Степень сокращения и растяжения мышц воспринимают

Строение и функции мышечной системы

Мышечную систему составляет примерно 600 мышц, обеспечивающих передвижение тела в пространстве, поддержание позы, процессы дыхания, жевания, глотания, речи, участвующих в работе внутренних органов, кровообращении, теплорегуляции, обмене веществ, а также играющих важную роль в восприятии человеком положения тела и его частей в пространстве. Мышца является целостным органом, состоящим из поперечнополосатой мышечной ткани, а также из плотной и рыхлой соединительной ткани. Иннервацию и кровоснабжение мышцы обеспечивают проходящие в ней сосуды и нервы.

В строении мышцы выделяют брюшко и сухожилие (рис. 3.13). Мышечное брюшко служит для сокращения и состоит из пучков поперечнополосатой мышечной ткани — мышечных волокон, идущих параллельно друг другу и связанных между собой рыхлой соединительной тканью. Соединительная ткань, расположенная между мышечными пучками, по концам мышечного брюшка переходит в сухожилие — пассивную часть мышцы, при помощи которой она прикрепляется к костям. Брюшко мышцы имеет красно-бурый цвет, сухожилие, состоящее из плотной соединительной ткани, имеет блестящий светло-золотистый цвет и расположено по обоим концам мышцы. Оно плотное, содержит мало кровеносных сосудов и имеет более низкий уровень обмена веществ. Большинство сухожилий отходят от головки мышцы в виде белых тяжей и крепко удерживают сухожилие на кости, проникая в надкостницу и прикрепляясь к компактному слою кости. Длинные сухожилия кисти или стопы окружены влагалищем, в котором находится маслянистая синовиальная жидкость. Она смазывает сухожилия, облегчая скольжение, когда мышцы предплечья или голени тянут пальцы кисти или стопы. Сухожилия плоской формы, которые не только соединяют мышцы с костями, но и мышцы друг с другом (например, соединения мимических мышц), называются апоневрозами. Некоторые мышцы не имеют сухожилий, они начинаются от кости и прикрепляются к ней брюшком (такие мышцы получили наименование сидячих).

Основные свойства мышечной ткани — сократимость, возбудимость и эластичность — присущи и мышце как органу. Сократимость мышц регулируется нервной системой. В мышцах находятся нервные окончания — рецепторы и эффекторы. Рецепторы — чувствительные нервные окончания, воспринимающие степень сокращения и растяжения мышцы, скорость, ускорение, силу движения. Они могут быть свободными (в виде концевых разветвлений чувствительного нерва) или несвободными (в виде сложно построенного нервно-мышечного веретена). От рецепторов информация о состоянии мышцы и реализации двигательной программы поступает в центральную нервную систему. Импульсы из центральной нервной системы поступают к мышцам по эффекторам, вызывая их возбуждение. К мышцам подходят также нервы, регулирующие обменные процессы и мышечный тонус в покое. Такая взаимосвязь позволяет нервной системе регулировать деятельность мышц и обменные процессы в них и в конечном итоге выполнять задачи адаптации и функционирования в окружающей среде.

Рис. 3.13. Строение мышцы

Степень развития мускулатуры зависит от разных факторов: наследственности, пола, физических нагрузок, питания и т.д. Регулярные физические нагрузки приводят к увеличению веса и объема мышц (так называемая функциональная гипертрофия).

Мышцы подразделяются на топографические группы: мышцы головы, шеи, спины, груди, живота; мышцы пояса верхних конечностей, плеча, предплечья, кисти; мышцы таза, бедра, голени, стопы. В этих группах выделяются передняя и задняя группы мышц, поверхностные и глубокие, наружные и внутренние мышцы. На рис. 3.14 представлены основные мышцы человеческого тела.

Действие скелетных мышц осуществляется по законам рычагов и направлено на изменение положения части тела в пространстве или в противодействии силам гравитации при удержании статической позы. Сухожилия мышцы прикрепляются к разным костям, мышечное сокращение приводит к изменению положения кости или, напротив, к ее удержанию в определенной позиции. Любое движение осуществляется не одной, а несколькими мышцами, действие которых может быть однонаправленным (мышцы- сииергисты) или разнонаправленным (мышцы-антагонисты). Сложный комплекс мышечных сокращений приводит к плавному и слаженному движению. Мышцы, обеспечивающие определенные движения, получили

Рис. 3.14. Мышцы человека:

