Строение и принцип работы мышц

Мышцы. Виды мышц, классификация, их строение и функции. Анатомия мышц

Мышечная ткань признана доминантной тканью человеческого организма, удельный вес которой в общем весе человека составляет до 45 % у мужчин и до 30 % у представительниц прекрасного пола. Мускулатура включает разнообразные мышцы. Виды мышц насчитывают более шестисот наименований.

Значение мышц в организме

Мышцы играют крайне важную роль в любом живом организме. С их помощью приводится в движение опорно-двигательный аппарат. Благодаря работе мышц человек, как другие живые организмы, может не только ходить, стоять, бегать, совершать любое движение, но и дышать, жевать и перерабатывать пищу, и даже самый главный орган – сердце — тоже состоит из мышечной ткани.

Как осуществляется работа мышц?

Функционирование мышц происходит благодаря следующим их свойствам:

Возбудимость – это процесс активации, проявляемый в виде ответной реакции на раздражитель (как правило, это внешний фактор). Свойство проявляется в виде изменения обмена веществ в мышце и её мембране.
Проводимость – свойство, означающее способность мышечной ткани передавать образовавшийся в результате воздействия раздражителя нервный импульс от мышечного органа к спинному и головному мозгу, а также в обратном направлении.
Сократимость – конечное действие мускулатуры в ответ на стимулирующий фактор, проявляется в виде укорачивания мышечного волокна, также меняется тонус мышц, то есть степень их напряжённости. При этом скорость сокращения и максимальная напряжённость мускулатуры могут быть различными как следствие разного влияния раздражителя.

Следует отметить, что работа мышц возможна благодаря чередованию вышеописанных свойств чаще всего в следующем порядке: возбудимость-проводимость-сократимость. В случае если речь идёт о произвольной работе мускулатуры и импульс идёт от центральной нервной системы, то алгоритм будет иметь вид проводимость-возбудимость-сократимость.

Строение мышц

Любая мышца человека состоит из совокупности продолговатых действующих в одном и том же направлении клеток, называемой мышечным пучком. Пучки, в свою очередь, содержат мышечные клетки длиной до 20 см, именуемые также волокнами. Форма клеток поперечно-полосатых мышц продолговатая, гладких — веретенообразная.

Мышечное волокно представляет собой продолговатой формы клетку, ограниченную внешней оболочкой. Под оболочкой параллельно друг другу располагаются способные сокращаться белковые волокна: актиновые (светлые и тонкие) и миозиновые (тёмные, толстые). В периферийной части клетки (у поперечно-полосатых мышц) располагается несколько ядер. У гладких мышц ядро всего одно, оно имеет местоположение в центре клетки.

Классификация мышц по различным критериям

Наличие различных характеристик, отличных у тех или иных мышц, позволяет их условно группировать по объединяющему признаку. На сегодняшний день анатомия не располагает единой классификацией, по которой можно было бы сгруппировать человеческие мышцы. Виды мышц однако можно классифицировать по разнообразным признакам, а именно:

По форме и длине.
По выполняемым функциям.
По отношению к суставам.
По локализации в теле.
По принадлежности к определённым частям тела.
По расположению мышечных пучков.

Наряду с видами мышц выделяют три основные группы мышц в зависимости от физиологических особенностей строения:

Поперечно-полосатые скелетные мышцы.
Гладкие мышцы, составляющие структуру внутренних органов и сосудов.
Сердечные волокна.

Одна и та же мышца может принадлежать одновременно к нескольким группам и видам, перечисленных выше, поскольку может содержать сразу несколько перекрёстных признаков: форму, функции, отношение к части тела и т.д.

Форма и величина мышечных пучков

Несмотря на относительно одинаковое строение всех мышечных волокон, они могут быть разной величины и формы. Таким образом, классификация мышц по данному признаку выделяет:

Короткие мышцы приводят в движение небольшие участки опорно-двигательной системы человека и, как правило, находятся в глубоких слоях мускулатуры. Пример – межпозвоночные спинные мышцы.
Длинные, наоборот, локализованы на тех частях тела, которые совершают большие амплитуды движений, например конечности (руки, ноги).
Широкие покрывают в основном туловище (на животе, спине, грудине). Могут иметь разную направленность мышечных волокон, обеспечивая тем самым разнообразные сократительные движения.

