Мышцы человека
Поднимите руку. Теперь сожмите кулак. Сделайте шаг. Правда, легко? Человек выполняет привычные действия практически не задумываясь. Около 700 мышц (от 639 до 850, согласно различным способам подсчета) позволяют человеку покорять Эверест, спускаться на морские глубины, рисовать, строить дома, петь и наблюдать за облаками.
Но скелетная мускулатура — далеко не все мускулы человеческого тела. Благодаря работе гладкой мускулатуры внутренних органов, по кишечнику идет перистальтическая волна, совершается вдох, сокращается, обеспечивая жизнь, самая важная мышца человеческого тела — сердце.
Определение мышц
Мышца (лат. muskulus) — орган тела человека и животных, образованный мышечной тканью. Мышечная ткань имеет сложное строение: клетки-миоциты и покрывающая их оболочка — эндомизий образуют отдельные мышечные пучки, которые, соединяясь вместе, образуют непосредственно мышцу, одетую для защиты в плащ из соединительной ткани или фасцию.
Мышцы тела человека можно поделить на:
Как видно из названия, скелетный тип мускулатуры крепится к костям скелета. Второе название — поперечно-полосатая (за счет поперечной исчерченности), которая видна при микроскопии.К этой группе относятся мышцы головы, конечностей и туловища. Движения их произвольные, т.е. человек может ими управлять. Эта группа мышц человека обеспечивает передвижение в пространстве, именно их с помощью тренировок можно развить или «накачать».
Гладкая мускулатура входит в состав внутренних органов — кишечника, мочевого пузыря, стенки сосудов, сердца. Благодаря ее сокращению повышается артериальное давление при стрессе или передвигается пищевой комок по желудочно-кишечному тракту.
Сердечная — характерна только для сердца, обеспечивает непрерывную циркуляцию крови в организме.
Интересно узнать, что первое мышечное сокращение происходит уже на четвертой неделе жизни эмбриона – это первый удар сердца. С этого момента и до самой смерти человека сердце не останавливается ни на минуту. Единственная причина остановки сердца в течение жизни — операция на открытом сердце, но тогда за этот важный орган работает АИК (аппарат искусственного кровообращения).
Строение мышц человека
Единицей строения мышечной ткани является мышечное волокно. Даже отдельное мышечное волокно способно сокращаться, что свидетельствует о том, что мышечное волокно – это не только отдельная клетка, но и функционирующая физиологическая единица, способная выполнять определенное действие.
Отдельная мышечная клетка покрыта сарколеммой – прочной эластичной мембраной, которую обеспечивают белки коллаген и эластин. Эластичность сарколеммы позволяет мышечному волокну растягиваться, а некоторым людям проявлять чудеса гибкости – садиться на шпагат и выполнять другие трюки.
В сарколемме, как прутья в венике, плотно уложены нити миофибрилл, составленные из отдельных саркомеров. Толстые нити миозина и тонкие нити актина формируют многоядерную клетку, причем диаметр мышечного волокна – не строго фиксированная величина и может варьироваться в довольно большом диапазоне от 10 до 100 мкм. Актин, входящий в состав миоцита, — составная часть структуры цитоскелета и обладает способностью сокращаться. В состав актина входит 375 аминокислотных остатка, что составляет около 15% миоцита. Остальные 65 % мышечного белка представлены миозином. Две полипептидные цепочки из 2000 аминокислот формируют молекулу миозина. При взаимодействии актина и миозина формируется белковый комплекс — актомиозин.
Название мышц человека
Когда анатомы в Средние века начали темными ночами выкапывать трупы, чтобы изучить строение человеческого тела, встал вопрос о названиях мускулов. Ведь нужно было объяснить зевакам, которые собрались в анатомическом театре, что же ученый в данный момент кромсает остро заточенным ножом.
Ученые решили их называть либо по костям, к которым они крепятся (например, грудинно-ключично-сосцевидная мышца), либо по внешнему виду (например, широчайшая мышца спины или трапециевидная), либо по функции, которую они выполняют (длинный разгибатель пальцев). Некоторые мышцы имеют исторические названия. Например, портняжная названа так потому, что приводила в движение педаль швейной машины. Кстати, эта мышца — самая длинная в человеческом теле.
источник
Мышцы человека
Мышечная система состоит из сорока процентов массы тела здорового организма. Фасции – мышечные покровы объединяют все мышцы человека в единый орган, выполняющий ряд жизненно важных функций: питательную, защитную, скелетную, эндокринную, но главной, все же, является двигательная. А движение – жизнь, поэтому знание анатомии человека, особенно, при занятиях спортом, поможет повысить спортивные результаты и снизить негативные последствия в процессе тяжелых нагрузок.