1 — вид спереди:
1 — лобное брюшко затылочно-лобной мышцы; 2 — круговая мышца рта;
3 — подбородочная; 4 — грудино-подъязычная; 5 — трапецевидная; 6 — трехглавая плеча; 7 — прямая живота; 8 — наружная косая живота; 9 — лучевой сгибатель кисти;
10 — натягивающая широкую фасцию бедра; 11 — повздошно-поясничная;
12 — гребешковая; 13 — длинная приводящая; 14 — портняжная; 15 — прямая бедра; 16 — нежная; 17 — внутренняя широкая; 18 — отводящая большой палец;
19 — сухожилия длинной мышцы, разгибающей пальцы; 20 — длинная мышца, разгибающая пальцы; 21 — камбаловидная; 22 — передняя большеберцовая;
23 — икроножная; 24 — наружная широкая; 25 — короткая мышца, разгибающая большой палец; 26 — длинная мышца, отводящая большой палец; 27 — локтевой разгибатель кисти; 28 — короткий лучевой разгибатель кисти; 29 — разгибатель пальцев; 30 — длинный лучевой разгибатель кисти; 31 — плечелучевая; 32 — трехглавая плеча; 33 — передняя зубчатая; 34 — двухглавая плеча; 35 — большая грудная;
36 — дельтовидная; 37 — передняя лестничная; 38 — средняя лестничная;
39 — грудино-ключичнососковая; 40 — опускающая угол рта; 41 — жевательная;
42 — большая скуловая; 43 — височная;
2 — вид сзади:
1 — затылочное брюшко затылочно-лобной мышцы; 2 — трапецевидная;
3 — дельтовидная; 4 — трехглавая плеча; 5 — двухглавая плеча; 6 — круглый пронатор; 7 и 23 — плечелучевая; 8 — лучевой сгибатель кисти; 9 — длинная ладонная;
10 — локтевой сгибатель кисти; 11 — поверхностный сгибатель пальцев;
12 и 16 — полуперепончатая; 13 — полусухожильная; 14 — нежная; 15 — двухглавая бедра; 17 — икроножная; 18 — камбаловидная; 19 — большая ягодичная;
20 — короткая мышца, отводящая большой палец; 21 — средняя ягодичная;
22 — наружная косая живота; 24 — широчайшая спины; 25 — передняя зубчатая;
26 — большая круглая; 27 — малая круглая; 28 — нодостная; 29 — грудиноключичнососковая; 30 — ременная головы; 31 — жевательная; 32 — полуостистая

головы; 33 — височная название функциональной группы. Например, группа мышц, сгибающих сустав, работает одновременно с группой мышц, разгибающих сустав, причем действие любой мышцы может происходить только при одновременном расслаблении мышцы-антагониста. Такая согласованность носит название мышечной координации. Например, согласованная работа парных антагонистов бицепса и трицепса плеча позволяет поднимать и опускать руки, сгибать и разгибать их в локте (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Мышцы-антагонисты плеча

В организме каждая скелетная мышца всегда находится в состоянии определенного напряжения, готовности к действию, которое получило наименование мышечного тонуса. У детей тонус мышц ниже, чем у взрослых, у женщин ниже, чем у мужчин, и у всех в значительной мере зависит от тренированности.

Влияние нагрузки на мышечный аппарат человека. Нагрузка оказывает на мышцы формирующее воздействие. Усиленная работа мышц способствует увеличению массы мышечной ткани, определенная степень которой получила название гипертрофии мышц. В зависимости от особенностей физической нагрузки гипертрофированными могут стать значительная часть мышц организма или их отдельные группы. В основе этого явления лежит увеличение массы мышечных волокон и количества содержащихся в них миофибрилл, эго приводит к увеличению диаметра мышцы, активации обменных процессов, нарастанию силы и скорости сокращения, а общая масса мышц у тренированных людей может достигать 50% массы тела вместо обычных 30—40%.

Противоположным процессом является атрофия мышцы, которая развивается при длительном бездействии: при повреждении сухожилия или нерва, наложении гипса на конечность, долгом пребывании в постели вследствие болезни. Диаметр мышечных волокон и активность обменных процессов в них при атрофии уменьшаются. После возобновления активности мышцы атрофия постепенно исчезает.

