Яке значення має опорно-руховий апарат людини для процесу життєдіяльності?

Назвіть форми та з’єднання кісток.

Яка анатомічна будова кістки?

Хімічний склад кістки.

Охарактеризуйте вікові особливості та механізм росту кісток людини.

Класифікація суглобів

Лекція № Загальні відомості про м’язи. Основні групи м’язів людського тіла. Вікові особливості м’язового апарату людини.

План лекції

1.Біологічне значення скелетних м’язів.

2. Будова, форми, основні групи м‘язів дитини.

3..Функції м‘язів

Ключові слова: посмугований скелетний м’яз, тонус м’язів, будова м’яза, фасції, м’язові волокна, міофібрили, актин, міозин, групи м’язів, динамічна робота, статична робота, фізична втома, постава, фізіологічна постава, патологічна постава, сколіоз, кіфоз, лордоз, шкільні меблі, правильна посадка, дистанція, плоскостопість.

Література

1. Антипчук Ю.П. Анатомия и физиология ребенка. – К. Вища школа.

2. Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни. – К. Професіонал, 2004.

3. Самусев Р. П., Семин Ю.М. Анатомия человека. – М. Медицина, 1999.

ТЕКСТ ЛЕКЦІЇ

М‘язи - активна частина рухового апарата. Завдяки їм, можливі: все різноманіття рухів між ланками скелету (тулубом, головою, кінцівками), переміщення тіла людини в просторі (ходьба, біг, стрибки, обертання й т.п.), фіксація частин тіла в певних положеннях, зокрема збереження вертикального положення тіла.

За допомогою м'язів здійснюються механізми подиху, жування, ковтання, мови, м'яза впливають на положення й функцію внутрішніх органів, сприяють струму крові й лімфи, беруть участь в обміні речовин, зокрема теплообміні. Крім того, м'яза - один з найважливіших аналізаторів, що сприймають положення тіла людини в просторі й взаєморозташування його частин.

У тілі людини налічується близько 600 м'язів. Більшість із них парні й розташовані симетрично по обидва боки тіла людини. М'яза становлять: у чоловіків - 42% ваги тіла, у жінок - 35%, у літньому віці - 30%, у спортсменів - 45-52%. Більше 50% ваги всіх м'язів розташовано на нижніх кінцівках; 25-30% - на верхніх кінцівках і, нарешті, 20-25% - в області тулуба й голови. Потрібно, однак, помітити, що ступінь розвитку мускулатури у різних людей неоднакова. Вона залежить від особливостей конституції, професії й інших факторів. У спортсменів ступінь розвитку мускулатури визначається не тільки характером рухової діяльності. Систематичні фізичні навантаження приводять до структурної перебудови м'язів, збільшенню її ваги й обсягу. Цей процес перебудови м'язів під впливом фізичного навантаження має назву функціональної гіпертрофії.

Залежно від місця розташування м'язів їх поділяють на відповідні топографічні групи. Розрізняють м'яза голови, шиї, спини, грудей, живота; пояса верхніх кінцівок, плеча, передпліччя, кисті; таза, стегна, гомілки, стопи. Крім цього, можуть бути виділені передня й задня групи м'язів, поверхневі й глибокі м'язи, зовнішні й внутрішні.

Будова м'яза. М'яз - це орган, що є цілісним утворенням, який має тільки йому властиву будову, функцію й розташування в організмі. До складу м'яза як органа входять поперечносмугаста кістякова м'язова тканина - складова її основи, пухка сполучна тканина, щільна сполучна тканина, судини, нерви. Основні властивості м'язової тканини - збудження, скоротність, еластичність - найбільше виражені в м'язі як органі.

Скоротність м'язів регулюється нервовою системою. І.М. Сєченов писав: «М'яза двигуни нашого тіла, але самі по собі, без поштовхів з нервової системи, вони діяти не можуть, по-цьому поруч із м'язами в роботі бере участь завжди нервова система».