Структура мышечного волокна и механизм работы мышц
Мышечное волокно – единая клетка с тонкими (актиновыми) и толстыми (миозиновыми) нитями, окруженными митохондриями. Нити имеют возможность взаимодействовать на небольших участках волокон, это пространство называется саркомером и суммарно составляет 30% длины мышечного волокна, таким образом, мышца может сократиться лишь на 30% своей длины. Снаружи от каждого волокна располагаются питающий капилляр и отросток нервной клетки (аксон мотонейрона), в месте «подключения» к нервной клетке имеется цистерна, содержащая ионы кальция.
Механизм сокращения мышц (теория скользящих нитей 1954 г.): в покое зона взаимодействия наполнена «тормозной жидкостью» — ионами магния (Mg2+), что позволяет не затрачивать энергию в покое. При проходе возбуждающего импульса, ионы кальция выходят из цистерны в зону взаимодействия и снимают «тормоза» с актиновых нитей и активируют центры миозиновых молекул, после чего происходит сокращение. После окончания стимуляции кальций возвращается в цистерны, происходит расслабление.
В процессе работы мышц в качестве источника энергии выступает глюкоза (гликоген) и жирные кислоты при достаточной концентрации кислорода. Мышцы способны накапливать аденозинтрифосфат (источник энергии), но этих запасов в мышце хватает только на восемь одиночных сокращений. Для ресинтеза АТФ организм использует запасы креатинфосфата – накопитель-передатчик энергии от митохондрий к акто-миозиновым комплексам.
Костно-мышечная система человека. Рост и развитие мышц и костей тесно связанны – кости являются точкой опоры и складом кальция для мышц, а мышцы, в свою очередь, регулируют питание и рост костей в длину до 25 лет. Мышца прикрепляется сухожилием к надкостнице и при сокращении натягивает ее, создавая «поднадкостничное пространство», обменные процессы в котором значительно более интенсивны. Это позволяет клеткам строить костные балки более быстро и эффективно, и в результате кость растет в толщину. Это главный механизм усиления костей, поясняющий, что только повышением концентрации кальция в крови без сопутствующей мышечной работы, добиться результатов невозможно.
Сколько мышц в теле человека
Мышцы человека и скелет образуют сложную систему опорно-двигательного аппарата, который по своей природе абсолютно уникален. Мышечная система состоит не только из скелетных мышц, но и гладких, а также сердечной мышцы (миокард). Принято считать, что мышц в теле человека, от самых мельчайших до крупных, около 640. Все они отличаются размерами, функциями и структурой.
Виды мышц человека (типы мышечной ткани)
Тело человека состоит из трех видов мышечной ткани:
- Гладкие мышцы – образуют полые органы, такие как: пищеварительный тракт, мочевой пузырь, кровеносные сосуды.
- Сердечные (миокард) – мышца перекачивает кровь в артерии.
- Поперечнополосатые – скелетные мышцы выполняют движение и составляют большую часть мышечной системы в теле человека. Именно эти мышцы выполняют двигательную функцию, необходимую не только для тренировок, но и в течение всей жизни. Рассмотрим скелетные волокна подробнее.
Таблица 1. Типы скелетных мышечных волокон.
| Особенности | Медленные (тонические) | Быстрые (фазические) |
| Строение | Много митохондрий. Красные – имеют развитый энергодобывающий аппарат, окисляющий углеводы и жирные кислоты. | Мало митохондрий. Белые – более склонны запасать АТФ и креатинфосфат, после расхода которых поддерживают энергообмен безкислородным гликолизом. |
| Расположение | В глубоких мышцах. Мышцы разгибатели и отводящие. | Поверхностные мышцы. Мышцы сгибатели и приводящие. |
| Возбудимость | Скорость проведения импульса = 2-8 м/с. Возбуждаются медленно и тяжело – требуют длительной и сильной внешней стимуляции («нервное усиление»). Обладают большой точностью. | Скорость проведения импульса = 8-40 м/с. Быстро возбуждаются. Сокращение в 3 раза быстрее, чем у медленных волокон. |
| Энергообмен | Способны активно использовать кислород в гликолизе для окисления резервных углеводов и жиров. Хорошо регулируют теплообмен. Устанавливается равновесие между работой и потребностью. | Быстро создается кислородная задолженность. Склонны к анаэробным процессам с использованием гликогена. Быстро перегреваются. Приспособлены к энергодефициту и некоторое время могут работать без достаточного притока кислорода. |
Классификация мышц тела человека
По форме мышцы различаются на:
По направлению волокон делятся на мышцы:
- с параллельными волокнами — длинные, веретенообразные и лентовидные мышцы;
- с поперечными волокнами;
- с косыми волокнами – одноперистые, двуперистые.
По положению в теле делятся на:
- поверхностные;
- глубокие;
- наружные;
- внутренние;
- медиальные;
- латеральные.
Функциональные группы мышц при движении конечностей:
- сгибатели;
- разгибатели;
- отводящие;
- приводящие;
- пронаторы;
- супинаторы.
Относительно движения туловища различают:
- сгибатели;
- разгибатели;
- наклоняющие (вправо – влево);
- скручивающие (вправо – влево).
