживают органы малого таза, сопротивляются внутрибрюшному давлению и работают как сфинктеры уретры, прямой кишки и влагалища.

Ключица и лопатка составляют грудной пояс, обеспечивающий стабильное начало мышц, приводящих в движение плечевую кость.Мышцы, которые позиционируют и стабилизируют грудной пояс, расположены на грудной клетке. К передним грудным мышцам относятся подключичная, малая грудная и передняя зубчатая. К задним грудным мышцам относятся трапециевидная мышца, поднимающая лопатку, большая и малая ромбовидная мышцы. Девять мышц пересекают плечевой сустав, чтобы двигать плечевую кость. На осевом скелете берут начало большая грудная мышца и широчайшая мышца спины. От лопатки берут начало дельтовидная, подлопаточная, надостная, подостная, большая и малая круглые мышцы и клювовидно-плечевая мышца.

К сгибателям предплечья относятся двуглавая мышца плеча, плечевая и плечелучевая мышцы. Разгибателями являются трехглавая мышца плеча и локтевая мышца. Пронаторами являются круглый пронатор и квадратный пронатор. Супинатор — единственный, который поворачивает предплечье вперед.

Внешние мышцы рук берут начало вдоль предплечья и прикрепляются к кисти, чтобы облегчить грубые движения запястий, кистей и пальцев. Поверхностный передний отдел предплечья производит сгибание.Этими мышцами являются лучевой сгибатель запястья, длинная ладонная мышца, локтевой сгибатель запястья и поверхностный сгибатель пальцев. Глубокий передний отдел также производит сгибание. Это длинный сгибатель большого пальца и глубокий сгибатель пальцев. Остальные отсеки производят надставкой. Длинный лучевой разгибатель запястья, короткий лучевой разгибатель запястья, разгибатель пальцев, разгибатель минимальных пальцев и локтевой разгибатель запястья — это мышцы, находящиеся в поверхностном заднем отделе.Глубокий задний отдел включает длинный отводящий мускул, короткий разгибатель большого пальца, длинный разгибатель большого пальца и указательный разгибатель.

Наконец, внутренние мышцы рук позволяют нашим пальцам совершать точные движения, такие как набор текста и письмо. Они оба возникают и вставляются в руку. Мышцы тенара, расположенные на латеральной части ладони, — это короткая отводящая мышца большого пальца, противодействующая мышца большого пальца, короткий сгибатель большого пальца и приводящая мышца большого пальца. Мышцы гипотенара, расположенные на медиальной части ладони, — это мышца, отводящая мизинец, короткий сгибатель мизинца и противопоставляющий мизинец.К промежуточным мышцам, расположенным в середине ладони, относятся червеобразные, ладонные межкостные и тыльные межкостные.

Тазовый пояс прикрепляет ноги к осевому скелету. Тазобедренный сустав — это место соединения тазового пояса и голени. Бедро соединено с тазовым поясом многими мышцами. В ягодичной области большая поясничная и подвздошная мышцы образуют подвздошно-поясничную мышцу. Большая и сильная большая ягодичная мышца, средняя ягодичная мышца и малая ягодичная мышца разгибают и отводят бедро. Вместе с большой ягодичной мышцей напрягатель широкой фасции образует подвздошно-большеберцовый тракт.К боковым ротаторам бедренной кости в тазобедренном суставе относятся грушевидная мышца, внутренняя запирательная мышца, наружная запирательная мышца, верхняя близнецовая мышца, нижняя близнецовая мышца и квадратная мышца бедра. В медиальной части бедра длинная приводящая мышца, короткая приводящая мышца бедра и большая приводящая мышца приводят бедро и вращают его медиально. Гребенчатая мышца приводит и сгибает бедро в тазобедренном суставе.

Мышцы бедра, приводящие в движение бедро, большеберцовую и малоберцовую кости, делятся на медиальный, передний и задний отделы. Медиальный отдел включает аддукторы, гребенчатую мышцу и тонкую мышцу.Передний отдел включает четырехглавую мышцу бедра, сухожилие четырехглавой мышцы, связку надколенника и портняжную мышцу. Четырехглавая мышца бедра состоит из четырех мышц: прямой мышцы бедра, латеральной широкой, средней широкой и промежуточной широкой, которые вместе разгибают колено. Задний отдел бедра включает подколенные сухожилия: двуглавую мышцу бедра, полусухожильную и полуперепончатую, которые сгибают колено.

Мышцы голени, приводящие в движение стопу и пальцы, делятся на передний, латеральный, поверхностно- и глубоко-задний отделы.Передний отдел включает переднюю большеберцовую мышцу, длинный разгибатель большого пальца, длинный разгибатель пальцев и третью малоберцовую мышцу. В латеральном отделе находятся длинная малоберцовая мышца (малоберцовая мышца) и короткая малоберцовая мышца (малоберцовая мышца). Поверхностный задний отдел включает икроножную, камбаловидную и подошвенную мышцы; а в глубоком заднем отделе находятся подколенная мышца, задняя большеберцовая мышца, длинный сгибатель пальцев и длинный сгибатель большого пальца стопы.