Встречаются в организме человека и различные формы мускулатуры: круглые (сфинктеры), прямые, квадратные, ромбовидные, веретенообразные, трапециевидные, дельтовидные, зубчатые, одно- и двухперистые и мышечные волокна других форм.

Разновидности мускулатуры по выполняемым функциям

Скелетные мышцы человека могут выполнять различные функции: сгибание, разгибание, приведение, отведение, вращение. Исходя из данного признака, мышцы можно условно сгруппировать следующим образом:

Разгибатели.
Сгибатели.
Приводящие.
Отводящие.
Вращательные.

Первые две группы всегда находятся на одной части тела, но в противоположных сторонах таким образом, что когда сокращаются первые, вторые расслабляются, и наоборот. Сгибающие и разгибающие мышцы приводят в движение конечности и являются мышцами-антогонистами. Например, мышца плеча бицепс сгибает руку, а трицепс разгибает. Если в результате работы мускулатуры часть тела или орган совершает движение в сторону тела, эти мышцы приводящие, если в обратном направлении – отводящие. Вращатели обеспечивают круговые движения шеи, поясницы, головы, при этом вращатели делятся на два подвида: пронаторы, осуществляющие движение внутрь, и супинаторы, обеспечивающие движение в наружную сторону.

По отношению к суставам

Мускулатура крепится с помощью сухожилий к суставам, приводя их в движение. В зависимости от варианта крепления и количества суставов, на которые воздействуют мышцы, они бывают: односуставные и многосуставные. Таким образом, если мускулатура крепится только к одному суставу, то это односуставная мышца, если к двум – двусуставная, а если больше суставов – многосуставная (сгибатели/разгибатели пальцев).

Как правило, односуставные мышечные пучки длиннее многосуставных. Они обеспечивают более полную амплитуду движения сустава относительно своей оси, поскольку расходуют свою сократительную способность только на один сустав, в то время как свою сократимость распределяют на два сустава многосуставные мышцы. Виды мышц последние короче и могут обеспечить гораздо меньшую подвижность при одновременном движении суставов, к которым они прикреплены. Ещё одним свойством многосуставной мускулатуры называют пассивную недостаточность. Её можно наблюдать, когда под влиянием внешних факторов мышца полностью растягивается, после этого она не продолжает движение, а, напротив, затормаживает.

Локализация мускулатуры

Мышечные пучки могут располагаться в подкожном слое, образуя поверхностные группы мышц, а могут и в более глубоких слоях – к ним относятся глубинные мышечные волокна. Так например, мускулатура шеи состоит из поверхностных и глубинных волокон, одни из которых отвечают за движения шейного отдела, а другие оттягивают кожу шеи, прилегающего участка кожи груди, а также участвуют в поворотах и опрокидываниях головы. В зависимости от расположения по отношению к определённому органу могут быть внутренние и наружные мышцы (наружные и внутренние мышцы шеи, живота).

Виды мускулатуры по частям тела

По отношению к частям тела мускулатура делится на следующие виды:

Мышцы головы подразделяются на две группы: жевательные, отвечающие за механическое измельчение пищи, и мимические мышцы – виды мышц, благодаря которым человек выражает свои эмоции, настроение.
Мышцы туловища подразделяются по анатомическим отделам: шейные, грудные (большая грудинная, трапециевидная, грудинно-ключичная), спинные (ромбовидная, широчайшая спинная, большая круглая), брюшные (внутренние и наружные брюшные, в том числе пресс и диафрагма).
Мышцы верхних и нижних конечностей: плечевые (дельтовидная, трёхглавая, двуглавая плечевая), локтевые сгибатели и разгибатели, икроножные (камбаловидная), берцовые, мышцы стопы.