Также условно по типу взаимодействия при движении различают мышцы:
- Агонисты – мышцы, выполняющие основную работу по заданному движению (главная мышца).
- Синергисты – мышцы, помогающие главной осуществить заданное движение.
- Антагонисты – мышцы, противодействующие заданному движению.
- Стабилизаторы (фиксатор, нейтрализатор) – мышцы, удерживающие равновесие и безопасное положение суставов во время движения.
Строение мышц человека
В теле человека выделяют основные группы мышц:
- Мышцы туловища, к ним относят – мышцы шеи, спины, грудные и мышцы живота.
- Мышцы верхних конечностей – мышцы плеча, дельтовидная группа, мышцы предплечья, кистей.
- Мышцы нижних конечностей (ног) – ягодичные, четырехглавые, двуглавые мышцы бедра, приводящие, мышцы голени и стоп.
Мышечная группа
Функции мышц
В каких упражнениях и видах спорта активно включаются
Таблица 3. Мышцы верхних конечностей.
| Мышечная группа | Функции мышц | В каких упражнениях и видах спорта активно включаются |
| Двуглавая мышца плеча. | Сгибание рук в локтевых суставах, разворот кисти наружу. | Сгибания рук – все виды, гребля, подтягивания, канат. |
| Клювовидно-плечевая мышц. | Подъем рук. | Жимы и разведение рук. Метание, боулинг, армрестлинг. |
| Плечевая мышца. | Приведение предплечья. | Сгибания локтей всеми хватами, канат, гребля. |
| Группа мышц предплечья: плечелучевая, длинный лучевой разгибатель кисти, локтевой разгибатель кисти, отводящая мышца, разгибатель большого пальца. | Приведение предплечья к плечу, сгибание и выпрямление кисти и пальцев. | Сгибание кистей, кистевые эспандеры, удержание веса пальцами, гиревой спорт, кроссфит. |
| Трехглавая мышца. | Выпрямление руки и отведение назад. | Разгибания – выпрямление рук в локтях, гребля, стойка на руках. |
| Группа дельтовидных мышц: передняя, средняя (боковая), задняя головка. | Подъем рук. | Жимы, подъемы, тяги свободного веса. Тяжелая атлетика, толкание, метание, гимнастика. |
Таблица 4. Мышцы нижних конечностей.
| Мышечная группа | Функции мышц | В каких упражнениях и видах спорта активно включаются |
| Четырехглавая мышца бедра. | Выпрямление ног в тазобедренных и коленных суставах, поворот ноги наружу и внутрь. | Разгибание ног в колене, приседы и жимы ногами. Велоспорт, скалолазание, легкая атлетика, футбол, пауэрлифтинг. |
| Бицепс бедра: полуперепончатая, полусухожильная мышца. | Сгибание ног, разгибание бедра. | Сгибание ног в колене, тяги и гиперэкстензия. |
| Большая ягодичная мышца. | Выпрямление и поворот бедра наружу. | Тяжелая атлетика, лыжный спорт, велоспорт, плавание. |
| Икроножная мышца. | Выпрямление стоп, напряжение ноги в колене. | Подъем на носок, приседы в пол амплитуды. Прыжки, бег, велоспорт. |
| Камбаловидная мышца. | Способствует разгибанию стопы. | Подъем на носок сидя в тренажере. |
| Передняя большеберцовая, длинная малоберцовая мышца. | Выпрямление, сгибание и поворот ступни. | Подъем на носки и подъем пальцев стоп, стоя на пятке. |
Заключение
Зная анатомию мышц можно не только разбираться в их строении и функциях, но и раскрыть свой потенциал в определенных видах спорта или выбрать для себя правильную нагрузку. Какой бы вид спорта ни выбирали, помните, только равномерное и гармоничное развитие всех основных мышечных групп позволит выглядеть спортивно и оставаться здоровее, поддерживая такую важную функцию опорно-двигательного аппарата – как движение.
источник
Анатомия мышц человека, или От чего зависит сила человека
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.
shutterstock_1253fff57543.jpg
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.
Заключение
Анатомия мышц, их количество и соотношение является физиологической неизменной, зависящей от наследственности и особенностей организма. Тем не менее, грамотно приложенная физическая нагрузка, регулярные тренировки и здоровый образ жизни могут привести к развитию мышечных волокон, более высокой выносливости, силе и устойчивости. Не стоит полагать, что от этого зависит лишь состояние скелетной мускулатуры и рельеф тела, — правильно составленный комплекс занятий улучшает работу ещё и гладких и сердечных миоцитов. Благодаря этому можно запустить круговорот «обратной связи»: развитая с помощью регулярных тренировок сердечная мышца лучше перекачивает кровь по организму, поэтому все органы, включая и скелетные мышцы, получают больше питания и кислорода, необходимого для преодоления нагрузок. А физически развитые скелетные и гладкие мышцы, в свою очередь, лучше удерживают внутренние органы, обеспечивая их полноценную работу.