Утомляемость ребенка находится в прямой зависимости от возраста и обусловлена возрастными особенностями нервной деятельности, так как сама мышца может сокращаться без утомления достаточно длительное время. В грудном возрасте время активного подвижного бодрствования составляет около 1,5—2 ч, затем несколько повышается. Оно может развиваться и при необходимости длительно тормозить двигательную активность. Восстановление мышечной работоспособности при отдыхе наиболее быстро происходит в 7—9 лет, в пубертатный период (к 13—15 годам) уменьшается и снова повышается к 16—18 годам. Приспособление мышц к физическим нагрузкам на фоне нарастающего утомления называется выносливостью, она также претерпевает определенные изменения в онтогенезе: наибольший прирост выносливости при мышечной нагрузке отмечается в 7—10 лет, у мальчиков в 17 лет выносливость в два раза выше, чем в 7 лет, к окончанию пубертата выносливость подростков достигает 85% величины этого показателя у взрослых, пик выносливости приходится на возраст 20—29 лет, затем она постепенно снижается и к 70 годам составляет примерно 25% от максимального уровня.

М ышечная система — это основа основ физического здоровья. Анатомия мышц человека представлена более 600 различными волокнами, которые составляют до 47 % от общей массы организма. От их функциональности зависит не только передвижение тела в пространстве, но и многие физиологические процессы: глотание, кровообращение, жевание, обмен веществ, сердечные сокращения и т. д. Мышечный каркас формирует строение тела, обеспечивает положение относительно окружающих предметов, позволяет человеку принимать участие в различных физических действиях и выполнять большую часть работ. Поэтому подробное изучение строения мышц, их классификации и функциональности считается одним из ключевых разделов анатомии.

Детальное строение мышечной ткани

Каждая отдельно взятая мышца — это целостный орган, состоящий из множества маленьких мышечных волокон — миоцитов, а также плотной и рыхлой соединительной ткани в различном соотношении. В ней выделяют 2 функциональные зоны: брюшко и сухожилие. Брюшко выполняет в основном сократительную функцию, поэтому представлено комбинацией соединительнотканного вещества и миоцитов, способных к сокращению и возбуждению. Сухожилие же считается пассивной частью мышцы. Оно располагается по краям и состоит из плотной соединительной ткани, благодаря которой осуществляется прикрепление волокон к костям и суставам.

Иннервация и кровоснабжение каждой мышцы осуществляется за счёт тончайших капилляров и нервных волокон, расположенных между пучками из 10–50 миоцитов. Благодаря этому мышечная ткань получает необходимое питание, снабжается кислородом и полезными веществами, а также может сокращаться в ответ на переданный нервной тканью импульс.

Каждое мышечное волокно выглядит как длинная многоядерная клетка, длина которой в разы превышает поперечное сечение. Оболочка, покрывающая миоцит, объединяет различное количество мелких миофибрилл, в зависимости от числа которых, выделяют белые и красные мышцы. В белых миоцитах число миофибрилл выше, поэтому они быстрее реагируют на импульс и активнее сокращаются. Красные волокна относятся к группе медленных, поскольку в них количество миофибрилл меньше.

Каждая миофибрилла состоит из ряда веществ, от которых зависят функциональные особенности и свойства мышц:

Актин — это аминокислотная белковая структура, способная к сокращению.
Миозин — главная составляющая миофибрилл, сформированная полипептидными цепочками из аминокислот.
Актиномиозин — комплекс белковых молекул актина и миозина.

Основную часть миоцитов составляют белки, вода и вспомогательные компоненты: соли, гликоген и др. Причём большую часть составляет именно вода — её процентное соотношение колеблется в диапазоне 70–80 %. Несмотря на это, каждое отдельно взятое мышечное волокно крайне сильное и устойчивое, и эта сила увеличивается в зависимости от количества миоцитов, объединённых в мышцу.

Анатомия мышц: классификация и функции

Огромное количество мышц в анатомии классифицируют по разным критериям, включающим строение, физиологические особенности, форму, размер, расположение и другие показатели. Рассмотрим каждую группу, чтобы понять, как устроена мышечная ткань человека:

Гладкие мышечные волокна являются структурной единицей стенок внутренних органов, кровеносных капилляров и сосудов. Они сокращаются и расслабляются вне зависимости от импульсов, посланных сознанием человека. Работа гладких мышц отличается последовательностью, размеренностью и непрерывностью.
Скелетные мышцы — каркас человеческого тела. Они отвечают за физическую активность, поддержание организма в определённом положении и двигательные возможности человека. Деятельность скелетной мускулатуры контролируется мозгом. Миоциты этой группы быстро сокращаются и расслабляются, активно реагируют на тренировки, но при этом склонны к утомлению.
Сердечная мышца — отдельный вид миоцитов, объединивший часть функциональных особенностей гладких и скелетных волокон. С одной стороны, её активность непрерывна и не зависит от нервных импульсов, посланных сознанием, а с другой, сокращения осуществляются быстро и интенсивно.

