Перистые мышцы примеры. Виды и строение мышц человека

Физиология мышц

Мышцы: Предмет, казалось бы, простой. Во всяком случае, проще чем легкие или печень. Там все так сложно, что черт голову сломит. Тем не менее, простота мышц обманчива. Все они изучены и подсчитаны. Да вот беда до сих пор наука так и не выяснила, почему же они сокращаются и за счет чего растут. А если бы выяснила, то что? Вот тогда мы бы «штамповку» Шварценеггеров поставили на поток! А как же иначе? Тогда бы у нас была в руках методика, которая бьет точно в цель. Пока же мы вынуждены, как выражаются артиллеристы, стрелять «по площадям». Бабахнули в белый свет как в копеечку и ждем - авось попало! Ну да ладно, давайте поговорим хотя бы о том, что нам известно наверняка - о строении и физиологии мышц. Эта тема, поверьте, способна подарить нам немало важных практических выводов.

Строение мускулов

Даже поверхностный взгляд на хорошо развитую мускулатуру и тот обнаруживает, что не все мышцы устроены одинаково. Вообще-то говоря, из почти семисот мускулов человеческого тела (многие из них парные) «невооруженным глазом» можно увидеть лишь малую часть. Эти последние делятся на три основных типа: веретенообразные (или ременные), перистые и сходящиеся (веерообразные). Ременные мышцы крепятся к сухожилиям с обоих концов и состоят из мышечных волокон, расположенных параллельно друг другу. Примером таких мышц служат бицепс предплечья и портняжная мышца, входящая в состав квадрицепса. Волокна перистых мышц крепятся к сухожилию либо с одной его стороны, либо с двух. В анатомическом атласе или на модели такие мышцы похожи на большие перья, «черенком» которых служит сухожилие. Примеры: дельтовидная мышца и прямая бедра (которая тоже входит в квадрицепс).

Сходящиеся мышцы - например, веерообразная большая грудная - имеют узкую область прикрепления на одном конце и широкую на другом. Как правило, мышцы с параллельным расположением волокон (скажем, веретенообразный бицепс) могут обеспечить больший диапазон движения вокруг сустава. Зато перистые мышцы создают куда большее усилие, поскольку у них к сухожилию обычно крепится больше волокон. предназначены для того, чтобы создавать усилие, другие - для «размаха», то есть, чтобы задать диапазон движения. Но все они состоят из двух основных разновидностей волокон: умеющих быстро сокращаться (по научному, тип IIA, IID или IIX, и IIB, самые мощные) и таких, которые сокращаются медленно (тип I, обеспечивающий выносливость). Чем отличаются «быстрые» волокна от «медленных»? Тип волокна определяется той частью мышечной клетки, которая сокращается. А именно - протеином под названием миозин. Чтобы лучше понять действие миозина, представьте себе гидравлический амортизатор автомобиля. Амортизаторы роскошного лимузина устроены так, чтобы «сглаживать» помехи при движении -тогда машина движется ровно и плавно. В спортивном же автомобиле передача энергии амортизатором происходит быстро и прерывисто, чтобы водитель мог своевременно и правильно отреагировать на помеху. Так же и разные типы миозина - они обеспечивают быстрое сокращение, высокую выносливость или некую комбинацию обоих факторов. Кстати, куриные грудки содержат в основном миозин второго типа. Так что можете как-нибудь удивить официанта в ресторане: «Подайте, пожалуйста, типа II!» У большинства из нас от рождения примерно поровну «быстрых» и «медленных» волокон.

Мало того - почти во всех мышцах их поровну. Исключение составляют камбаловидная, состоящая в основном из «медленных» волокон, поверхностная мышца икры, состоящая по большей части из «быстрых» волокон, и, как ни странно, трицепс (тоже в основном из «быстрых»). С другой стороны, когда ученые взялись изучать строение мышц у спортсменов, то открылась любопытная вещь: у спринтеров доминируют, в основном, «быстрые» волокна, а у марафонцев (их «антиподов» по типу метаболизма) «медленные». В чем тут дело, мы пока не знаем. То ли все дело в генетике, то ли это соотношение изменяется под действием тренировок? Чтобы проверить последнее предположение, ученые проводили специальные опыты, и они, в самом деле, показали, что один тип волокон может «превращаться» в другой. Вместе с тем, нельзя отрицать, что многое зависит и от наследственности. Так что, истина, наверное, лежит где-то посередине. Но какой же тип волокон нужен культуристу? Сразу и не ответишь. Вообщето, у культуристов в мышцах обнаружено не так уж много волокон типа IIB. Похоже, что тренировки, действительно, способствуют превращению волокон типа IIB в тип IIА.