Обзор, общая анатомия, микроскопическая анатомия

мышцы	Периферический нерв	Нервные корешки	Локализация мышц	Действие мышц
Похититель Digiti Quinti (рука)	Ульнарный	С8, Т1	Непосредственно у медиального края кисти, посередине между дистальной складкой запястья и пястно-фаланговой складкой. Это первая встречающаяся мышца.	Отведение цифры 5.
Похититель Поллисис Бревис	Медиана	С8, Т1	Параллельно диафизу первой пястной кости, на одной линии с серединой диафиза разогнутой первой фаланги большого пальца, где электрод входит в первую мышцу.	Отведение большого пальца, т. е. движение большого пальца из плоскости ладони.
Отводящая длинная мышца большого пальца и короткий разгибатель большого пальца	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	В дистальных 25% тыльной поверхности предплечья, выше лучевой кости	Отведение и разгибание проксимальной фаланги большого пальца
Приводящая мышца	Локтевая кость, глубокая ладонная ветвь	С8, Т1	Непосредственно проксимальнее первого пястно-фалангового сустава электрод вводят в бороздку между пястной костью и первой тыльной межкостной мышцей и на глубину межкостного пространства. В этом довольно отдаленном месте основная часть первого спинного мозга избегается	Приведение большого пальца к плоскости ладони.
Анконеус	Радиальный	С7, С8	Электрод вводится на полпути между локтевым отростком и латеральным надмыщелком. Никаких других мышц в этом месте нет.	Удлинитель локтя.
Плечелучевая	Радиальный	С5, С6	Поместите указательный палец в локтевую ямку, указывая проксимально. Плечелучевая мышца — это первая мышца латеральнее пальца.	Сгибание локтя с предплечьем в средней пронации-супинации.
Разгибатели лучевой мышцы запястья, короткого и длинного	Радиальный	С6, С7	Визуализируйте линию, соединяющую латеральный надмыщелок и лучевой шиловидный отросток. В проксимальной половине предплечья эта линия отделяет общий разгибатель пальцев (communis) от разгибателей запястья с бороздой между ними. Таким образом, разгибатели подходят к этой линии чуть латеральнее (т. е. со стороны большого пальца) и располагаются поверхностно.	Если электрод слишком латеральный, он будет находиться в плечелучевой мышце. Если он расположен слишком медиально, он будет находиться в области общего разгибателя пальцев.
Ульнарисный разгибатель запястья	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	В проксимальной половине предплечья, чуть дорсальнее диафиза локтевой кости, и поверхностно	Разгибание запястья в сочетании с локтевой девиацией.
Разгибатель большого пальца (общий)	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	Плечелучевая мышца и лучевые разгибатели запястья компрометируют «подвижную массу» мышц. Медиальнее этой группы находится борозда, отделяющая ее от communis extensor digitorum, который сам по себе относительно неподвижен. Деление происходит в проксимальной половине предплечья по линии, соединяющей латеральный надмыщелок и лучевой шиловидный отросток.Поэтому электрод вводят медиально и параллельно этой бороздке в проксимальной части предплечья, где общий разгибатель пальцев располагается поверхностно.	Расширение цифр со 2 по 5.
Разгибатель указательного пальца	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	В дистальных 20% предплечья, посередине между лучевой и локтевой костями.В этом дистальном месте разгибатель указательного пальца является единственной дорсальной мышцей, которая не является преимущественно сухожильной.	Расширение цифр со 2 по 5.
Разгибатель указательного пальца	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	В дистальных 20% предплечья, посередине между лучевой и локтевой костями. В этом дистальном месте разгибатель указательного пальца является единственной дорсальной мышцей, которая не является преимущественно сухожильной.	Удлинение указательного пальца.
Длинный разгибатель большого пальца	Задняя межкостная ветвь лучевого нерва	С7, С8	Вставьте электрод на стыке средней и нижней трети тыльной поверхности предплечья, посередине между локтевой и лучевой костями. В этой точке длинный разгибатель большого пальца лежит непосредственно под дистальными мышечными брюшками общего разгибателя пальцев.	Разгибание дистальной фаланги большого пальца.
Первая тыльная межкостная (кисть)	Локтевая кость, глубокая ладонная ветвь	С8, Т1	Электрод вводят параллельно диафизу второй пястной кости, поверхностно, непосредственно в середину межреберного пространства.	Отведение 2-го пальца в плоскости ладони.
Лучевой сгибатель запястья	Медиана	С6, С7	Поместите указательный палец в локтевую ямку, указывая проксимально. Лучевой сгибатель запястья — это первая мышца медиальнее пальца на уровне вершины локтевой ямки (где сходятся плечелучевая мышца и мышца), и в этой точке она располагается поверхностно.	Сгибание запястья.
Локтевой сгибатель запястья	Ульнарный	С8, Т1	Средняя треть предплечья, поверхностная и непосредственно медиальная.	Сгибание запястья с локтевой девиацией.
Глубокий сгибатель пальцев, локтевая (медиальная) головки	Ульнарный	С8, Т1	В средней трети предплечья, непосредственно вентральнее диафиза локтевой кости. Здесь мышца лежит чуть ниже тонкого апоневроза локтевого сгибателя запястья.	Сгибание дистальных фаланг 4-го и 5-го пальцев.
Поверхностный сгибатель пальцев	Медиана	С7, С8, Т1	В середине предплечья, на полпути от вентральной срединной линии до медиального края предплечья. В этом месте это первая достигнутая мышца.	Сгибание пальцев или запястий.
Длинный сгибатель большого пальца	Передняя межкостная ветвь срединного нерва	С7, С8	В середине вентральной части предплечья электрод вводится дистальнее места схождения мышечных брюшек лучевого и плечелучевого сгибателей запястья, практически по средней линии, т. е. размещение иглы чуть дистальнее вершины локтевой ямки. Направьте иглу перпендикулярно коже и глубоко, пока не будет достигнута кость (плоская передняя поверхность лучевой кости). Последней пересекаемой мышцей является длинный сгибатель большого пальца, поэтому вытащите иглу на несколько миллиметров после достижения кости.	Сгибание дистальной фаланги большого пальца.
Оппоненс Поллицис	Медиана	С8, Т1	На середине диафиза первой пястной кости, в бороздке между пястной костью и короткой мышцей, отводящей большой палец.Мышца изучается в том месте, где она прикрепляется к медиальной стороне кости. Если короткую мышцу, отводящую большой палец, отвести в сторону, никакая другая мышца не перекроет в этой точке противодействующую мышцу.	Противопоставление большого пальца ладони.
Квадратный пронатор	Передняя межкостная ветвь срединного нерва	С7, С8, Т1	Ширина мышцы такая же, как и ее длина, она покрывает около 20% дистальных отделов предплечья, впереди межкостной перепонки. Вставьте электрод непосредственно кпереди от дистального стержня локтевой кости, перпендикулярно ему, и направьте электрод горизонтально, чтобы встретить толстый медиальный край мышцы.	Пронация предплечья
Круглый пронатор	Медиана	С6, С7	Когда указательный палец находится в локтевой ямке и направлен проксимально, круглый пронатор является первой мышцей медиальнее вашего пальца, непосредственно дистальнее срединной локтевой вены.	Сгибание локтя или, при необходимости, пронация предплечья.
Супинатор	Радиальный	С5, С6	В проксимальных 20% тыльной поверхности предплечья введите электрод в бороздку между лучевым разгибателем запястья (подвижным) и общим (неподвижным) разгибателем пальцев. Электрод направляют вглубь, где обнаруживается лежащий против лучевой кости супинатор.	Супинация предплечья.
Двуглавая мышца плеча	Мышечно-кожный	С5, С6	Средняя треть руки, непосредственно в мышечное брюшко и параллельно ему, приближаясь к бицепсу с его латеральной стороны	Сгибание локтя с супинацией предплечья.
Брахиалис	Мышечно-кожный	С5, С6	В дистальной трети плеча надавите на бицепс медиально и введите электрод в бороздку между бицепсом и трицепсом.Направьте его вниз и медиально, к передней поверхности диафиза плечевой кости.	Сгибание в локтевом суставе; степень пронации-супинации предплечья не имеет значения.
Дельтовидная, передняя	Подмышечный	С5, С6	Середина линии, соединяющей латеральную треть ключицы и место прикрепления дельтовидной мышцы	Отведение руки или сгибание плеча.
Дельтовидная, средняя	Подмышечный	С5, С6	Одна треть расстояния по линии между акромиональным отростком и местом прикрепления дельтовидной мышцы. Дельтовидная мышца — единственная мышца, встречающаяся в этом месте.	Похищение руки.
Дельтовидная, задняя	Подмышечный	С5, С6	Середина линии, соединяющей дистальный отдел ости лопатки и место прикрепления дельтовидной мышцы	Отведение руки или разгибание плеча.
Подостная	Надлопаточный	С5, С6	На полпути между остью лопатки и нижним кончиком лопатки, на полпути между латеральным и медиальным краями лопатки, т. е. непосредственно в центре подостной ямки. Электрод должен сначала аккуратно коснуться задней поверхности лопатки, а затем слегка оттянуться назад для исследования подостной мышцы.	Наружное вращение руки. Активация обычно возможна, когда пациент отрывает руку от стола.
Широчайшая мышца спины	Торакодорсальный (средний подлопаточный)	С6, С7, С8	Задняя подмышечная складка, непосредственно латеральнее нижнего конца лопатки	Разгибание/приведение плечевой кости.
Леватор лопатки	Шейное сплетение	С3, С4, С5	Середина линии, соединяющей верхний медиальный край лопатки и выйную линию. Поднимающая лопатка находится глубоко над вышележащей верхней трапециевидной мышцей.	Лопаточный элеватор. Попросите пациента пожать плечами.
Большая грудная мышца	Медиальный и латеральный грудные нервы	С7, С8, Т1	Передняя подмышечная складка на прямой вертикальной линии с клювовидным отростком	Приведение руки.
Большой ромбовидный	Задняя поверхность лопатки	С5	На уровне середины медиального края лопатки, посередине между краем и верхнегрудными (Т1-Т4) остистыми отростками. Мышца лежит глубоко до середины трапециевидной.	Приведение лопатки. Попросите пациента поднять локоть со стола, преодолевая сопротивление.
Малый ромбовидный	Задняя поверхность лопатки	С5	Середина линии, соединяющей верхний медиальный край лопатки и шейный выступ. Средние трапециевидные волокна перекрывают малые ромбовидные.	Приведение лопатки. Попросите пациента сдвинуть лопатки ближе друг к другу.
Передняя зубчатая мышца	Длинногрудной	С5, С6, С7	По средней или передней подмышечной линии изолируйте одно ребро, поместив два пальца в соседние промежутки, спереди от основной массы широчайшей мышцы спины, но сзади от ткани молочной железы у женщин.Введение игольчатого электрода осуществляется непосредственно между пальцами, поскольку передняя зубчатая мышца является единственной мышцей между кожей и ребром.	Подъем и вытягивание руки вперед, т. е. протракция лопатки. Иногда необходимо оказать сопротивление.
Надостная мышца	Надлопаточный	С5, С6	На медиальную треть лопаточной ости введите электрод непосредственно выше лопаточной ости.Направьте электрод перпендикулярно коже (не параллельно ей) в глубину надостной ямки, где встречается только надостная мышца. Сначала прокалывают апоневроз латеральных трапециевидных волокон.	Отведение руки.
Большая круглая	Нижняя подлопаточная	С5, С6	Сразу латеральнее нижней трети латерального края лопатки.	Внутреннее вращение руки.
Малая Тера	Подмышечный	С5, С6	Сразу латеральнее средней трети латерального края лопатки.	Наружное вращение руки.
Трапециевидная, Средняя	Спинной аксессуар, шейное (субтрапециевидное) сплетение	Черепной нерв XI, C3, C4	Непосредственно медиальнее медиального края ости лопатки.Держите электрод поверхностно, прямо под подкожной клетчаткой.	Приведение лопатки.
Трапеция верхняя	Спинной аксессуар, шейное (субтрапециевидное) сплетение	Черепной нерв XI, C3, C4	Верхний край плеча, непосредственно медиальнее акромиально-ключичного сустава. Свободный край верхней трапециевидной мышцы в этой точке можно захватить между двумя пальцами, а электрод провести параллельно наклону плеча.	Высота плеча. Попросите пациента пожать плечами.
Трицепс, латеральная головка	Радиальный	С7, С8	Дистальная треть плеча, непосредственно на линии латерального надмыщелка и поверхностная	Удлинитель локтя.
Трицепс, длинная головка	Радиальный	С7, С8	На уровне середины диафиза плечевой кости электрод вводят медиальнее задней срединной линии плеча.	Удлинитель локтя.
Похититель Digiti Quinti (нога)	Латеральная подошвенная ветвь большеберцового нерва	С1, С2	На латеральном крае стопы найдите основание пятой плюсневой кости, выступ которого легко прощупывается. Электрод вводят непосредственно проксимальнее и с подошвенной стороны выступа, параллельно длинной оси стопы.	Отведение мизинца. Попросите пациента размахивать пальцами ног. Произвольная активация этой мышцы может быть затруднена.
Похититель Hallucis	Медиальная подошвенная ветвь большеберцового нерва	С1, С2	На полпути между выступом ладьевидной кости и плоскостью подошвы, где находится самая поверхностная мышца.Вставьте электрод параллельно длинной оси стопы.	Может быть сложно. Попросите пациента размахивать или сгибать пальцы ног.
Передняя большеберцовая мышца	Глубокая ветвь малоберцового нерва	Л4, Л5	На стыке средней и верхней трети голени, на одной четверти расстояния от диафиза большеберцовой кости до латерального края голени. В этом месте встречается единственная мышца.	Тыльное сгибание голеностопного сустава. Пациент иногда рефлекторно разгибает пальцы ног в одном и том же движении, и длинный разгибатель пальцев может заменить переднюю большеберцовую мышцу, вызывая тыльное сгибание голеностопного сустава. При необходимости удерживайте пальцы ног в подошвенном сгибании, пока пациент сгибает голеностопный сустав тыльным сгибанием.
Длинный разгибатель пальцев	Глубокая ветвь малоберцового нерва	Л5, С1	На стыке средней и верхней трети голени, на полпути между диафизом большеберцовой кости и латеральным краем голени.В этот момент длинный разгибатель пальцев является первой мышцей, с которой приходится сталкиваться.	Расширение цифр со 2 по 5.
Длинный разгибатель большого пальца	Глубокая ветвь малоберцового нерва	Л5, С1	На стыке средней и нижней третей голени, на одной трети расстояния от диафиза большеберцовой кости до латерального края голени. Электрод направляют глубоко и медиально.	Удлинитель большого пальца стопы; убедитесь, что игла снова втянута в подкожную клетчатку до того, как пациент сократит эту мышцу.
Первая дорсальная межкостная (стопа)	Латеральная подошвенная ветвь большеберцового нерва	С1, С2	Поместите указательный палец в дорсальную перепонку между первым и вторым пальцами стопы, указывая дистально.Потяните палец проксимально, пока он не заклинит между головками первых двух плюсневых костей. Вставьте электрод сразу же дистальнее пальца и слегка наклоните его по направлению ко второму пальцу ноги. Мышца находится на глубине плюсневых костей; другие мышцы не встречаются.	Попросите пациента согнуть или развести пальцы ног веером. Многие не могут произвольно активировать первый тыльный межкостный сустав.
Икроножная, латеральная головка	Большеберцовая	С1, С2	Посередине между головкой малоберцовой кости и задней срединной линией голени и поверхностно	Подошвенное сгибание в голеностопном суставе.
Икроножная, медиальная головка	Большеберцовая	Л5, С1, С2	Медиальный край голени, место соединения верхней и средней третей и поверхностный.	Подошвенное сгибание в голеностопном суставе.
Длинная малоберцовая кость	Поверхностная ветвь малоберцового нерва	Л5, С1	Раздвиньте головку малоберцовой кости указательным и средним пальцами, указывая проксимально.Тянуть прямо вниз до места соединения верхней и средней третей ноги; ваши пальцы будут окружать длинную малоберцовую мышцу, которая является первой встреченной мышцей.	Выворот/подошвенное сгибание голеностопного сустава.
Задняя большеберцовая мышца	Большеберцовая	Л5, С1	Возможны два подхода: 1. На стыке средней и нижней трети голени ввести электрод под медиальный диафиз большеберцовой кости и направить вдоль кости и вглубь, где мышца прилегает к межкостной перепонке.Перед входом в заднюю большеберцовую мышцу пересекают полную ширину длинного сгибателя пальцев. На иллюстрации показан этот подход. 2. Через anterior tibialis, непосредственно против латерального края диафиза большеберцовой кости, на стыке средней и нижней третей голени. Электрод пересекает переднюю большеберцовую мышцу на всю ширину относительно надкостницы большеберцовой кости до тех пор, пока не будет достигнута и проколота межкостная мембрана. За мембраной находится задняя большеберцовая мышца. На стыке средней и нижней третей ноги игольчатый электрод вводят непосредственно рядом (медиально или латерально) с задней срединной линией.	Подошвенное сгибание/инверсия голеностопного сустава.
Камбаловидная	Большеберцовая	С1, С2	На стыке средней и нижней третей голени игольчатый электрод вводится непосредственно рядом (медиально или латерально) с задней срединной линией.	Подошвенное сгибание в голеностопном суставе.Если врач удерживает колено пациента в сгибании во время активации, вклад икроножной мышцы в подошвенное сгибание голеностопного сустава сводится к минимуму.
Длинная приводящая мышца	Обтюратор	Л2, Л3, Л4	В проксимальных 20% бедра, на четверти расстояния от медиального края до переднего края бедра.	Приведение бедра.
Аддуктор Магнус	Запирательный и седалищный	Л2, Л3, Л4	Верхняя треть бедра, непосредственно позади медиального края бедра.	Приведение бедра.
Большая ягодичная мышца	Нижняя ягодичная	Л5, С1, С2	Середина линии, соединяющей заднюю нижнюю подвздошную ость и большой вертел. Большая ягодичная мышца — первая мышца, лежащая в основе подкожной клетчатки.	Удлинитель бедра. Согните колено под углом 90°, чтобы свести к минимуму действие разгибателей бедра на подколенные сухожилия, а затем попросите пациента поднять колено со стола. Как вариант, отведение бедра.
Средняя ягодичная мышца	Верхняя ягодичная	Л4, Л5, С1	Передний край средней ягодичной мышцы определяется линией, соединяющей переднюю верхнюю ость подвздошной кости (ПВО) и большой вертел.Электрод вводится параллельно этой линии, в ее середине и чуть позади нее. Мышца достигается первой.	Внутренняя ротация бедра. Введение иглы, как описано выше, помещает ее в передние волокна средней ягодичной мышцы, позволяя использовать внутреннюю ротацию для активации. Это движение можно выполнять плавно, в отличие от отведения бедра, которое является более грубым движением и менее легко позволяет плавно задействовать двигательные единицы.
Грасилис	Обтюратор	Л2, Л3, Л4	На границе верхней и средней третей бедра, непосредственно медиально. В этот момент тонкая мышца обычно может быть окружена двумя пальцами, что облегчает ее локализацию.	Приведение бедра.
Внешний подколенный сухожилие, двуглавая мышца бедра, длинная головка	Большеберцовая часть седалищного нерва	Л5, С1, С2	В середине бедра имеется пальпируемая борозда от подвздошно-большеберцового пучка между латеральной широкой мышцей бедра и наружными подколенными сухожилиями.Игольчатый электрод вводят непосредственно позади (т. е. выше в положении лежа) борозды и параллельно бедренной кости. В этом месте длинная головка достигает первой мышцы.	Сгибание колена; убедитесь, что электрод сначала втянут обратно в подкожную клетчатку. Сильно сокращающаяся мышца может легко согнуть встроенный электрод ЭМГ.
Подколенное сухожилие, внешняя короткая головка двуглавой мышцы бедра	Малоберцовая часть седалищного нерва	Л5, С1	На уровне верхней складки подколенной ямки, непосредственно медиальнее или латеральнее сухожилия длинной головки двуглавой мышцы бедра.Электрод направляют вниз и под сухожилие. На этом дистальном уровне длинная головка сухожильная, а короткая мышечная. Сухожилие длинной головки показано пунктиром.	Сгибание колена.
Подколенное сухожилие Внутреннее, полуперепончатое и полусухожильное	Большеберцовая часть седалищного нерва	L4, L5, S1, S2	На уровне середины бедра, на средней линии или чуть медиальнее и сразу подкожно.	Сгибание колена.
Подвздошно-поясничная	Бедренный	Л2, Л3, Л4	Сразу дистальнее паховой связки, на полпути между пульсацией бедренной артерии и передней верхней остью подвздошной кости. Электрод направляют латерально, в сторону от сосудисто-нервного пучка.	Сгибание бедра.
Квадрицепс, прямая мышца бедра	Бедренный	Л2, Л3, Л4	В средней точке линии, соединяющей переднюю верхнюю ость подвздошной кости (ASIS) и верхний полюс надколенника. Это размещает введение электрода немного латеральнее географического центра передней поверхности бедра.	Разгибание колена.
Четырехглавая, латеральная широкая мышца бедра	Бедренный	Л2, Л3, Л4	Середина бедра, прямо сбоку. У большинства пациентов имеется видимая и пальпируемая борозда между наружной группой подколенного сухожилия и латеральной широкой мышцей бедра, образованная подвздошно-большеберцовой связкой. Таким образом, игла вводится непосредственно перед (т.е. над положением лежа на спине) борозды.	Разгибание колена. Попросите пациента прижать заднюю часть колена к столу или к вашей руке. В качестве альтернативы попросите пациента поднять всю ногу со стола с прямым коленом.
Четырехглавая мышца, широкая мышца бедра	Бедренный	Л2, Л3, Л4	L4 Дистальные 20% медиальной части бедра.На этом уровне косые волокна медиальной широкой мышцы бедра наклонены под углом почти 45° к надколеннику, и электрод должен располагаться параллельно им.	Разгибание колена. Попросите пациента упереться тыльной стороной колена в стол или в вашу руку. При необходимости попросите пациента поднять ногу со стола с прямым коленом и наружной ротацией бедра.
Наружный анальный сфинктер	Нижняя ректальная ветвь полового нерва	С2, С3, С4	Пальцем в перчатке в прямую кишку введите электрод в слизисто-кожное соединение и наклоните его к пальцу.	Попросите пациента сжать сфинктер вокруг вашего пальца. Расслабления лучше всего добиться, заставив пациента напрячься, имитируя позывы к дефекации.
Мембрана	Френик	С3, С4, С5	Передняя подмышечная линия, между восьмым или девятым ребром. Сначала встречаются межреберные мышцы, затем диафрагма, определяемая по ее циклическим сокращениям при дыхании.Если нет произвольных сокращений, исходящих от диафрагмы, правильная локализация основывается на распознавании того, что первая слышимая инсерционная активность исходит от межреберных мышц, за которой следует электрически бесшумный промежуток, а затем инсерционная активность целевой мышцы.	Дыхание.
Круговая мышца глаза	Височная и скуловая ветви лицевого нерва.	Черепной нерв VII.	Две трети расстояния от передней границы уха до латерального края орбиты. С этого момента направьте электрод к латеральному уголку глаза и оставайтесь на поверхности.	Смыкание или сдавливание век.
Орбикулярис Орис	Щечные ветви лицевого нерва	Черепной нерв VII.	Две трети расстояния от угла челюсти до угла рта. С этого момента направьте электрод к углу рта и оставайтесь на поверхности.	Свистящее движение губ.
Параспинальные мышцы, шейный отдел (выпрямитель позвоночника)	Задние первичные ветви	С1 по Т1	Рядом с шейным отделом позвоночника, на вертикальной линии с серединой затылочного гребня. Электрод вводится перпендикулярно коже и должен пройти через трапециевидную мышцу, прежде чем достигнет паравертебрального отдела позвоночника. Этот переход представляет собой фасциальную плоскость, разделяющую их. Показанная точка введения относится к среднешейным параспинальным мышцам.	Мягкое изометрическое разгибание шеи, сначала вводя электрод в подкожную клетчатку.
Параспинальные, пояснично-крестцовые (выпрямители позвоночника)	Задние первичные ветви	L1 через S1, (S2)	Точка на полпути между задней верхней подвздошной остью и средней линией соответствует нижним поясничным околопозвоночным мышцам.Введение игольчатого электрода на более проксимальном или дистальном уровнях осуществляется через ту же точку и по линии, параллельной позвоночнику. Электрод направляют перпендикулярно коже и несколько медиально, в сторону более глубоких параспинальных слоев.	Удлинитель бедра. Это вторично заставит параспинальные мышцы сокращаться.
Грудино-ключично-сосцевидная мышца	Спинной аксессуар, шейное сплетение	Черепной нерв XI, C2, C3	Посередине между прикреплением сосцевидного отростка и ключичной мышцы.Введите его с боковой стороны и параллельно его ходу.	Попросите пациента повернуть голову в противоположную сторону от вашей руки.
Язык (Genioglossus)	Подъязычный	Черепной нерв XII	Середина между кончиком подбородка и углом челюсти, медиальнее нижней челюсти. Язык здесь находится глубоко, после прохождения электрода через челюстно-подъязычную и подбородочно-подъязычную мышцы.	Вытягивание языка. Попросите больного высунуть язык.

Мышечная система – Создание фонда медицинской терминологии

• Определение анатомии мышечной системы
• Опишите основные функции мышечной системы
• Назовите медицинские термины мышечной системы и используйте правильные сокращения
• Узнайте о распространенных заболеваниях, расстройствах и процедурах, связанных с мышечной системой
• Определите медицинские специальности, связанные с мышечной системой

Части слов мышечной системы

Нажмите на префиксы, сочетания форм и суффиксы, чтобы открыть список частей слова для запоминания для мышечной системы.

Введение в мышечную систему

Когда большинство людей думают о мышцах, они думают о мышцах, которые видны прямо под кожей, особенно на конечностях. Это скелетные мышцы, названные так потому, что большинство из них двигают скелет. Но есть два дополнительных типа мышц: гладкая мышца и сердечная мышца. Тело имеет более 600 мышц, которые вносят значительный вклад в вес тела.

Посмотреть это видео:

Медиа 17.1 Мышцы, часть 2 — Организмальный уровень: Ускоренный курс A&P № 22 [Онлайн-видео]. Copyright 2015 CrashCourse.

Мышечная система Медицинские термины

Анатомия (строение) мышечной системы

Мышцы являются одним из четырех основных типов тканей организма и состоят из специализированных клеток, называемых волокнами. Тело содержит три типа мышечной ткани: скелетно-мышечная без постамента, сердечная мускулатура без постамента и гладкая мышечная ткань без постамента (см. рис. 17.1). Все три мышечные ткани имеют некоторые общие свойства; все они обладают качеством, называемым возбудимостью , поскольку их плазматические мембраны могут изменять свое электрическое состояние (с поляризованного на деполяризованное) и посылать электрическую волну, называемую потенциалом действия, по всей длине мембраны. Фасция представляет собой волокнистую соединительную ткань, покрывающую мышцы.

Рис. 17.1. Три типа мышечной ткани. Тело содержит три типа мышечной ткани: (а) скелетные мышцы, (б) гладкие мышцы и (в) сердечную мышцу. (Микрофотографии предоставлены Регентами Медицинской школы Мичиганского университета © 2012 г.). Из Betts, et al., 2013. Лицензия CC BY 4.0.

Три типа мышечных тканей

• Скелет – тесно связан с костной системой. Также известны как поперечно-полосатые мышцы и отвечают за произвольные движения мышц, такие как глотание и т. д.
• Гладкая – в основном связана со стенками внутренних органов. Также известны как висцеральные мышцы и отвечают за непроизвольные движения мышц, такие как дыхание и т. д.
• Сердечная – сердечная мышца или миокард. По внешнему виду он похож на скелетную мышцу и отвечает за перекачку крови. Это дает сердцебиение.

Скелетная мышца

Скелетные мышцы не только производят движение, но и останавливают его, например, сопротивляются силе тяжести для сохранения позы. Небольшие постоянные корректировки скелетных мышц необходимы, чтобы удерживать тело в вертикальном положении или в равновесии в любом положении. Мышцы также предотвращают чрезмерное движение костей и суставов, поддерживая стабильность скелета и предотвращая повреждение или деформацию скелетной структуры.

Скелетные мышцы расположены по всему телу у отверстий внутренних путей и контролируют движение различных веществ. Эти мышцы позволяют контролировать такие функции, как глотание, мочеиспускание и дефекация.Скелетные мышцы также защищают внутренние органы (особенно органы брюшной полости и таза), выступая в качестве внешнего барьера или щита от внешних травм и поддерживая вес органов.

