Скелетные мышцы
- Физиология
- История физиологии
- Методы физиологии
Скелетные мышцы: строение, свойства и функции
У человека различают три вида мышц: поперечнополосатые скелетные мышцы; поперечнополосатая сердечная мышца; гладкие мышцы внутренних органов, кожи, сосудов.
Скелетные мышцы совместно со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Кроме того, они выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждений.
Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, включающего также кости и их сочленения, связки, сухожилия. Масса мышц может достигать 50% общей массы тела.
С функциональной точки зрения к двигательному аппарату можно отнести и моторные нейроны, посылающие нервные импульсы к мышечным волокнам. Тела моторных нейронов, иннервирующих аксонами скелетную мускулатуру, располагаются в передних рогах спинного мозга, а иннервирующих мышцы челюстно-лицевой области — в моторных ядрах ствола мозга. Аксон мотонейрона при входе в скелетную мышцу ветвится, и каждая веточка участвует в формировании нервно-мышечного синапса на отдельном мышечном волокне (рис. 1).
Рис. 1. Разветвления аксона моторного нейрона на аксонные терминалы. Электронограмма
Рис. Строение скелетной мышцы человека
Скелетные мышцы состоят из мышечных волокон, которые объединяются в мышечные пучки. Совокупность мышечных волокон, иннервируемых веточками аксона одного моторного нейрона, называют двигательной (или моторной) единицей. В глазных мышцах 1 двигательная единица может содержать 3-5 мышечных волокон, в мышцах туловища — сотни волокон, в камбаловидной мышце — 1500-2500 волокон. Мышечные волокна 1 двигательной единицы имеют одинаковые морфофункциональные свойства.
Функциями скелетных мышц являются:
- передвижение тела в пространстве;
- перемещение частей тела относительно друг друга, в том числе осуществление дыхательных движений, обеспечивающих вентиляцию легких;
- поддержание положения и позы тела.
Скелетные мышцы вместе со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Наряду с этим скелетные мышцы и скелет выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждения.
Кроме того, поперечно-полосатые мышцы имеют значение в выработке тепла, поддерживающего температурный гомеостаз, и в депонировании некоторых питательных веществ.
Рис. 2. Функции скелетных мышц
Физиологические свойства скелетных мышц
Скелетные мышцы обладают следующими физиологическими свойствами.
Возбудимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны (сарколеммы) отвечать возбуждением на поступление нервного импульса. Из-за большей разности потенциала покоя мембраны поперечно-полосатых мышечных волокон (Е0 около 90 мВ) возбудимость их ниже, чем нервных волокон (Е0 около 70 мВ). Амплитуда потенциала действия у них больше (около 120 мВ), чем у других возбудимых клеток.
Это позволяет на практике достаточно легко регистрировать биоэлектрическую активность скелетных мыши. Длительность потенциала действия составляет 3-5 мс, что определяет короткую продолжительность фазы абсолютной рефрактерности возбужденной мембраны мышечных волокон.
Проводимость. Обеспечивается свойством плазматической мембраны формировать локальные круговые токи, генерировать и проводить потенциал действия. В результате потенциал действия распространяются по мембране вдоль мышечного волокна и вглубь по поперечным трубочкам, формируемым мембраной. Скорость проведения потенциала действия составляет 3-5 м/с.
Сократимость. Представляет собой специфическое свойство мышечных волокон изменять свою длину и напряжение вслед за возбуждением мембраны. Сократимость обеспечивается специализированными сократительными белками мышечного волокна.
Скелетные мышцы обладают также вязкоэластическими свойствами, имеющими важное значение для расслабления мышц.
Рис. Скелетные мышцы человека
Физические свойства скелетных мышц
Скелетные мышцы характеризуются растяжимостью, эластичностью, силой и способностью совершать работу.
Растяжимость — способность мышцы изменять длину под действием растягивающей силы.
Эластичность — способность мышцы восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы.
Сила мышц — способность мышцы поднимать груз. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу путем деления максимальной массы на число квадратных сантиметров ее физиологического сечения. Сила скелетной мышцы зависит от многих факторов. Например, от числа двигательных единиц, возбуждаемых в данный момент времени. Также она зависит от синхронности работы двигательных единиц. Сила мышцы зависит и от исходной длины. Существует определенная средняя длина, при которой мышца развивает максимальное сокращение.