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.
источник
Мышечная система человека. Все, что надо знать
И снова здравствуйте! На связи все те же и все там же :). В эту пятницу мы продолжим свой эпический цикл заметок. И следующая тема к рассмотрению «Мышечная система человека». По прочтении вы узнаете, что она собой представляет, как работает и что с происходит с мышцами во время выполнения упражнений.
Итак, занимайте свои места в зрительном зале, мы начинаем.
Мышечная система человека: что, к чему и почему?
На протяжении всего апреля и мая мы рассказываем вам про системы человека. На текущий момент разобрали: сердечно-сосудистую, пищеварительную, нервную, лимфатическую, иммунную и эндокринную системы. Если вы к нам только что присоединились, то изучите сначала указанные заметки, и только потом переходите к нашей новой теме. Статья обещает быть, не в пример предыдущим, простой и понятной, а все потому, что про мышцы мы уже в свое время многое сказали. И сегодня нам останется все вспомнить и подвести общий знаменатель. Что же, давайте приступим к вещанию.
Примечание:
Для лучшего усвоения материала все дальнейшее повествование будет разбито на подглавы.
“Анатомия” мышечной системы
Мышечная система — это сеть тканей организма, которая контролирует движения тела и внутри него. Движение создается за счет сокращения и расслабления определенных мышц. Мышцы подразделяются на два основных класса: скелетные (произвольные) и гладкие (непроизвольные) .
Скелетные мышцы прикрепляются к скелету и движутся различными частями тела. Их называют добровольными, потому что человек контролирует их использование, например, при сгибании руки или подъеме ноги. В теле человека насчитывается около 650 скелетных мышц. Анатомический атлас основных из них представляет собой такую картину (кликабельно) :
Гладкие мышцы находятся в стенках желудка и кишечника, стенок вен и артерий, а также в различных внутренних органах. Их называют непроизвольными мышцами, потому что человек обычно не может их сознательно контролировать. Они регулируются вегетативной нервной системой. Еще одно различие между скелетными и гладкими мышцами заключается в том, что скелетные мышцы состоят из волокон ткани, которые имеют полосатую бороздчатую структуру. Эти чередующиеся полосы света и темноты являются результатом рисунка волокон (нитей) в каждой мышечной клетке. Гладкие мышечные волокна не исчерчены.
Сердечная (миокард) — уникальный тип мышц, который не относится ни к одному из двух классов мышц. Как скелетные мышцы, миокард является поперечной. Но, как и гладкие мышцы, он непроизвольно контролируются вегетативной нервной системой:
Давайте кратко разберем гладкие и сердечную мышцы и максимально подробно скелетные.
№1. Гладкие мышцы
Гладкие мышечные волокна выстилают большую часть внутренних полых органов тела. Они помогают перемещать вещества через кровеносные сосуды и тонкий кишечник. Гладкие мышцы сокращаются автоматически, спонтанно и часто ритмично. Они сокращаются медленнее, чем скелетные мышцы, однако могут оставаться сокращенными более продолжительное время.
Подобно скелетным мышцам, гладкие мышцы сокращаются в ответ на высвобождение нейротрансмиттеров, релизуемых нервами. В отличие от скелетных мышц, некоторые гладкие мышцы сокращаются после стимуляции гормонами. Примером является окситоцин — гормон, выделяемый гипофизом. Он стимулирует сокращение гладких мышц матки во время родов. Гладкие мышцы не так зависимы от кислорода, как скелетные мышцы, они используют углеводы для выработки большей части своей энергии.
№2. Сердечная мышца
При средней продолжительности жизни человека 65-70 лет, миокард за этот период сокращается более чем 2,5 млрд. раз. Как и скелетные мышцы, миокард является поперечно-полосатым. Однако волокна миокарда меньше и короче волокон скелетных мышц. Сокращения миокарда стимулируются импульсом, исходящим из небольшого скопления (узла) — специализированной ткани в верхней правой части сердца. Импульс распространяется через верхнюю область сердца, заставляя ее сокращаться. Этот импульс также достигает другого узла, расположенного вблизи нижней правой области сердца. После получения начального импульса второй узел запускает свой собственный импульс, в результате чего нижняя область сердца несколько сокращается следом за верхней областью. Другими словами, миокард стимулирует к сокращению сам себя, гормоны и сигналы мозга регулируют лишь скорость сокращения.
Клетки сердечной мышцы представляют собой разветвленные X или Y-образные клетки, плотно соединенные между собой специальными соединениями, называемыми интеркалированными дисками. Интеркалированные диски состоят из пальцевидных выступов двух соседних клеток, которые сцепляются и обеспечивают прочную связь между клетками. Разветвленная структура и интеркалированные диски позволяют мышечным клеткам противостоять высокому кровяному давлению и перекачиванию крови на протяжении всей жизни. Эти функции также помогают быстро распространять электрохимические сигналы от клетки к клетке, чтобы сердце могло биться как единое целое.