Конечно, вам как культуристу прогресс не заказан, если «быстрые» волокна не доминируют в ваших мышцах. Но совершенно очевидно, что 90% «медленных» волокон хорошей погоды вам в бодибилдинге не сделают. С таким раскладом лучше податься в марафонцы. А если серьезно, то, пожалуй, лучше всего - соотношение «пятьдесят на пятьдесят». И для проработки всех надо разнообразить свои упражнения: один единственный сет, выполняемый до «отключки», успеха не принесет. Лучше тренироваться по циклической системе, меняя количество сетов, время отдыха, порядок упражнений и так далее. Короче говоря, заставьте мускулатуру трудиться «под разными углами».

Рост скелетных мышц

Конечно, это любимая тема всякого бодибилдера. И перед каждым стоит вопрос на миллион долларов: чем конкретно стимулируется мышечный рост? Я и сам частенько задаю его себе. Ученые словно пытаются сложить картинку-головоломку. Но до сих пор удалось состыковать только крайние кусочки, а суть проблемы остается неразгаданной. Мы знаем вот что: чтобы мышцы росли, мышечные волокна нужно «разрывать» или «повреждать».

Если с утра до вечера делать легкие упражнения, вы так и останетесь без мышц. Для роста нужна интенсивность и полная отдача, а значит, элемент «повреждения». Вот почему так важна негативная фаза повторения. Больше всего волокон повреждается именно здесь. Эти повреждения служат причиной так называемой «запаздывающей» мышечной боли, которая продолжается несколько дней после интенсивной тренировки. И все же не стоит брать на вооружение правило «без боли нет роста». По мере адаптации к нагрузкам боль будет ощущаться меньше. А повреждение волокон по-прежнему будет возникать и заживляться (если вы отведете достаточно времени на восстановление).

Еще одно правило: не злоупотребляйте негативными повторениями. Это, безусловно, ударный прием - но на одной негативной фазе далеко не уедешь. А знаете ли вы, какие клетки после мышечных волокон занимают для культуриста второе место по важности? Это клетки-спутники, расположенные вокруг мышечных волокон. Они предназначены для того, чтобы восстанавливать волокна, поврежденные на тренировке. Они тоже вносят свой вклад в рост «массы», могут делиться и срастаться друг с другом, образуя новые волокна. Это и есть та самая таинственная гиперплазия мышц. У подопытной собаки, которую экспериментаторы заставляют таскать на себе тяжести, тоже происходит гиперплазия волокон.

Ну а как насчет нас, двуногих? Мы же не можем несколько лет тренировать людей, потом убивать, как лабораторных крыс, и посчитывать мышечные волокна ! Так что приходится искать в науке обходные пути. К примеру, тончайшей иглой прокалывать мышечную ткань, чтобы взять своего рода «пробу». Такие исследования показали, что различные мышцы - дельтовидная, трицепс, бицепс и другие - растут у культуристов, участвующих в опыте, отчасти благодаря гиперплазии. Но это вовсе не значит, что у всех культуристов мышечные волокна подвергаются гиперплазии. Обследовали-то профессионалов. А вот когда взялись за любителей, ничего подобного не обнаружили, хотя ребята они сами по себе были далеко не хилые. Вот и выходит, что у одних есть гиперплазия, а у других нет. Может, первые больше тренируются, принимают андрогены или уже родились с такими способностями? А может, верно и то, и другое, и третье. Короче, никакой ясности. В любом случае, чемпион - это явно непростой парень. Очень вероятно, что мышцы у него устроены совсем не так, как у нас с вами. Кстати, потому он и стал чемпионом. Некоторые считают, что для роста мышц достаточно делать один сет до «отказа».