Сила гладких мышц тоже зависит от исходной длины, синхронности возбуждения мышечного комплекса, а также от концентрации ионов кальция внутри клетки.
Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением массы поднятого груза на высоту подъема.
Работа мышц возрастаете увеличением массы поднимаемого груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, т.е. снижается высота подъема. Максимальная работа совершается мышцей при средних нагрузках. Это называется законом средних нагрузок. Величина мышечной работы зависит от числа мышечных волокон. Чем толще мышца, тем больший груз она может поднять. Длительное напряжение мышцы приводит к ее утомлению. Это обусловлено истощением энергетических запасов в мышце (АТФ, гликоген, глюкоза), накоплением молочной кислоты и других метаболитов.
Вспомогательные свойства скелетной мускулатуры
Растяжимость — это способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей ее силы. Эластичность — способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы. Живая мышца обладает малой, но совершенной эластичностью: уже небольшая сила способна вызвать относительно большое удлинение мышцы, а возвращение ее к первоначальным размерам является полным. Это свойство очень важно для осуществления нормальных функций скелетных мышц.
Сила мышцы определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу, т.е. максимальный груз, который мышца в состоянии поднять, делят на число квадратных сантиметров ее физиологического поперечного сечения.
Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Работа мышцы постепенно увеличивается с увеличением груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, так как снижается высота подъема груза. Следовательно, максимальная работа мышцей производится при средних величинах нагрузок.
Утомление мышц. Мышцы не могут работать беспрерывно. Длительная работа приводит к снижению их работоспособности. Временное понижение работоспособности мышцы, наступающее при длительной работе и исчезающее после отдыха, называется утомлением мышцы. Принято различать два вида утомления мышц: ложное и истинное. При ложном утомлении утомляется не мышца, а особый механизм передачи импульсов с нерва на мышцу, называемый синапсом. В синапсе истощаются резервы медиаторов. При истинном утомлении в мышце происходят следующие процессы: накопление недоокисленных продуктов распада питательных веществ вследствие недостаточного поступления кислорода, истощение запасов источников энергии, необходимой для мышечного сокращения. Утомление проявляется уменьшением силы сокращения мышцы и степени расслабления мышцы. Если мышца на некоторое время прекращает работу и находится в состоянии покоя, то восстанавливается работа синапса, а с кровью удаляются продукты обмена и доставляются питательные вещества. Таким образом, мышца вновь приобретает способность сокращаться и производить работу.
Одиночное сокращение
Раздражение мышцы или иннервирующего ее двигательного нерва одиночным стимулом вызывает одиночное сокращение мышцы. Различают три основные фазы такого сокращения: латентная фаза, фаза укорочения и фаза расслабления.
Амплитуда одиночного сокращения изолированного мышечного волокна от силы раздражения не зависит, т.е. подчиняется закону «все или ничего». Однако сокращение целой мышцы, состоящей из множества волокон, при ее прямом раздражении зависит от силы раздражения. При пороговой силе тока в реакцию вовлекается лишь небольшое число волокон, поэтому сокращение мышцы едва заметно. С увеличением силы раздражения число волокон, охваченных возбуждением, возрастает; сокращение усиливается до тех пор, пока все волокна не оказываются сокращенными («максимальное сокращение») — этот эффект называется лестницей Боудича. Дальнейшее усиление раздражающего тока на сокращение мышцы не влияет.
Рис. 3. Одиночное сокращение мышцы: А — момент раздражения мышцы; а-6 — скрытый период; 6-в — сокращение (укорочение); в-г — расслабление; г-д — последовательные эластические колебания.
Тетанус мышцы
В естественных условиях к скелетной мышце из центральной нервной системы поступают не одиночные импульсы возбуждения, которые служат для нее адекватными раздражителями, а серии импульсов, на которые мышца отвечает длительным сокращением. Длительное сокращение мышцы, возникающее в ответ на ритмическое раздражение, получило название тетанического сокращения, или тетануса. Различают два вида тетануса: зубчатый и гладкий (рис. 4).