Скелетные мышцы способствуют поддержанию гомеостаза в организме, вырабатывая тепло. Это тепло очень заметно во время физических упражнений, когда продолжительное движение мышц вызывает повышение температуры тела, а в случаях сильного холода, когда дрожь вызывает случайные сокращения скелетных мышц для выделения тепла.

Гладкая мускулатура

Гладкие мышцы, названные так потому, что клетки не имеют исчерченности, присутствуют в стенках полых органов, таких как мочевой пузырь, матка, желудок, кишечник, а также в стенках проходов, таких как артерии и вены системы кровообращения и тракты дыхательной, мочевыделительной и репродуктивной систем. Гладкие мышцы также присутствуют в глазах, где они изменяют размер радужной оболочки и форму хрусталика; и в коже, где волосы встают дыбом в ответ на холод или страх.

Сердечная мышца

Сердечная мышечная ткань находится только в сердце. Чрезвычайно скоординированные сокращения сердечной мышцы перекачивают кровь в сосуды кровеносной системы. Подобно скелетным мышцам, сердечная мышца имеет поперечнополосатую структуру и состоит из саркомеров , обладающих такой же организацией полос, что и скелетная мышца (см. рис. 17.1). Клетки сердечных мышечных волокон также сильно разветвлены и соединены друг с другом на своих концах вставочными дисками. Вставочный диск позволяет клеткам сердечной мышцы сокращаться волнообразно, так что сердце может работать как насос.

 

• Сравните и сопоставьте 3 типа мышечной ткани.
• Где в теле вы найдете каждый из типов мышц?

 

Физиология (функции) мышечной системы

Основная функция мышечной системы заключается в содействии движению . Мышцы работают как антагонистические пары.Когда одна мышца сокращается, другая мышца расслабляется. Это сокращение тянет на

костей и помогает при движении. Сокращение — это сокращение мышечных волокон, а расслабление — их удлинение. Эта последовательность расслабления и сокращения находится под влиянием нервной системы.

Мышцы также работают, чтобы удерживать позу тела. Это делается за счет сокращения мышц, когда туловище остается прямым как в положении сидя, так и в положении стоя.

Наименование мышц

Существует множество номенклатур без поста для наименования мышц. Некоторые из них включают:

• отдела – бицепс, трицепс, квадрицепс
• размер – максимальный (самый большой), минимальный (самый маленький)
• Форма – дельтовидная (треугольная), трапециевидная (трапециевидная)
• действие – сгибатель (для сгибания), приводящий (к средней линии тела)

Рисунок 17.2. Обзор мышечной системы. На переднем и заднем видах мышечной системы выше поверхностные мышцы (те, что на поверхности) показаны на правой стороне тела, а глубокие мышцы (те, что под поверхностными мышцами) показаны на левой половине тела.Для ног поверхностные мышцы показаны на передней проекции, а на задней проекции показаны как поверхностные, так и глубокие мышцы. Из Betts, et al., 2013. Лицензия CC BY 4.0. [Описание изображения.]

Таблица 17.1. Понимание названия мышц с латыни. Адаптировано из Betts, et al., 2013. Лицензия CC BY 4.0.

ПРИМЕР	СЛОВО	ЛАТИНСКИЙ КОРЕНЬ 1	ЛАТИНСКИЙ КОРЕНЬ 2	ЗНАЧЕНИЕ	ПЕРЕВОД
abductor digiti minimi	похититель	аб = далеко от	воздуховод = двигаться	мышца, которая отходит от	Мышца, отводящая мизинец или палец ноги
	цифровой	цифра = цифра	н/д	относится к пальцу или ноге
	мини	минимус = мини, крошечный	н/д	маленький
минимальная приводящая мышца	аддуктор	объявление = к, к	воздуховод = двигаться	мышца, которая движется к	Мышца, которая перемещает мизинец или палец ноги в направлении
	цифровой	цифра = цифра	н/д	относится к пальцу или ноге
	мини	минимус = мини, крошечный	н/д	маленький

Медицинские сокращения мышечной системы

Общие болезни и расстройства

Мышечная дистрофия Дюшенна

Мышечная дистрофия Дюшенна (МДД) вызвана неспособностью организма вырабатывать дистрофин (мышечный белок). Это приводит к тому, что с возрастом мышцы становятся слабыми. Это заболевание в первую очередь поражает мальчиков, а признаки и симптомы обычно проявляются в возрасте до пяти лет. Признаки и симптомы могут включать частые падения и трудности с отставанием от сверстников. Поскольку поражаются все мышцы, человеку в конечном итоге потребуется инвалидное кресло и помощь при дыхании (Muscular Dystrophy Canada, 2020). Чтобы узнать больше, посетите веб-страницу Muscular Dystrophy Canada, посвященную нервно-мышечным заболеваниям.

Церебральный паралич

Детский церебральный паралич (ДЦП) вызывается нарушением нормального развития головного мозга человека, что приводит к слабости мышц.В зависимости от пораженной области мозга признаки и симптомы будут различаться по типу и степени тяжести у разных людей. Баланс и координация часто затруднены из-за невозможности контролировать мышцы (Центры по контролю и профилактике заболеваний, 2019 г.; Федерация Онтарио по церебральному параличу, 2018 г. ). Чтобы узнать больше о церебральном параличе, посетите Центры по контролю и профилактике заболеваний.

Синдром запястного канала

Синдром запястного канала может проявляться болью, онемением или слабостью руки (кистей), вызванной давлением на срединный нерв.Некоторые причины этого давления связаны с работой, например, работа на клавиатуре с неправильной механикой тела, такими заболеваниями, как артрит, и даже беременностью (Healthwise Staff, 2018). Чтобы узнать больше, посетите веб-страницу Carpal Tunnel Health Link BC.

Паралич

Паралич — это потеря силы и контроля над мышцами в частях тела. Паралич может быть локальным, когда он поражает определенные области, такие как лицо, ступни, голосовые связки и т. д., или он может быть генерализованным, когда он поражает большую часть тела.Существуют различные типы генерализованного паралича, в том числе:

• Парез – частичный паралич, при котором сохраняется некоторый контроль над мышцами
• Параплегия – паралич обеих ног и нижней части тела.
• Квадриплегия – поражает обе руки, обе ноги и иногда от шеи вниз
• Гемиплегия – поражает одну сторону тела. Например, рука и нога на одной стороне тела (клиника Кливленда, 2017 г.)

Чтобы узнать больше о параличе, посетите веб-страницу с информацией о параличе клиники Кливленда.

Растяжение и деформация

Растяжение — это повреждение сустава, при котором происходит растяжение или разрыв связки.

Деформация — это повреждение мышцы, при котором происходит растяжение или разрыв сухожилия.

Процедуры диагностики

Электромиография (ЭМГ) — это процедура, которая оценивает функцию нервных клеток, управляющих мышцами. Электроды, прикрепленные к коже или вставленные в мышцу, позволяют регистрировать электрические импульсы.ЭМГ может указывать на функциональные проблемы с периферическими нервами, мышцами или с сигналами между нервами и мышцами. Это всего лишь один тест из серии тестов, помогающих в диагностике нервно-мышечных заболеваний (Персонал клиники Майо, 2019 г.; Восстановление тела, 2020 г.). Чтобы узнать больше, посетите веб-страницу электромиографии клиники Майо.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это тест, в котором используются радиочастотные волны и магнитное поле для получения четких изображений, которые помогают в диагностике широкого спектра состояний (Лондонский центр медицинских наук, 2020 г.).Leung (2017) отмечает, что использование МРТ в клинической практике для лечения и мониторинга мышечных заболеваний расширилось благодаря высококачественным изображениям МРТ, которые отличают скелетные мышцы от жира (параграф 4).

Тестирование диапазона движений — это диагностическая процедура, используемая для определения количества движений вокруг определенного сустава.

Медицинская терминология в контексте

Медицинские специальности, связанные с мышечной системой

Хирург-ортопед

Хирурги-ортопеды — это врачи, прошедшие дополнительную 5-летнюю специализированную подготовку по профилактике, диагностике, лечению и хирургии нарушений и заболеваний, связанных с опорно-двигательным аппаратом (Канадская медицинская ассоциация, 2018). Для получения более подробной информации посетите страницу Канадской медицинской ассоциации по ортопедической хирургии (файл PDF).

Невролог

Неврологи — это врачи, прошедшие дополнительную 5-летнюю специализированную подготовку по профилактике, диагностике и лечению заболеваний и состояний, связанных с головным и спинным мозгом, нервами и мышцами (Canadian Medical Association, 2018a). Для получения более подробной информации посетите страницу Канадской медицинской ассоциации в профиле неврологии (файл PDF).

Кинезиолог

Кинезиологи являются регулируемыми медицинскими работниками с четырехлетней степенью в области кинезиологии или смежных дисциплин.В Онтарио кинезиолог должен быть зарегистрирован и иметь хорошую репутацию в Колледже кинезиологов Онтарио. Кинезиологи работают в различных условиях, помогая людям справиться с болью, предотвратить травмы и укрепить здоровье с помощью биомеханики (Колледж кинезиологов Онтарио, без даты). Чтобы узнать больше, посетите веб-сайт Колледжа кинезиологов Онтарио.

Словарь мышечной системы

Антагонистический

Противостоят друг другу.

Сердечная мышца

Сердечная мышца, также известная как миокард. По внешнему виду он похож на скелетную мышцу. Он перекачивает кровь и заставляет сердце биться.

Электромиография (ЭМГ)

Измеряет реакцию мышц или электрическую активность в ответ на стимуляцию мышцы нервом.

Фибромиалгия

Боли в фиброзных тканях мышц.

Гемостаз

Биологический процесс, приводящий к устойчивому равновесию.

Гемиплегия

Паралич одной стороны тела.

Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Радиоволны и сильное магнитное поле обеспечивают четкое и детальное изображение внутренних органов и тканей.

Миастения

Серьезная или серьезная мышечная слабость.

Параплегия

Паралич обеих ног и нижней части тела.

Парез

Частичный паралич, при котором сохраняется некоторый контроль над мышцами.

Квадриплегия

Поражает обе руки, обе ноги и иногда от шеи вниз.

Скелетные мышцы

Также известен как поперечно-полосатые мышцы. Скелетные мышцы отвечают за произвольное движение мышц.

Гладкая мускулатура

Также известны как висцеральные мышцы. Гладкая мускулатура в основном связана со стенками внутренних органов.Гладкие мышцы отвечают за непроизвольные движения мышц.

Растяжение связок

Травма сустава, при которой происходит растяжение или разрыв связки.

Штамм

Травма мышцы, при которой происходит растяжение или разрыв сухожилия.

Проверь себя

Ссылки

Восстановление кузова. (2020). Электромиография (ЭМГ): диагностика повреждений нервов и мышц . https://bodyrestoration.ca/electromyography-test-edmonton-2/

Канадская медицинская ассоциация.(2018, август). Профиль ортопедической хирургии. Специальные профили CMA. https://www.cma.ca/sites/default/files/2019-01/orthopedic-surgery-e.pdf

Канадская медицинская ассоциация. (2018а, август). Неврологический профиль . Специализированные профили CMA. https://www.cma.ca/sites/default/files/2019-01/neurology-e.pdf

Центры по контролю и профилактике заболеваний. (2019, 30 апреля). Что такое детский церебральный паралич? ЦКЗ. https://www.cdc.gov/ncbddd/cp/facts.html

Колледж кинезиологов Онтарио.(н.д.). О кинезиологии . https://www.coko.ca/patients-and-clients/about-kinesiology/

[Аварийный курс]. (2015, 15 июля). Мышцы, часть 2 – организменный уровень: Ускоренный курс A&P #22 [Видео]. YouTube. https://youtu.be/I80Xx7pA9hQ

Медицинский посох. (2018, 20 сентября). Синдром запястного канала: обзор темы . БК HealthLink. https://www.healthlinkbc.ca/health-topics/hw213308

Леунг, Дж. (25 ноября 2016 г.). Картины поражения мышц при генетических мышечных заболеваниях с помощью магнитно-резонансной томографии: систематический обзор .Журнал неврологии, 264 (7), 1320-1333. https://dx.doi.org/10.1007%2Fs00415-016-8350-6

Персонал клиники Мэйо. (2019, 21 мая). Электромиография (ЭМГ) . Уход за пациентами клиники Мэйо и информация. https://www.mayoclinic.org/tests-procedures/emg/about/pac-20393913

Мышечная дистрофия Канада. (2020). О нервно-мышечных расстройствах: мышечная дистрофия Дюшенна . https://muscle.ca/discover-md/types-of-neuromuscular-disorders/

Федерация Онтарио по церебральному параличу.(2018). О ДЦП . ОФКП. https://www.ofcp.ca/about-церебральный паралич

Описания изображений

Рисунок 17.2 Описание изображения: На верхней панели показан вид человеческого тела спереди с обозначенными основными мышцами. Метки читаются (сверху, голова): затылочно-лобная мышца (лобная часть живота), грудино-ключично-сосцевидная, трапециевидная, дельтовидная, малая грудная мышца, передняя зубчатая мышца, большая грудная мышца, мышцы руки: двуглавая мышца плеча, плечевая мышца, плечелучевая мышца, круглый пронатор, лучевой сгибатель запястья, брюшная полость: прямая мышца abdominis, наружная косая мышца живота, нижняя часть тела: напрягатель широкой фасции бедра, подвздошно-поясничная мышца, пенктинеус, длинная приводящая мышца, портняжная мышца, тонкая мышца бедра, прямая мышца бедра, латеральная широкая мышца бедра, медиальный сосуд, длинная биулярная мышца, передняя большеберцовая мышца.На нижней панели показан вид человеческого тела сзади с обозначенными основными мышцами. Метки читаются (сверху, голова, левая сторона): эпикраниальный апоневроз, затылочно-лобная мышца, валик головы, поднимающая лопатку, ромб, трапециевидная мышца, надостная мышца, малая круглая мышца, подостная мышца, большая круглая мышца, трехглавая мышца плеча, задняя нижняя сератус, наружная косая мышца живота, нижняя часть тела: средняя ягодичная мышца, большая ягодичная мышца, полуперепончатая мышца, длинная малоберцовая мышца, задняя большеберцовая мышца, (справа сверху) трапециевидная мышца, дельтовидная мышца, широчайшая мышца спины, рука: плечелучевая мышца, лучевой разгибатель запястья, разгибатель пальцев, локтевой разгибатель запястья, локтевой сгибатель запястья, нижняя часть тела: малая ягодичная, близнецовые мышцы, двуглавая мышца бедра, полусухожильная, тонкая, икроножная, камбаловидная. [Вернитесь к рисунку 17.2].

Если не указано иное, эта глава содержит материал, адаптированный из Anatomy and Physiology (на OpenStax), Betts, et al. и используется под международной лицензией CC BY 4.0. Загрузите и получите доступ к этой книге бесплатно по адресу https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction.

Таблица диагностики состояния мышечной системы

Описание продукта

Добро пожаловать! В этой одностраничной таблице студенты, изучающие анатомию и физиологию человека, диагностируют четырнадцать человек в первом столбце с различными сценариями описания заболеваний, связанных с мышечной системой.Во второй колонке учащиеся записывают название состояния или расстройства, вызывающего симптомы. Я включил банк слов о состояниях мышечной системы во вкладыш, чтобы помочь учащимся с возможными ответами и их правильным написанием.

Этот PDF-файл станет редактируемым после преобразования в Microsoft Word с помощью программы Adobe Acrobat Reader DC.

Я предоставил одностраничный ключ с ответами, выделенными цветным шрифтом.

Заболевания мышечной системы, описанные в этой таблице, включают: фибромиозит, столбняк, судороги, расщепление голени, миопатию, молочнокислый ацидоз, миалгию, гипотонию, теннисный локоть (бурсит), растяжение связок, плоскостопие, кривошею, подошвенный фасциит и разрыв связок передней крестообразной связки.

Этот ресурс дополняет следующие мероприятия о мышечной системе в моем магазине.

• Обследование мышечной системы
• Комплект учебных пособий по изучению мышечной системы
• Набор рабочих листов для обозначения мышц
• Картирование физиологии мышечного сокращения и расслабления Рабочий лист
• Набор таблиц функций скелетных мышц
• Набор кроссвордов для мышечной системы

 

 Спасибо за проявленный интерес.Я предлагаю десятки качественных, проверенных на практике, инновационных, практичных и удобных в использовании продуктов для нескольких областей науки — биологии, химии, полевой экологии, физических наук, наук о Земле, космонавтики, анатомии и физиологии человека.

Пользовательское поле

Соавтор Продукция Parker для науки

Таблица занятий категории урока

10-12 классы

Ключ ответа Да

Страниц 3

Файл продукта PDF

16.5 Скелетно-мышечная система. Основные понятия биологии

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Обсудить осевой и аппендикулярный отделы костной системы
• Объясните роль суставов в движении скелета
• Объясните роль мышц в передвижении

Мышечная и скелетная системы обеспечивают поддержку тела и позволяют двигаться. Кости скелета защищают внутренние органы тела и поддерживают вес тела.Мышцы мышечной системы сокращаются и натягивают кости, позволяя выполнять такие разнообразные движения, как стояние, ходьба, бег и хватание предметов.