Должен заметить, что научная практика абсолютно не подтверждает этого заявления. Может, одного сета, в самом деле, хватит для новичка или моей бабушки. Но чтобы стать таким как Ятс? Не смешите меня. Представьте себе тренера, который говорит Майклу Джонсону (мировому рекордсмену на 200-метровой дистанции и олимпийскому чемпиону), что на тренировке ему нужно только разок пробежать свои 200 метров, а потом он может отправляться домой отдыхать. Как вы думаете, что чемпион ему ответит? То-то же! В общем, если вам нужна волшебная палочка, вы ее не найдете. У каждого из нас своя наследственность и свои биохимические особенности организма. И чтобы добиться в культуризме хоть мало-мальски приличных результатов, надо испробовать разные способы. Вот одно из моих правил: «Твое тело - это твоя лаборатория. Работай, и оно само тебе подскажет твой путь!»

Знание основ анатомии, строения собственного тела вместе с пониманием смысла и структуры тренировок позволяет повысить результативность занятий спортом во много раз - ведь любое движение, любое спортивное усилие совершается при помощи мышц. Кроме того, мышечная ткань является значительной частью массы тела - у мужчин на её долю приходится 42-47% от сухой массы тела, у женщин - 30-35%, при чём физические нагрузки, в особенности спланированные силовые тренировки увеличивают удельный вес мышечной ткани, а физическое бездействие - напротив, его уменьшает.

Виды мышц

В организме человека имеется три вида мышц:

• скелетные (их ещё называют поперечно-полосатыми);
• гладкие;
• и миокард, или сердечная мышца.

Гладкие мышцы формируют стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Их отличительной особенностью является то, что они работают независимо от сознания человека: усилием воли невозможно остановить, например, перистальтику (римичные сокращения) кишечника. Движения таких мышц медленные и однообраные, зато они непрерывно, без отдыха, работают всю жизнь.

Скелетная мускулатура ответственна за поддержание тела в равновесии и выполнение разнообразных движений. Вам кажется, что вы «просто» сидите в кресле и отдыхаете? На самом деле в это время десятки ваших скелетных мышц работают. Работой скелетной мускулатуры можно управлять усилием воли. Поперечно-полосатые мышцы способны быстро сокращаться и столь же быстро расслабляться, однако интенсивная деятельность сравнительно быстро приводит к их утомлению.

Сердечная мышца уникальным образом сочетает в себе качества скелетной и гладкой мускулатуры. Так же как и скелетные мышцы, миокард способен иненсивно работать и быстро сокращаться. Так же как и гладкие мышцы, он практически неутомим и не зависит от волевого усилия человека.

Кстати, силовые тренировки не только «лепят рельеф» и увеличивают силу наших скелетных мышц - они также косвенно улучшают и качество работы гладкой мускулатуры и сердечной мышцы. Кстати, это привордит и к эффекту «обратной связи» — укреплённая, развитая путём тренировок выносливости сердечная мышца работает интенсивнее и эффективнее, что выражается в улучшении кровоснабжения всего организма, в том числе и скелетных мышц, колторые благодаря этому могут переносить ещё большие нагрузки. Тренированные, развитые скелетные мышцы формируют мощный «корсет», поддерживающий внутренние органы, что играет не последнюю роль в нормализации процессов пищеварения. Нормальное пищеварение в свою очередь означает нормальное питание всех органов тела, и мышц в частности.

Различные типы мышц отличаются по своему строению, мы же рассмотрим подробнее строение скелетной мышцы, как связанной непосредственно с процессом силовой тренировки.

Заострим внимание на скелетных мышцах

Основной структурной составляющей мышечной ткани является миоцит - мышечная клетка. Одной из отличительных черт миоцита является то, что его длина в сотни раз превосходит его поперечное сечение, поэтому миоцит называют также мышечным волокном. От 10 до 50 миоцитов соединяются в пучок, а из пучков формируется собственно мышца - в бицепсе, например, до миллиона мышечных волокон.

Между пучками мышечных клеток проходят мельчайшие кровеносные сосуды - капилляры, и нервные волокна. Пучки мышечных волокон и сами мышцы покрыты плотными оболочками из соединительной ткани, которые на концах своих переходят в сухожилия, прикрепляющиеся к костям.