№3. Скелетные мышцы
Разберем как вопросы анатомии, так и управление мышцами и иннервации мышечных волокон.
№3.1 Общая анатомия
Составляют около 40% массы тела. Они стабилизируют суставы, помогают поддерживать осанку и придают телу общую форму. Используют много кислорода и питательных веществ из кровоснабжения. Скелетные мышцы способствуют поддержанию гомеостаза в организме, выделяя тепло. Мышечное сокращение требует энергии, и когда АТФ разрушается, выделяется тепло. Это тепло проявляет себя во время физических упражнений, когда устойчивые движения мышц вызывают повышение температуры тела.
Каждая скелетная мышца представляет собой орган, состоящий из различных интегрированных тканей. Эти ткани включают волокна скелетных мышц, кровеносные сосуды, нервные волокна и соединительную ткань. Каждая скелетная мышца имеет три слоя соединительной ткани (называемой «мизия») , которая охватывает ее и обеспечивает структуру мышцы в целом, а также разделяет мышечные волокна внутри мышцы.
Каждая мышца обернута в плотную соединительную ткань, называемую эпимизией, которая позволяет мышце сокращаться и мощно двигаться, сохраняя при этом свою структурную целостность. Эпимизия также отделяет мышцу от других тканей и органов, что позволяет мышце двигаться самостоятельно.
Внутри каждой скелетной мышцы мышечные волокна организованы в отдельные пучки средним слоем соединительной ткани — перимизиумом. Эта фасцикулярная организация распространена в мышцах конечностей, что позволяет нервной системе запускать определенное движение мышцы, активируя подмножество мышечных волокон в пучке. Внутри каждого пучка каждое мышечное волокно заключено в тонкий слой соединительной ткани из коллагена и ретикулярных волокон, называемый эндомизием. Эндомизий содержит внеклеточную жидкость и питательные вещества для поддержки мышечного волокна. Эти питательные вещества поступают через кровь к мышечной ткани.
Скелетные мышцы прикрепляются к костям с помощью жесткой волокнистой соединительной ткани, называемой сухожилиями. Сухожилия богаты коллагеном, который может растягиваться и обеспечивать дополнительную длину в соединении мышц и костей.
Скелетные мышцы действуют парами. Мышца, которая производит конкретное движение тела, известна как агонист — первичный двигатель. Агонист всегда соединяется с мышцей-антагонистом, которая оказывает противоположный эффект. Сгибание (сокращение) одной мышцы уравновешивается удлинением (расслаблением) ее парной мышцы или группы мышц. Эти антагонистические (противоположные) мышцы могут открывать и закрывать суставы. Примером антагонистических мышц являются бицепс и трицепс. Когда мышца бицепса сгибается, предплечье сгибается в локте к бицепсу, в то же самое время мышца трицепса удлиняется. Когда предплечье согнуто назад в положении прямой руки, бицепс удлиняется, а трицепс сгибается.
Мышцы, которые сокращаются и приводят к закрытию сустава, называются мышцами-сгибателями. Мышцы, которые сокращаются и приводят к открытию сустава, называются экстензорами. Скелетные мышцы, поддерживающие череп, позвоночник и грудную клетку, называются осевыми скелетными мышцами. Скелетные мышцы конечностей называются дистальными скелетными мышцами.
Синергисты — это мышцы, которые помогают стабилизировать и уменьшить посторонние движения. Они обычно находятся рядом с мышцами-агонистами и часто соединяются с теми же костями. Если вы поднимаете что-то тяжелое руками, фиксаторы в области туловища удерживают ваше тело в вертикальном положении неподвижно, так что вы сохраняете равновесие во время подъема.
При выполнении какого-либо движения в работу включаются до пяти групп мышц: агонисты, антагонисты, синергисты, стабилизаторы и нейтрализаторы. Например, во время жима штанги трицепс и передняя дельта выступают в роли синергистов (бицепс в роли динамического стабилизатора) , а при выполнении отведения руки назад с гантелью в наклоне, бицепс и трицепс являются антагонистами.
Волокна скелетных мышц подразделяются на быстрые и медленные в зависимости от характера их деятельности. Быстрые (белые) мышечные волокна быстро сокращаются, имеют плохое кровоснабжение, работают без кислорода и быстро устают. Медленные (красные) мышечные волокна сокращаются медленнее, имеют лучшее кровоснабжение, используют кислород и более выносливые. Медленные мышечные волокна используются в постоянных движениях, например, для поддержания осанки.