Гладкий тетанус возникает, когда каждый последующий импульс возбуждения поступает в фазу укорочения, а зубчатый — в фазу расслабления.
Амплитуда тетанического сокращения превышает амплитуду одиночного сокращения. Академик Н.Е. Введенский обосновал изменчивость амплитуды тетануса неодинаковой величиной возбудимости мышцы и ввел в физиологию понятия оптимума и пессимума частоты раздражения.
Оптимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение поступает в фазу повышенной возбудимости мышцы. При этом развивается тетанус максимальной величины (оптимальный).
Пессимальной называется такая частота раздражения, при которой каждое последующее раздражение осуществляется в фазу пониженной возбудимости мышцы. Величина тетануса при этом будет минимальной (пессимальной).
Рис. 4. Сокращение скелетной мышцы при разной частоте раздражения: I — сокращение мышцы; II — отметка частоты раздражения; а — одиночные сокращения; б- зубчатый тетанус; в — гладкий тетанус
Режимы мышечных сокращений
Для скелетных мышц характерны изотонический, изометрический и смешанный режимы сокращения.
При изотоническом сокращении мышцы изменяется ее длина, а напряжение остается постоянным. Такое сокращение происходит в том случае, когда мышца не преодолевает сопротивления (например, не перемещает груз). В естественных условиях близкими к изотоническому типу сокращениями являются сокращения мышц языка.
При изометрическом сокращении в мышце во время ее активности нарастает напряжение, но из-за того, что оба конца мышцы фиксированы (например, мышца пытается поднять большой груз), она не укорачивается. Длина мышечных волокон остается постоянной, меняется лишь степень их напряжения.
Гладкие мышцы сокращаются по аналогичным механизмам.
В организме сокращения мышц никогда не бывают чисто изотоническими или изометрическими. Они всегда имеют смешанный характер, т.е. происходит одновременное изменение и длины, и напряжения мышцы. Такой режим сокращения называется ауксотоническим, если преобладает напряжение мышцы, или ауксометрическим, если преобладает укорочение.
источник
Мышцы
Мышцы имеют несколько классификаций в соответствии с функциональными и анатомическими характеристиками. По строению мышечной ткани различают три вида мышц. Их особенности и локализация в организме описаны в таблице.
Особенности
Где находится
Скелетная (поперечнополосатая) или исчерченная
Поддерживает тело в равновесии, совершает осознанные (по желанию человека) действия. Быстро сокращается и расслабляется
Мышцы скелета, язык, глотка, глазные мышцы
Гладкая или неисчерченная
Работает автономно, совершает медленные однообразные движения
Стенки внутренних органов (пищевод, кишечник, мочевой пузырь), кожа, сосуды
Работает автономно, постоянно сокращаясь и расслабляясь. Совершает быстрые движения
Рис. 1. Виды мышечной ткани.
Мышцы также классифицируются по форме (веретенообразные, квадратные, перистые, прямые и т.д.), по направлению волокон (параллельные, косые, поперечные, круговые), по глубине расположения (поверхностные и глубокие), по положению (шейные, спинные, конечностей и т.д.).
Строение
Мышцы образованы мышечной тканью, которая состоит из мышечных клеток или волокон. Для каждого вида ткани характерна своя единица:
- миоциты– вытянутые, веретенообразные клетки, из которых состоит гладкая мускулатура;
- мионы– многоядерные волокна поперечнополосатой мышцы, в основе которых лежат миофибриллы (сократительные нити), состоящие из тонких и толстых сократительных белков (миофиламентов);
- кардиомиоциты– поперечно исчерченные разветвлённые клетки сердечной мускулатуры, обеспечивающие автономное сокращение.
Наиболее сложное строение мышц человека имеет поперечнополосатая мускулатура. Миофибриллы собраны в пучки, между которых находится цитоплазма – саркоплазма или миоплазма. Саркоплазму с миофибриллами покрывает мембрана – сарколемма.
Мышечные волокна собираются в пучки посредством соединительной ткани, которую пронизывают капилляры и нервные волокна. Пучки в свою очередь составляют мышцу, покрытую фиброзной и соединительно-тканной оболочкой (фасцией).