Разновидности мускулатуры по расположению мышечных пучков

Анатомия мышц у различных видов может отличаться расположением мышечных пучков. В связи с этим выделяют такие мышечные волокна, как:

Перистые напоминают строение птичьего пера, в них пучки мышц крепятся к сухожилиям только одной стороной, а другой расходятся. Перистая форма расположения мышечных пучков характерна для так называемых сильных мышц. Место их крепления к надкостнице является довольно обширным. Как правило, они короткие и могут развивать большую силу и выносливость, при этом тонус мышц не будет отличаться большой величиной.
Мышцы с параллельным расположением пучков также называют ловкими. По сравнению с перистыми они имеют большую длину, при этом менее выносливы, однако могут выполнять более тонкую работу. При сокращении напряжение в них значительно увеличивается, что значительно снижает их выносливость.

Группы мускулатуры по структурным особенностям

Скопления мышечных волокон образуют целые ткани, структурные особенности которых обуславливает их условное разделения на три группы:

источник

Строение и функции мышц

Различают два вида мышц: поперечнополосатые и гладкие. Особым строением обладает сердечная мышца. Карта мышц тела человека

Гладкие мышцы располагаются в стенках внутренних органов, например кишок. Поперечнополосатые мышцы называют также скелетными мышцами, так как они соединяют друг с другом отдельные части скелета. Именно этим мышцам мы уделим большее внимание. Мышцы представляют собой активную часть двигательного аппарата. Их сокращения изменяют положение костей относительно друг друга, порождая движение.

Мышцы составляют примерно третью часть общего веса человеческого тела. Человек может произвести массу сложных движений благодаря наличию в его теле нескольких сотен скелетных мышц. Они имеют различную форму, так как мышечные волокна могут располагаться параллельно, перисто и веретенообразно. Очень часто стержень мышцы разветвляется на ряд пучков, или, иначе, головок; это сложная, многоглавая мышца. К таким мышцам относится, скажем, двуглавая мышца плеча, обычно именуемая бицепсом, от латинского названия musculus biceps brachii, или же, например, очень большая четырехглавая мышца бедра, занимающая его переднюю поверхность и являющаяся сильным его разгибателем. Эта мышца имеет четыре головки, отсюда ее название.

Основу мышцы составляет мышечная ткань. Отдельные ее волокна связываются в группы, группы — в пучки. Соединение пучков образует мышцу. И волокна и пучки обволакиваются тонкой пленкой соединительной ткани, которая пронизана многочисленными кровеносными сосудами и нервами.

Волокна мышечной ткани очень тонкие и длинные. Их толщина составляет одну тысячную долю миллиметра, зато длина может достигать нескольких сантиметров. В мышечных волокнах находятся сократительные волоконца. Это тоненькие ниточки, располагающиеся вдоль длинной оси мышцы. Именно они обеспечивают основную функцию мышц — свойство сокращаться. В момент сокращения мышца укорачивается, зато утолщается в поперечнике. Сократительные волоконца построены из сегментов двух видов, светлых и темных, укладывающихся полосами. Отсюда название — поперечнополосатая мышечная ткань.

Кроме свойства сокращаться мышца обладает также эластичностью и растяжимостью. Эти свойства необходимы для ее правильного функционирования. В момент любого движения часть мышцы сокращается, в то время как остальные ее участки растягиваются. После окончания движения мышцы приобретают первоначальную длину именно благодаря своей эластичности.

Окончания мышечных волокон постепенно переходят в тонкие, но прочные нити — сухожильные концы, скрепленные с костью. Некоторые мышцы прикреплены непосредственно к кости, однако есть и такие мышцы (они очень редки), которые вообще не имеют точек прикрепления, например круговая мышца рта.

Скелетные мышцы воздействуют главным образом на кости, соединенные друг с другом при помощи суставов, и создают при этом различного вида рычаги. Если между началом и окончанием мышцы расположен только один сустав, на который воздействует эта мышца, то такая мышца называется односуставной. Иногда между началом и окончанием мышцы находится несколько суставов. Мышцы этого вида называются многосуставными. Их функции очень сложны, так как при сокращении они не только перемещают те кости, к которым прикреплены, но одновременно изменяют на своем пути положение и некоторых других костей.

Сокращение мышцы может происходить при различных обстоятельствах: места прикрепления мышц в момент сокращения могут взаимно сближаться или сохранять прежнее положение с возрастающим только напряжением мышечных волокон. В первом случае мы говорим об изотоническом сокращении (не изменяется напряжение мышцы, изменяется только ее длина). Работу, которую выполняет такая мышца, принято называть динамической работой.

Второй вид работы мышцы наблюдается тогда, когда места прикрепления мышцы в момент ее сокращения не приближаются друг к другу. Длина мышцы при этом не меняется, зато возрастает ее напряжение. В этом случае мы говорим об изометрическом сокращении. Оно может иметь место, когда мы, например, держим перед собой на вытянутой руке тяжелый портфель. Эту работу мышцы мы называем статической работой. Изометрическое сокращение очень часто используется в период болезни для тренировки мышц конечностей, находящихся в гипсовых повязках. Однако обычно в организме наблюдаются оба вида мышечных сокращений, то есть таких, при которых изменяются и напряжение и длина мышцы. Эти сокращения мы называем ауксотоническими.

Работающая мышца сокращается. Это сокращение ведет к росту напряжения или к уменьшению длины мышцы. Явление это называется концентрическим сокращением. В некоторых отдельных случаях мышца выполняет работу, постепенно расслабляясь, что называется эксцентрическим сокращением. Это случается тогда, когда в действие входит сила тяжести. Для примера: человек сидит на стуле; в этот момент выпрямление ноги в колене требует работы (концентрического сокращения) четырехглавой мышцы бедра; если бы эта мышца вдруг перестала действовать, нога мгновенно и резко опустилась бы на пол под влиянием силы тяжести. В данном случае — при медленном разгибании ноги в колене — действует четырехглавая мышца бедра, постепенно расслабляясь.

Мышечная деятельность организма, как из этого следует, чрезвычайно многообразна и почти никогда не прекращается. Даже бездействуя, мышцы сохраняют некоторое напряжение, называемое мышечным тонусом.

Напряжение, которого мышца может достигнуть, зависит от степени ее растяжимости. По мере роста исходной длины мышцы напряжение в этой мышце возрастает до некоторой оптимальной величины, после чего начинает резко снижаться. Это используется для замаха перед очень сильным движением. Для примера: перед ударом по мячу нога отводится назад.

Сила мышцы зависит от величины этой мышцы в разрезе. Упрощенно можно сказать, что чем мышца толще, тем она сильнее. Сила мышцы определяется с помощью специального прибора (динамометра) в пересчете на 1 кв. см ее разреза в поперечнике. Сила, которую может развить мышца, доходит до 10 кг на 1 кв. см ее поперечника.

Мышца, поднимая тяжесть, выполняет определенную работу, прямо пропорциональную развиваемой силе и степени сокращения мышцы. Существует некая оптимальная величина нагрузки, при которой работа, выполненная в период одного сокращения мышцы, может быть наибольшей. Эта оптимальная величина равна половине той максимальной силы, которую может развить, сократившись, мышца. Закономерность эта используется при разработке упражнений с нагрузкой, нацеленных на рост мышечной силы.

Чем быстрее сокращается мышца при данной нагрузке, тем большей мощностью эта мышца обладает (работа, выполненная в единицу времени).

Рассматривая работу мышцы, следует остановиться также на эффективном объеме выполняемого движения и его частотности. С этими вопросами связано понятие выносливости, определяемой длительностью выполнения движения. Мышца, обладающая способностью в течение долгого времени многократно повторять данное движение, например сгибать руку в локтевом суставе (или же в течение долгого времени выдерживать определенную нагрузку), обладает большой выносливостью.

Каждая мышца выполняет определенную работу, в свою очередь, работа оказывает на мышцу формирующее влияние. Общеизвестно, что бездействующая мышца слабеет и атрофируется. В этом случае говорят об атрофии, вызванной бездействием. Примером может служить атрофия мышц конечности, долгое время находившейся в гипсовой повязке. Упорный труд и тренировка ведут к росту мышечной массы. Увеличиваются также сила и выносливость мышц.

Действие скелетных мышц позволяет человеку выполнять массу сложных движений. Умелое выполнение данного движения зависит от точно отрегулированных сокращений отдельных мышц и координированных действий различных мышечных групп. Это требует тесного взаимодействия с нервной системой, что обеспечивают расположенные в мышцах многочисленные нервные окончания двигательных и чувствительных нервов.

Основной функциональной единицей мышцы является так называемая нейромоторная единица. Это комплекс, в который входят нейромоторная клетка, ее моторный нейрон и группа иннервируемых им мышечных волокон. Сила сокращения мышцы регулируется меньшей или большей частотой нервных импульсов, а также меняющимся числом одновременно включенных нейромоторных единиц. Для выполнения даже очень простого движения необходима работа многих нейромоторных единиц.

Мышца получает импульсы, иначе — стимулы, приводящие ее в действие с помощью двигательных нервных волокон. При нарушении целостности такого нерва мышца становится неуправляемой. В мышцах находятся также многочисленные чувствительные нервные окончания. Они посылают в спинной и головной мозг информацию о состоянии мышц. Кроме того, мышцы обладают особой системой, регулирующей мышечное напряжение.

Сократимость мышцы — это ее самое главное функциональное свойство. Одновременно в мышце происходят химические, тепловые и электрические реакции. Для изучения мышц эти последние имеют особое значение. При помощи сложной электрической аппаратуры, к которой присоединены специальные электроды в форме пластинок или игл, в свою очередь прикрепленных к мышце, можно получить важную и обширную информацию о ее деятельности.

И статическая и динамическая работа мышцы происходит за счет совершающихся в ней реакций. Энергию, необходимую для работы, дают мышце химические преобразования, главным образом сгорание некоторых углеводных соединений.

В момент сокращения в мышце развиваются сложные химические процессы, которые можно разделить на две фазы: бескислородную и кислородную. В первой, где изменения происходят без участия кислорода, образуется молочная кислота. Окончательному результату предшествует ряд промежуточных реакций с обязательным участием производных фосфорной кислоты. Во второй фазе часть молочной кислоты под влиянием кислорода распадается на двуокись углерода и на воду.

В условиях весьма интенсивной работы мышцы, когда даже усиленный ток крови не обеспечивает достаточного поступления кислорода, скапливается избыток молочной кислоты, окисление ее значительно отстает. Это ведет к временному переокислению мышцы и нарушению ее работоспособности.

В ходе химических реакций, совершающихся в мышцах, выделяется энергия, обеспечивающая мышечную работу и дающая определенное количество тепла. Около 20 процентов энергии, высвобождающейся в результате химических реакций, затрачивается на механическую работу мышцы. Остальная энергия преобразуется в тепло, согревающее мышцу и весь организм. По этой причине температура тела во время физической работы повышается. Даже несколько энергичных движений быстро повышают температуру тела.

источник

Строение мышц человека, мышцы синергисты и антагонисты, принцип их работы

Скелетные мышцы, являясь активной частью опорно-двигательной системы, обусловливают передвижение тела в целом или перемещение его отдельных частей.

Мышца, как и все другие органы, имеет сложное строение. В состав ее входит несколько тканей.

Общее строение мышцы

Основу скелетной мышцы составляет поперечнополосатая мышечная ткань, обусловливающая свойство мышцы сокращаться. В каждой мышце различают сокращающуюся часть — мышечное брюшко, или тело, и несокращающуюся часть — сухожилие.

Как правило, мышца имеет два сухожилия, которыми она прикрепляется к костям.

Мышечное брюшко состоит из множества поперечно-полосатых мышечных волокон, образующих пучки разной толщины. В каждом пучке мышечные волокна связаны друг с другом рыхлой волокнистой соединительной тканью в виде тонкой сети. Пучки мышечных волокон соединены между собой прослойками соединительной ткани. Вся мышца снаружи покрыта также соединительной тканью.

Сухожилие мышцы построено из плотной оформленной соединительной ткани. Коллагеновые волокна сухожилий проникают в мышечное брюшко и там вокруг концов поперечно-полосатых мышечных волокон образуют несколько слоев, прочно соединяющих мышечное брюшко с сухожилием.

Мышца, как и все органы, снабжена нервами и сосудами. В составе нервов проходят двигательные (центростремительные) и чувствительные (центробежные) волокна. Нервные импульсы, передаваемые по двигательным нервам из мозга в мышцу, вызывают ее сокращение. По чувствительным нервным волокнам поступает в мозг информация из мышечных рецепторов, сигнализирующая о состоянии мышцы.

Как орган с интенсивным обменом веществ, мышца имеет хорошее кровоснабжение, интенсивность которого регулируется вегетативной нервной системой. Чаще одна и та же мышца получает кровь, а с ней и питательные вещества из нескольких артерий.

Сокращаясь, мышца укорачивается и утолщается, при этом она совершает определенную механическую работу. Величина производимой мышцей работы зависит от силы ее сокращения и величины пути, на который она укорачивается. Сила мышцы пропорциональна количеству входящих в нее мышечных волокон, а точнее — площади поперечного сечения всех мышечных волокон, образующих мышцу. Практически чем толще мышца, тем она сильнее. Величина пути, на который мышца может укорачиваться (или высота, на которую мышца поднимает груз), зависит от общей длины мышцы.

Скелетные мышцы, перекидываясь через сустав, а иногда через два или несколько суставов, прикрепляются своими концами к разным костям. Укорочение мышцы во время сокращения сопровождается сближением ее концов и костей, к которым мышца прикреплена. Кости во время их перемещения вместе с суставами, в которых происходит движение, и мышцами выполняют роль рычагов.

Мышцы синергисты и антагонисты

В осуществлении каждого движения участвует обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы, например передние мышцы плеча, сокращаются, а мышцы противоположной группы (задние) в это время расслабляются. Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц обеспечивается плавность движения.

Мышцы синергисты и антагонисты при сгибании руки в локте

Мышцы, производящие одну и ту же работу — одно и то же движение в данном суставе, называются синергистами, а мышцы, действующие в противоположном направлении — антагонистами. Так, все мышцы, вызывающие сгибание в плечевом суставе, будут между собой синергистами, разгибатели этого сустава, по отношению друг к другу — синергисты. Но две эти группы мышц — сгибатели и разгибатели — одна по отношению к другой являются антагонистами.

Антагонистическое действие мышц — существенно важное приспособление в работе двигательного аппарата. При каждом движении напрягаются не только мышцы, совершающие его, но и их антагонисты, противодействующие тяге и тем придающие движению точность и плавность.

Рефлекторный характер сокращений мышц

Согласованное чередование сокращения и расслабления разных групп мышц и, следовательно, координация всех движений осуществляется нервной системой и носит рефлекторный характер. Если мы, например, наступили на что-нибудь острое или прикоснулись к чему-нибудь горячему, то руку или ногу мы отдернем еще до того, как возникнет ощущение боли.

Колющий предмет или горячее тело раздражают рецепторы кожи. Возбуждение, возникающее в них, по центростремительным нейронам передается в центральную нервную систему, где осуществляется передача возбуждения на центробежные нейроны, и в мышцу поступает импульс, вызывающий сокращение мышц, отдергивающих ногу или руку. В то же время в мышцах-антагонистах возникает торможение и они расслабляются. Иногда мышцы-сгибатели и разгибатели одновременно могут находиться в расслабленном (рука свободно свисает вдоль тела) или сокращенном (рука зафиксирована в согнутом в локтевом суставе положении) состоянии.

Часто мышечные рефлексы возникают в ответ на раздражение рецепторов, находящихся в самих мышцах или сухожилиях. Примером может служить коленный рефлекс. Многие более сложные действия нашей повседневной жизни, например, ходьба, осуществляются в результате согласованного действия не одного органа, а целой группы органов опорно-двигательной системы, что осуществляется благодаря согласующей работе нервной системы.

Работа и отдых мышц

При сокращении мышца производит работу, которую можно измерить. Для этого величину груза, поднимаемого мышцей, умножают на высоту его поднятия. Работа мышцы равна нулю, если мышца сокращается без груза. По мере увеличения груза работа увеличится, а затем, достигнув определенного уровня, будет постепенно снижаться. При очень большом грузе, который мышца не способна поднять, работа вновь становится равной нулю. Если мы возьмем средний для данной мышцы груз и будем его поднимать с разными частотами, то обнаружим, что наибольшая работа мышцы будет наблюдаться при среднем ритме движений.

Средние величины нагрузок и темпа неодинаковы у разных людей. Наибольшие они у людей, занимающихся физическим трудом и спортсменов. Каждый человек может путем упражнения мышц поднять пределы этих величин и, следовательно, повысить свою работоспособность. Однако работа человека зависит не только от правильного подбора нагрузки и темпа. Большое значение имеет и состояние нервной системы. Исключительно велика роль сознания, которое связано с головным мозгом. Интерес к совершаемой работе, понимание ее значения, необходимости и важности очень сильно повышают производительность труда.

Работу мышц подразделяют на статическую и динамическую. Динамической называют работу, связанную с движением (управление токарным станком, пилка дров); при ней сокращения мышц чередуются с их расслаблением. При статической работе (держание груза, поза) мышцы находятся в длительном напряжении.

Утомление и восстановление мышц

Длительная непрерывная работа мышцы вызывает постепенное снижение работоспособности — утомление. Понижение работоспособности мышц обусловлено двумя основными причинами. Первой из них является то, что нервно-мышечное соединение, по которому возбуждающие мышцу импульсы приходят к мышце с нерва, утомляется значительно раньше, чем мышечные волокна.

И.М.Сеченов установил, что восстановление работоспособности утомленных мышц происходит быстрее при переключении с одного вида работы на другой. Например, уставшая рука отдыхает быстрее, если работают мышцы другой руки. Такой отдых был назван И.М.Сеченовым активным в отличие от простого покоя. Эти факты он рассматривал как доказательства того, что утомление развивается прежде всего в нервных центрах.

Другой причиной утомления работающей мышцы является накопление в ней недоокисленных продуктов распада (молочной кислоты) вследствие недостатка кислорода, а также истощения в ней энергетических запасов. Если мышца временно прекращает работу и находится в состоянии покоя, то кровь выносит из нее продукты распада и доставляет ей питательные вещества. Утомление проходит, и мышца восстанавливает работоспособность.

источник

Сокращение мышц. Принцип работы мышцы человека.

О том, как устроена мышечная клетка и что представляет из себя мышца, Вы уже имеете понятие. Но, как же осуществляется сокращение мышцы? Что заставляет наши мышцы работать?

Говоря доступным языком, сокращение мышц происходит под воздействием нервных импульсов, которые активируют нервные клетки спинного мозга – мотонейроны, ответвления которых — аксоны подведены к мышце. Если разобраться подробнее, то внутри мышцы аксон разделяется и образует сеть ответвлений, которые, подобно электрическим контактам, «подсоединены» к мышечной клетке. Посредством таких контактов и осуществляется сокращение мышц.

Получается, что каждый мотонейрон управляет группой мышечных клеток. Такие группы получили название – нейромоторные единицы, благодаря которым человек может задействовать в работе часть мышцы. Поэтому, мы можем сознательно контролировать скорость и силу сокращения мышц.

Итак, мы рассмотрели процесс «запуска» сокращения мышц. Теперь давайте детально разберемся, что же происходит непосредственно внутри мышцы во время сокращения. Этот материал несколько сложен для восприятия, но весьма важен. Вам необходимо разобраться в нем, иначе Вы не сможете до конца уяснить, каким образом растут наши мышцы.

Сокращение мышц в грубом приближении

В первую очередь необходимо уяснить, что миофибрилла состоит из многочисленных нитей двух белков: миозина и актина, которые располагаются вдоль миофибриллы. Причем, миозин – толстые нити, а актин – тонкие нити. Этим и объясняется светло-темное полосатое строение миофибриллы (темные полосы – миозин, светлые полосы – актин).

В литературе темные участки миофибриллы получили название А-диск, а светлые участки именуются I-диск. Актиновые нити крепятся к так называемой Z-линии, которая расположена в центре I-диска. Сегмент миофибриллы между Z-линииями, включающий миозиновый А-диск называется саркомером, который можно считать некой сократительной единицей миофибриллы.

Саркомер сокращается следующим образом: при помощи боковых ответвлений (мостиков) толстые нити миозина втягивают вдоль себя тонкие нити актина.

То есть головки мостиков входят в зацепление с актиновой нитью и втягивают ее между нитями миозина. По окончанию движения головки отсоединяются и входят в новое зацепление, продолжая втягивание. Получается, что сокращение мышц – совокупность сокращений множества саркомеров.

Если рассмотреть отдельно тонкую нить актина, то она представляет собой двойную спираль актиновых нитей, между которыми расположена двойная цепь тропомиозина.

Тропомиозин – это также белок, который блокирует зацепления миозиновых мостиков с актином в расслабленном состоянии мышцы. Как только нервный импульс через мотонейрон подается в мышцу, происходит смена полярности заряда мембраны мышечной клетки, в результате чего саркоплазма клетки насыщается ионами кальция (Ca++), которые высвобождаются из специальных хранилищ, находящихся вдоль каждой миофибриллы. Тропомиозиновая нить, в присутствии ионов кальция, мгновенно углубляется между актиновыми нитями, и мостики миозина получают возможность зацепления с актином – сокращение мышц становится возможным.

Однако после поступления Са++ в клетку, он тут же возвращается в свои хранилища и происходит расслабление мышцы. Только при постоянных импульсах, исходящих от нервной системы, мы можем поддерживать длительное сокращение – это состояние получило определение тетаническое сокращение мышц.

Разумеется, сокращение мышц требует энергии. А откуда же она берется, как формируется энергия, поддерживающая движение миозинового мостика? Об этом Вы узнаете в следующей статье Энергетические процессы в мышечной клетке. Энергия сокращения мышц.

Материалы данной статьи охраняются законом о защите авторских прав. Копирование без указания ссылки на первоисточник и уведомления автора ЗАПРЕЩЕНО!

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 Шея (грудинно-ключично-сосцевидная мышца). Наклон головы по сторонам, назад и вперед, поворот головы и шеи. Упражнения с отягощением для шеи. Борьба, бокс, футбол. Большая грудная мышца: ключичная, грудинная. Приведение руки вперед, внутрь, вверх и вниз. Жимовые движения, отжимания от пола и на брусьях, сведения и разведения рук на блоках. Прямая мышца живота. Наклон позвоночника вперед, разведение ребер. Все виды скручиваний из положения лежа по длинной и короткой амплитуде движения. Большая передняя, зубчатая мышца. Поворот лопатки вниз, разведение лопатки, расширение грудной клетки, подъем рук Армейские жимы, пуловер. Тяжелая атлетика, метание, прыжки с шестом Косые наружные мышцы живота. Сгибание позвоночника вперед и в стороны. Диагональные скручивания туловища, боковые наклоны. Толкание ядра, метание копья, теннис. Трапециевидная мышца. Подъем и опускание плечевого пояса, передвижение лопаток, отведение головы назад и в стороны. Гребля, жимы вверх, стойка на руках. Тяжелая атлетика, гимнастика. Широчайшие мышцы спины. Отведение руки вниз и назад, расслабление плечевого пояса, сгибание торса в стороны. Подтягивания на перекладинах и тяговые движения, гребля. Тяжелая атлетика, гимнастика. Мышцы спины: надостная мышца, малая круглая мышца, большая круглая мышца, ромбовидная. Поворот рук наружу и внутрь, помощь в отведении рук, поворот, подъем и сведение лопаток Приседы, становая, гребля, толкание ядра, плавание, футбол.

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