Полосатый внешний вид волокон скелетных мышц обусловлен расположением миофиламентов актина и миозина в последовательном порядке от одного конца мышечного волокна к другому. Каждый пакет этих микрофиламентов и их регуляторные белки, тропонин и тропомиозин (наряду с другими белками) , называется саркомером (см. изображение, кликабельно) :
Саркомер является функциональной единицей мышечного волокна. Сам саркомер входит в состав миофибрилл, которые проходят по всей длине мышечного волокна и прикрепляются к сарколемме на его конце. Когда миофибриллы сокращаются, сокращается вся мышечная клетка. Каждый саркомер имеет длину приблизительно 2 мкм с трехмерным цилиндрическим расположением и граничит со структурами, называемыми Z-дисками (также называемыми Z-линиями) , к которым прикреплены актиновые миофиламенты. Поскольку актин и его тропонин-тропомиозиновый комплекс образуют нити, которые тоньше миозина, его называют тонкой нитью саркомера. Аналогичным образом, поскольку нити миозина и их многочисленные головки имеют большую массу и толще, их называют толстой нитью саркомера.
№3.2 Нервно-мышечный узел
Волокна скелетных мышц стимулируются электрическими импульсами нервной системы. Нервы простираются наружу от спинного мозга, чтобы соединиться с мышечными клетками. Область, где соединяются мышца и нерв, называется мионевральным соединением. Когда от мозга в мышцу поступает определенное указание, нерв высвобождает химическое вещество, называемое нейротрансмиттером, которое пересекает микроскопическое пространство между нервом и мышцей, и заставляет мышцу сокращаться.
Каждая скелетная мышца также богато снабжается кровеносными сосудами для питания, доставки кислорода и удаления отходов. Кроме того, каждое мышечное волокно в скелетной мышце снабжается аксонной ветвью соматического двигательного нейрона, которая сигнализирует о сокращении волокна:
Место, где терминал моторного нейрона встречается с мышечным волокном, называется нервно-мышечным соединением (НМС) . Именно здесь мышечное волокно впервые реагирует на передачу сигналов двигательным нейроном. Каждое скелетное мышечное волокно в каждой скелетной мышце иннервируется моторным нейроном в НМС. Сигналы возбуждения от нейрона — единственный способ функционально активировать волокно, чтобы его сжать.
Собственно, по анатомии скелетных мышц это все.
Чтобы у вас сложилась целостная картина по всем трем типам мышц,, приведем следующую сводную таблицу:
Итак, с анатомической теорией разобрались переходим к двигательной.
Мышечная система человека: как работают мышцы
№1. Скелетные мышцы и рычаги
Скелетные мышцы работают вместе с костями и суставами, образуя рычажные системы. Мышца действует как сила усилия, сустав как точка опоры, кость как рычаг, а перемещаемый объект как нагрузка. Существует три класса рычагов: первый, второй и третий. Однако подавляющее большинство рычагов тела человек — рычаги третьего рода.
Рычаг третьего рода — система, в которой точка опоры (А) находится на конце рычага, а усилие (F) находится между точкой опоры и нагрузкой (R) на другом конце рычага. В качестве примера можно привести копку лопатой. Земля обеспечивает сопротивление, когда вы втыкаете конец лопаты в землю. Сила генерируется при подъёме средней части ручки. Ваша другая рука обеспечивает ось на другом конце лопаты:
Рычаги третьего рода имеют наибольшее распространение в теле человека и представлены мышцами, сгибающими конечности в суставах. Так, например, локтевой сустав является осью, а двуглавая мышца плеча и плечевая мышца, расположенные дистально, обеспечивают силу. Сопротивлением является вес предплечья и предмета, удерживаемого в руке.
Рычаги третьего рода в теле служат для увеличения расстояния, перемещаемого под нагрузкой. “Платой” за это увеличение расстояния является то, что усилие, необходимое для перемещения груза, должно быть больше, чем масса груза. Например, бицепс плеча тянется по радиусу предплечья, вызывая сгибание в локтевом суставе в системе рычагов третьего рода. Очень незначительное изменение длины бицепса вызывает гораздо большее движение предплечья и кисти, но сила, прилагаемая бицепсом, должна быть выше, чем нагрузка, перемещаемая мышцей.
№2. Скелетные мышцы и мотонейроны
Нервные клетки, называемые моторными нейронами, контролируют скелетные мышцы. Каждый двигательный нейрон контролирует несколько мышечных клеток в группе, известной как двигательная единица. Когда моторный нейрон получает сигнал от мозга, он одновременно стимулирует все клетки мышц в своей двигательной единиц:
Размер двигательных единиц варьируется по всему телу в зависимости от функции мышцы. Мышцы, выполняющие мелкие движения, например, движения глаз или пальцев, имеют очень мало мышечных волокон в каждой двигательной единице, чтобы повысить точность контроля мозга над этими структурами. Мышцы, которым требуется много сил для выполнения своих функций, например, мышцы ног или рук, содержат много мышечных клеток в каждой двигательной единице. Один из способов, которыми тело может контролировать силу каждой мышцы, это определить, сколько двигательных единиц нужно активировать для данной функции. Это объясняет, почему те же самые мышцы, которые используются, чтобы поднять карандаш, также используются, чтобы поднять шар для боулинга.