Рис. 2. Строение поперечнополосатой мышцы.
По химическому составу мышцы на 80 % состоят из воды. Остальную часть составляют белки, липиды, соли и т.д.
Функции
Мышцы необходимы организму для поддержания положения тела, перемещения, сокращения внутренних органов.
По выполняемым функциям различают следующие мышцы:
- сгибатели;
- разгибатели;
- отводящие;
- приводящие;
- вращатели;
- пронаторы (поворот внутрь);
- супинаторы (поворот наружу);
- сфинктеры (клапаны);
- дилататоры (расширение);
- констрикторы (сужение).
Главными мышцами, повинующимися сознательным желаниям человека, являются сгибатели и разгибатели. Анатомически мышцы идентичны, но действуют в соответствии с посылаемыми нервными импульсами. Центры, приводящие в движение сгибатели, тормозят действие клеток разгибателей и наоборот. Такое чередование действий позволяет ходить, сгибать и разгибать руки, приседать.
При длительной работе мышц наступает утомление, и мышцы временно теряют работоспособность. Выяснена взаимосвязь между нагрузкой и частотой сокращений. Большая нагрузка и быстрый ритм будут менее продуктивны (быстрее наступит переутомление), чем средние значения нагрузки и ритма.
Что мы узнали?
Из темы по биологии 8 класса узнали о классификации, строении, назначении мышц, выяснили внутренний состав поперечнополосатой мускулатуры. Мышечная ткань подразделяется на три вида, которые в зависимости от строения отвечают за работу скелетных мышц и внутренних органов.
источник
9. Строение, функции и свойства скелетных мышц. Классификация скелетных мышечных волокон. Строение, свойства и функции гладких мышц.
Скелетная мышца образована поперечнополосатой мышечной тканью, волокна которой скреплены при помощи соединительной ткани в отдельные пучки. Мышца пронизана большим количеством кровеносных сосудов и нервов. Идущая по сосудам кровь приносит мышце питательные вещества и кислород, выносит из неё углекислоту и другие продукты её жизнедеятельности. По нервам проводится возбуждение как к мышце, так и от неё. На концах мышца переходит в сухожильную соединительную ткань, при помощи которой прикрепляется к костям. Структурно-функциональной сократительной единицей миофибриллы является сакромер — повторяющийся участок фибриллы, ограниченный двумя пластинками Z.
Свойства скелетных мышц: растяжимость, эластичность, пластичность, сократимость.
Функции скелетных мышц: 1 — передвижение тела в пространстве, 2 — перемещение частей тела относительно друг друга, 3 — поддержание позы, 4 — передвижение крови и лимфы, 5 – выработка тепла, 6 – участие в акте вдоха и выдоха, 7 – двигательная активность как важнейший антиэнтропийный и антистрессовый фактор, 8 – депонирование воды и солей, 9 – защита внутренних органов
Мышечные волокна делятся на 3 вида: скелетные, сердечные и гладкие. Скелетные волокна подразделяются на фазные (они генерируют ПД) и тонические (не способны генерировать полноценный потенциал действия распространяющегося типа). Фазные волокна делятся на быстрые волокна (белые, гликолитические) и медленные (красные, окислительные). Скелетные мышцы имеют два типа волокон: интрафузальные (находятся внутри мышечного веретена – специализированного мышечного рецептора, располагающегося в толще скелетной мышцы; эти волокна необходимы для регуляции чувствительности рецептора; управляются гамма-мотонейронами) и экстрафузальные (все, принадлежащие данной мышце и не входящие в состав мышечного веретена).
Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов. Регуляция их тонуса и сократительной активности осуществляется эфферентными волокнами симпатической и парасимпатической нервной системы, а также местными гуморальными и физическими воздействиями.
Сократительный аппарат гладких мышц, как и скелетных, состоит из толстых миозиновых и тонких актиновых нитей. Вследствие их нерегулярного распределения клетки гладких мышц не имеют характерной для скелетной и сердечной мышцы поперечной исчерченности. Гладкомышечные клетки имеют веретенообразную форму, длину 50-400 мкм и толщину 2-10 мкм. Они отделены друг от друга узкими щелями (60-150 нм). Возбуждение электротонически распространяется по мышце от клетки к клетке через особые плотные контакты (нексусы) между плазматическими мембранами соседних клеток.
