اعمال عضلانی زانو

باز کردن زانو حرکت بسیار مهمی در تولید توان اندام تحتانی برای هر گونه پیشروی یا انتقال بدن است. بافت عضلانی تولید کننده حرکت باز کردن نیز، غالباً برای انقباض برون گرا و کاهش شتاب خم کردن سریع مفصل زانو مورد استفاده قرار می گیرد. خوشبختانه، گروه عضلات چهار سر ران، که یکی از قوی ترین گروه های عضلانی بدن است، حرکت باز کردن زانو را تولید می کند. قدرت این عضلات سه برابر گروه عضلات مخالف، یعنی همسترینگ است، زیرا در شتاب منفی، (کاهشی) ساق پا درگیرند و به طور مداوم در برابر جاذبه منقبض می شوند.

عضلات چهار سر رانی از طریق وتر کشککی به برجستگی درشت نئی وصل می شوند و تا حدودی در پایداری کشکک مشارکت دارند، آنها به عنوان یک گروه عضلانی از طریق رباط منیسکی کشککی، منیسک ها را جلو می کشند. وقتی این عضلات منقبض می شوند، کشیدگی رباط را نیز کاهش می دهند و برای جلوگیری از جابجایی استخوان درشت نی به عقب (PCL) فعالیت می کنند. این دو از لحاظ عملکرد، مخالف رباط صلیبی قدامی هستند.

بزرگترین و قوی ترین عضله گروه عضلات چهار سر ران، عضلات پهن خارجی هستند که نیرویی خارجی بر کشکک اعمال می کند. عضله پهن داخلی، کشکک را به داخل می کشد. بخش پایینی عضله پهن میانی به پهن میانی مورب معروف است. این بخش از عضله پهن میانی، به وتر عضله نزدیک کننده بزرگ متصل می شود. تارهای این بخش افقی تر از بخش فوقانی عضله پهن میانی است و کشکک را در بخش داخل پایدار می کند.

در گزارش های علمی اشاره شده است که عضله میانی در چند درجه آخر بازشدن زانو، به طور انتخابی منقبض می شود. اما این موضوع ثابت نشده است. عضلات پهن میانی در چند درجه آخر بازشدن به طور انتخابی فعال نمی شوند و دو عضله در طول دامنه حرکتی به صورتی همسان منقبض می شوند.

تنها عضله دو مفصلی گروه چهار سر ران، یعنی راست رانی، نقش مهمی در نیروی باز کننده زانو ندارد، مگر اینکه عضله ران در وضعیت مناسبی قرار گیرد. اگر ران خم باشد، نقش باز کنندگی این عضله محدود خواهد بود و اگر ران باز باشد، طویل تر شدن عضله موجب تسهیل نقش باز کنندگی زانو خواهد شد. هنگام راه رفتن و دویدن، عضله راست رانی در مرحله جداشدن پنجه پا از زمین و زمانی که ران باز شده است، در تولید نیروی باز کننده زانو مشارکت دارد. به همین دلیل در مرحله مقدماتی شوت زدن، زمانی که ران بیش از حد به عقب باز و زانو خم شده است، فعالیت این عضله به حداکثر می رسد.

خم کردن ساق پا در مفصل زانو در مرحله اتکا رخ می دهد، یعنی وقتی بدن به سمت زمین پایین آورده می شودٍ؛ با وجود این، عضلات بازکننده به گونه ای حرکت پایین آوردن بدن را کنترل می کنند که نیازی به خم شدن بدن نیست. هنگامی که پا از زمین جدا می شود، عضلات خم کننده زانو بسیار فعال اند و غالبا برای کند کردن حرکت باز شدن سریع ساق پا، منقبض می شوند.