Также мышцы подразделяются на топографические группы, исходя из их местоположения. В организме выделяют мышцы нижних конечностей (стопы, бедра и голени), верхних конечностей (кисти, плеча и предплечья), а также головы, шеи, груди, спины и живота. Каждая из этих групп делится на глубокую и поверхностную, наружную и внутреннюю.

В зависимости от количества суставов, охваченных мышцей, они делятся на односуставные, двусуставные и многосуставные. Чем больше сочленений задействовано, тем выше функционал конкретной мышцы.

Кроме того, мышцы классифицируются по форме и строению. К группе простых относятся веретенообразные, длинные, прямые, короткие и широкие волокна. Многоглавые мышцы — сложные. Они представлены бицепсом, состоящим из 2 головок, трицепсом — из 3 головок и квадрицепсом — из 4 головок. Кроме того, сложными считаются многосухожильные и двубрюшные группы миоцитов. Они бывают квадратными, дельтовидными, пирамидальными, зубчатыми, ромбовидными, камбаловидными, круглыми или треугольными.

В зависимости от функциональных особенностей выделяют:

сгибатели,
разгибатели,
пронаторы (вращатели по направлению кнутри),
супинаторы (вращатели к наружной стороне),
мышцы, отвечающие за отведение и приведение, поднятие и опускание и т. д.

Основная масса мышц работает парно, выполняя общую или противоположную функцию. Мышца-агонист выполняет определённое действие (например, сгибание), а антагонист — прямо противоположное (то есть разгибание). Столь сложный многоступенчатый комплекс обеспечивает слаженные и плавные движения человеческого тела.

Физиология мышц человека

К основным свойствам мышечной ткани, обеспечивающим полноценную функциональность структур, относятся:

Сократимость — способность к сокращению.
Возбудимость — реакция на нервный импульс.
Эластичность — изменение длины и диаметра волокон в зависимости от внешнего и внутреннего воздействия.

Сокращение мышц регулируется посредством деятельности нервной системы. Каждая мышца содержит множество нервных окончаний, которые можно условно разделить на 2 разновидности — рецепторы и аффекторы. Чувствительные рецепторы воспринимают скорость и степень растяжения и сокращения, силу воздействия и движения миоцитов. Они могут располагаться свободно, разветвляясь в толще мышцы, или несвободно, переплетаясь в веретенообразный комплекс. Информация о состоянии и положении мышечного волокна из рецепторов поступает в ЦНС, откуда передаётся обратно эффекторам, вызывая их возбуждение и, как следствие, реакцию на полученный импульс.

Сокращение миоцитов осуществляется за счёт проникновения нитей актина между цепочками миозина. При этом общая длина актиновых и миозиновых волокон не изменяется — сокращение наступает из-за изменения длины актиномиозинового комплекса. Такой механизм называется скользящим и сопровождается расходом энергетического запаса организма.

Также в мышцах содержатся нервные волокна, регулирующие процесс обмена веществ и состояние миоцитов в покое. Благодаря этому осуществляется регулировка работы мышечной ткани, предупреждается переутомление и нефизиологичное перерастяжение или сокращение. Такой механизм позволяет адаптировать работу мышц к окружающей среде и обеспечивать полноценную функциональность организма.

Зная основы анатомии мышц человека, вы сможете грамотно построить тренировочный процесс, привнести в свою жизнь основы физической активности и вместе с тем улучшить состояние организма в целом.

Эта глава содержит основную информацию о мышцах, имеющихся в теле человека и их строении.

У человека имеется три вида мышечной ткани:

исчерченная (поперечнополосатая),
сердечная исчерченная,
неисчерченная (гладкая).

Из этих трех видов мышечной ткани для бодибилдинга наибольший интерес представляет исчерченная (поперечнополосатая) мышечная ткань, поскольку именно она входит в состав скелетных мышц и составляет их основу.

Cтроение поперечнополосатой мышечной ткани

Если говорить об общем количестве мышц, то можно сказать, что в теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела.

Общая масса мышц составляет:
— у мужчин — 42% веса тела,
— у женщин — 35%,
— у спортсменов — 45-52%.

Более 50% веса всех мышц расположено на нижних конечностях, 25-30% -на верхних конечностях, 20-25% -в области туловища и головы. Под влиянием систематической тренировки происходят структурная перестройка мышц, увеличение их веса и объема. Этот процесс получил название функциональной гипертрофии.