У м'язах містяться нервові закінчення - рецептори й эфектори. Рецептори - це чутливі нервові закінчення (вільні - у вигляді кінцевих розгалужень чутливого нерва або невільні - у вигляді складно побудованого нервово-м'язового веретена), що сприймають ступінь скорочення й розтягання м‘язів, швидкість, прискорення, силу руху. Від рецепторів інформація надходить у центральну нервову систему, сигналізуючи про стан м'яза, про те, як реалізована рухова програма дії, і т.п. У більшості фізичних рухів беруть участь майже всі м'язи нашого тіла. У зв'язку із цим неважко собі уявити, який величезний потік імпульсів притікає в кору головного мозку при виконанні спортивних рухів. Виникаюче при цьому відчуття частин свого тіла, так зване м'язово-суглобне почуття, є одним з найважливіших для спортсменів.

Эфектори - це нервові закінчення, по яких надходять імпульси із центральної нервової системи до м'язів, викликаючи їхнє порушення. До м'язів підходять також нерви, що забезпечують м'язовий тонус і рівень обмінних процесів. Рухові нервові закінчення в м'язах утворюють так звані моторні бляшки. За даними електронної мікроскопії, бляшка не пошкоджує оболонку, а вдавлюється в неї, між бляшкою й м‘язом утворюєть контакт - синаптичний зв'язок. Місце входу в м'яз нервів і судин називають воротами м'язів.

Кожний м'яз має середню частину, здатну скорочуватися й звану черевцем, і сухожильні кінці (сухожилля), що не здатні скорочуватись й слугують для прикріплення м'язів.

Черевце м'яза містить різної товщини пучки м'язових волокон. Кожне м'язове волокно, зовні від сарколеми, обгорнуто сполучнотканинною оболонкою - эндомізієм, що містить судини й нерви. Групи м'язових волокон, поєднуючись між собою, утворять м'язові пучки, оточені вже більш товстою сполучнотканинною оболонкою, називаної перимізієм. Зовні черевце м'яза одягнене ще більш щільним і міцним покривом, що називається фасцією. Вона побудована із щільної сполучної тканини й має досить складну будову. Відповідно до історичних даних (В.В. Кованов, 1961; А.П. Сорокін, 1973), фасції ділять на пухкі, щільні, поверхневі й глибокі. Пухкі фасції формуються під дією незначних сил тяги. Щільні фасції утворюються звичайно навколо тих м'язів, які в момент їхнього скорочення роблять сильний бічний тиск на навколишній їх сполучнотканинний футляр. Поверхневі фасції лежать безпосередньо під підшкірним жировим шаром, не розщеплюються на пластинки й «одягають» все наше тіло, утворюючи для нього своєрідний футляр. Варто помітити, що футлярний принцип будови характерний для всіх фасцій і був докладно вивчений Н.І. Пироговим.

Глибокі (власні) фасції вкривають окремі м'язи й групи м'язів, а також утворюють піхви для судин і нервів.

Усі сполучнотканинні утворення м'яза з м'язового черевця переходять на сухожильні кінці. Вони складаються із щільної волокнистої сполучної тканини, колагенові волокна якої лежать між м'язовими волокнами, щільно з'єднуючись із їх сарколемою.

Сухожилля в організмі людини формується під впливом величини м'язової сили й напрямку її дії. Чим більше ця сила, тим сильніше розростається сухожилля. Таким чином, у кожного м'яза характерне для нього (як по величині, так і за формою) сухожилля.

Сухожилля м'язів за кольором різко відрізняються від м'язів. М'язи мають червоно-бурий кольор, а сухожилля білі, блискучі. Форма сухожиль м'язів досить різноманітна, але частіше зустрічаються сухожилля циліндричної форми або плоскі. Плоскі, широкі сухожилля носять назви апоневрозів ( м'яза живота й ін.). Сухожилля дуже міцні. Наприклад, п'яткове сухожилля витримує навантаження близько 400 кг, а сухожилля чотириглавого м'яза стегна - 600 кг.