№3. Скелетные мышцы и сокращения
Мышцы сокращаются, когда стимулируются сигналами от их двигательных нейронов. Моторные нейроны контактируют с мышечными клетками в точке, называемой нервно-мышечным соединением (НМС) . Моторные нейроны высвобождают нейротрансмиттерные химические вещества в НМС, которые связаны со специальной частью сарколеммы, известной как концевая пластина двигателя. Концевая пластина двигателя содержит множество ионных каналов, которые открываются в ответ на нейротрансмиттеры и позволяют положительным ионам проникать в мышечное волокно. Положительные ионы образуют электрохимический градиент, чтобы сформироваться внутри клетки, которая распространяется по сарколемме и Т-канальцам, открывая еще больше ионных каналов. Когда положительные ионы достигают саркоплазматического ретикулума, ионы Ca2 + высвобождаются и пропускаются в миофибриллы. Ионы Ca2 + связываются с тропонином, что приводит к изменению формы молекулы тропонина и перемещению соседних молекул тропомиозина. Тропомиозин удаляется от мест связывания миозина на молекулах актина, что позволяет актину и миозину связываться друг с другом:
Молекулы АТФ приводят в действие белки миозина в толстых нитях, чтобы изгибаться и притягивать молекулы актина в тонких нитях. Белки миозина действуют как весла на лодке, притягивая тонкие нити ближе к центру саркомера. Когда тонкие нити стянуты вместе, саркомер укорачивается и сжимается. Миофибриллы мышечных волокон состоят из множества саркомеров подряд, так что, когда все саркомеры сокращаются, мышечные клетки сокращаются с большой силой относительно их размера.
Мышцы продолжают сокращаться до тех пор, пока они стимулируются нейротрансмиттером. Когда моторный нейрон останавливает высвобождение нейротрансмиттера, процесс сокращения начинает меняться. Кальций возвращается в саркоплазматический ретикулум, тропонин и тропомиозин возвращаются в исходное положение, а актин и миозин защищены от связывания. Саркомеры возвращаются в свое удлиненное состояние покоя, как только сила миозина прекращает натягивать нити актина.
№4. Скелетные мышцы и типы сокращений
Сила сокращения мышц может контролироваться двумя факторами: количеством двигательных единиц, участвующих в сокращении, и количеством стимулов со стороны нервной системы. Один нервный импульс двигательного нейрона заставит моторную единицу кратковременно сжаться, прежде чем расслабиться. Это небольшое сокращение известно как контракция. Если моторный нейрон выдает несколько сигналов в течение короткого периода времени, сила и продолжительность сокращения мышц увеличивается. Это явление известно как временное суммирование.
Если двигательный нейрон дает много нервных импульсов в быстрой последовательности, мышца может войти в состояние столбняка (тетанус ) или полного и длительного сокращения. Она будет в нем оставаться до тех пор, пока скорость нервного сигнала не уменьшится или пока мышца не станет слишком утомленной, чтобы поддерживать состояние столбняка.
Не все сокращения мышц вызывают движение. Изометрические сокращения — легкие сокращения, которые увеличивают напряжение в мышце, не прикладывая достаточных усилий для перемещения части тела. Когда люди напрягают свое тело из-за стресса, они выполняют изометрическое сокращение. Удержание объекта или определенной позы также являются результатом изометрических сокращений. Сокращение, которое производит движение, является изотоническим сокращением. Изотонические сокращения необходимы для развития мышечной массы путем поднятия тяжестей:
Тонус мышц является естественным состоянием, при котором скелетная мышца остается частично сокращенной на протяжении всего времени. Мышечный тонус обеспечивает небольшое напряжение в мышцах, чтобы предотвратить повреждение мышц и суставов от внезапных движений, а также помогает поддерживать осанку. Все мышцы постоянно поддерживают определенный мышечный тонус, если только мышцы не были “отключены” от центральной нервной системы из-за повреждения нерва.
№5. Скелетные мышцы: метаболизм и усталость
Мышцы получают энергию из разных источников в зависимости от ситуации, в которой они работают. Мышцы используют аэробное дыхание, когда мы прикладываем к ним низкий или умеренный уровень силы. Аэробное дыхание требует кислорода, чтобы произвести около 36-38 молекул АТФ из молекулы глюкозы. Аэробное дыхание очень эффективно и может продолжаться до тех пор, пока мышцы получают достаточное количество кислорода и глюкозы, чтобы продолжать сокращаться.
Когда мы используем мышцы для создания высокого уровня силы, они настолько сильно сокращаются, что кровь, несущая кислород, не может попасть в мышцу. Это условие заставляет их создавать энергию с помощью молочнокислого брожения — формы анаэробного дыхания. Анаэробное дыхание намного менее эффективно, чем аэробное дыхание: для каждой молекулы глюкозы вырабатывается только 2 молекулы АТФ. Мышцы быстро устают, поскольку они сжигают свои запасы энергии при анаэробном дыхании. Чтобы мышцы работали в течение более длительного периода времени, мышечные волокна содержат несколько важных энергетических молекул. Миоглобин, красный пигмент, обнаруженный в мышцах, содержит железо и накапливает кислород в крови подобно гемоглобину. Кислород из миоглобина позволяет мышцам продолжать аэробное дыхание в отсутствие кислорода.