Травма или заболевание опорно-двигательного аппарата могут быть очень изнурительными. Наиболее распространенные заболевания опорно-двигательного аппарата во всем мире вызваны недоеданием, которое может негативно сказаться на развитии и сохранении костей и мышц. Другие заболевания поражают суставы, например артрит, который может затруднить движение, а в запущенных случаях полностью нарушить подвижность.

Прогресс в науке о дизайне протезов привел к разработке искусственных суставов, при этом операции по замене суставов в тазобедренных и коленных суставах являются наиболее распространенными. Также доступны сменные суставы для плеч, локтей и пальцев.

Скелетная система

Скелет человека представляет собой эндоскелет, состоящий из 206 костей взрослого человека. Эндоскелет развивается внутри тела, а не снаружи, как экзоскелет насекомых. Скелет выполняет пять основных функций: обеспечение поддержки тела, хранение минералов и липидов, производство клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения. Скелетная система позвоночных делится на осевой скелет (состоит из черепа, позвоночного столба и грудной клетки) и добавочный скелет (состоит из костей конечностей, грудного или плечевого пояса и тазового пояса).

Ссылка на обучение

Концепция в действии

Исследуйте человеческий скелет, просмотрев следующее видео с цифровой 3D-скульптурой.

Осевой скелет образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку) (рис. 16.15).

Фигура 16.15 Осевой скелет, показанный синим цветом, состоит из костей черепа, косточек среднего уха, подъязычной кости, позвоночного столба и грудной клетки. Аппендикулярный скелет, показанный красным цветом, состоит из костей грудных конечностей, плечевого пояса, тазовых конечностей и тазового пояса. (кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Кости черепа поддерживают структуры лица и защищают мозг. Череп состоит из костей черепа и лицевых костей.Кости черепа образуют полость черепа, которая окружает головной мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. У взрослого они плотно сочленены соединительной тканью, а прилежащие кости не двигаются.

Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде колебаний на заполненную жидкостью улитку. Слуховые косточки состоят из двух молоточковых костей, двух наковальни (наковальни) и двух стремени (стремени), по одному с каждой стороны. Лицевые кости образуют полости для органов чувств (глаз, рта и носа) и служат точками прикрепления лицевых мышц.

Подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и связан с мышцами челюсти, гортани и языка. Нижняя челюсть образует соединение с основанием черепа. Нижняя челюсть контролирует открытие рта и, следовательно, дыхательных путей и кишечника.

Позвоночный столб, или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка крепления ребер и мышц спины и шеи. Он состоит из 26 костей: 24 позвонков, крестца и копчика. Каждое тело позвонка имеет в центре большое отверстие, через которое спинной мозг проходит вниз до уровня первого поясничного позвонка. Ниже этого уровня отверстие содержит спинномозговые нервы, которые выходят между позвонками. С каждой стороны отверстия есть выемки, через которые спинномозговые нервы могут выходить из спинного мозга и обслуживать разные области тела. Позвоночный столб у взрослых составляет примерно 70 см (28 дюймов) и изогнут, что видно при виде сбоку.

Межпозвонковые диски, состоящие из волокнистых хрящей, лежат между соседними позвонками от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск помогает сформировать слегка подвижный сустав и действует как подушка для поглощения ударов при таких движениях, как ходьба и бег.

Грудная клетка, также известная как грудная клетка, состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей. Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает поддержку плечевого пояса и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч. Изменения объема грудной клетки позволяют дышать. Грудина, или грудина, представляет собой длинную плоскую кость, расположенную в передней части грудной клетки. Как и череп, он формируется из множества костей у эмбриона, которые срастаются во взрослом состоянии. Ребра представляют собой 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку.Реберные хрящи соединяют передние концы большинства ребер с грудиной.

Аппендикулярный скелет состоит из костей верхних и нижних конечностей. В него также входят грудной, или плечевой пояс, прикрепляющий верхние конечности к туловищу, и тазовый пояс, прикрепляющий нижние конечности к туловищу (рис. 16.15).

Кости грудного пояса передают силу, создаваемую мышцами, действующими на верхнюю конечность, на грудную клетку. Он состоит из ключиц (или ключиц) спереди и лопаток (или лопаток) сзади.

Верхняя конечность содержит кости руки (от плеча до локтя), предплечья и кисти. Плечевая кость – самая крупная и длинная кость верхней конечности. Он образует сустав с плечом и с предплечьем в локтевом суставе. Предплечье простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей. В состав кисти входят кости запястья, ладони и кости пальцев.

Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета. Тазовый пояс, несущий вес тела и обеспечивающий передвижение, надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками.Он также имеет глубокие впадины с прочными связками, которые надежно крепятся к бедренной кости. Тазовый пояс в основном состоит из двух крупных тазовых костей. Бедренные кости соединяются вместе в передней части тела в суставе, называемом лобковым симфизом, и с костями крестца в задней части тела.

Нижняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Кости нижних конечностей толще и прочнее костей верхних конечностей, чтобы выдерживать весь вес тела и силы, возникающие при передвижении. Бедренная кость или бедренная кость — самая длинная, тяжелая и крепкая кость в теле. Бедренная кость и таз образуют тазобедренный сустав. На другом конце бедренная кость вместе с большеберцовой костью и надколенником образуют коленный сустав.

Суставы и скелетные движения

Точка, в которой встречаются две или более костей, называется суставом или сочленением. Суставы отвечают за движения, такие как движение конечностей, и за стабильность, такую ​​как стабильность костей черепа.

Существует два способа классификации суставов: по их строению или по их функциям.Структурная классификация делит суставы на фиброзные, хрящевые и синовиальные суставы в зависимости от материала, из которого состоит сустав, и наличия или отсутствия полости в суставе. Кости фиброзных суставов скрепляются волокнистой соединительной тканью. Между костями нет полости или пространства, поэтому большинство волокнистых суставов вообще не двигаются или способны к незначительным движениям. Соединения между костями черепа и между зубами и костью их лунок являются примерами фиброзных соединений (рис.16 и ).

Хрящевые суставы — это суставы, в которых кости соединены хрящами (рис. 16.16 б ). Примером могут служить суставы между позвонками, так называемые «диски» позвоночника. Хрящевые суставы допускают очень мало движений.

Синовиальные суставы — это единственные суставы, имеющие пространство между соседними костями (рис. 16.16 c ). Это пространство называется полостью сустава и заполнено жидкостью. Жидкость смазывает сустав, уменьшая трение между костями и обеспечивая большую подвижность.Концы костей покрыты хрящом, а весь сустав окружен капсулой. Синовиальные суставы способны к наибольшему движению суставных типов. Колени, локти и плечи являются примерами синовиальных суставов.

Фигура 16.16 (а) Швы представляют собой фиброзные соединения, встречающиеся только в черепе. (b) Хрящевые суставы – это кости, соединенные хрящами, например, между позвонками. (c) Синовиальные суставы — это единственные суставы, которые имеют пространство или «синовиальную полость» в суставе.

Широкий диапазон движений, допускаемый синовиальными суставами, приводит к различным типам движений. Угловые движения производятся при изменении угла между костями сустава. Сгибание, или сгибание, происходит, когда угол между костями уменьшается. Движение предплечья вверх в локте является примером сгибания. Разгибание противоположно сгибанию тем, что угол между костями сустава увеличивается. Вращательное движение – это движение кости при вращении вокруг собственной продольной оси.Движение головы, как при слове «нет», является примером вращения.

Связь с карьерой

Карьера в действии

Ревматолог Ревматологи — это врачи, специализирующиеся на диагностике и лечении заболеваний суставов, мышц и костей. Они диагностируют и лечат такие заболевания, как артрит, нарушения опорно-двигательного аппарата, остеопороз, а также аутоиммунные заболевания, такие как анкилозирующий спондилоартрит, хроническое воспалительное заболевание позвоночника и ревматоидный артрит.

Ревматоидный артрит (РА) представляет собой воспалительное заболевание, которое в первую очередь поражает синовиальные суставы рук, ног и шейного отдела позвоночника. Пораженные суставы становятся опухшими, тугоподвижными и болезненными. Хотя известно, что РА является аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система организма ошибочно атакует здоровые ткани, точная причина РА остается неизвестной. Иммунные клетки из крови попадают в суставы и суставную капсулу, вызывая разрушение хряща и отек слизистой оболочки сустава. Разрушение хряща приводит к тому, что кости трутся друг о друга, вызывая боль.РА чаще встречается у женщин, чем у мужчин, и возраст начала заболевания обычно составляет от 40 до 50 лет.

Ревматологи могут диагностировать ревматоидный артрит на основании таких симптомов, как воспаление и боль в суставах, данных рентгенографии и МРТ, а также анализов крови. Артрография — это тип медицинской визуализации суставов, при котором используется контрастное вещество, такое как краситель, непрозрачный для рентгеновских лучей. Это позволяет визуализировать структуры мягких тканей суставов, такие как хрящи, сухожилия и связки. Артрограмма отличается от обычного рентгена тем, что показывает поверхность мягких тканей, выстилающих сустав, в дополнение к суставным костям.Артрограмма позволяет выявить ранние дегенеративные изменения суставного хряща до того, как пострадают кости.

В настоящее время нет лекарства от РА; однако у ревматологов есть несколько вариантов лечения. Методы лечения делятся на те, которые уменьшают симптомы заболевания, и те, которые уменьшают повреждение костей и хрящей, вызванное болезнью. Ранние стадии можно лечить с помощью оставшихся пораженных суставов с помощью трости или суставных шин, которые минимизируют воспаление.Когда воспаление уменьшилось, можно использовать упражнения для укрепления мышц, окружающих сустав, и для поддержания гибкости сустава. Если поражение суставов более обширное, можно использовать лекарства для облегчения боли и уменьшения воспаления. Противовоспалительные препараты, которые могут быть использованы, включают аспирин, местные обезболивающие и инъекции кортикостероидов. Хирургическое вмешательство может потребоваться в случаях серьезного поражения суставов. В настоящее время врачи используют препараты, которые уменьшают повреждение костей и хрящей, вызванное болезнью, чтобы замедлить ее развитие.Эти препараты различны по своим механизмам, но все они уменьшают влияние аутоиммунного ответа, например, подавляя воспалительный ответ или уменьшая количество Т-лимфоцитов, клеток иммунной системы.

Мышцы

Мышцы обеспечивают движения, такие как ходьба, а также облегчают такие телесные процессы, как дыхание и пищеварение. Тело содержит три типа мышечной ткани: скелетные мышцы, сердечную мышцу и гладкие мышцы (рис. 16.17).

Фигура 16.17 Тело содержит три типа мышечной ткани: скелетные мышцы, гладкие мышцы и сердечную мышцу. Обратите внимание, что клетки скелетных мышц длинные и цилиндрические, они имеют несколько ядер, а маленькие темные ядра оттеснены к периферии клетки. Клетки гладкой мускулатуры короткие, заостренные на каждом конце и имеют только одно ядро. Клетки сердечной мышцы также цилиндрические, но короткие. Цитоплазма может разветвляться, и они имеют одно или два ядра в центре клетки.(кредит: модификация работы NCI, NIH; данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Скелетная мышечная ткань образует скелетные мышцы, которые прикрепляются к костям, а иногда и к коже, и контролируют передвижение и любые другие движения, которыми можно сознательно управлять. Поскольку ими можно управлять намеренно, скелетные мышцы также называют произвольными мышцами. При осмотре под микроскопом скелетная мышечная ткань имеет полосатый или исчерченный вид. Этот внешний вид является результатом расположения белков внутри клетки, которые отвечают за сокращение.Клетки скелетных мышц длинные и заостренные, с несколькими ядрами на периферии каждой клетки.

Гладкая мышечная ткань встречается в стенках полых органов, таких как кишечник, желудок и мочевой пузырь, а также вокруг проходов, таких как дыхательные пути и кровеносные сосуды. Гладкая мышца не имеет исчерченности, не находится под произвольным контролем и называется непроизвольной мышцей. Гладкомышечные клетки имеют одно ядро.

Сердечная мышечная ткань находится только в сердце.Сокращения сердечной мышечной ткани перекачивают кровь по всему телу и поддерживают кровяное давление. Подобно скелетным мышцам, сердечная мышца имеет поперечно-полосатую структуру, но в отличие от скелетных мышц сердечная мышца не может контролироваться сознательно и называется непроизвольной мышцей. Клетки сердечной мышечной ткани соединены между собой вставочными дисками и обычно имеют только одно ядро ​​на клетку.

Структура и функция волокон скелетных мышц

Каждое волокно скелетной мышцы представляет собой клетку скелетной мышцы.Внутри каждого мышечного волокна находятся миофибриллы, длинные цилиндрические структуры, лежащие параллельно мышечному волокну. Миофибриллы проходят по всей длине мышечного волокна. Они прикрепляются к плазматической мембране, называемой сарколеммой, своими концами, так что по мере укорочения миофибрилл сокращается вся мышечная клетка (рис. 16.18).

Фигура 16.18 Скелетное мышечное волокно окружено плазматической мембраной, называемой сарколеммой, с цитоплазмой, называемой саркоплазмой. Мышечное волокно состоит из множества фибрилл, упакованных в упорядоченные единицы.Упорядоченное расположение белков в каждой единице, показанное красными и синими линиями, придает клетке ее поперечно-полосатый вид.

Исчерченность ткани скелетных мышц является результатом повторяющихся полос белков актина и миозина, которые встречаются по длине миофибрилл.

Миофибриллы состоят из более мелких структур, называемых миофиламентами. Различают два основных типа миофиламентов: толстые филаменты и тонкие филаменты. Толстые филаменты состоят из белка миозина.Основным компонентом тонких нитей является белок актин.

Толстые и тонкие нити чередуются друг с другом в структуре, называемой саркомер. Саркомер – единица сокращения мышечной клетки. Сокращение стимулируется электрохимическим сигналом от нервной клетки, связанной с мышечным волокном. Чтобы мышечная клетка сокращалась, саркомер должен укорачиваться. Однако толстые и тонкие нити не укорачиваются. Вместо этого они скользят друг по другу, вызывая укорачивание саркомера, в то время как нити остаются той же длины.Скольжение достигается, когда молекулярное расширение миозина, называемое миозиновой головкой, временно связывается с соседним актиновым филаментом и за счет изменения конформации изгибается, увлекая два филамента в противоположных направлениях. Затем миозиновая головка высвобождает свою актиновую нить, расслабляется, а затем повторяет процесс, волоча две нити дальше друг за другом. Комбинированная активность многих сайтов связывания и повторяющиеся движения внутри саркомера вызывают его сокращение. Координированные сокращения многих саркомеров в миофибрилле приводят к сокращению всей мышечной клетки и, в конечном счете, самой мышцы.Движение головки миозина требует АТФ, которая обеспечивает энергию для сокращения.

Ссылка на обучение

Концепция в действии

Посмотрите эту анимацию, чтобы увидеть, как организованы мышечные волокна.

Структура, функции и контроль скелетно-мышечной сети человека

Реферат

Человеческое тело представляет собой сложный организм, грубые механические свойства которого обеспечиваются взаимосвязанной скелетно-мышечной сетью, контролируемой нервной системой.Природа скелетно-мышечной взаимосвязи способствует стабильности, произвольному движению и устойчивости к травмам. Однако фундаментальное понимание этой сети и ее контроля со стороны нейронных систем остается неуловимым. Здесь мы устраняем этот пробел в знаниях, используя медицинские базы данных и математическое моделирование, чтобы выявить организационную структуру, предполагаемую функцию и нейронный контроль опорно-двигательного аппарата. Мы построили очень упрощенную скелетно-мышечную сеть всего тела, в которой отдельные мышцы соединяются с несколькими костями через точки начала и прикрепления.Мы продемонстрировали, что, используя эту упрощенную модель, роль мышцы в этой сети может предложить теоретическое предсказание восприимчивости окружающих компонентов к вторичному повреждению. Наконец, мы продемонстрировали, что наборы мышц группируются в сетевые сообщества, которые имитируют организацию модулей управления в первичной моторной коре. Этот новый формализм для описания взаимодействия между мышечной и скелетной системами служит основой для разработки и проверки терапевтических реакций на травму, вдохновляя на будущие достижения в области клинического лечения.

Резюме автора

Хотя сетевая наука часто используется для характеристики сетей из геномики, протеомики и коннектомики, ее полезность для понимания биомеханики, ортопедии и физиотерапии остается в значительной степени неизученной. Действительно, современная клиническая практика и знания о скелетно-мышечной системе в основном сосредоточены на отдельных областях тела, отдельных мышцах или отдельных травмах и, следовательно, остаются агностическими по отношению к мезомасштабным или глобальным особенностям архитектуры тела, которые могут иметь критические последствия для травм и восстановления.Мы устранили этот пробел, представив скелетно-мышечную систему в виде графа или сети, в которой мы рассмотрели кости и мышечные связи между ними. Смоделировав мышцы как пружины и кости как точечные массы, мы разработали пертурбативный подход к исследованию функции этой сети. Используя эту модель, мы рассчитали влияние воздействия на отдельные мышцы на сетевом уровне. Используя этот формализм, мы можем провести новые параллели между этой системой и первичной моторной корой, которая ее контролирует, и проиллюстрировать клинические связи между сетевой структурой и мышечным повреждением.