Основное вещество мышечной клетки называется саркоплазмой. В неё погружены тончайшие мышечные нити - миофибриллы, которые и являются сократительными элементами мышечной клетки. Каждая миофибрилла состоят из тысяч элементарных частиц - саркомеров, основной особенностью которых является способность сокращаться под воздействием нервного импульса.

В ходе целенаправленных силовых тренировок увеличивается как количество миофибрилл мышечного волокна, так и их поперечное сечение. Сначала этот процесс приводит к увеличению силы мышцы,затем - и к увеличению её толщины. Однако количество самих мышечных волокон остаётся прежним - оно обусловлено генетическими особенностями развития организма и в течении жизни не меняется. Отсюда можно сделать вывод и о различных физических перспективах спортсменов - те из них, чьи мышцы состоят из большего количества волокон, имеют больше шансов увеличить толщину мышц за счёт силовых тренировок, чем те спортсмены, чьи мышцы содержат меньше волокон.

Итак, сила скелетной мышцы зависит от её поперечного сечения - то есть от толщины и количества миофибрилл, формирующих мышечное волокно. Однако возрастают показатели силы и мышечной массы не одинаково: при увеличении мышечной массы в два раза, сила мышц становится в три раза большей, и единого объяснения этого феномена у учёных пока что нет.

Типы волокон скелетной мышцы

Волокна, формирующие скелетные мушцы, делятся на две группы: «медленные», или ST-волокна (slow twitch fibers) и «быстрые», FT-волокна (fast twitch fibers). ST-волокна содржат большое количество белка миоглобина, имеющего красный цвет, поэтому их ещё называют красными волокнами. Это - выносливые волокна, но работают они при нагрузке в пределах 20-25% от максимальной силы мышц. В свою очередь, FT-волокна содержат мало миоглобина, поэому их называют ещё «белыми» волокнами. Они сокращаются в два раза быстрее «красных» волокон и способны развить в 10 раз большую силу.

При нагрузках менее 25% от максимальной мышечной силы сначала работают ST-волокна, а потом, когда наступит их истощение - в работу включаются FT-волокна. Когда и они израсходуют энергетический ресурс, наступит их истощение и мышце потребуется отдых. Если же нагрузка изначально велика - одновременно работают оба вида волокон.

Однако не стоит ошибочно ассоциировать типы волокон со скоростью движений, которые выполняет человек. То, какой тип волокон преимущественно задействован в работа в данный момент, зависит не от скорости выполняемого движения, а от усилия, которое необходимо затратить на данное действие. С этим связано и то обстоятельство, что разные типы мышц, выполняющие различные функции, имеют пазное соотношение ST- и FT-волокон. В частности, бицепс - мышца, выполняющая преимущественно динамическую работу, содержит больше FT-волокон, чем ST. Напротив, камбаловидная мышца, испытывающая в основном статические нагрузки, состоит главным образом из ST-волокон.

Кстати, как и общее количество мышечных волокон, соотношение ST/FT волокон в мышцах конкретного человека является генетически обусловленным и сохраняется постоянным на протяжении всей жизни. Это также объясняет врождённые способности к определённым видам спорта: у самых «талантливых», выдающихся бегунов-спринтеров икроножные мышцы на 90% состоят из «быстрых» волокон, а у марафонцев - напротив, до 90% этих волокон - медленные.

Впрочем, несмотря на то, что природное количество мышечных волокон, а также соотношение их быстрой и медленной разновидностей изменить невозможно, грамотно спланированные и настойчивые тренировки заставят мышцы приспособляться к нагрузкам и непременно принесут результат.