Основной структурной единицей мышцы является мышечное волокно. Отдельное мышечное волокно имеет длину от 0,1 до 2-3 см (в портняжной мышце до 12 см) и толщину от 0,01 до 0,2 мм. Мышечное волокно окружено оболочкой — сарколеммой, на поверхности которой располагаются окончания двигательных нервов. К одному волокну может подходить несколько нервных окончаний.

Нервные окончания, находящиеся в мышцах, называются рецепторами и эффекторами. Рецепторы воспринимают степень сокращения и растяжения мышцы, скорость и силу движения. От рецепторов, информация поступает в центральную нервную систему, сигнализируя о состоянии мышц. По эффекторам импульсы из центральной нервной системы поступают к мышцам, вызывая их возбуждение. Сила сокращения возбужденных мышц изменяется в зависимости от частоты нервных импульсов. Чем больше частота нервных импульсов — тем больше интенсивность сокращения.

Сарколемма, (оболочка, окружающая мышечное волокно) отгораживает внутреннее содержимое мышечного волокна от омывающей его межклеточной жидкости. Все внутреннее пространство мышечного волокна занято саркоплазмой, представляющей собой коллоидную белковую структуру, в которую вкраплены глыбки гликогена, жировые капли и некоторое другие включения. В саркоплазме имеются различные субклеточные частицы: ядра, митохондрии, миофибриллы, рибосомы и др. Их функция заключается в регуляции обмена веществ в мышечном волокне путем воздействия на синтез специфических мышечных белков.

Миофибриллы — это длинные специализированные органеллы мышечной клетки, осуществляющие функцию сокращения. Внутри каждого волокна их находится более 2000. В нетренированных мышцах миофибриллы располагаются рассеяно, а в тренированных — они сгруппированы в пучки Конгейма. Процесс группировки миофибрилл в пучки называется внутримышечной координацией. Благодаря этому процессу на начальных этапах тренировки происходит увеличение силы мышц без существенного увеличения мышечного поперечника.

Митохондрии, располагающиеся между миофибриллами, представляют собой частицы, имеющие двухслойные мембраны. В мембранах митохондрий располагаются ферменты биологического окисления. Митохондрии являются энергетическими центрами, в них вырабатывается 80-90% всей необходимой мышце энергии (в виде аденозинтрифосфорной кислоты или, сокращенно, — АТФ).

Внутри саркоплазмы находится система продольных и поперечных трубочек, мембран, пузырьков, носящая название саркоплазматической сети или саркоплазматического ретикулума, который делит саркоплазму на отдельные отсеки, где протекают различные биохимические процессы. Пузырьки и трубочки саркоплазматического ретикулума оплетают каждую миофибриллу. Через трубочки, связанные с наружной клеточной мембраной (Т — система), возможет прямой обмен веществами между клеточными органеллами и межклеточной жидкостью. Трубочки могут служить и для распространения волны возбуждения от наружной мембраны к внутренним зонам.

Если рассмотреть химический состав мышечных волокон, то можно заметить, что в мышечной ткани содержится от 70 до 80% воды. Функции воды в клетке многообразны:

— вода служит растворителем для многих веществ;
— в составе коллоидных частиц вода входит в клеточные структуры;
— вода является непременным участником многих химических реакций.

Из сухого остатка 80-85% приходится на долю белков. Около 40% всех мышечных белков находится в миофибриллах, около 30%- в саркоплазме, около 14% — в митохондриях, около 15% — в сарколемме, остальные в ядрах и других клеточных органеллах.

Общие сведения о мышцах. В организме человека насчитывается около 600 скелетных мышц (цвет. табл. III, IV). Мышечная система составляет значительную часть общей массы тела человека. Если у новорожденных масса всех мышц составляет 23% массы тела, а в 8 лет — 27%, то в 17—18 лет она достигает 43—44%, а у спортсменов с хорошо развитой мускулатурой — даже 50%.

Мышцы это

Отдельные мышечные группы растут неравномерно. У грудных детей прежде всего развиваются мышцы живота, позднее — жевательные. К концу первого года жизни в связи с ползанием и началом ходьбы заметно растут мышцы спины и конечностей. За весь период роста ребенка масса мускулатуры увеличивается в 35 раз.

Рис. 38. Строение мышцы:

а — мышца на поперечном разрезе: 1 — пучок мышечных волокон; 2 — отдельные мышечные волокна; б — общий вид скелетной мышцы: 1 — брюшко; 2 — сухожилие

В период полового созревания (12—16 лет) наряду с удлинением трубчатых костей удлиняются интенсивно и сухожилия мышц. Мышцы в это время становятся длинными и тонкими, а подростки кажутся длинноногими и длиннорукими.