Гладкие мышцы делятся на тонические (не способны развивать быстрые сокращения) и фазно-тонические(обладающие автоматией – способные к спонтанной генерации фазных сокращений и не обладающие автоматией).
Свойства гладких мышц: электрическая активность, автоматия, пластичность, растяжимость, сократимость, самовозбудимость, способность к длительным сокращениям.
Функции: обеспечивают функцию полых органов, стенки которых они образуют, осуществляется изгнание содержимого из мочевого пузыря, кишки, желудка, желчного пузыря, матки; обеспечивают сфинктерную функцию – создают условия для хранения содержимого полого органа в этом органе – мочу в мочевом пузыре, плод в матке; в системе кровообращения и лимфообращения – изменяя просвет сосудов, адаптируют региональный кровоток к местным потребностям в кислороде, питательных веществах.
источник
Скелетные мышцы. Группы скелетных мышц. Строение и функции скелетных мышц
Мышцы – одна из основных составляющих тела. Они основаны на ткани, волокна которой сокращаются под воздействием нервных импульсов, что позволяет телу двигаться и удерживаться в окружающей среде.
Мышцы располагаются в каждой части нашего тела. И даже если мы не знаем об их существовании, они все равно есть. Достаточно, например, первый раз сходить в тренажерный зал или позаниматься аэробикой – на следующий день у вас начнут болеть даже те мышцы, о наличии которых вы и не догадывались.
Они отвечают не только за движение. В состоянии покоя мышцы тоже требуют энергии, чтобы поддерживать себя в тонусе. Это необходимо для того, чтобы в любой момент определенная часть тела смогла ответить на нервный импульс соответствующим движением, а не тратила время на подготовку.
Чтобы понять, как устроены мышцы, предлагаем вспомнить основы, повторить классификацию и заглянуть в клеточное строение мышц. Также мы узнаем о болезнях, которые могут ухудшить их работу, и о том, как укрепить скелетную мускулатуру.
Общие понятия
По своему наполнению и происходящим реакциям мышечные волокна делятся на:
Скелетные мышцы – продолговатые трубчатые структуры, количество ядер в одной клетке которых может доходить до нескольких сотен. Состоят они из мышечной ткани, которая прикреплена к различным частям костного скелета. Сокращения поперечно-полосатых мышц способствуют движениям человека.
Разновидности форм
Чем различаются мышцы? Фото, представленные в нашей статье, помогут нам в этом разобраться.
Скелетные мышцы являются одной из главных составляющих опорно-двигательной системы. Они позволяют двигаться и сохранять равновесие, а также задействованы в процессе дыхания, голосообразования и других функциях.
В организме человека насчитывается более 600 мышц. В процентном соотношении их общая масса составляет 40% от общей массы тела. Мышцы классифицируются по форме и строению:
- толстые веретенообразные;
- тонкие пластинчатые.
Классификация упрощает изучение
Деление скелетных мышц на группы осуществляется в зависимости от места нахождения и значения их в деятельности различных органов тела. Основные группы:
- мимические – задействуются при улыбке, общении и создании различных гримас, обеспечивая при этом движение составляющих частей лица;
- жевательные – способствуют смене положения челюстно-лицевого отдела;
- произвольные мышцы внутренних органов головы (мягкого неба, языка, глаз, среднего уха).
Группы скелетных мышц шейного отдела:
- поверхностные – способствуют наклонным и вращательным движениям головы;
- средние – создают нижнюю стенку ротовой полости и способствуют движению вниз челюсти, подъязычной кости и гортанных хрящей;
- глубокие осуществляют наклоны и повороты головы, создают поднятие первого и второго ребер.
Мышцы, фото которых вы видите здесь, отвечают за туловище и делятся на мышечные пучки следующих отделов:
- грудной – приводит в действие верхнюю часть торса и руки, а также способствует изменению положения ребер при дыхании;
- отдел живота – дает движение крови по венам, осуществляет изменения положения грудной клетки при дыхании, воздействует на функционирование кишечного тракта, способствует сгибанию туловища;
- спинной – создает двигательную систему верхних конечностей.