Введение

Взаимосвязанная природа человеческого тела долгое время была предметом как научных исследований, так и суеверий. От древних гуморов, связывающих сердце, печень, селезенку и мозг с мужеством, спокойствием и надеждой [1], до современного понимания связи между кишечником и мозгом [2], люди склонны искать взаимосвязи между разрозненными частями тела, чтобы объяснить сложные явления. Тем не менее, сохраняется противоречие между этой базовой концептуализацией человеческого тела и редукционизмом, присущим современной науке [3].Понимание всей системы часто относят к футуристическому миру, в то время как отдельные эксперименты уточняют наше понимание мельчайших составных частей.

Опорно-двигательный аппарат человека не является исключением из этой дихотомии. В то время как медицинская практика сосредоточена на кистях, стопах или лодыжках, клиницисты знают, что травмы одной части опорно-двигательного аппарата обязательно нарушают работу других (даже отдаленных) частей [4]. Травма лодыжки может изменить походку, что приведет к хронической боли в спине; травма плеча может изменить осанку, вызывая иррадиирующий дискомфорт в шею.Понимание фундаментальных взаимосвязей между фокальной структурой и потенциальными отдаленными взаимодействиями требует целостного подхода.

Здесь мы подробно описываем такой подход. Наша концептуальная основа мотивирована недавними теоретическими достижениями в науке о сетях [5], которая является развивающейся дисциплиной, построенной из упорядоченного объединения математики (в частности, теории графов [6]) и физики (в частности, статистической механики [7]), компьютерных наука, статистика [8] и системная инженерия.Подход упрощает сложные системы, очерчивая их компоненты и отображая схему взаимодействия между этими компонентами [9]. Это представление кажется особенно подходящим для изучения скелетно-мышечной системы человека, состоящей из костей и мышц, которые их соединяют. В этом исследовании мы использовали этот подход для оценки структуры, функции и контроля опорно-двигательного аппарата.

В последние годы возросло использование науки о сетях для понимания костно-мышечной системы [10].Тем не менее, эта структура в основном использовалась для исследования свойств локальных мышечных или костных сетей. Например, была изучена локальная структура черепа, чтобы выяснить, как можно классифицировать кости [11]. Кроме того, были проведены исследования топологии мышечно-скелетной сети позвоночника для оценки напряжений и деформаций в костях [12]. Существует несколько исследований, посвященных всей скелетно-мышечной системе, хотя они не используют математические инструменты, которые мы использовали здесь [13,14].Настоящее исследование отличается от предыдущей тем, что в нем оценивается вся опорно-двигательная система в сочетании с математическими инструментами науки о сетях.

В этом более широком контексте мы сосредоточились на проблеме реабилитации после травмы скелетных мышц или коры головного мозга. Прямое повреждение мышцы или связанного с ней сухожилия или связки влияет на другие мышцы через компенсаторные механизмы организма [15]. Точно так же потеря использования определенной мышцы или группы мышц из-за прямого повреждения коры может привести к компенсаторному использованию альтернативных мышц [16,17].От того, как устроены взаимосвязи опорно-двигательного аппарата и как они функционируют, напрямую зависит то, как повреждение определенной мышцы повлияет на опорно-двигательный аппарат в целом. Понимание этих взаимосвязей может дать столь необходимое понимание того, какие мышцы наиболее подвержены риску вторичного повреждения из-за компенсаторных изменений, возникающих в результате очагового повреждения, тем самым информируя о более комплексных подходах к реабилитации. Кроме того, понимание того, как кора воздействует не только на отдельные мышцы, но и на группы топологически близких мышц, может дать информацию для будущих эмпирических исследований взаимосвязей между фокальными повреждениями (включая инсульт) и моторной корой и риском вторичного повреждения.

Материалы и методы

Построение сети

Используя таблицы Hosford Muscle [18], мы построили скелетно-мышечный гиперграф, представив 173 кости (некоторые из них на самом деле являются связками и сухожилиями) в виде узлов и 270 мышц в виде гиперребер, соединяющих эти узлы ( начало мышц и точки прикрепления перечислены в таблице S9). Этот гиперграф также можно интерпретировать как двудольную сеть, в которой мышцы составляют одну группу, а кости — вторую группу (). Таким образом, матрица инцидентности C скелетно-мышечной сети размером 173 × 270 определяется как C _ij = 1, если v _i ∈ e _j , и 0 в противном случае, где V = {v ₁ , · · ·, v ₁₇₃ } — множество узлов (костей), а E = {e ₁ , · · ·, e ₂₇₀ } — множество гиперребер (мышц).Это гиперграфическое представление тела устраняет большую часть сложности скелетно-мышечной системы, кодируя только то, какие мышцы прикрепляются к каким костям. Весь анализ применялся только к одной половине (левой или правой) тела, поскольку каждое полушарие головного мозга контролирует только контралатеральную сторону тела. Поэтому мы еще больше упростили нашу модель, предполагая лево-правую симметрию; на любых рисунках, на которых изображены обе половины тела, вторая половина присутствует чисто для визуальной интуиции.

Схема представления данных и вычислительные методы.

(a) Скелетно-мышечная сеть была сначала преобразована в двудольный матрикс, где 1/0 указывает на присутствие/отсутствие соединения мышц и костей. (б) Сообщества топологически родственных мышц идентифицируются путем (1) преобразования гиперграфа в граф мышца-мышца, в котором каждая запись кодирует количество общих костей каждой пары мышц, и (2) впоследствии мышцы были разбиты на сообщества , в котором составные члены более тесно связаны с другими членами своего сообщества, чем с членами других сообществ.(c) Чтобы облегчить возмущения, скелетно-мышечная сеть была физически встроена, так что кости (узлы) изначально располагались в их правильных анатомических положениях. (d) Чтобы понять влияние отдельных мышц на взаимосвязанную систему, все узлы, связанные выбранным гиперребром, были возмущены в четвертом пространственном измерении.

Костно-центрический граф A и мышечно-центрический граф B () являются просто одномодовыми проекциями C. Проекция на кости A = C ^T C, а проекция на мышцы B = CC ^T .Затем диагональные элементы были установлены равными нулю, оставив нам взвешенную матрицу смежности [5]. Мы получили приблизительные анатомические положения центра масс каждой мышцы (и кости), изучив тексты по анатомии [19] и оценив координаты x, y и z для сопоставления с графическим представлением человеческого тела ().

Расчет оценки воздействия

Чтобы измерить потенциальную функциональную роль каждой мышцы в сети, мы использовали классический пертурбативный подход. Для максимальной простоты и потенциала фундаментальной интуиции мы смоделировали скелетно-мышечную систему как систему точечных масс (костей) и пружин (мышц). Мы растягивали мышцу-пружину и наблюдали влияние этого возмущения на расположение всех остальных мышц. Физически, чтобы растревожить мышцу, мы смещали все кости, соединенные с этой мышцей, на одинаковую величину и в одном направлении, растягивая мышцу, и удерживали эти кости фиксированными на новом месте. Этот процесс также математически эквивалентен простому изменению постоянной пружины, приписываемой конкретной мышечной пружине. Затем системе давали возможность достичь равновесия. Мы зафиксировали кости по средней линии и по периферии в пространстве, чтобы система не дрейфовала.Чтобы количественно оценить влияние возмущения этой единственной мышцы-пружины, мы определили движение узла и следующим образом:

mid2r→idt2=∑j≠i∈V[SijAijl→ij(xij-‖l→ij‖)]-βdr→idt,

где l _ij — смещение между узлами i и j, x _ij — невозмущенное расстояние между узлами i и j, m — масса узла (которую мы положили равной единице для всех узлов сети) , β = 1 — коэффициент демпфирования, r _i — положение i -го узла, A — взвешенная матрица смежности костно-центрического графа, а S _ij представляет собой сумму всех пружинных сил мышцы, к которым подключены узлы i и j. Чтобы нормализовать восстанавливающую силу мышц на узлах, примем пружинящую силу мышцы q ∝ 1/(k − 1). Здесь мы установили, что все кости имеют одинаковый вес, а все мышцы имеют одинаковую упругую жесткость, что является упрощением фактической физической анатомии. Обсуждение того, как учитывать дополнительные физические свойства, такие как масса костей и мышечная сила, а также дополнительные результаты с использованием этих свойств, см. в тексте S5. Кроме того, образцы траекторий, которые обеспечивают интуитивное представление о динамике нашей модели, были включены в вспомогательную информацию (рис. S8).

Чтобы измерить потенциальную функциональную роль каждой мышцы в сети, мы растянули гиперребро мышцы и измерили влияние возмущения на остальную часть сети. Вместо того, чтобы возмущать сеть в каком-то произвольном трехмерном направлении, мы расширили область нашего моделирования до четвертого измерения. Возмущая мышцу, мы смещали все узлы (кости), содержащиеся в этом мышечном гиперребре, на постоянный вектор в четвертом измерении и удерживали их этим смещением (). Затем в ответ возмущение прокатилось по сети пружин. Мы последовательно растянули каждый мышечный гиперребер и определили показатель воздействия этого возмущения как общее расстояние, пройденное всеми узлами скелетно-мышечной сети от их исходного положения. Величина смещения представляет собой суммарное смещение за все моменты времени, от начала возмущения до соответствующего порогового значения для времени уравновешивания. Здесь мы нашли равновесие системы, позволив динамике выровняться в течение достаточного периода времени.Обратите внимание, что равновесие также может быть решено с использованием стационарного нединамического подхода; в данном случае мы решили использовать динамику для более широкой поддержки будущих приложений.

Отклонение оценки удара

Для каждой мышцы мы рассчитали индекс, который количественно определяет, насколько оценка удара этой мышцы отклоняется от ожидаемой, учитывая степень ее гиперребра; мы называем этот показатель «ударным отклонением». Мы начинаем с построения нулевой модели, которая диктует ожидаемое воздействие при наборе статистических допущений.В текущем исследовании мы использовали несколько разных нулевых моделей с разными наборами допущений, которые мы подробно рассмотрим в следующих разделах. Отклонение воздействия вычислялось следующим образом: мы рассчитывали среднее значение, стандартное отклонение и 95% доверительные интервалы (ДИ) для каждой категории степени нулевого гиперграфа из ансамбля из 100 нулевых гиперграфов. Рассчитывали расстояние от данной мышцы до среднего ± 95% ДИ (в зависимости от того, что ближе) и делили на стандартное отклонение распределения степени этого нулевого гиперграфа.Таким образом, мы рассчитали отклонение от ожидаемого значения в стандартных отклонениях (аналогично z-оценке). содержит мышцы, которые лежат за пределами 95% ДИ коэффициентов отклонения относительно степени их гиперкрая. Мышцы можно естественным образом сгруппировать в соответствии с гомункулом, грубым одномерным представлением того, как контрольные области мышц группируются в моторной коре. Для данной группы гомункулов мы рассчитали коэффициент отклонения как количество мышц с положительным отклонением, деленное на общее количество мышц в группе ().

Таблица 1

Мышцы с большим и меньшим воздействием, чем ожидалось, в нулевой модели гиперграфа.

Мышцы с левой стороны оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, учитывая их степень чрезмерности: их воздействие более чем на 1,96 стандартного отклонения ниже среднего значения, что указывает на то, что они лежат за пределами 95% доверительного интервала распределения. Мышцы на правой стороне оказывают большее влияние, чем ожидалось, учитывая степень их гиперреберности: их воздействие превышает среднее значение более чем на 1,96 стандартных отклонения в порядке от наибольшего к наименьшему.В этой таблице показаны мышцы, которые имели наибольшую положительную и наибольшую отрицательную разницу в воздействии по сравнению с контрольной группой с сопоставимой степенью.

91 889

заказ Ранг	Меньшее влияние, чем ожидалось		большее влияние, чем ожидалось
Номер	гиперребро	Имя Мышцы	гиперребро	Имя Мышцы
1	137	округлый глазного	20	плечевого
2	145	мышцей	22	локтевая мышца
3	148	Срединные крыловидных	18	Coracobrachialis
4			12	Teres незначительные
5			11	подостная
6			14	подлопаточной
7			13	Те разреш крупного
8			10	Supraspinatus
8			16	грудные
9			32	разгибатель radialus Longus
11			161	Piriformis
10			31	плечелучевой

Таблица 2

Homunculus категории, к которой принадлежит мышцы либо все большее влияние чем ожидалось, или все они оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, по сравнению с нулевыми гиперграфами.

Категории слева полностью состоят из мышц с меньшим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами, совпадающими по степени. Категории справа полностью состоят из мышц с большим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами с одинаковым уровнем.

заказ Ранг	Меньшее влияние, чем ожидалось		больше влияния, чем ожидалось
Номер	гиперребро	Имя Muscle	гиперребро	Имя Muscle
1	16	Brow	3	Колено
2	17	мышцы глаз	4	тазобедренного
3	18	мышцы лица	6	Плечо
4	19	Lip мышцы	7	Колено
5			8	Наручные
6			9	Ручной
7			10	Мизинец
8			21	Язык

Обнаружение сообществ

Чтобы понять как функцию, так и контроль костно-мышечной системы, мы хотели определить группы тесно связанных мышц, используя подход, основанный на данных. Мы выполнили тип обнаружения сообщества, максимизируя функцию качества модульности, введенную Ньюманом [20]:

Q=∑ijBij−γPijδ(gi,gj),

где P _ij — ожидаемый вес ребра в нулевой модели Ньюмана-Гирвана, узел i назначен сообществу g _i , узел j назначен сообществу g _j , а δ — дельта-функция Кронекера. Максимизируя Q, мы получили разделение узлов (мышц) на сообщества таким образом, что узлы внутри одного сообщества были более тесно связаны между собой, чем ожидалось в сетевой нулевой модели (справа).

Здесь мы также использовали параметр разрешения для настройки размера и количества обнаруженных сообществ таким образом, чтобы количество обнаруженных сообществ соответствовало количеству групп внутри гомункула, для прямого сравнения. В частности, мы использовали параметр разрешения γ = 4,3, чтобы разделить матрицу, ориентированную на мышцы, на 22 сообщества (см. Таблицу S8). Мы начали с переопределения исходной мышечно-центрической матрицы B, следуя Jutla et al. [21]; мы полагаем k = Σ _i B _{i , j} , а затем мы применили локально жадный, подобный Лувену алгоритм максимизации модульности B к скорректированной матрице jkj [22].

Описанный выше метод обнаружения сообщества является недетерминированным [23]. То есть одно и то же решение не будет достигнуто при каждом отдельном запуске алгоритма. Поэтому необходимо убедиться, что используемые назначения сообщества являются хорошим представлением сети, а не просто локальным максимумом ландшафта. Поэтому мы максимизировали функцию качества модульности в 100 раз, получив 100 различных заданий сообщества. Из этого набора решений мы определили надежную репрезентативную структуру консенсусного сообщества [24].На рис. S1 показано, как обнаруженные сообщества изменяются в зависимости от параметра разрешения для сети, ориентированной на мышцы.

Сетевые нулевые модели

Мы используем перестроенные графики в качестве нулевой модели, с которой можно сравнивать эмпирические данные. В частности, мы построили нулевой гиперграф, перемонтировав мышцы, которым присвоена одна и та же категория (определенная ниже), равномерно и случайным образом. Таким образом, мышцы мизинца будут перестроены только внутри мизинца, и аналогично для мышц других категорий.Важно отметить, что этот метод также сохраняет степень каждой мышцы, а также степень распределения всего гиперграфа.

Таблица 3

Категории гомункулов и связанные с ними идентификационные номера.

92 371 Категория ID Категория Название 1 Пальцы 2 голеностопного 3 Колено 4 тазобедренного 5 магистральные 6 Плечо 7 Колено 8 наручные 9 Рука 10 мизинец 11 Кольцо палец 12 Средний палец 13 Указательный палец 14 Thumb 15 шеи 16 бровей 17 Веко и глазное яблоко 18 F туз 19 Губы 20 Челюсти 21 язычка 22 глотания

Категории были отнесены к мышцам таким образом, что в общей топологии костно-мышечная система грубо сохранена, изменения пространственно локализованы. В частности, мы разделили мышцы на сообщества размером примерно 3, так что каждая мышца была сгруппирована с двумя мышцами, которые наиболее топологически связаны. Затем мы переставляли только внутри этих небольших групп. Это основанный на данных способ изменения связей только в очень небольших группах связанных мышц.