Строение мышц

В мышце различают среднюю часть — брюшко, состоящее из мышечной ткани, и сухожилие, образованное плотной соединительной тканью. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям, однако некоторые мышцы могут прикрепляться и к различным органам (глазному яблоку), к коже (на лице и шее) и т. д.

Каждая мышца состоит из большого количества поперечнополосатых мышечных волокон (рис. 38), расположенных параллельно и связанных между собой прослойками рыхлой соединительной ткани в пучки. Вся мышца снаружи покрыта тонкой соединительнотканной оболочкой — фасцией.

Мышцы богаты кровеносными сосудами, по которым кровь приносит к ним питательные вещества и кислород, а выносит продукты обмена. Имеются в мышцах и лимфатические сосуды.

В мышцах расположены нервные окончания — рецепторы, которые воспринимают степень сокращения и растяжения мышцы.

Форма и величина мышц зависят от выполняемой ими работы. Различают мышцы длинные, короткие, широкие и круговые. Длинные мышцы располагаются на конечностях, короткие — там, где размах движения мал (например, между позвонками). Широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище, в стенках полостей тела (мышцы живота, спины). Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела и при сокращении суживают их. Такие мышцы называют сфинктерами.

Один из концов мышцы называют началом. Обычно этот конец остается при сокращении неподвижным. Другой конец мышцы называют местом прикрепления или подвижной точкой. В сложных мышцах начало не одно, а могут быть две, три, четыре головки, которые, сливаясь, образуют общее брюшко. Это двуглавые, трехглавые и четырехглавые мышцы.

Разделенным может быть и тот конец мышцы, который называют прикреплением (например, длинный разгибатель пальцев). Брюшко мышцы также может быть поделено сухожилием (дву-

брюшная мышца), а может быть таких сухожильных перемычек много, как, например, в прямой мышце живота.

Работа мышц

Сокращаясь, мышцы выполняют работу. Работу скелетной мышцы определяют произведением веса поднятого груза на высоту его поднятия. Работу мышца совершает только в момент сокращения: она укорачивается, становясь при этом толще, и сближает кости, на которых укреплена. При расслаблении мышца работы не производит. Поэтому движение в любом суставе обеспечивается минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Такие мышцы называют антагонистами (например, сгибатели и разгибатели). При каждом движении напрягаются не только мышцы, совершающие его, но и их антагонисты, противодействующие тяге и тем самым придающие движению точность и плавность. Приводя в движение кость, мышца действует как рычаг.

Работа мышц зависит от их силы. Мышца тем сильнее, чем больше в ней мышечных волокон, т. е. чем она толще. При поперечном сечении 1 см 2 мышца способна поднять груз до 10 кг.

Человек может длительное время сохранять одну и ту же позу. Это статическое напряжение мышц. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении и др. При статическом усилии мышцы находятся в состоянии напряжения. При некоторых упражнениях на кольцах, параллельных брусьях, при удержании поднятой штанги статическая работа требует одновременного сокращения почти всех мышечных волокон и, естественно, может быть очень непродолжительной.

При динамической работе поочередно сокращаются различные группы мышц. Мышцы, производящие динамическую работу, быстро сокращаются и, работая с большим напряжением, скоро утомляются. Обычно же различные группы мышечных волокон сокращаются поочередно, что дает возможность мышце длительное время совершать работу. Нервная система, управляя работой мышц, приспосабливает их работу к текущим потребностям организма. Это дает им возможность работать экономно, с высоким коэффициентом полезного действия (до 25 и 35%). Для каждого вида мышечной деятельности можно подобрать некоторый средний (оптимальный) ритм и величину нагрузки, при которых работа будет максимальной, а утомление будет развиваться постепенно.

Работа мышц — необходимое условие их существования. Длительная бездеятельность мышц ведет к их атрофии и потере ими работоспособности. Тренировка, т. е. систематическая, нечрезмерная работа мышц, способствует увеличению их объема, возрастанию силы и работоспособности, что способствует физическому развитию всего организма.

Мышцы человека даже в состоянии покоя несколько сокращены. Это состояние длительно удерживаемого напряжения называют тонусом мышц. Во время сна, при наркозе тонус мышц несколь ко снижается, тело расслабляется. Полностью исчезает мышечный тонус только после смерти. Тонические сокращения мышц не сопровождаются утомлением; благодаря им внутренние органы удерживаются в нормальном положении.

