Физиологические функции прямой мышцы бедра
Прямая мышца обеспечивает 1/5 общей силы четырёхглавой мышцы и сама по себе не может вызвать полное разгибание. Но её двусуставная природа придаёт ей особую значимость.
Поскольку она проходит кпереди от оси сгибания/разгибания тазобедренного и коленного суставов, она одновременно является сгибателем бедра и разгибателем голени (рис. 220), но её эффективность в роли разгибателя коленного сустава зависит от положения тазобедренного, а её действие в роли сгибателя бедра зависит от положения коленного сустава. Это объясняется тем фактом (рис. 219), что расстояние между передне-верхней остью подвздошность кости (а) и верхним краем пателлярной поверхности бедра короче, когда бедро согнуто (ас), чем когда оно разогнуто (аb). Это разница (е) обеспечивает относительное удлинение мышцы, когда тазобедренный сустав согнут и коленный сгибается под действием веса голени (II). В этих обстоятельствах широкие мышцы более эффективны в разгибании коленного сустава (III), чем прямая, уже расслабленная благодаря сгибанию бедра.
С другой стороны, если тазобедренный сустав разогнут (IV) из исходного положения (I), то расстояние между точками прикрепления прямой мышцы (аd) увеличивается на (f), и это растягивает прямую мышцу и повышает её эффективность, например, при относительном укорочении конечности. Это происходит также при беге и ходьбе, когда находящаяся сзади конечность отрывается от земли (рис. 223): ягодичные мышцы разгибают тазобедренный сустав, а коленный и голеностопный остаются в согнутом положении. В этих условиях четырёхглавая мышца оказывается в наиболее выгодном положении из-за повышенной эффективности прямой мышцы. Таким образом, большая ягодичная мышца является антагонистом-синергистом прямой мышцн бедра – антагонистом на уровне тазобедренного и синергистом – на уровне коленного сустава.
Когда далее конечность выносится кпереди (рис. 222), а таз временно опирается на другую ногу, прямая мышца сокращается, обеспечивая одновременно сгибание в тазобедренном и разгибание в коленном суставах. Тем самым, прямая мышца бедра, будучи двусуставной, полезна на обеих фазах шага – при толчке стоящей сзади конечности и при выносе конечности вперед.
При переходе от ползания к вертикальной ходьбе прямая мышца бедра играет важную роль, поскольку это единственная составная часть четырёхглавой мышцы, которая сохраняет свою эффективность на протяжении всего движения. При разогнутом коленном суставе бедро разгибается под действием большой ягодичной мышцы, что натягивает прямую мышцу в точке ее начала, тем самым обеспечивая её константную длину уже на начальных стадиях сокращения. Здесь мы опять наблюдаем, как сила, генереруемая мощной мышцей у начала конечности (большой ягодичной мышцей), воздействует на более дистальную точку (коленный сустав) через двусуставную мышцу (прямую мышцу бедра).
И наоборот, сгибание в коленном суставе, обусловленное сгибателями голени, способствует сгибанию в тазобедренном под действием прямой мышцы, что используется при прыжках с согнутыми в коленях ногами (рис. 221). Таким образом, прямая мышца принимает немалое участие в сгибании тазобедренного сустава. Это ещё один пример антагонизма-синергизма между сгибателями голени, которые сгибают коленный и разгибают тазобедренный сустав, и прямой мышцей бедра, которая сгибает тазобедренный и разгибает коленный сустав.