Сухожилля м'яза фіксуються або прикріплюються. У більшості випадків вони прикріплюються до окістя кісткових ланок кістяка, рухливих по відношенню один до одного, а іноді до фасцій (передпліччя, гомілки), до шкіри або до органів (м'яза очного яблука, м'яза язика). Одне із сухожиль м‘яза є місцем її початку, інше - місцем прикріплення. За початок м'яза звичайно приймається її проксимальний кінець (проксимальна опора), за місце прикріплення - дистальна частина (дистальна опора). Місце початку м'яза вважають нерухомою крапкою, місце прикріплення м'яза до рухомої ланки - рухливою крапкою. При цьому мають на увазі найбільш часто зустрічаємі рухи, при яких дистальні ланки тіла, що перебувають далі від тіла, більш рухливі, ніж проксимальні які розташовані ближче до тіла. Але зустрічаються рухи, при котрих бувають закріплені дистальні ланки тіла, і в цьому випадку проксимальні ланки наближаються до дистального. Таким чином м'яз може виконувати роботу або при проксимальній або при дистальній опорі. Варто помітити, що сила, з якою м‘яз буде притягати дистальну ланку до проксимальної й, навпаки, проксимальну до дистальної, завжди буде залишатися однаковою (по третьому законі Ньютона - про рівність дії й протидію).

М'яза, будучи органом активним, характеризуються інтенсивним обміном речовин, добре постачені кровоносними судинами, які транспортують кисень, поживні речовини, гормони й несуть продукти м'язового обміну і вуглекислий газ. У кожний м'яз кров надходить по артеріях, протікає в органи по багаточисельним капілярам, а відтікає з м'яза по венах і лімфатичним судинам. Струм крові через м'яз безперервний. Однак кількість крові й число капілярів, що пропускають її, залежать від характеру й інтенсивності роботи м'яза. У стані відносного спокою функціонує приблизно ^1/3 капілярів.

Допоміжний апарат м'язів. До допоміжного апарату м'язів відносяться фасції, фіброзні й кістково-фіброзні канали, синовіальні сумки й піхви, а також сесамовидні кістки. Фасції вкривають як окремі м'язи, так і групи м'язів. Міжм‘язеві перетинки відходять від фасцій углиб, відокремлюючи групи м'язів, і прикріплюються до кісток, утворюючи для них футляри – фіброзні канали. Якщо м'язи лежать між фасцією й кісткою, то канал називається кістково-фіброзним.

Синовіальні сумки, тонкостінні сполучнотканинні мішечки, заповнені рідиною і розташовані під м'язами, між м'язами й сухожиллями або кісткою і зменшують тертя. Синовіальні піхви розвиваються в тих місцях, де сухожилля прилягають до кістки (тобто в кістково-фіброзних каналах). Це замкнуті утворення, у вигляді муфти або циліндра які охоплюють сухожилля. Кожна синовіальна піхва складається із двох листків. Один листок, внутрішній, охоплює сухожилля, а другий, зовнішній, вистилає стінку фіброзного каналу. Між листками перебуває невелика щілина, заповнена синовіальною рідиною, що полегшує переміщення сухожилля.

Сесамовидні кістки розвиваються в товщі сухожиль, ближче до місця їхнього прикріплення. Вони змінюють кут підходу м‘яза до кістки й збільшують плече сили м'яза. Самою великою сесамовидною кісткою є надколінок.

Допоміжні апарати м'язів утворюють додатковий опор для м'язів - м'який кістяк, обумовлюють напрямок тяги м'язів, сприяють їхньому ізольованому скороченню, не дають зміщатися при скороченні, збільшують їхню силу й сприяють кровообігу й лімфотоку.

Класифікація м'язів. В основу класифікації м'язів покладений функціональний принцип, тому що величина, форма, напрямок м'язових волокон, положення м'яза залежать від виконуваної нею функції й чиненої роботи.