Утомление мышц

После длительной работы происходит снижение работоспособности мышц, которая восстанавливается после отдыха. Такое временное понижение работоспособности называют утомлением.

Развитие утомления связано прежде всего с изменениями, происходящими в центральной нервной системе. При этом нарушается координация движений. При утомлении используются запасы химических веществ, служащих источниками энергии сокращения, накапливаются продукты обмена (молочная кислота и др.).

Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от величины нагрузки. Утомление может быть вызвано неблагоприятной обстановкой. Неинтересная работа быстрее вызывает наступление утомления.

Физическое утомление —нормальное физиологическое явление. После отдыха работоспособность не только восстанавливается, но и часто превышает исходный уровень. Впервые И. М. Сеченов в 1903 г. показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц правой руки происходит значительно быстрее, если в период отдыха производить работу левой рукой. В отличие от простого покоя такой отдых был назван И. М. Сеченовым активным.

Это явление можно объяснить следующим образом. Известно, что работающие мышцы получают импульсы из соответствующих участков нервной системы. При длительной работе происходит утомление ранее всего в нервных центрах, связанных с определенными группами работающих мышц. Оказывается, восстановление работоспособности нервных клеток, посылавших импульсы к мышцам правой руки, происходит быстрее, если нервные клетки, связанные с мышцами левой руки, находятся в состоянии возбуждения.

Механизм мышечного сокращения

В основе мышечных сокращений лежат сложные химические превращения органических веществ мышцы. Распад этих веществ сопровождается освобождением энергии, которая идет не только на работу мышц, но и в значительном количестве превращается в тепло. Это тепло согревает тело.

В составе мышечных волокон собственно сократительным аппаратом являются миофибриллы. В поперечнополосатых мышечных волокнах миофибриллы разделены на правильно чередующиеся участки (диски). Одни из этих участков обладают двойным лучепреломлением. В обыкновенном свете под микроскопом они кажутся темными. Это анизотропные участки, их обозначают буквой А. Другие участки в обыкновенном свете выглядят светлыми.

Рис. 39. А — электронно-микроскопическая картина миофибриллы (схематизировано). Показаны диски AиI, полоски Z и Н. Б, В — взаимное расположение толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) нитей в расслабленной (Б) и сокращенной (В) миофибрилле

Они не обладают двойным лучепреломлением. Это изотропные диски, обозначаемые буквой I (рис. 39, А).

В середине диска А проходит светлая полоса И, посредине диска I — темная полоса Z. Полоса Z представляет собой тонкую мембрану, сквозь поры которой проходят миофибриллы.

Американскому цитологу Хаксли с помощью электронной микроскопии удалось показать, что каждая из миофибрилл мышечного волокна состоит в среднем из 2500 протофибрилл. Толстые протофибриллы состоят из белка миозина, а тонкие протофибриллы — из белка актина. Согласно представлениям Хаксли, миозин и актин в миофибрилле пространственно отделены друг от друга.

Содержание миозина в мышцах велико: в 1 кг мышц содержится около 200 г белков, из них можно выделить почти 100 г миозина. Другой белок — актин — содержится в мышцах в меньшем количестве: из 1 кг мышц выделяется примерно около 30 г актина.

В состоянии покоя мышечного волокна нити расположены в миофибрилле так, что тонкие и длинные актиновые нити входят своими концами в промежутки между толстыми и более короткими миозиновыми нитями (рис. 39, Б). Поэтому диски I состоят только из актиновых нитей, а диски А — из нитей миозина.

Светлая полоска Н свободна от актиновых нитей. Мембрана Z, проходя через середину диска I , скрепляет между собой эти нити.

Наиболее интересное свойство миозина — его способность расщеплять АТФ. Это свойство миозина открыто советскими биохимиками В. А. Энгельгардтом и М. Н. Любимовой в 1939 г. Под влиянием миозина от молекулы АТФ отщепляется одна молекула фосфорной кислоты. При этом освобождается энергия. Миозин

таким образом является не только сократительным белком, но и одновременно ферментом аденозинтрифосфатазой (АТФ-азой).

