8.3.Биомеханични свойства на мускулите

Костите и ставите са пасивни елементи на опорно-двигателния апарат на човека. Те могат да проведат сили или пасивно да им се противопоставят чрез механичната си устойчивост. Структурата на ставите създава условия за движение на телесните сегменти. Сами по себе си обаче те не могат създадат силата, необходима за извършването на определено движение. Мускулите са активната част на опорно-двигателния апрат. Благодарение на тяхната анатомична структура и физиология те могат да генерират сила, която да бъде предадена върху костите.

8.3.1.Структура на мускула и вектор на силата

Скелетните мускули притежават активна част, наречена мускулно тяло и пасивна част, представена от мускулните сухожилия. Мускулното тяло (corpus musculi) се състои от снопове мускулни влакна, които осъществяват мускулното съкращение. Чрез сухожилията (tendo) мускулът се залавя за костите.

Структура на скелетен мускул

            При съкращението на мускулните клетки възниква сила, която се предава чрез сухожилията върху костите. Тази сила се стреми да доближи костните участъци, за които е заловен мускула. Тя е теглеща сила и предизвиква движение в ставата (или ставите), която е разположена между залавните места на мускула. Обикновено едната кост или костно звено е неподвижно (фиксирано) и към нея се приближава другата кост или костно звено. Силата, създадена от един мускул следва законите на механиката и има характеристиките на всяка една сила. От гледна точка на биомеханиката разположението на мускулните влакна и сухожилията спрямо костите определя посоката, в която действа силата на съответния мускул. Това определя оста на мускула. Костните участъци, за които се залавят мускулните сухожилия представлявят приложната точка на силата.  Така векторът на силата, която генерира един мускул съвпада с  линията, свързваща началното и крайното му залавно място. Посоката на вектора се определя от посоката на  движението на костните звена. От съществено значение е отношението на линията на действие на един мускул към механичната ос на даден телесен сегмент. Това е т.нар. ъгъл на прилагане  на мускулната сила. Той се сключва между оста на мускула и механичната ос на сегмента, за  който се залавя. Точното определяне на точката на приложение на мускулната сила върху анатомичните лостове определя и свойствата им.   Както вече е известно при лостовете е важно мястото на приложение на мускулната сила спрямо опорната точка, която в биомеханиката съвпада със ставния център. Ъгълът на приложение на мускулната сила и приложната й точка са определящи за движението, което ще се извърши в дадена става.  

Вектор на мускулната сила

Друга важна характеристика на мускулната сила е нейната големина.Тя се определя от броя и големината на съкращаващите се мускулни клетки – миофибри. Пряко пропорционален на максималната сила, която може да развие един мускул е неговият физиологичен напречник. Физиологичният напречник  представлява сбора от напречните сечения на всички влакна в един мускул. Приема се, че всеки квадаратен сантиметър от физиологичният напречник на един мускул може да развие сила, която да уравновеси маса на външно тяло между 3 и 4 килограма. За разлика от физиологичния напречник, анатомичният напречник представлява сечението на един мускул в най-дебелия му участък. Така мускули с голям анатомичен напречник може да  развивават сила, която е по-малка от мускули с по-малък анатомиченн, но с по-голям физиологичен напречник (едноперести, двуперести мускули)

.