- верхние – состоят из мышечных тканей плечевого пояса и свободной верхней конечности, помогают двигать рукой в плечевой суставной сумке и создают движения запястья и пальцев;
- нижние – играют основную роль при передвижении человека в пространстве, подразделяются на мышцы тазового пояса и свободную часть.
Строение скелетной мышцы
В своей структуре она имеет огромное количество мышечных волокон продолговатой формы диаметром от 10 до 100 мкм, длина их колеблется от 1 до 12 см. Волокна (микрофибриллы) бывают тонкими – актиновые, и толстыми – миозиновые.
Первые состоят из белка, имеющего фибриллярную структуру. Он называется актин. Толстые волокна состоят из различных типов миозина. Отличаются они по времени, которое требуется на разложение молекулы АТФ, что обуславливает разную скорость сокращений.
Миозин в гладких мышечных клетках находится в дисперсном состоянии, хотя имеется большое количество белка, который, в свою очередь, является многозначащим в продолжительном тоническом сокращении.
Строение скелетной мышцы похоже на сплетенный из волокон канат или многожильный провод. Сверху ее окружает тонкий чехол из соединительной ткани, называемый эпимизиум. От его внутренней поверхности вглубь мышцы отходят более тонкие разветвления соединительной ткани, создающие перегородки. В них «завернуты» отдельные пучки мышечной ткани, которые содержат до 100 фибрилл в каждом. От них еще глубже отходят более узкие ответвления.
Сквозь все слои в скелетные мышцы проникают кровеносная и нервная системы. Артериальная вена проходит вдоль перимизиума – это соединительная ткань, покрывающая пучки мышечных волокон. Артериальные и венозные капилляры располагаются рядом.
Процесс развития
Скелетные мышцы развиваются из мезодермы. Со стороны нервного желобка образуются сомиты. По истечении времени в них выделяются миотомы. Их клетки, приобретая форму веретена, эволюционируют в миобласты, которые делятся. Некоторые из них прогрессируют, а другие остаются без изменений и образуют миосателлитоциты.
Незначительная часть миобластов, благодаря соприкосновению полюсов, создает контакт между собой, далее в контактной зоне плазмалеммы распадаются. Благодаря слиянию клеток создаются симпласты. К ним переселяются недифференцированные молодые мышечные клетки, находящиеся в одном окружении с миосимпластом базальной мембраны.
Функции скелетных мышц
Эта мускулатура является основой опорно-двигательного аппарата. Если она сильна, тело проще поддерживать в нужном положении, а вероятность появления сутулости или сколиоза сводится к минимуму. О плюсах занятий спортом знают все, поэтому рассмотрим роль, которую играет в этом мускулатура.
Сократительная ткань скелетных мышц выполняет в организме человека множество различных функций, которые нужны для правильного расположения тела и взаимодействия его отдельных частей друг с другом.
Мышцы выполняют следующие функции:
- создают подвижность тела;
- берегут тепловую энергию, созданную внутри тела;
- способствуют перемещению и вертикальному удержанию в пространстве;
- содействуют сокращению дыхательных путей и помогают при глотании;
- формируют мимику;
- способствуют выработке тепла.
Постоянная поддержка
Когда мышечная ткань находится в покое, в ней всегда остается незначительное напряжение, называемое мышечным тонусом. Оно образуется из-за незначительных импульсных частот, которые поступают в мышцы из спинного мозга. Их действие обуславливается сигналами, проникающими из головы к спинным мотонейронам. Тонус мышц также зависит от их общего состояния:
- растяжения;
- уровня наполняемости мышечных футляров;
- обогащения кровью;
- общего водного и солевого баланса.
Человек обладает способностью регулировать уровень нагрузки мышц. В результате длительных физических упражнений либо сильного эмоционального и нервного перенапряжения тонус мышц непроизвольно увеличивается.
Сокращения скелетных мышц и их разновидности
Эта функция является основной. Но даже она, при кажущейся простоте, может делиться на несколько видов.