За формою м'яза діляться на довгі, короткі, широкі. У довгих м'язах поздовжній розмір превалює над поперечним. Вони завжди скорочуються цілком, мають незначну площу прикріплення до костей, розташовані в основному на кінцівках і забезпечують значну амплітуду їхніх рухів. У коротких м'язів поздовжній розмір лише трохи більше поперечного. Вони зустрічаються на тих ділянках тіла, де розмах рухів невеликий (наприклад, між окремими хребцями, між потиличною кісткою, атлантом і осьовим хребцем).

Широкі м'язи перебувають переважно в області тулуба й поясів кінцівок. Ці м'язи мають пучки м'язових волокон, що йдуть у різних напрямках, скорочуються як цілком, так і своїми окремими частинами; у них значна площа прикріплення до кісток. На відміну від інших м'язів вони володіють не тільки руховою функцією, але також опорною й захисною. Так, м'яза живота крім участі в рухах тулуба, актах подиху, зміцнюють стінку живота, сприяючи утриманню внутрішніх органів.

Істотне значення для роботи м'язів має напрямок їхніх волокон. За напрямком волокон виділяють м'яза з паралельними волокнами, що йдуть уздовж черевця м'яза (довгі, веретеноподібні й стрічкоподібні м'язи), з поперечними й косими волокнами. Якщо косі волокна приєднуються до сухожилля під кутом до довжини черевця з одного боку, то такі м'язи називаються однопір'ястими, якщо ж із двох сторін – двопір‘ястими. Однопір'ясті й двопірьясті м'яза мають короткі численні волокна й при своєму скороченні можуть розвивати значну силу.

М'яза, що мають кругові волокна, розташовуються навколо отворів і при своєму скороченні звужують їх (наприклад, круговий м'яз ока, круговий м'яз рота). Ці м'язи називаються сфінктерами.

М'яза скелету мають різну складність. М'яза з одним черевцем і двома сухожиллями - це прості м'яза. Складні м'язи на відміну від них мають не одне, а два, три або чотири черевця, називані голівками, і кілька сухожиль. В одних випадках ці голівки починаються проксимальними сухожиллями від різних кісткових крапок, а потім зливаються в черевце, що прикріплюється одним дистальним сухожиллям. В інших випадках м'яза починаються одним проксимальним сухожиллям, а черевце закінчується декількома дистальними сухожиллями, що прикріплюються до різних кісток. Зустрічаються м'язи, де черевце розділене одним проміжним сухожиллям або декількома сухожильними перетинками.

За положенням в тілі людини м'язи діляться на поверхневі, глибокі, зовнішні, внутрішні, медіальні й латеральні.

Виконуючи численні функції, м'язи працюють узгоджено, утворюючи функціональні робочи групи. М'язи включаються у функціональні групи за напрямком руху в суглобі, за напрямком руху частини тіла, по зміні обсягу порожнини й по зміні розміру отвору. При рухах кінцівок і їхніх ланок виділяють функціональні групи м'язів - згинальні, розгинаючі, що відводять, приводять та ін. При русі тулуба розрізняють функціональні групи м'язів - згинальні й розгинаючі, нахиляючи вправо або вліво, що скручують вправо або вліво. Стосовно руху окремих частин тіла виділяють функціональні групи м'язів, що піднімають і опускають, здійснюють рух вперед та назад.

У процесі еволюції функціональні групи м'язів розвивались парами: згинальна група формувалася разом з розгинаючої, пронуюча - разом із супінуючою і т.п. Це наочно виявляється на прикладах розвитку суглобів. Виявляється, що кожна вісь обертання в суглобі, виражаючи його форму, має свою функціональну пару м'язів. Такі пари складаються, як правило, із протилежних по функції груп м'язів. Так, одноосьові суглоби мають одну пару м'язів, двовісні - дві пари, а тривісні - три пари або відповідно дві, чотири, шість функціональних груп м'язів.