Чтобы разделить мышцы на сообщества, мы использовали жадный подход к максимизации модульности, аналогичный предыдущей работе [25]. В частности, мы максимизировали модульность системы, так что изменение модульности для перемещения узла n из сообщества c ‘в сообщество c определяется выражением

д В _{п с} = Н _{п с} — Н _{п с ^‘} + В ‘ _{n n} —  V _{c c ^′}

Здесь H — матрица степени от узла к модулю, B′ — скорректированная мышечно-центрическая матрица, а V — штрафной член, гарантирующий, что сообщества будут небольшими и примерно одинакового размера. Конкретно,

где N — общее количество узлов в системе, c _j — индикаторная переменная, кодирующая назначение сообщества узла j, а δ — дельта-функция Кронекера. Более того,

Vcc’=(∑j=1Nδcjc’-NK)2,

где K указывает общее количество сообществ. Этот термин наказывает определение набора сообществ, которые очень неравны по размеру.

Многомерное масштабирование

Для проведения многомерного масштабирования (MDS) в мышечно-центрической сети взвешенная мышечно-центрическая матрица смежности была упрощена до бинарной матрицы (все ненулевые элементы установлены равными 1).По этим данным строилась матрица расстояний D, элементы которой D _ij равны длине кратчайшего пути между мышцами i и j или равны 0, если пути не существует. Затем к этой матрице расстояний применяется MDS, чтобы получить ее первый главный компонент с использованием функции MATLAB, cmdscale.m. Для построения бинарной матрицы был установлен порог 0, и все значения выше этого порога были преобразованы в 1. Однако, чтобы сделать анализ устойчивым к этому выбору, мы исследовали диапазон пороговых значений, чтобы убедиться, что результаты инвариантны по отношению к порог.Верхняя граница порогового диапазона была установлена ​​путем определения максимального значения, которое поддерживало бы полносвязную матрицу; в противном случае матрица расстояний D имела бы элементы бесконечного веса. В нашем случае это значение составило 0,0556 × max(B′). В пределах этого диапазона порогов (т. е. для всех порогов, приводящих к полносвязным матрицам) результаты были качественно согласованными. В качестве дополнительного анализа мы также использовали метод построения матрицы расстояний из взвешенной матрицы смежности, чтобы исключить пороговое значение (S5 Fig), и снова наблюдали качественно согласованные результаты.

Данные о травмах мышц

Мы рассчитали корреляцию между показателем удара и временем восстановления после травмы мышц. Время восстановления после травмы было взято из литературы по спортивной медицине и включало травму трехглавой мышцы плеча и плечевых мышц [26]; мышцы большого пальца [27]; широчайшие мышцы спины и большие круглые мышцы [28]; двуглавая мышца плеча [29]; мышцы голеностопного сустава [30]; мышцы шеи [31]; мышцы челюсти [32]; мышцы бедра [33]; мышцы глаз/веков [34]; и мышцы колена [35], локтя [36] и запястья/кисти [37]. Время восстановления и связанные с ним ссылки, перечисленные в , представляют собой среднее время восстановления, полученное в результате популяционных исследований. Если в литературе сообщалось о различных уровнях тяжести и соответствующем времени восстановления для конкретной травмы, выбирался наименее тяжелый уровень. Если о травме сообщалось для группы мышц, а не для одной мышцы, отклонение оценки удара для этой группы усреднялось вместе. Точки данных для групп мышц были взвешены в соответствии с количеством мышц в этой группе с целью линейной подгонки.Подгонка была произведена с использованием функции MATLAB, fitlm.m, с параметром «Надежный», установленным на «включено». Надежная регрессия — это метод регрессии, разработанный для того, чтобы быть менее чувствительным к выбросам в данных, при котором выбросы взвешиваются в регрессионной модели.

Таблица 4

Данные о восстановлении мышц после травмы.

Мышечные	Недели восстановления	Источник
трехглавой мышцы плеча	4	Бэтемэн (1962)
Thumb мышцы	4	Реттиг (2004)
широчайшей мышцей	12	Nagda (2011)
Бицепс плеча	12	Zafra (2009)
голеностопного сустава	2	McCollum (2012)
Neck	0. 14	Торг (1982)
Челюсть	0	Бичи (2004)
Плечо	2	Bateman (1962)
Терес майор	12	Nagda (2011)
тазобедренного	12	Niemuth (2005)
глаз / веко	1,4	Leivo (2015)
Колено	8	Экстранд (1982)
Колено	8	Fleisig (2012)
Запястье/кисть	1. 4	Logan (2004)

Данные о площади соматотопического представительства

Мы рассчитали корреляцию между отклонением оценки воздействия и площадью соматотопического представительства, относящейся к конкретной группе мышц. Области представления были собраны из двух отдельных источников [38,39]. Тома и связанные цитаты перечислены в . В обоих исследованиях испытуемых просили многократно артикулировать сустав, и регистрировали объемы областей первичной моторной коры, которые подверглись наибольшим изменениям в BOLD-сигнале.Затем мы рассчитали коэффициент корреляции между объемами коры и средним воздействием всех мышц, связанных с этим суставом, согласно таблицам Hosford Muscle. Мы обнаружили значительную линейную корреляцию между двумя показателями, используя функцию MATLAB, fitlm.m, с параметром «Надежный», установленным на «включено».

Таблица 5

Объемы и источники соматотопического представления первичной моторной коры.

Мышцы	Объем (мм 3 )	Ссылка
Thumb	1390	Indovina (2000)
Индекс	1 000	Indovina (2000)
Средний	650	Indovina (2000)
Ручной	5.566	Alkadhi (2002)
Пальцы	2972 ​​	Alkadhi (2002)
наручные	4. 409	Alkadhi (2002)
LOOKE	2,267	2267	2267	Alkadhi (2002)

РЕЗУЛЬТАТЫ

Структура опорно-двигательного аппарата человека

для изучения структурных взаимосвязей опорно-двигательного аппарата человека, мы использовали гиперграф подход.Опираясь на последние достижения в области науки о сетях [5], мы рассмотрели опорно-двигательный аппарат как сеть, в которой кости (узлы сети) соединены друг с другом мышцами (гиперребра сети). Гиперребро — это объект, соединяющий несколько узлов; мышцы связывают несколько костей через точки начала и вставки. Степень k гиперребра равна количеству узлов, которые оно соединяет; таким образом, степень мышцы — это количество костей, с которыми она контактирует. Например, трапециевидная мышца представляет собой гиперребро высокой степени, соединяющее 25 костей по всей лопатке и позвоночнику; и наоборот, приводящая мышца большого пальца представляет собой гиперребро низкой степени, которое соединяет 7 костей кисти ().Набор гиперребер (мышц), имеющих общие узлы (кости), называется гиперграфом: граф H = (V, E) с N узлами и M гиперребрами, где V = {v ₁ ,···, v _N } — множество узлов, а E = {e ₁ ,···, e _M } — множество гиперребер.

Структура гиперграфа.

(a) Слева: Анатомический рисунок с выделением трапециевидной мышцы. Справа: трансформация трапеции в гиперребро (красное; степень k = 25), соединяющее 25 узлов (костей) через голову, плечо и позвоночник.(б) Приводящая мышца большого пальца, соединяющая 7 костей кисти. (c) Пространственная проекция распределения степеней гиперребер на тело человека. Гиперребра высокой степени наиболее сильно сконцентрированы в ядре. (d) Скелетно-мышечная сеть, отображаемая в виде двудольной матрицы (1 = соединено, 0 в противном случае). (e) Распределение степени гиперребра для скелетно-мышечного гиперграфа, которое значительно отличается от ожидаемого в случайном гиперграфе. Данные доступны для (e) в DOI :10.5281/zenodo.1069104.

Представление опорно-двигательного аппарата человека в виде гиперграфа облегчает количественную оценку его строения (). Мы заметили, что распределение степени гиперкрая имеет тяжелый хвост: большинство мышц связывают 2 кости, а несколько мышц связывают много костей (). Перекос распределения степеней достоверно отличается от случайных сетей (двухвыборочный критерий Колмогорова-Смирнова, KS = 0,37, p < 0,0001, см. Материалы и методы) [5], указывая на наличие мышц неожиданно низкой и высокий градус ().

Функция скелетно-мышечной сети человека

Чтобы исследовать функциональную роль мышц в скелетно-мышечной сети, мы использовали упрощенную модель скелетно-мышечной системы и исследовали, может ли модель генерировать полезные клинические корреляты. Мы реализовали физическую модель, в которой кости образуют каркас тела, а мышцы скрепляют эту структуру. Каждый узел (кость) представляется массой, пространственное расположение и движение которой физически ограничены гиперребрами (мышцами), с которыми он связан.В частности, кости представляют собой точки, расположенные в их центре масс, взятые из текстов по анатомии [19], а мышцы представляют собой пружины (затухающие гармонические осцилляторы), соединяющие эти точки [40,41]; для гиперребра степени k мы создали k(k − 1)/2 пружин, соединяющих k узлов. То есть для мышцы, соединяющей k костей, мы разместили пружины так, чтобы каждая из k мышц имела прямое пружинное соединение с каждой из других k − 1 костей.

Далее мы возмущали каждую из 270 мышц тела и вычисляли их оценку воздействия на сеть (см. Материалы и методы и ).Когда мышца физически смещается, это вызывает волнообразное смещение других мышц по всей сети. Ударная оценка мышцы — это среднее смещение всех костей (и, косвенно, мышц) в результате ее первоначального смещения. Мы наблюдали значительную положительную корреляцию между степенью мускулатуры и оценкой удара (F (1,268) = 23,3, R ² = 0,45, p <0,00001;), предполагая, что гиперреберная структура определяет функциональную роль мышц в скелетно-мышечной сети. Мышцы с большим количеством точек прикрепления и начала имеют большее влияние на костно-мышечную систему при возмущении, чем мышцы с небольшим количеством точек прикрепления и начала [42]. Мы можем получить более глубокое представление о результатах этих анализов, подробно изучив взаимосвязь между оценкой воздействия и статистическими показателями топологии сети. На рис. S11 мы показываем, что сетевая функция, измеренная оценкой воздействия, значительно коррелирует со средней длиной кратчайшего пути.Хотя сетевая статистика по своей природе статична, ее функциональная интерпретация обеспечивается пертурбативным моделированием системной динамики.

Исследование опорно-двигательного аппарата.

(a) Оценка удара, построенная как функция степени гиперребра для нулевой модели гиперграфа и наблюдаемого скелетно-мышечного гиперграфа. (b) Отклонение оценки воздействия коррелирует со временем восстановления мышц после повреждения мышц или групп мышц (F(1,12) = 37,3, R ² = 0,757, p < 0. 0001). Заштрихованные области указывают на 95% доверительные интервалы, а точки данных масштабируются в соответствии с количеством включенных мышц. Участок пронумерован следующим образом: трицепс (1), большой палец (2), широчайшая мышца спины (3), двуглавая мышца плеча (4), лодыжка (5), шея (6), челюсть (7), плечо (8). ), большая круглая мышца (9), бедро (10), глазные мышцы (11), колено (12), локоть (13), запястье/кисть (14). Данные доступны в DOI :10.5281/zenodo.1069104.

Для интерпретации важно отметить, что оценка удара, хотя и в значительной степени коррелирует со степенью мускулатуры, не может точно предсказать ее ().Вместо этого локальная сетевая структура, окружающая мышцу, также играет важную роль в ее функциональном воздействии и способности к восстановлению. Чтобы лучше количественно оценить эффект этой структуры локальной сети, мы спросили, существуют ли мышцы, которые имеют значительно более высокие или значительно более низкие оценки воздействия, чем ожидалось в нулевой сети. Мы определили положительное (отрицательное) отклонение оценки воздействия, которое измеряет степень, в которой мышцы более (менее) эффективны, чем ожидалось в сетевой нулевой модели (см. Материалы и методы).В результате этого расчета была получена метрика, выражающая воздействие конкретной мышцы по отношению к мышцам с одинаковой степенью гиперкрая в нулевой модели. Другими словами, этот показатель учитывает сложность конкретной мышцы ().

Имеет ли эта математическая модель клиническое значение? Реагирует ли тело по-разному на травмы мышц с более высокой оценкой воздействия, чем на мышцы с более низкой оценкой воздействия? Чтобы ответить на этот вопрос, мы оценили потенциальную взаимосвязь между воздействием на мышцы и временем восстановления после травмы.В частности, мы собрали данные о спортивных травмах и времени между первоначальной травмой и возвращением в спорт. Важно отметить, что мы заметили, что время восстановления сильно коррелирует с отклонениями оценки удара отдельной мышцы или группы мышц (F(1,12) = 37,3, R ² = 0,757, p < 0,0001; математическая модель предлагает полезный клинический биомаркер для реакции сети на повреждение. Мы отмечаем, что важно учитывать тот факт, что восстановление может быть более медленным у человека, который требует максимальных усилий в спортивном спорте, по сравнению с человеком, который стремится функционировать только в повседневной жизни.Поэтому, чтобы обобщить наши результаты на всю популяцию, мы также изучили данные о времени восстановления, полученные от неспортсменов, и представляем эти дополнительные результаты во вспомогательной информации (текст S6).

Наконец, чтобы получить представление о том, как локальная травма может вызвать отдаленные последствия, потенциально замедляющие восстановление, мы рассчитали воздействие мышц лодыжки и определили, какие другие мышцы были затронуты больше всего. То есть для каждой отдельной мышцы голеностопного сустава мы рассчитали воздействие на каждую из оставшихся 264 мышц, не связанных с голеностопным суставом, а затем усреднили это по всем мышцам голеностопного сустава.Из 264 мышц, не связанных с голеностопным суставом, единственной мышцей, на которую больше всего влияет возмущение мышц голеностопного сустава, является двуглавая мышца бедра бедра, а второй по степени воздействия является латеральная широкая мышца колена. Кроме того, камбаловидная мышца наиболее подвержена влиянию возмущения на мышцы бедра.

Управление скелетно-мышечной сетью человека

Какая связь между функциональным воздействием мышцы на тело и нейронной архитектурой, влияющей на управление? Здесь мы исследуем взаимосвязь между опорно-двигательной системой и первичной моторной корой.Мы исследовали область карты представительства коры головного мозга, посвященную мышцам с низким и высоким воздействием, нарисовав анатомию моторной полосы, представленной в моторном гомункуле [43] (), грубое одномерное представление тела в мозгу [44]. ]. Мы заметили, что области гомункула по-разному контролируют мышцы с положительными и отрицательными показателями отклонения удара (). Более того, мы обнаружили, что области гомункула, контролирующие только положительно (отрицательно) отклоняющиеся мышцы, имеют тенденцию располагаться медиально (латерально) на моторной полосе, что свидетельствует о наличии топологической организации ожидаемого воздействия мышцы на нервную ткань. Чтобы исследовать этот паттерн более глубоко, для каждой области гомункула мы рассчитали коэффициент отклонения как процент мышц, которые положительно отклонились от ожидаемой оценки удара (т. е. значение 1 для бровей, глаз, лица и значение 0 для колена). , бедро, плечо; см. ). Мы обнаружили, что коэффициент отклонения значительно коррелирует с топологическим положением на моторной полосе (F(1,19) = 21,3, R ² = 0,52, p < 0,001; ).

Зондирование опорно-двигательного аппарата.

(а) Гомункул первичной моторной коры, сконструированный Пенфилдом.(b) Коэффициент отклонения значительно коррелирует с гомункулярной топологией (F (1,19) = 21,3, R ² = 0,52, p <0,001), уменьшаясь от медиального (область 0) к латеральному (область 22). (c) Отклонение оценки удара достоверно коррелирует с объемом активации двигательной полосы (F(1,5) = 14,4, R ² = 0,743, p = 0,012). Точки данных имеют размер в соответствии с количеством мышц, необходимых для конкретного движения. Участок нумеруется следующим образом, соответственно: большой палец (1), указательный палец (2), средний палец (3), кисть (4), все пальцы (5), запястье (6), локоть (7).(d) Корреляция между пространственным упорядочением категорий гомункула Пенфилда и линейной мышечной координатой из анализа многомерного масштабирования (F (1,268) = 316, R ² = 0,54, p <0,0001). Данные доступны в DOI :10.5281/zenodo.1069104.

В качестве более строгой проверки этой взаимосвязи между влиянием мышцы на сеть и нейронной архитектурой мы сопоставили данные о физических объемах функциональной активации на основе МРТ на моторной полосе, которые посвящены отдельным движениям (например,г., сгибание пальцев или моргание глазами). Объемы активации определяются как воксели, которые активируются (определяются сигналом, зависящим от уровня кислорода в крови) во время движения [38,39]. Важно отметить, что мы обнаружили, что объем функциональной активации независимо предсказывает отклонение оценки воздействия мышц (, F(1,5) = 14,4, p = 0,012, R ² = 0,743), что согласуется с интуитивным предположением, что мозг выделить больше пространства серого вещества для управления мышцами, которые более эффективны, чем ожидалось в нулевой модели.Опять же, ударное отклонение является метрикой, которая учитывает степень гиперребра конкретной мышцы и относится к удару мышц с одинаковой степенью гиперребра в нулевой модели. Таким образом, ударное отклонение измеряет топологию локальной сети, а не просто непосредственные соединения рассматриваемой мышцы.