- изотонические – способность мышечной ткани укорачиваться без изменений мышечных волокон;
- изометрические – при реакции волокно сокращается, но его длина остается прежней;
- ауксотонические – процесс сокращения мышечной ткани, где длина и напряжение мышц подвергнута изменениям.
Рассмотрим этот процесс более подробно
Сначала мозг посылает через систему нейронов импульс, которых доходит до мотонейрона, примыкающего к мышечному пучку. Далее эфферентный нейрон иннервируется из синоптического пузырька, и выделяется нейромедиатор. Он соединяется с рецепторами на сарколемме мышечного волокна и открывает натриевый канал, который приводит к деполяризации мембраны, вызывающей потенциал действия. При достаточном количестве нейромедиатор стимулирует выработку ионов кальция. Затем он соединяется с тропонином и стимулирует его сокращение. Тот, в свою очередь, оттягивает тропомеазин, позволяя актину соединиться с миозином.
Дальше начинается процесс скольжения актинового филамента относительно миозинового, вследствие чего происходит сокращение скелетных мышц. Разобраться в процессе сжатия поперечно-полосатых мышечных пучков поможет схематическое изображение.
Принцип работы скелетных мышц
Взаимодействие большого количества мышечных пучков способствует различным движениям туловища.
Работа скелетных мышц может происходить такими способами:
- мышцы-синергисты работают в одном направлении;
- мышцы-антагонисты способствуют выполнению противоположных движений для осуществления напряжения.
Антагонистическое действие мышц является одним из главных факторов в деятельности опорно-двигательного аппарата. При осуществлении какого-либо действия в работу включаются не только мышечные волокна, которые совершают его, но и их антагонисты. Они способствуют противодействию и придают движению конкретность и грациозность.
Поперечно-полосатая скелетная мышца при воздействии на сустав совершает сложную работу. Ее характер определяется расположением оси сустава и относительным положением мышцы.
Некоторые функции скелетных мышц являются недостаточно освещенными, и зачастую о них не говорят. Например, некоторые из пучков выступают рычагом для работы костей скелета.
Работа мышц на клеточном уровне
Действие скелетной мускулатуры осуществляется за счет двух белков: актина и миозина. Эти составляющие обладают способностью передвигаться относительно друг друга.
Для осуществления работоспособности мышечной ткани необходим расход энергии, заключенной в химических связях органических соединений. Распад и окисление таких веществ происходят в мышцах. Здесь обязательно присутствует воздух, и выделяется энергия, 33% из всего этого расходуется на работоспособность мышечной ткани, а 67% передается другим тканям и тратится на поддержание постоянной температуры тела.
Болезни мускулатуры скелета
В большинстве случаев отклонения от нормы при функционировании мышц обусловлены патологическим состоянием ответственных отделов нервной системы.
Наиболее распространенные патологии скелетных мышц:
- Мышечные судороги – нарушение электролитного баланса во внеклеточной жидкости, окружающей мышечные и нервные волокна, а также изменения осмотического давления в ней, особенно его повышение.
- Гипокальциемическая тетания – непроизвольные тетанические сокращения скелетных мышц, наблюдаемые при падении внеклеточной концентрации Са2+ примерно до 40% от нормального уровня.
- Мышечная дистрофия характеризуется прогрессирующей дегенерацией волокон скелетных мышц и миокарда, а также мышечной нетрудоспособностью, которая может привести к летальному исходу из-за дыхательной либо сердечной недостаточности.
- Миастения – хроническое аутоиммунное заболевание, при котором в организме образуются антитела к никотиновому ACh-рецептору.
Релаксация и восстановление скелетных мышц
Правильное питание, образ жизни и регулярные тренировки помогут вам стать обладателем здоровых и красивых скелетных мышц. Необязательно заниматься тяжелой атлетикой и наращивать мышечную массу. Достаточно регулярных кардиотренировок и занятий йогой.
Не стоит забывать про обязательный прием необходимых витаминов и минералов, а также регулярные посещения саун и бань с вениками, которые позволяют обогатить кислородом мышечную ткань и кровеносные сосуды.
Систематические расслабляющие массажи повысят эластичность и репродуктивность мышечных пучков. Также положительное воздействие на структуру и функционирование скелетных мышц оказывает посещение криосауны.
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