За счет чего синтезируется АТФ в работающей мышце? В мышце есть богатое энергией фосфорное соединение — креа тинфосфат. В молекуле креатинфосфата содержится одна макроэргическая связь:

При гидролитическом расщеплении креатинфосфата образуются креатин и фосфорная кислота. При этом освобождается энергия. Этот процесс происходит под влиянием фермента фосфокиназы. При этом освобождающаяся фосфорная кислота восстанавливает АТФ. Ресинтез АТФ в присутствии креатинфосфата идет в течение тысячных долей секунды. Но при усиленной мышечной работе истощаются запасы креатинфосфата. Тогда важную роль приобретают процессы гликолиза и окисления, протекающие в мышце (см. стр. 29, 34). Окисление молочной и пировиноградной кислот, образующихся в мышце во время сокращения, способствует ресинтезу креатинфосфата и АТФ.

Основные группы мышц человеческого тела

К мышцам туловища относятся мышцы грудной клетки, живота и спины (цвет, табл. V—X).

Мышцы, располагающиеся между ребрами, а также другие мышцы грудной клетки участвуют в функции дыхания и называются дыхательными. К их числу принадлежит и диафрагма.

Мощно развитые мышцы груди приводят в движение и укрепляют на туловище верхние конечности (большая и малая грудные, передняя зубчатая мышцы).

Мышцы живота выполняют различные функции. Они образуют стенку брюшной полости и благодаря своему тонусу удерживают внутренние органы от смещения, опускания, выпадения. Сокращаясь, мышцы живота действуют на внутренние органы в качестве брюшного пресса, что способствует выведению мочи, кала, а также родовому акту. Сокращение мышц брюшного пресса способствует движению крови в венозной системе, осуществлению дыхательных движений. Мышцы живота участвуют в сгибании позвоночного столба вперед.

При слабости мышц живота может произойти не только опущение органов брюшной полости, но и образование грыж. При грыжах происходит выход внутренних органов — кишечника, желудка, большого сальника, почки из брюшной полости под кожу живота.

К мышцам брюшной стенки относятся прямая мышца живота, пирамидальная мышца, квадратная мышца поясницы и широкие мышцы живота — наружная и внутренняя косые и поперечная. По средней линии живота тянется плотный сухожильный тяж. Это белая линия. По бокам от белой линии располагается прямая мышца живота с продольным направлением волокон.

На спине расположены многочисленные мышцы вдоль позвоночного столба. Это глубокие мышцы спины. Они прикрепляются главным образом к отросткам позвонков. Эти мышцы участвуют в движениях позвоночного столба назад и в сторону. К поверхностным мышцам спины относятся трапециевидная мышца и широчайшая мышца спины. Они участвуют в движении верхних конечностей и грудной клетки.

Среди мышц головы различают жевательные мышцы и мимические. К жевательным мышцам относятся височная, жевательная, крыловидные. Сокращения этих мышц вызывают сложные жевательные движения нижней челюсти. Мимические мышцы одним, а иногда и двумя своими концами прикрепляются к коже лица. При сокращении они смещают кожу, вызывая соответствующую мимику, т. е. то или иное выражение лица. Круговые мышцы глаза и рта также относятся к числу мимических мышц.

Мышцы шеи запрокидывают голову, наклоняют ее и поворачивают. Лестничные мышцы поднимают ребра, участвуя во вдохе. Мышцы, прикрепленные к подъязычной кости, при сокращений изменяют положение языка и гортани при глотании и произнесении различных звуков. |

Пояс верхних конечностей соединяется с туловищем лишь в области грудино-ключичного сустава. Укреплен пояс верхних конечностей мышцами туловища (трапециевидная, малая грудная, ромбовидная, передняя зубчатая и мышца, поднимающая лопатку).

Мышцы пояса верхних конечностей приводят в движение верхнюю конечность в плечевом суставе. Среди них важнейшая — дельтовидная мышца. При сокращении эта мышца сгибает руку в плечевом суставе и отводит руку до горизонтального положения.

В области плеча спереди расположена группа мышц-сгибателей, сзади—разгибателей. Среди мышц передней группы — двуглавая мышца плеча, задней — трехглавая мышца плеча.

Мышцы предплечья на передней поверхности представлены сгибателями, на задней — разгибателями.

Среди мышц кисти — длинная ладонная мышца, сгибатели пальцев.

Мышцы, расположенные в области пояса нижних конечностей, приводят в движение ногу в тазобедренном суставе, а также позвоночный столб. В переднюю группу мыши- входит одна крупная мышца — подвздошно-поясничная. Среди задненаружной группы мышц тазового пояса — большая, средняя и малая ягодичные мышцы.

Ноги имеют более массивный скелет, чем руки; их мускулатура обладает большой силой, но вместе с тем меньшим разнообразием и ограниченным размахом движений.

Статья на тему Мышечная система человека

Читайте также: