Строение, форма и классификация скелетных мышц

Активной частью опорно-двигательного аппарата является скелетная мышца. Ске­летная мышца — это орган, образованный поперечно-полосатой мышечной тка­нью и содержащий соединительную ткань, нервы и сосуды.

Каждая скелетная мышца или группа мышц окружена своеобразным «фут­ляром» из соединительной ткани — фасцией. На поперечном срезе мышцы легко различаются скопления мышечных волокон (пучки), которые также окружены со­единительной тканью.

Во внешнем строении мышцы различают:

сухожильную головку, соответствующую началу мышцы;

брюшко мышцы, или тело, образованное мышечными волокнами;

сухожильный конец мышцы, или хвост, с помощью которого мышца при­крепляется к другой кости.

Как правило, хвост мышцы является подвижной точкой прикрепления, а нача­ло неподвижной. В процессе движения их функции могут меняться: подвижные точки становятся неподвижными и наоборот. Если мышца имеет одну головку, ее называют простой, если две или больше — сложной (например, двуглавая, трех­главая и четырехглавая мышцы).

Общепринятой классификации мышц нет. Мышцы подразделяются по их по­ложению в теле человека, форме, функции и т. д.

По форме различают длинные, короткие, широкие, ромбовидные, квадрат­ные, трапециевидные и другие мышцы.

По расположению мышечных волокон различают параллельные, косые, по­перечные и круговые (сфинктеры*) мышцы. Если мышечные волокна присоеди­няются сухожилиями только с одной стороны, то мышцы называют одноперисты­ми, если с двух сторон — двуперистыми.

По функциональному назначению мышцы можно разделить на сгибатели и разгибатели, вращатели кнаружи (супинаторы) и вращатели кнутри (пронаторы), приводящие мышцы и отводящие. Выделяют также мышцы-синергисты и мышцы- антагонисты. Сокращение мышц-синергистов вызывает совместные движения, со­кращение мышц-антагонистов — противоположные движения.

По месту расположения мышц, т. е. по их топографо-анатомическому при­знаку, выделяют мышцы спины, груди, живота, головы, шеи, верхних и нижних ко­нечностей. Всего различают 327 парных скелетных мышц и 2 непарных. Все вместе они составляют около 40 % массы тела человека.

Основные свойства мышц

Основными свойствами мышц являются сократимость, возбудимость и лабиль­ность.

Сократимость заключается в способности мышцы укорачивать или раз­вивать мышечное напряжение. Напряжение или сокращение происходит под влиянием нервного импульса, приходящего в мышцу через нервно-мышечный синапс**.

* Сфинктер — мышца в виде кольца, функция которой заключается в перекрытии про­света полого органа

** Синапсы (греч. synapsis — соединение, связь) — специализированные функцио­нальные контакты между возбудимыми клетками, служащие для передачи и преобразо­вания сигналов.

Мышечные сокращения могут быть изотоническими и изометрическими.

Изотоническое сокращение при неизменном напряжении мышцы выражает­ся в уменьшении ее длины и увеличении поперечного сечения. Изометрическое мышечное сокращение заключается в усилении напряженности мышцы при не­изменной длине, например, сокращение мышцы конечности, оба конца которой закреплены неподвижно.

В естественных условиях в организме к мышце посылается всегда серия им­пульсов, мышечные сокращения носят смешанный характер, и движения человека сопровождаются как изотоническими, так и изометрическими сокращениями.

В экспериментальных условиях для мышечного сокращения достаточно одно­го нервного импульса. Такое сокращение мышцы называют одиночным, оно про­текает очень быстро, в пределах нескольких десятков миллисекунд. Одиночные сокращения суммируются в одно более продолжительное сокращение, которое называется тетаническим сокращением, или тетанусом. Именно тетанус обес­печивает длительность и плавность мышечных сокращений.

В ответ на раздражение в мышце развивается процесс возбуждения. Уровень возбудимости мышцы является одним из важнейших функциональных показате­лей, характеризующих функциональное состояние всего нервно-мышечного аппа­рата. Процесс возбуждения мышцы сопровождается изменением обмена веществ в клетках мышечной ткани и соответственно изменением ее биоэлектрических особенностей.

Лабильность — скорость или длительность протекания процесса возбужде­ния в возбудимой ткани. Этот термин был впервые предложен российским фи­зиологом Н. Е. Введенским. Мышечные волокна обладают значительно меньшей лабильностью в сравнении с нервными волокнами, но большей, чем лабильность синапсов.

Уровни возбудимости и лабильности мышцы не являются постоянными и ме­няются при действии различных факторов. Например, небольшая физическая на­грузка (утренняя зарядка) повышает возбудимость и лабильность нервно-мышеч­ного аппарата, а значительные физические и умственные нагрузки понижают.

Сила мышц

Сила мышц измеряется тем максимальным напряжением, которое она способна развить в условиях изометрического сокращения. Величина напряжения зависит от количества и толщины мышечных волокон, образующих мышцу.

Количество и толщина мышечных волокон определяются по физиологическо­му поперечнику мышцы, под которым понимается площадь поперечного разреза мышцы (см²), проходящего через все мышечные волокна. Толщина мышцы не всег­да совпадает с ее физиологическим поперечником. Например, при равной толщине мышцы с параллельным и перистым расположением волокон значительно отлича­ются по физиологическому поперечнику. Перистые мышцы имеют больший попе­речник и обладают большей силой сокращения. Характеризует силу мышц также ее анатомическая толщина (анатомический поперечник), представляющая собой площадь поперечного сечения мышцы. Чем толще мышца, тем она сильнее.

Влияние мышечной работы на функциональное состояние физиологических систем организма

Мышечная работа влияет на все стороны жизнедеятельности организма, по­скольку она связана с большими энергетическими затратами организма: уве­личивается интенсивность обмена веществ и энергии, приток кислорода в ор­ганизм, более напряженно функционирует сердечно-сосудистая система и т. д. Например, энергетические затраты организма в покое в среднем составляют 4,18 кДж/кг массы, при легкой работе (учителя, канцелярские служащие и др.) требуется уже более 8,36 кДж/кг массы, работа средней тяжести (маляры, тока­ри, слесари и др.) — 16,74 Дж/кг. Тяжелая физическая работа увеличивает расход энергии до 29,29 Дж/кг. В покое объем воздуха, прошедший легкие за 1 мин, со­ставляет 5-8 л, при физических нагрузках он может увеличиваться до 50-100 л. Мышечная работа увеличивает также нагрузку на сердце. В покое оно при каж­дом сокращении выбрасывает в аорту до 60-80 мл крови, при усиленной работе количество крови возрастает до 200 мл.

Таким образом, мышечная работа оказывает широкое активизирующее вли­яние на все стороны жизнедеятельности организма, что имеет большое физио­логическое значение: поддерживается высокая функциональная активность всех физиологических систем, значительно повышается общая реактивность организ­ма и его иммунные качества, увеличиваются адаптационные резервы.

Физическое утомление

Длительные и интенсивные мышечные нагрузки приводят к временному сниже­нию физической работоспособности организма — утомлению. Процесс утомле­ния затрагивает изначально ЦНС, затем нервно-мышечный синапс и в послед­нюю очередь мышцу. Так, люди, которые недавно лишились руки или ноги, еще долгое время ощущают их наличие. Если им дать задание мысленно работать от­сутствующей конечностью, то они вскоре заявят о своей усталости. Следователь­но, процессы утомления у таких людей развиваются в ЦНС, поскольку никакой мышечной работы не производилось.

Утомление — это нормальный физиологический процесс, выработанный для защиты физиологических систем от систематического переутомления, которое яв­ляется патологическим процессом и ведет к расстройству деятельности нервной и других физиологических систем организма. Рациональный отдых быстро способ­ствует восстановлению работоспособности. После физической работы полезно сме­нить род деятельности, так как полный покой медленнее восстанавливает силы.