В качестве окончательного теста этой взаимосвязи мы спросили, оптимально ли стратегия нейронного контроля, воплощенная в моторной полосе, сопоставлена ​​с группами мышц. Мы построили мышечно-центрический график, соединив две мышцы, если они соприкасаются с одной и той же костью (слева).Мы наблюдали наличие групп мышц, тесно связанных между собой, имеющих общие кости. Мы выделили эти группы, используя технику кластеризации, разработанную для сетей [45,46], которая обеспечивает разделение мышц на сообщества на основе данных (справа). Чтобы сравнить структуру сообщества, присутствующую в мышечной сети, с архитектурой системы нейронного управления, мы рассмотрели каждую из 22 категорий моторного гомункула [18] как отдельное нейронное сообщество и сравнили эти назначения сообщества на основе мозга с заданиями сообщества. полученный из управляемого данными раздела мышечной сети.Используя коэффициент Рэнда [47], мы обнаружили, что отнесения сообщества как к гомункулу, так и к мышечной сети были статистически схожи (z _Rand > 10), что указывает на соответствие между модульной организацией опорно-двигательного аппарата и строением гомункула. Например, трехглавая мышца плеча и двуглавая мышца плеча принадлежат к одной и той же гомункулярной категории, и мы обнаружили, что они также принадлежат к одному и тому же сообществу топологической мышечной сети.

Затем, поскольку гомункул имеет линейную топологическую организацию, мы спросили, был ли порядок сообществ внутри гомункула () подобен упорядочению групп мышц в теле, определяемому данными MDS [48].Из мышечно-центрической сети () мы получили матрицу расстояний, которая кодирует наименьшее количество костей, которые необходимо пройти, чтобы перейти от одной мышцы к другой. MDS этой матрицы расстояний выявила одномерную линейную координату для каждой мышцы, так что топологически близкие мышцы были близко друг к другу, а топологически удаленные мышцы были далеко друг от друга. Мы заметили, что линейная координата каждой мышцы значительно коррелирует с ее категорией гомункула (, F(1,268) = 316, p <0.0001, R ² = 0,54), что указывает на эффективное сопоставление между нейронным представлением мышечной системы и сетевой топологией мышечной системы в организме.

Наши результаты демонстрируют соответствие между топологией гомункула и управляемым данными упорядочением мышц, полученным с учетом топологических расстояний между ними. Этот результат можно интерпретировать одним из двух способов: одна из разумных гипотез состоит в том, что, поскольку большинство связей в скелетно-мышечной сети являются короткодействующими, открытие в первую очередь обусловлено короткодействующими связями.Вторая разумная гипотеза заключается в том, что, хотя соединения ближнего действия являются наиболее распространенными, соединения дальнего действия образуют важные внутримодульные связи, которые помогают определить организацию сети. Чтобы определить между этими двумя гипотезами, мы рассмотрели два варианта нашего эксперимента с MDS: один включает только соединения короче средней длины соединения, а другой включает только соединения длиннее средней длины соединения. Мы обнаружили, что упорядочение, основанное на данных, основанное только на коротких и только на длинных соединениях, привело к значительным корреляциям с гомункулярной топологией (F (1,268) = 24.9, R ² = 0,085, p < 0,0001 и F(1,268) = 5, R ² = 0,018, p = 0,026 соответственно). Примечательно, что включение как длинных, так и коротких соединений приводит к более сильной корреляции с гомункулярной топологией, чем независимое рассмотрение, что предполагает зависимость от соединений любой длины. В будущем было бы интересно проверить, в какой степени эта межсетевая карта изменяется у людей с двигательным дефицитом или изменениями после инсульта.

Обсуждение

Структура опорно-двигательного аппарата человека

Представив сложную взаимосвязь опорно-двигательного аппарата в виде сети костей (представленных узлами) и мышц (представленных гиперребрами), мы получили ценное представление об организации человеческого тело. Изучение анатомических сетей с помощью подобных методов получает все большее распространение в областях эволюционной биологии и биологии развития [10]. Однако этот подход обычно применялся только к отдельным частям тела, включая руку [49], голову [11] и позвоночник [12], что позволяет понять, как развивалась эта часть организма [50, 51].Более того, даже когда была смоделирована мускулатура всего тела [13] и нервно-мышечная система [14] в целом, некоторые количественные утверждения могут оставаться труднодостижимыми, в значительной степени из-за отсутствия математического языка для обсуждения сложности взаимосвязи. узоры. В этом исследовании мы предлагаем явное и экономное представление всей скелетно-мышечной системы в виде графа узлов и ребер, и это представление позволило нам точно охарактеризовать сеть в целом.

При моделировании системы как сети важно начать последующее исследование с описания нескольких ключевых архитектурных свойств. Одной из особенно фундаментальных мер структуры сети является ее распределение степеней [52], которое описывает неоднородность связи узла с его соседями таким образом, который может дать представление о том, как сформировалась система [7]. Мы заметили, что распределение степени скелетно-мышечной системы значительно отличается от ожидаемого в нулевом графике (), отображая меньше узлов высокой степени и избыток узлов низкой степени.Несоответствие между реальными и нулевыми модельными графами согласуется с тем фактом, что скелетно-мышечная система человека развивается в контексте физических и функциональных ограничений, которые вместе управляют ее решительно неслучайной архитектурой [53]. Распределение степеней этой сети показывает пик примерно на второй степени, за которым следует относительно тяжелый хвост узлов с высокой степенью. Последняя особенность обычно наблюдается во многих типах реальных сетей [54], чьи концентраторы могут быть дорогостоящими в разработке, обслуживании и использовании [55,56], но играют решающую роль в надежности системы, обеспечивая быстрое реагирование [55]. буферизация изменений окружающей среды [57] и облегчение выживания и размножения [58].Первая особенность — пик распределения — согласуется с интуитивным предположением, что большинство мышц опорно-двигательного аппарата соединяются только с двумя костями, главным образом для функции простого сгибания или разгибания в суставе. Напротив, есть только несколько мышц, которые требуют высокой степени для поддержки очень сложных движений, таких как поддержание выравнивания и угла наклона позвоночника за счет одновременного управления движением многих костей. Эти ожидаемые результаты обеспечивают важную проверку модели, а также предлагают полезную визуализацию опорно-двигательного аппарата.

Скелетно-мышечная сеть характеризуется особенно интересным свойством, которое отличает ее от нескольких других реальных сетей: тем фактом, что она встроена в трехмерное пространство [59]. Это свойство не наблюдается в семантических сетях [60] или Всемирной паутине [61], которые кодируют отношения между словами, понятиями или документами в некой абстрактной (и, скорее всего, неевклидовой) геометрии. Напротив, скелетно-мышечная система составляет объем, узлы которого имеют определенные координаты, а края представляют собой физически расширенные ткани.Чтобы лучше понять физическую природу костно-мышечной сети, мы рассмотрели анатомическое расположение мышц в разной степени (). Мы заметили, что мышечные узлы расположены преимущественно в туловище, обеспечивая плотную структурную взаимосвязь, которая может стабилизировать корпус тела и предотвратить травмы [62]. В частности, высокоинтенсивные мышцы группируются вокруг средней линии тела, близко к позвоночнику, вокруг таза и плечевого пояса, что согласуется с представлением о том, что как подвижность, так и стабильность этих областей требуют ансамбля мышц с различной геометрией и тканевыми свойствами [63]. ].Действительно, мышцы в этих местах должны поддерживать не только сгибание и разгибание, но и отведение, приведение, а также внутреннее и внешнее вращение.

Важно отметить, что скелетно-мышечная система у разных людей значительно различается, и не все анатомические атласы согласуются с наиболее репрезентативным набором точек прикрепления и начала. Представленные здесь результаты отражают то, как опорно-двигательный аппарат был представлен в тексте, из которого он был построен [19], и поэтому обеспечивают только одно возможное сетевое представление опорно-двигательного аппарата.Чтобы оценить надежность наших результатов при разумных вариациях скелетно-мышечной конфигурации, мы создали вторую скелетно-мышечную сеть из альтернативного атласа [64]. Используя этот второй атлас, мы получили последовательные результаты и сообщаем об этих дополнительных анализах в S3 Text.

Также важно отметить, что мы сопоставили первый атлас [19] с графом скелетно-мышечной системы, состоящим как из костных, так и из некостных узлов. Этот выбор уравнивает структурные роли костей и некоторых сухожилий и связок, что, по общему признанию, является упрощением биологии.Одним из оправданий такого упрощения является то, что некостные структуры часто служат важными точками прикрепления мышц (например, подошвенная фасция стопы). Таким образом, разумно разделить костно-мышечную сеть на две категории мышц и структур, которые служат точками прикрепления мышц, как мы это сделали здесь. Тем не менее, эта вторая категория достаточно неоднородна по своему составу, и в дальнейшей работе можно было бы также рассмотреть возможность построения многослойного графа, в котором каждому типу структуры мышечного прикрепления соответствует отдельный слой.Чтобы подтвердить, что наши результаты и интерпретации не изменяются существенно из-за наличия некостных мышечных точек прикрепления, мы удалили такие точки в альтернативном атласе и заметили, что наши основные результаты остаются в силе (см. Текст S3).

Функция скелетно-мышечной сети человека

Чтобы лучше понять функциональную роль отдельной мышцы во взаимосвязанной костно-мышечной системе, мы внедрили основанную на физике модель импульсных характеристик сети, кодируя кости как точечные массы, а мышцы как пружины [65].Примечательно, что эта сильно упрощенная модель опорно-двигательного аппарата способна выявить важные функциональные особенности. В то время как мышцы высокой степени также имели тенденцию оказывать большое влияние на реакцию сети (), было несколько заметных отклонений от этой тенденции ().

Мышца, оказывающая наименьшее воздействие по сравнению с ожидаемым, — это круговая мышца глаза, мышца, используемая для управления движением века. Эта мышца небольшая и относительно изолированная в теле, берущая начало и прикрепляющаяся к костям черепа.Мышцы лица в целом образуют плотное и изолированное сообщество, и лишь немногие соединения выходят за пределы этого сообщества. Эти факторы, вероятно, способствуют слабому воздействию этой мышцы, и аналогичный аргумент можно привести для оставшихся двух мышц с меньшим воздействием, чем ожидалось, которые также являются мышцами лица.

Мышцы с большей ударной нагрузкой, чем ожидалось, более многочисленны, но почти полностью расположены в верхней конечности или поясе верхней конечности. Длинный лучевой разгибатель запястья, локтевая, плечелучевая и плечевая мышцы являются внутренними мышцами руки, причем последние три действуют в локтевом суставе.Все эти мышцы могут оказывать большее влияние, чем ожидалось в нулевой модели, потому что они могут прямо или косвенно влиять на движение многих костей запястья и кисти. Наблюдаемая высокая ударная нагрузка этих мышц могла быть следствием того, что они управляют движением конечности, а на конце конечности находится множество костей, движение которых напрямую зависит от этих мышц. Остальные высокоударные мышцы, за исключением грушевидной, прикрепляют верхнюю конечность к осевому скелету.Этими мышцами являются клювовидно-плечевая, подостная, надостная, подлопаточная, малая круглая, большая круглая и большая грудная мышцы. Эти мышцы, как и предыдущие четыре, обладают тем свойством, что контролируют движение всей конечности, что, вероятно, способствует их воздействию. В отличие от предыдущей группы, эти мышцы также соединяются с осевым скелетом, что также может усиливать их воздействие. Многие из этих мышц берут начало на костях плечевого пояса и потенциально могут воздействовать на все другие мышцы плечевого пояса и, возможно, на все кости, связанные с этими мышцами.Такая же динамика, вероятно, существует и в нижней конечности, что отражается наличием грушевидной мышцы тазового пояса. Подробное обсуждение того, как структура локальной сети и конфигурация мышц могут взаимодействовать с ударным отклонением, представлено в S7 Text. В дополнение к нашей работе, представленной во вспомогательной информации, дальнейшее понимание свойств этих выбросов может быть получено путем проведения экспериментов по тщательному изучению костей, на которые больше всего влияет каждая из этих мышц.

Несмотря на то, что сетевое представление системы может дать основные физические интуитивные представления благодаря своей экономичности и простоте, оно также остается независимым от многих деталей архитектуры и функций системы. Вечный вопрос, могут ли эти базовые модели сложных систем обеспечить точные прогнозы реальных результатов. Мы рассмотрели этот вопрос, изучив взаимосвязь между оценкой воздействия мышцы и количеством времени, которое требуется человеку для восстановления после травмы.Мы количественно определили время восстановления путем суммирования (i) времени восстановления после первичной инвалидности, связанной с первоначальным повреждением мышц, и (ii) времени восстановления после любой вторичной инвалидности, возникающей в результате измененного использования других мышц в сети из-за начального повреждения. травма мышц [66]. Мы обнаружили, что отклонение от ожидаемой оценки воздействия в нулевой сети значительно коррелирует со временем восстановления (), подтверждая представление о том, что очаговая травма может оказывать продолжительное воздействие на организм из-за изначально взаимосвязанной природы опорно-двигательного аппарата.

Действительно, известно, что мышечные изменения в одной части тела влияют на другие группы мышц. Например, укрепление мышц бедра может привести к улучшению функции колена после замены коленного сустава [67]. Изменение мышечной функции голеностопного сустава после растяжения может вызвать изменение функции мышц бедра [68, 69], результат, воспроизведенный нашей моделью (которая показала, что двуглавая мышца бедра и латеральная широкая мышца больше всего страдают от травмы голеностопного сустава), а повреждение мышц конечностей может привести к вторичному повреждению диафрагмы [70].Наша модель предлагает математический принцип, с помощью которого можно предсказать, какие мышцы с большей вероятностью окажут такое вторичное влияние на более крупную костно-мышечную систему и какие мышцы подвержены риску вторичного повреждения, учитывая первичное повреждение в определенном месте мышцы. В будущем было бы интересно проверить, могут ли эти прогнозы информировать о полезных корректировках клинических вмешательств, явно принимая во внимание риск вторичного повреждения определенных мышц. Ранее профилактика вторичного мышечного повреждения в значительной степени сводилась к криотерапии [71,72] и еще не была мотивирована такой механистической моделью.Наконец, важный вопрос, который следует задать, заключается в том, как эта скелетно-мышечная конфигурация является эволюционно выгодной и как эволюционное давление могло оптимизировать мышечные воздействия. Интуитивно можно было бы ожидать, что эволюционное давление снижает воздействие мышц, возможно, за счет увеличения мышечной избыточности. Тщательное исследование эволюционных преимуществ топологии скелетно-мышечной сети было бы интересной темой для будущей работы.

Управление костно-мышечной системой человека

Учитывая сложность скелетно-мышечной системы и ее решающую роль в выживании человека, естественно задаться вопросом о том, как эта сеть контролируется человеческим мозгом.Действительно, изучение моторного контроля имеет долгую и яркую историю [73], которая позволила получить важные сведения о том, как мозг способен успешно и точно выполнять произвольные движения, несмотря на такие проблемы, как избыточность, шум [74], задержки в сенсорной обратной связи. [75], неопределенность окружающей среды [76], нервно-мышечная нелинейность [77] и нестационарность [78]. Здесь мы использовали отличный, но дополняющий друг друга подход и задались вопросом, как топология скелетно-мышечной сети может быть отображена на топологию моторной полосы в коре.Мы начали с того, что отметили, что ударное отклонение мышцы положительно коррелирует с размером кортикального объема, предназначенного для ее контроля (10). Одна из интерпретаций этой взаимосвязи заключается в том, что мышцы с большим влиянием, чем ожидалось в нулевой модели, благодаря их непосредственным связям, как правило, контролируют более сложные движения и, следовательно, требуют большего количества нейронов для управления этими движениями [79]. Вторая интерпретация основывается на эволюционном аргументе, согласно которому мышцы с большим воздействием нуждаются в большей избыточности в своих системах управления [80], и эта избыточность принимает форму большей области коры.

Помимо локальных объемов коры [81], можно было бы также захотеть понять, в какой степени крупномасштабная организация мышечно-скелетной сети отражает организацию управляющей ею двигательной полосы. Основываясь на недавнем применении методов обнаружения сообщества для изучения анатомии черепа [11,82,83], мы сообщили о модульной организации мышечной сети: группы мышц, в которых мышцы одной группы с большей вероятностью соединяются с одной иначе, чем к мышцам других групп.Еще более интригующе то, что мы заметили, что мышечные сообщества точно имитируют известную группу мышц моторной полосы (справа): мышцы, которые имеют тенденцию соединяться с одними и теми же костями, как и друг с другом, также, как правило, контролируются одной и той же частью двигательной полосы. Кроме того, естественное линейное расположение мышечных сообществ — такое, что сообщества располагаются близко друг к другу на линии, если они имеют общие сетевые связи — имитирует порядок управления в моторной полосе (1). Эти результаты расширяют важные предыдущие работы, предполагающие, что одномерная организация моторной полосы связана как со структурной, так и с функциональной организацией скелетно-мышечной сети [84,85].Фактически, результаты более конкретно предлагают определение на уровне сети для оптимального управления сетью: согласованность линейной карты от мышечно-скелетных сообществ до сообществ моторных полос.