Синергізм і антагонізм у діях м'язів. М'яза, що входять у функціональну групу, характеризуються тим, що виявляють однакову рухову функцію. Зокрема, всі вони або притягують кістки - коротшають, або відпускають - подовжуються, або ж виявляють відносну стабільність напруги, розмірів і форми.

М'яза, що спільно діють в одній функціональній групі, називаються синергістами. Синергізм виявляється не тільки при рухах, але й при фіксації частин тіла і їхньому відпусканні. М'яза протилежних по дії функціональних груп м'язів називаються антагоністами. Так, м'язи-згиначі будуть антагоністами м‘язів-разгибачів, пронатори - антогоніста-ми супінаторів і т.п. Однак щирого антагонізму між ними немає. Він виявляється лише відносно певного руху або певної осі обертання.

Фіксація частин тіла досягається лише шляхом синергізма всіх м'язів, що оточують той або інший суглоб. По відношенню до суглобів розрізняють м'яза одно-, двох- та багато - суглобні. Односуглобні м'язи фіксуються до сусідніх кісток скелету переходять через один суглоб, а багатосуглобні м'яза переходять через два й більше суглобів, виконують рухи в них.

Рухова функція м'язів. Оскільки кожний м'яз фіксується переважно до кісток, то зовні рухова функція виражається у притягувані кісток, або утриманні їх.

М'яз притягає кістки, коли він активно скорочується, черевце його коротшає, місця прикріплень зближуються, проміжок між кістками й кут у суглобі зменшуються у бік тяги м'яза.

Утримання кісток відбувається при відносно постійній напрузі м'яза, майже непомітній зміні її довжини.

Якщо рух здійснюється при ефективній дії зовнішніх сил, наприклад сили ваги, то м'яз подовжується до певної межі й відпускає кістки; вони віддаляються одна від одної, причому рух їх відбувається у зворотному напрямку у порівнянні з тим, що мало місце при притяганні кісток.

Для розуміння функції кістякового м'яза необхідно знати:

З якими кістками пов'язаний м'яз; через які суглоби він проходить;

які вісі обертання перетинає; з якої сторони перетинає вісь обертання;

при якій опорі діє м'яз і де найбільш рухливе місце додатка її зусилля.

Морфофункціональний стан м'язів. Як при статичних положеннях тіла (щодо нерухомих, фіксованих позах), так і при рухах м'яз може бути в різних станах. При статичних положеннях м'яза можуть бути в таких станах: вихідному розслабленому, вихідному напруженому, вкороченому розслабленому, вкороченому напруженому й видовженому напруженому. При русі м'яз постійно змінює свої розміри, форму, напругу, тягу та ін. Вкорочення й подовження м'яза фактично пов'язане із зміною довжини її черевця. Найбільше вкорочення м'яза може відбутися на ¹/₃-¹/₂ довжини черевця м'яза, що забезпечує рух по тій амплітуді, що припустима в суглобі. Цьому сприяє те, що більшість м'язів прикріплюється поблизу су-глобів. Такі м'язи можуть змістити кістку в суглобі на більший кут, ніж ті, які прикріплюються далеко, тому що через недостатнє вкорочення (активна недостатність) м'яз може «не дотягти» кістку й перестати брати участь у своїй функціональній групі. Недостатність укорочення характерна для многосу-ставных м'язів, які не можуть забезпечити рух у суглобах відповідно до їх сумарній амплітуді. Недостатнє вкорочення багатосуглобних м'язів компенсується тягою односуглобних м‘язів-синергістів.

При подовженні односуглобні м'язи звичайно розтягуються настільки, що не перешкоджають руху кістки. Недостатність розтягування (пасивна недостатність) багатосуглобних м'язів може обмежити рух у відповідних суглобах. За допомогою спеціальних вправ можна зменшити як недостатність укорочення, так і недостатність розтягування м'язів.