عضلات همسترینگ شامل دو سر رانی، نیمه غشایی و نیمه وتری مهم ترین گروه عضلانی هستند که در خم کردن زانو مشارکت دارند. عمل عضلات همسترینگ می تواند ترکیبی باشد، زیرا به عنوان عضلاتی دو مفصلی ران را هم باز می کنند. آنها به دلیل اتصال به طرفین زانو، موجب چرخش زانو نیز می شوند. عضلات همسترینگ به عنوان عضلات خم کننده بیشترین نیرو را در زاویه ۹۰ درجه خم کردن زانو اعمال می کنند. در حالت زانوی باز، قدرت خم کنندگی به دلیل ایجاد زاویه حادی که کاهش دهنده بهره مکانیکی است، کم می شود. هنگام باز کردن کامل در مقایسه با خم کردن در زاویه ۹۰ درجه، قدرت خم کنندگی تا ۵۰ درصد کاهش می یابد.

عضله خارجی همسترینگ یعنی دو سر رانی، با دو سر به کناره خارجی ران می چسبد و برای مفصل حمایت خارجی فراهم می کند. عضله دو سر رانی همچنین موجب چرخش خارجی ساق پا می شود. به علاوه بخش خارجی عضلات چهار سر رانی همراه با رباط صلیبی قدامی (ACL) برای پایداری مفصل زانو فعالیت می کنند.

عضله نیمه غشایی، کپسول خلفی و داخلی را تقویت می کند و با همکاری رباط صلیبی قدامی (ACL) مانع جابجایی درشت نی به سمت جلو می شود. هنگام خم کردن زانو، این عضله، منیسک را به عقب می کشد. این عضله همسترینگ در تولید چرخش داخلی مفصل نیز نقش دارد. دیگر عضله داخلی همسترینگ، یعنی نیمه وتری، بخشی از اتصال عضلانی پنجه غازی در بخش داخلی استخوان درشت نی است. کارامدترین عضله گروه عضلات، پنجه غازی است که ۴۷ درصد از نیروی خم کردن را تولید می کند. عضله نیم وتری با همکاری رباط های صلیبی قدامی و جانبی میانی از مفصل زانو حمایت می کند. در تولید چرخش داخلی نیز نقش دارد. عضلات همسترینگ زمانی بهترین عملکرد را در خم کردن زانو دارند که طول و کشش آنها د اثر خم کردن ران افزایش یابد. اگر عضلات همسترینگ سفت باشند در برابر حرکت باز شدن زانو که بر عهده عضلات چهار سر ران است، مقاومت می کنند. این امر فشار مضاعفی بر گروه عضلات چهار سر رانی وارد می کند.

دو عضله دیگر گروه عضلات پنجه غازی، یعنی خیاطه و راست داخلی به ترتیب ۱۹ و ۳۴ درصد از نیروی خم کردن را تولید می کنند. عضله رکبی عضله ای است که هنگام خم کردن تقریبا کامل از رباط جانبی خلفی محافظت می کند و منیسک را به عقب و بیرون می کشد. بالاخره عضله دو مفصلی دوقلو در خم کردن زانو نقش دارد به خصوص وقتی که پا در حالت خنثی یا  دورسی فلکشن است. عضلات داخلی که در تولید چرخش داخلی درشت نی نقش دارند عبارت اند از: خیاطه، راست داخلی، نیمه وتری، نیمه غشایی و رکبی. نیروی چرخش خارجی زمانی به حداکثر می رسد که زانو ۹۰ درجه خم شده باشد و هنگام باز کردن کامل زانو، مقدار آن تا ۵۹ درصد کاهش می یابد. اگر قبل از نیروی چرخش داخلی ۱۵ درجه چرخش خارجی انجام گرفته باشد می تواند تا ۵۰ درصد افزایش یابد. از سه عضله پنجه غازی، عضلات خیاطه و راست داخلی که کارامدترین چرخاننده ها هستند، به ترتیب ۳۴ و ۴۰ درصد از نیروی عضلات پنجه غازی را هنگام چرخش تولید می کنند. عضله نیمه وتری، ۲۶ درصد نیروی چرخش را در عضلات پنجه غازی تولید می کند. فقط عضله ای به نام دو سر رانی، نقش زیادی در تولید چرخش خارجی درشت نی دارد. حرکات چرخش خارجی و داخلی، برای عملکرد مفصل زانو بسیار ضروری هستند.