Слагаясь из массы мышечных волокон, каждая скелетная мышца прикрепляется одним своим концом к одной кости, другим — к другой, перебрасываясь через сустав. Только так она может осуществить движение. При этом получаются костно-мышечные рычаги, на которых почти всегда возникает проигрыш в силе.
Рассмотрим, например, сгибание предплечья в локтевом суставе. Предплечье в этом случае можно считать рычагом второго рода с точкой вращения в локтевом суставе.
Бицепс (двуглавая мышца плеча) прикрепляется к локтевой кости в 3 см от оси вращения сустава, а груз, сжимаемый кистью, находится в 30 см от нее. Отношение плеч рычага—10:1. Значит, чтобы удержать в согнутой руке груз в 16 кг, мышцы должны развить усилие в 160 кг. Аналогичные отношения складываются на стопе. Передняя ее часть, на которую мы опираемся при ходьбе, в 6 раз длиннее задней, куда прикрепляется икроножная мышца. Ось вращения рычага — в данном случае голеностопный сустав. Если человек весом 70 кг поднимается на носке одной ноги в процессе обычной ходьбы, его икроножная мышца должна развить усилие в 6 раз больше, т. е. 420 кг. Не случайно таким мощным является у нас ахиллово сухожилие. Оно словно живой трос прикрепляет мышцы к пяточной кости и выдерживает нагрузки в полтонны и более.
Возникает вопрос, не ошиблась ли природа, уменьшая во много раз силу наших мышц. Разумеется, в организме не все идеально. В нем имеется ряд противоречий и несовершенств, о которых мы еще будем говорить. Однако в данном случае природа не ошиблась. Проигрывая в силе, мы, согласно тому же закону рычага, столько же выигрываем в скорости движений. Икроножная мышца сократится на 1 см, а пятка за это время уже на 6 см взлетит над землей. Для животных выигрыш в скорости оказался важнее, чем выигрыш в силе.