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:

Скелетные мышцы имеют наибольший удельный вес среди остальных и формируют активную часть опорно-двигательного аппарата человека. Относятся к классу поперечно-полосатых тканей. Анатомия мышц данного вида ткани отличается поперечным чередованием светлых (актиновых) и тёмных (миозиновых) волокон. Светлые волокна сокращаются быстрее тёмных, но и менее выносливы по сравнению с тёмными волокнами. Скелетная мускулатура может сокращаться произвольно под воздействием соматической нервной системы человека. Гладкие мышцы образуют мускулатуру большинства внутренних органов, как например: желудок, кишечник, кровеносные сосуды, дыхательные пути. Особенности гладких мышц заключаются в неупорядоченным чередовании красных и белых волокон. Кроме последовательности мышечных волокон, гладкие мышцы характеризуются более медленными и непроизвольными сокращениями под воздействием химических медиаторов (адреналин, ацетилхолин). Сердечные мышцы - их строение и функции схожи с поперечно-полосатыми, однако наличие некоторых особенностей их строения позволяют выделить их в отдельную группу. Во-первых, клетки сердца меньше поперечно-полосатых клеток и ограждаются друг от друга специальными вставочными дисками, чего нет у скелетной мускулатуры. Кроме того, сердечная мышца может сокращаться и спонтанно, а не только в ответ на раздражающие факторы. Скорость сокращений занимает среднее значение между сократительной способностью гладких и скелетных мышечных волокон.

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

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.

Зависимость деятельности мышц от нервной системы . Если рассмотреть под микроскопом тонкий срез скелетной мышцы , то можно увидеть, что в нее входит нерв, который ветвится в ее ткани и в конце концов разделяется на отдельные отростки нейронов. Каждый отросток оканчивается в группе мышечных волокон (рис. 45). Возбуждение, проводимое по нерву в мышцу, передается на ее волокна. В результате они сокращаются.

Движения в суставах. При сгибании руки в локте крупная мышца, расположенная на внутренней стороне плеча, утолщается. Это двуглавая мышца (рис. 46 , 1). Она прикреплена двумя верхними сухожилиями к лопатке, а нижним - к предплечью. Сокращаясь, двуглавая мышца притягивает предплечье к плечу и рука сгибается в локтевом суставе. Другие мышцы, лежащие на передней поверхности плеча, вместе с двуглавой осуществляют сгибание руки в локте.

Противоположное действие оказывает сокращение трехглавой мышцы (2), расположенной на задней поверхности плеча. От ее верхнего конца отходят три сухожилия: одно из них прикрепляется к лопатке, а два других - к задней поверхности плечевой кости . От нижнего конца трехглавой мышцы отходит сухожилие. Оно проходит по задней поверхности локтевого сустава и прикрепляется к локтевой кости.

При сокращении этой мышцы рука разгибается в локте и выпрямляется. Когда мы вытягиваем руку, трехглавая мышца хорошо прощупывается.

Двуглавая и другие действующие совместно с ней мышцы - это сгибатели руки в локтевом суставе, а трехглавая - разгибатель.

В суставах движения совершаются благодаря двум противоположно действующим группам мышц - сгибателям и разгибателям.

Согласованность деятельности мышц - сгибателей и разгибателей . Взаимодействие сгибателей и разгибателей суставов осуществляется благодаря центральной нервной системе.

Сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. Стоит нам, например, случайно прикоснуться рукой к горячему предмету, и мы сразу же отдергиваем руку. Как это происходит? При температурном раздражении рецепторов кожи в них возникает возбуждение. Оно проводится по длинным отросткам центростремительных нейронов в центральную нервную систему, где передается на центробежные нейроны. По их длинным отросткам возбуждение попадает в мышцы и вызывает их сокращение.

При ходьбе, беге, а также при выполнении человеком любой работы в его суставах происходят последовательные сгибания и разгибания. Этим и объясняются разнообразные движения нашего тела.

Подходящие к мышцам нервы состоят из отростков нейронов, тела которых находятся в сером веществе центральной нервной системы (см. рис. 19).

Возбуждение, проводящееся по нервам в мышцы - сгибатели сустава, вызывает их сокращение. Тогда в нейронах, отростки которых входят в мышцы - разгибатели того же сустава, развивается нервный процесс, противоположный возбуждению, - торможение, и эти мышцы расслабляются. Затем возбуждение возникает в нейронах, отростки которых заканчиваются в мышцах-разгибателях, вызывая их сокращение. Это ведет к торможению в нейронах, отростки которых заканчиваются в мышцах-сгибателях.

Таким образом, сокращение одной группы мышц влечет за собой расслабление другой. Мышцы - сгибатели и разгибатели суставов при ходьбе, физическом труде и других сложных движениях действуют согласованно благодаря взаимодействию процессов возбуждения и торможения.