Еще одним химическим веществом, которое помогает поддерживать работоспособность мышц, является креатин-фосфат. Мышцы используют энергию в форме АТФ, превращая АТФ в АДФ, чтобы высвободить свою энергию. Креатинфосфат отдает свою фосфатную группу АДФ, чтобы превратить его обратно в АТФ, чтобы обеспечить дополнительную энергию для мышц. Когда у мышц заканчивается энергия во время аэробного или анаэробного дыхания, мышца быстро утомляется и теряет способность сокращаться. Это состояние известно как мышечная усталость. Утомленная мышца содержит очень мало или совсем не содержит кислорода, глюкозы или АТФ, но вместо этого содержит много продуктов жизнедеятельности: молочная кислота и АДФ.
Тело должно принимать дополнительный кислород после нагрузки, чтобы заменить кислород, который накапливался в миоглобине в мышечном волокне, а также для стимулирования аэробного дыхания, которое восстановит запасы энергии внутри клетки. Кислородный долг (или поглощение кислорода для восстановления) — название дополнительного кислорода, который организм должен принимать, чтобы восстановить мышечные клетки до состояния покоя. Это объясняет, почему вы чувствуете одышку в течение нескольких минут после напряженной деятельности, просто ваше тело пытается восстановить свое нормальное состояние.
С двигательной теорией все. Теперь давайте выясним…
Какое влияние оказывают тренировки, упражнения на мышечную систему
Для мышечной системы упражнения имеют как краткосрочные, так и долгосрочные последствия. Упражнения работают как стимул и “вгоняют” мышцы в стрессовое состояние. После тренировки вы можете ощутить на себе следующие кратковременные эффекты:
- усиление кровотока из-за увеличенного объема крови, которая перекачивается в мышечную ткань;
- мышечная усталость. Снижение способности мышц генерировать силу;
- мышечное истощение. Полное или близкое к этому состоянию исчерпание резервов мышцы. Невозможность выполнения мускулом заданной работы;
- мышечные повреждения. Травмирование мышечных волокон (микроразрыв, микротравма) ;
- прочее: судороги, озноб, повышение температуры тела.
- улучшение состава тела. Регулярные тренировки, вкупе с правильным питанием, приводят к уменьшению процента подкожной-жировой клетчатки и увеличению процента сухой мышечной массы;
- увеличение размера мышц и их силы. Регулярные тренировки определенных мышц могут увеличить их размер до 60%; Увеличение мышечной массы обусловлено, главным образом, увеличением диаметра отдельных мышечных волокон;
- улучшение координации мышц. Каждая тренировка вносит свой вклад в повышение стабильности выполнения упражнений и отключение нецелевых мышц;
- повышение общей выносливости;
- развитие сердечно-сосудистой системы. Увеличивается количество кровеносных сосудов и расширяется капиллярное русло. Мышцы эффективнее получают питательные вещества и кислород. Миокард становится более тренированным, что обеспечивает устойчивое кровяное давление в повседневной жизни;
- увеличение скорости метаболизма, обмена веществ;
- биохимические изменения: 1) увеличение энергетической емкости организма. Это происходит вследствие увеличения размера и количества митохондрий – энергетических клеток-станций; 2) увеличение скорости метаболизма; 3) увеличение окисления жирных кислот;
- улучшение гормонального фона (в т.ч. повышение либидо) ;
- омоложение организма, повышение качеств его регенеративных функций;
- прочее: повышение мышечного тонуса, скорости реакции, гибкости и т.д.
Ну, и последнее на сегодня это…
Лучшие силовые упражнения для мышечной системы
Электромиография позволяет достаточно точно определить, какое упражнение является лучшим для той или иной мышечной группы. Проанализировав отчеты различных исследователей, представляем вашему вниманию следующий список из лучших упражнений:
Помимо озвученных упражнений обратите внимание на упражнения-связки: подъем гантелей на бицепс + жим гантелей вверх, приседания со штангой + армейский жим и пуловер со штангой лежа на скамье + жим штанги. Стройте свою программу тренировок вокруг этих упражнений, и ваша мышечная система всегда будет в хорошем тонусе.
Собственно, по содержательной части это все. Подытожим.
Послесловие
3300 слов – именно столько нам потребовалось, чтобы раскрыть тему мышечной системы человека. И мы довольны проделанной работой. А довольны ли наши уважаемые читатели? Скоро узнаем. А пока -пока!
PS. ухватили чего? Чего ухватили? 🙂
PPS. Спортивное питание европейского качества со скидкой 40%. Не упустите возможность выгодно закупиться на 2019! Скидочная ссылка http://bit.ly/AZBUKABB
С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.
источник