Тонус м'язів. В організмі кожний кістяковий м'яз завжди знаходиться у стані певної напруги, готовності до дії. Мінімальна мимовільна рефлекторна напруга м'яза називається тонусом м'яза. Тонус м'язів різний у дітей і дорослих, у чоловіків і жінок, у осіб, що займаються й не займаються фізичною працею. Фізичні вправи підвищують тонус м'язів. Якщо тяга окремих пучків у м'язі має паралельний напрямок, то величина сили тяги всього м'яза буде дорівнювати сумі сил тяги всіх її пучків (рівнодіюча сила визначається за правилом додавання паралельних сил, спрямованих в одну сторону). Якщо ж тяга пучків м'яза розвивається під різними кутами, рівнодіюча сила визначається за правилом паралелограма сил.

У тих випадках, коли м'язи не мають прямого ходу й своїм сухожиллям обгинають кістки, зв'язування та ін., виникають додаткові напрямки тяги: від місця прикріплення м'яза - до точки опори в місця вигину й від останньої крапки - до місця початку м'яза.

Напрямок тяги функціональної групи м'язів встановлюється по тим самим правилам, що й напрямок тяги окремого м'яза.

Правильна орієнтація в напрямку тяги окремих м'язів і функціональної групи м'язів, відносно рівнодіючої сили до осей обертання суглобів сприяє визначенню дії сили м'язів і аналізу участі їх у рухах.

Важелі рухового апарату. Структура рухового апарату, що дозволяє робити рухи частин тіла, може бути уподібнена простим механізмам - важелям. Кожний важіль, як відомо, має чотири компоненти: тверде тіло, точку опори й дві сили, прикладені до твердого тіла.

Тіло людини має свої живі важелі, у яких твердим тілом виявляється кістка, точкою опори кістки служить контактна суглобна поверхня зі своєю віссю обертання, на кістку діють сили опору (наприклад, сила ваги частини тіла, сила дії партнера й т.п.) і сила тяги м'язів.

Залежно від взаєморозташування цих компонентів розрізняють три види важелів. У першому точка опори перебуває між крапками додатка протилежно діючих сил. У другому й третьому обидві сили прикладені стосовно опорної крапки на одній стороні твердого тіла - кістки. Але в другому виді важелів м'язова сила прикладена ближче до опорної крапки, чим сила ваги. Подібні важелі рухового апарата створюють виграшні умови для розвитку швидкості. У третьому виді важелів крапка додатка сили м'яза знаходиться далі крапки додатка сили ваги. Таке співвідношення компонентів важеля дало підставу до його умовної назви - «важіль сили».

У кожному із цих трьох видів важелів рух або рівновага обумовлена співвідношенням моментів діючих сил: моменту сили м'яза й моменту, наприклад сили ваги. Момент сили ваги являє собою добуток сили ваги на плече цієї ж сили.

Робота м'язів. Робота м'язів зовні виражається або у фіксаціі частини тіла, або в русі. У першому випадку говорять про так називану статичну роботу, а в другому - про динамічну роботу.

Статична робота м'язів є наслідком рівності моментів сил і називається ще утримуючою роботою. При такій роботі форма м'яза, її розміри, порушення й напруга відносно постійні.

Динамічна робота м'язів супроводжується рухом і є наслідком різниці моментів сил. Залежно від того, який момент виявиться більшим, розрізняють два види динамічної роботи м'язів: що переборює й вступає. Розрізняють ще балістичну роботу м'язів.

Зміна м'язів під вплив фізичного навантаження. Фізичні навантаження при трудових процесах, природних рухах людини, заняттях спортом впливають на всі системи організму, у тому числі й на м'язи, змінюючи їхню будову й функцію. Однак у різних видах спорту навантаження на м'язи різне як по інтенсивності, так і по обсягу. Це може бути пов'язано з повільними або швидкими рухами. У зв'язку із цим і зміни, що відбуваються в м'язах, будуть неоднакові.

 

Запитання для самоперевірки:

1. Обґрунтуйте біологічне значення скелетних м’язів.

2. Будова, форми, основні групи м‘язів дитини.

3. Зазначте функції м‘язів.