Наконец, мы опросили физические места кортикального контроля ударных мышц. Мы заметили, что мышцы с большим воздействием, чем ожидалось, при нулевом графике, как правило, контролируются медиальными точками на моторной полосе, в то время как мышцы с меньшим воздействием, чем ожидалось, как правило, контролируются латеральными точками на моторной полосе ().Эта пространственная специфика указывает на то, что организация моторной полосы ограничена физическим расположением тела, а также аспектами функционирования мышц. Предыдущие исследования изучали общее временное соответствие между корковой и мышечной активностью во время движения [86], но мало что известно о топологическом соответствии.

Методологические соображения

Построение гиперграфа скелетно-мышечной системы человека требует допущений и упрощений, которые влияют на гибкость текущей модели.Наиболее заметным является сведение системы к двум категориям: мышцы и кости. Эти категории не содержат дополнительной информации и, следовательно, не учитывают особенности внутренней архитектуры мышц или костей. Это упрощение вводит несколько ограничений для пертурбативной модели, в том числе возможность моделирования функциональной архитектуры сложных мышц или мышц, способных независимо сокращать подмножество волокон. Например, двуглавая двуглавая мышца плеча имеет начало как от лопатки, так и от надсуставного бугорка, и волокна одной головки можно сокращать отдельно от волокон другой головки.Будущая работа может расширить нашу структуру моделирования, чтобы представить эту сложную функциональную архитектуру. Кроме того, немускульные структуры мягких тканей, необходимые для опорно-двигательного аппарата, не могут быть явно объяснены. Эти структуры, включая сухожилия и связки, могут быть либо (1) закодированы как кости, как в основной текстовой сети, либо (2) исключены из сети, как в дополнении; ни один из вариантов не является полностью анатомически точным.

В случае костей модель не может учитывать межкостные взаимодействия (суставы).Большинство мышц действует на суставы, и исключение суставов затемняет специфическую функцию мышц. То есть модель учитывает тот факт, что мышцы двигают кости, но не то, как они двигаются или в каком направлении. В пертурбативном моделировании отсутствие ограничений на суставы позволяет размещать кости под неестественными углами по отношению к соседним костям. Кроме того, кости моделируются как точечные массы, что в пертурбативном моделировании может позволить костям проходить траектории, связанные с прохождением в пространстве, которое в действительности занято другой костью.Будущая работа может расширить нашу структуру моделирования, чтобы учесть эти дополнительные биофизические ограничения.

Информация, созданная этой моделью, является результатом входных данных. Поскольку в скелетно-мышечной системе существуют индивидуальные различия, они также существуют и в мышечных ударах. Мы попытались использовать два исходных набора данных, чтобы обосновать наши основные результаты, но эти результаты могут быть не применимы ко всем здоровым костно-мышечным конфигурациям. В частности, степень воздействия мышцы, подверженная индивидуальным вариациям, может влиять на воздействие этой мышцы.Каким именно образом нормативная индивидуальная вариация степени мышечной массы связана с вариацией прогнозируемого мышечного воздействия, является важным вопросом, который, тем не менее, выходит за рамки настоящего исследования.

Наконец, опорно-двигательный аппарат человека представляет собой сложную и тесно взаимосвязанную сеть. Ни мышцы, ни кости не функционируют как независимые образования. Таким образом, трудно отличить функцию отдельной мышцы от эффектов, вызванных окружающими мышцами. Независимость мышц может быть частично устранена соответствующим выбором нулевой модели, и наши результаты остаются в силе при различных вариантах выбора.Тем не менее, при интерпретации этих результатов следует учитывать мнение о том, что мышцы и импакт-факторы на самом деле не являются независимыми.

Дополнительная информация

S1 Text

Альтернативные нулевые модели.

Этот текстовый файл описывает построение альтернативных нулевых моделей.

(DOCX)

S2 Text

Разрешение обнаружения сообщества.

В этом файле содержится описание выбора параметра разрешения обнаружения сообщества.

(DOCX)

S3 Text

Альтернативная опорно-двигательная сеть.

В этом файле содержится описание альтернативной скелетно-мышечной сети.

(DOCX)

S4 Text

Динамика кости в результате мышечного возмущения.

(DOCX)

S5 Text

Учет массы костей и мышечной силы.

(DOCX)

S6 Text

Анализ восстановления мышц не спортсменов.

(DOCX)

S7 Text

Структура локальной сети и ударное отклонение.

(DOCX)

S1 Таблица

Мышцы с большей и меньшей нагрузкой, чем ожидалось, на случайно перемонтированных гиперграфах.

Эта нулевая модель требовала произвольной перестройки мышц в гиперграфе с сохранением степени. Мышцы с левой стороны оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, учитывая их степень гиперкрая: их воздействия более чем на 1,96 стандартных отклонения ниже среднего, что указывает на то, что они лежат за пределами 95% ДИ распределения. Мышцы с правой стороны оказывают большее воздействие, чем ожидалось, учитывая степень их гиперреберности: их воздействие больше 1.96 стандартных отклонений выше среднего, упорядоченные от наиболее экстремальных до наименее экстремальных. В этой таблице показаны мышцы, которые имели наибольшую положительную и наибольшую отрицательную разницу в воздействии по сравнению с контрольной группой с сопоставимой степенью.

(XLSX)

S2 Таблица

Категории гомункулов, мышцы-члены которых либо все оказывают большее влияние, чем ожидалось, либо все оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, по сравнению со случайно перемонтированными гиперграфами.

Эта нулевая модель требовала произвольной перестройки мышц в гиперграфе с сохранением степени.Категории слева полностью состоят из мышц с меньшим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами, совпадающими по степени. Категории справа полностью состоят из мышц с большим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами с одинаковым уровнем.

(XLSX)

Таблица S3

Мышцы с большей и меньшей нагрузкой, чем ожидалось, на гиперграфах, случайным образом перемонтированных в пределах их категории гомункулов.

Эта нулевая модель требовала случайной перестройки мышц в пределах их категории гомункулов с сохранением степени.Мышцы с левой стороны оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, учитывая их степень гиперкрая: их воздействия более чем на 1,96 стандартных отклонения ниже среднего, что указывает на то, что они лежат за пределами 95% ДИ распределения. Мышцы на правой стороне оказывают большее влияние, чем ожидалось, учитывая степень их гиперреберности: их воздействие превышает среднее значение более чем на 1,96 стандартных отклонения в порядке от наибольшего до наименьшего. В этой таблице показаны мышцы, которые имели наибольшую положительную и наибольшую отрицательную разницу в воздействии по сравнению с контрольной группой с сопоставимой степенью.

(XLSX)

Таблица S4

Категории гомункулов, мышцы-члены которых либо все оказывают большее воздействие, чем ожидалось, либо все имеют меньшее влияние, чем ожидалось, по сравнению с гиперграфами, случайно перемонтированными в пределах их категории гомункула.

Эта нулевая модель требовала случайной перестройки мышц в пределах их категории гомункулов с сохранением степени. Категории слева полностью состоят из мышц с меньшим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами, совпадающими по степени.Категории справа полностью состоят из мышц с большим воздействием, чем ожидалось, по сравнению с контрольными группами с одинаковым уровнем.

(XLSX)

Таблица S5

Мышцы с большей и меньшей нагрузкой, чем ожидалось, на произвольном гиперграфе.

Эта нулевая модель требовала случайного назначения связей между мышцами и костями с сохранением только общей степени, а не степени отдельных мышц. Мышцы с левой стороны оказывают меньшее влияние, чем ожидалось, учитывая степень их гиперкрая: их воздействие больше 1.96 стандартных отклонений ниже среднего, что указывает на то, что они лежат за пределами 95% ДИ распределения. Мышцы на правой стороне оказывают большее влияние, чем ожидалось, учитывая степень их гиперреберности: их воздействия превышают среднее значение более чем на 1,96 стандартных отклонения и располагаются в порядке от наибольшего до наименьшего.

(XLSX)

Таблица S6

Объемы мышц подсети ног.

Здесь мы включаем название мышцы (столбец 1), объем мышцы (в см ³ ; столбец 2) и ссылку, из которой была взята оценка.

(XLSX)

Таблица S7

Массы костей подсети голени.

Здесь мы включаем название кости (столбец 1), массу кости (в г; столбец 2) и ссылку, из которой была взята оценка.

(XLSX)

Таблица S8

Присвоенные категории гомункула и присвоение мускулов сообществу на основе данных.

Также доступно по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(XLSX)

Таблица S9

Гиперграф мышц и костей из таблиц Hosford Muscle [18], используемый в основном тексте.

Также доступно по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(XLSX)

S10 Таблица

Гиперграф мышц и костей из атласа Гранта [64], использованный в дополнительном тексте.

Также доступно по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(XLSX)

S1 Рис.

Обнаружение сообщества с различными параметрами разрешения.

На этом рисунке показано, как выбор параметра разрешения во время обнаружения сообщества изменит количество и размер обнаруженных сообществ.С увеличением параметра разрешения размер отдельных сообществ уменьшается, а количество сообществ увеличивается. (a-d) Обнаружение сообщества для мышечно-центрической сети с использованием значений γ 1, 2, 8 и 16 соответственно. Окончательная структура сообщества для каждого γ представляет собой согласованный раздел 100 отдельных запусков алгоритма обнаружения сообщества.

(EPS)

S2 Рис.

Обнаружение сообщества с различными параметрами разрешения.

На этом рисунке показана стабильность при выбранном параметре настройки γ = 4.3. Здесь мы исследуем разбиения, созданные из близких параметров разрешения γ = 4,2 и γ = 4,4. Визуально три раздела имеют схожую структуру. Два соседних раздела также математически подобны, с z-оценкой коэффициента Рэнда [47] z _Rand (γ = 4,2, γ = 4,3) = 105, z _Rand (γ = 4,3, γ = 4,4) = 110 и z _Rand (γ = 4,2, γ = 4,4) = 105. Окончательная структура сообщества для каждого γ представляет собой согласованное разделение 100 отдельных запусков алгоритма обнаружения сообщества.

(EPS)

S3 Fig

Визуальное сравнение нулевых моделей.

На этом рисунке показаны различия нулевых двудольных графов. (A) Исходный непереставленный двудольный граф мышца-кость. (B) Случайный нулевой двудольный граф. (C) Случайно перемонтированный двудольный граф. (D) Двудольный граф, созданный сообществом и использованный в основном тексте случайным образом, который переставляет топологию локально, сохраняя глобальную топологию.

(EPS)

S4 Рис.

Основные результаты в зависимости от нулевой модели.

Здесь мы показываем результаты с использованием модели случайного гиперграфа или перемонтированной (переставленной) модели гиперграфа, которая не поддерживает локальные соединения. (A) Оценка удара, построенная как функция степени гиперребра для случайных гиперграфов и наблюдаемого скелетно-мышечного гиперграфа. (B) Оценка удара, построенная как функция степени гиперребра для переставленных гиперграфов и наблюдаемого скелетно-мышечного гиперграфа. (C) Коэффициент отклонения значительно коррелирует с гомункулярной категорией (F(1,19) = 6.67, p = 0,018, R ² = 0,26), уменьшение от медиального (область 0) к латеральному (область 22) с использованием нулевой модели случайного гиперграфа. (D) Коэффициент отклонения значительно коррелирует с гомункулярной категорией (F(1,19) = 6,86, p = 0,017, R ² = 0,26), уменьшаясь от медиального (область 0) к латеральному (область 22) с использованием переставленного гиперграфическая нулевая модель. (E) Отклонение оценки удара достоверно коррелирует с площадью активации двигательной полосы (F(1,5) = 13,4, p = 0,014, R ² = 0.72) с использованием нулевой модели случайного гиперграфа. Точки данных имеют размер в соответствии с количеством мышц, необходимых для конкретного движения. (F) Отклонение оценки воздействия значительно коррелирует с площадью активации моторной полосы (F (1,5) = 13,7, p = 0,022, R ² = 0,73) с использованием нулевой модели перестановочного гиперграфа. Точки данных имеют размер в соответствии с количеством мышц, необходимых для конкретного движения. (G) Отклонение оценки воздействия коррелирует со временем восстановления мышц после травмы мышц или групп мышц (F(1,11) = 64.5, p = 6,3 × 10 ⁻⁶ , R ² = 0,85), с использованием нулевой модели случайного гиперграфа. Точки данных масштабируются в соответствии с количеством включенных мышц. (H) Отклонение оценки удара коррелирует со временем восстановления мышц после повреждения мышц или групп мышц (F(1,11) = 70,5, p <0,0001, R ² = 0,86), больше, чем ожидалось при перестановке- на основе нулевой модели гиперграфа. Точки данных масштабируются в соответствии с количеством включенных мышц. Данные доступны в DOI:10.5281/зенодо.1069104.

(EPS)

S5 Рис

Топология сети и гомункул.

Линейные координаты мышц, определенные с использованием многомерного масштабирования без порогового значения с помощью взвешенной матрицы расстояний (рассчитано с использованием Distance_wei.m, включенного в набор инструментов Brain Connectivity, https://sites.google.com/site/bctnet/). Без пороговой обработки также существует значительная корреляция между линейной координатой мышцы и площадью гомункула (F(1,268) = 303, p < 0.0001, R ² = 0,53). Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(EPS)

S6 Рис.

Исследование костно-мышечной функции для альтернативной сети.

(a) Оценка удара, построенная как функция степени гиперребра для нулевой модели гиперграфа и наблюдаемого скелетно-мышечного гиперграфа. (b) Отклонение оценки воздействия коррелирует со временем восстановления мышц после повреждения мышц или групп мышц (F(1,12) = 40,2, p <0,0001, R ² = 0.77). Заштрихованные области указывают на 95% ДИ, а точки данных масштабируются в соответствии с количеством включенных мышц. Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S7 Fig

Проверка опорно-двигательного аппарата для альтернативной сети.

(a) Отношение отклонений значимо коррелирует с гомункулярной топологией (F(1,18) = 8,88, R ² = 0,33, p = 0,0080), уменьшаясь от медиального (поле 0) к латеральному (поле 22) регионы. (b) Отклонение оценки удара достоверно коррелирует с площадью активации двигательной полосы (F(1,5) = 23.4, R ² = 0,82, p = 0,005). Точки данных имеют размер в соответствии с количеством мышц, необходимых для конкретного движения. Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S8 Рис.

Динамика возмущения двуглавой мышцы плеча.

На этом рисунке показано движение ключицы, а также костей пальцев рук и ног в ответ на возмущение двуглавой мышцы плеча. Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S9 Fig

Сравнение моделей с весом костей и силой мышц и без них.

Воздействие мышц ног рассчитывалось с добавлением и без добавления анатомических значений массы костей и объема мышц. Было обнаружено, что эти воздействия значительно коррелируют друг с другом (F(1,25) = 6,83, R ² = 0,0214, p = 0,015), предполагая, что по крайней мере в некоторых частях тела наше упрощенное сетевое представление обеспечивает разумное приближение для более биофизически точных сетевых представлений. Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S10 Fig

Исследование функции опорно-двигательного аппарата у неспортсменов.

Время восстановления было собрано для травм различных мышц неспортсменов. Мы наблюдали значительную корреляцию между временем восстановления мышц и отклонением удара (F(1,14) = 5,02, R ² = 0,264, p = 0,041). Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S11 Рис

Соответствие топологии сети и функции системы.

Топология сети, в частности, средняя длина кратчайшего пути, значительно отрицательно коррелирует с оценкой воздействия, оцененной на основе пертурбативного моделирования системной динамики (F(1,268) = 65,1, R ² = -0,4422, p < 0,0001). Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S12 Рис.

Взаимосвязь между скелетно-мышечной изменчивостью и мышечным воздействием в двух скелетно-мышечных сетях.

Здесь мы сравниваем процентное изменение оценки и степени воздействия для каждой мышцы между скелетно-мышечной сетью, указанной в основном тексте, и в дополнительном тексте.Мы наблюдаем, что на показатель воздействия мышц больше влияют большие изменения степени, чем меньшие изменения степени (F(1,268) = 5,76, R = 0,1450, p = 0,017). Данные доступны по адресу DOI:10.5281/zenodo.1069104.

(PNG)

S13 Рис.

Альтернативный пертурбативный подход.

Чтобы установить меру воздействия на гиперребро мышцы, объекты были перемещены в четвертое пространственное измерение, чтобы избежать произвольного выбора в трех измерениях. Альтернативным подходом было бы возмущать каждую мышцу в каждом из трех ортогональных направлений, каждый раз вычисляя воздействие и вычисляя векторную сумму этих трех результатов.Чтобы ответить на вопрос о том, как эти два подхода сравниваются, мы провели этот эксперимент на двудольной матрице мышц и костей, чтобы создать два вектора 270 × 1, один из которых кодирует оценки удара посредством смещения в четвертом измерении, а другой кодирует векторную сумму векторов.