Мышцы разгибатели коленного сустава

Четырёхглавая мышца бедра является разгибателем коленного сустава. Это мощная мышца. Площадь среза в её активной части равна 148 см², она сокращается на 8 см и развивает силу эквивалентную 42 кг. Она втрое сильнее сгибателей, что и следовало ожидать, т.к. эта мышца вынуждена противодействовать силе тяжести. Но мы уже знаем, что при гиперэкстенэии в коленном суставе четырехглавая мышца не нужна для поддержания прямостояпия, но, как только начинается сгибание, она немедленно включается в действие, чтобы предупредить падение.

Как следует из ее названия, четырехглавая мышца (рис. 15) имеет 4 мышечных брюшка, прикрепляющихся с помощью общего сухожилия к передней бугристости большеберцовой кости. Это три односуставные мышцы: промежуточная (1), латеральная (2) и медиальная (3) широкие и одна двусуставная: прямая (4), очень специфическую функцию которой мы рассмотрим дальше.

Эти три односуставные мышцы являются исключитильно экстензорами коленного сустава, но выполняют и ещё кой-какую функцию. Следует упомянуть, что медиальная мышца является более мощной и простирается более дистально, чем латеральная и благодаря своему относительному преобладанию контролирует боковой вывих надколенника. В норме сбалансированное сокращение этих широких мышц создаёт результирующую силу, действующую кверху по продольной оси бедра, но при диасбалансе этих мышц, если, например, латеральная мышца преобладает над неполноценной медиальной, надколенник переместится кнаружи. Это один из механизмов, привычного вывиха надколенника, который всегда бывает латеральным, можно устранить эту тенденцию путём избирательного укрепления медиальной широкой мышцы.

Надколенник – это сезамовидная кость, окутанная экстензорным сухожилием коленного сустава; его функция заключается в том, чтобы повышать эффективность действия четырёхглавой мышцы, перемещая кпереди линии действия её тяги. Это можно понять при изучении диаграммы сил с надколенником и без него.

Сила Q четырёхглавой мышцы, действующая на надколеннин (рис. 216) модет быть разложена на два вектора: силу Q₁, действующую в направлении оси сгибания/разгибания и стремящуюся прижимать надколенник к бедренной кости, и силу Q₂, действующую по линии связки надколенника. Эта сила Q₂, воздействующая на бугристость большеберцовой кости, также может быть разложена на два перпендикулярных друг другу вектора: силу Q₃, действующую в направлении оси сгибания/разгибания и удерживающую в контакте бедренную и большеберцовую кости, и тангенциальную силу Q₄, представляющую собой компонент, эффективно участвующий в разгибании, под действием которого большеберцовая кость перемещается кпереди под бедренной.

Представим себе, что надколенник был удалён – выполнена пателлоэктомия. Будем рассуждать, как раньше (рис. 217). Сила Q (предположим, что она равна прежней силе Q) действует тангенциально к пателлярной поверхности бедренной кости и прямо по отношению бугристости большеберцовой. Поэтому её можно разложить на два вектора: Q₅, который прижимает большеберцовую кость к бедренной, и Q₆ – компонент, эффективный для разгибания. Обратите внимание на то, что тангенциальный компонент Q₆ относительно ослаблен, а центростремительный компонент Q₅ сравнительно усилен.

Теперь сравним эффективные силы в этих двух ситуациях (рис. 218) и отчётливо увидим, что Q₄ на 50% больше Q₆, тем самым становится ясно, что надколенник, приподнимая сухожилие четырёхглавой мышцы, как на козлах, увеличивает её эффективность. Также становится ясно, что при отсутствии надколенника сила коаптации Q₅ увеличивается, но этому благоприятному эффекту противодействует уменьшение амплитуды сгибания вследствие укорочения сухожилия разгибателя и повышенная подверженность травмам. Таким образом, надколенник является очень важным механическим элементом, поэтому к его удалению стараются прибегать как можно реже и эта операция пользуется дурной репутацией.