Бывает, что мышцы - сгибатели и разгибатели сустава одновременно находятся в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. Но возможно одновременное сокращение мышц - сгибателей и разгибателей сустава. Тогда он закрепляется в определенном положении.

Основные группы мышц человеческого тела . Функции различных групп мышц очень разнообразны. Их согласованная деятельность обусловливает движения нашего тела. На рисунке 47 показаны основные группы мышц тела человека.

Мышцы конечностей играют главную роль в передвижении и выполнении различных видов физической работы. Особенно разнообразны движения руки, которая для человека стала органом труда.

Движения в плечевом суставе происходят благодаря сокращению мышц, прикрепляющихся одним концом к костям плечевого пояса , а другим - к плечу. О том, как расположены сгибатели (1) и разгибатели (2) локтевого сустава руки, вы уже знаете. Очень точные движения пальцев человека происходят благодаря сокращениям и расслаблениям многих мышц, расположенных на предплечье (3), запястье (4) и пясти. Эти мышцы связаны с костями пальцев длинными сухожилиями.

Мышцы ног человека обладают большей массой, - значит, они и сильнее, чем мышцы рук. Это понятно; нижние конечности выполняют функцию ходьбы и выдерживают всю тяжесть тела. Очень сильно развита у человека икроножная мышца (5), расположенная на задней стороне голени. Сокращаясь, эта мышца сгибает ногу в колене, поднимает пятку и поворачивает стопу наружу. Эти движения играют очень важную роль при ходьбе и беге.

Большого развития достигают у человека и ягодичные мышцы (6). Они прикреплены к тазовым и бедренным костям . Находясь в напряжении, ягодичные мышцы закрепляют тазобедренный сустав . Это играет большую роль в сохранении нашим телом вертикального положения.

Мышцы спины вместе с мышцами нижних конечностей принимают участие в удержании тела человека в вертикальном положении и выполняют ряд других функций. Мышцы, расположенные на задней стороне шеи (7), прикреплены одним концом к черепу, а другим - к костям туловища. Находясь в напряжении, они поддерживают голову, не давая ей опускаться. В сохранении телом вертикального положения важное значение имеют мышцы спины, которые тянутся вдоль позвоночника и прикрепляются к его отросткам, направленным назад. Благодаря сокращению этих мышц туловище также может прогибаться назад.

Мышцы груди участвуют в движениях верхней конечности и в дыхательных движениях. Так, большая грудная мышца (8) принимает участие в опускании руки и в глубоком дыхании.

Мышцы живота (9) выполняют разнообразные функции. С сокращением различных групп этих мышц связаны наклоны туловища вперед и в стороны, его повороты вправо и влево.

При совместном сокращении этих мышц стенка живота надавливает на внутренние органы брюшной полости и сжимает их, словно пресс.

Мышцы головы по функциям разделяют на две группы. Это жевательные (рис. 48 , 1) и мимические (2, 3 и рис. 47 , 10) мышцы.

Радость, огорчение, восторг, отвращение, раздумье, гнев, ужас, удивление - все это изменяет выражение лица человека. Такие выразительные движения лица - мимика - вызываются сокращениями и расслаблениями мимических мышц, прикрепляющихся обычно одним концом к костям черепа, а другим - к коже. Мимические мышцы достигают высокого развития только у человека и обезьяны.

Жевательные мышцы, сокращаясь, поднимают нижнюю челюсть. Кроме того, эти мышцы, действуя попеременно, вызывают ограниченные движения нижней челюсти вправо и влево, вперед и назад.

■ Сгибатели суставов. Разгибатели суставов. Торможение.

? 1. Что является причиной сокращения мышц в организме? 2. Как происходит сгибание и разгибание в суставах? 3. Чем обусловлена согласованность деятельности мышц - сгибателей и разгибателей?

! 1. По принципу каких известных вам из физики простейших машин совершается работа мышц (рис. 49)? Постарайтесь объяснить, какое значение для наших движений имеют основные закономерности действия этих машин. 2. Как должны быть расположены мышцы, сгибающие и разгибающие ногу в коленном суставе (найдите их на рис. 47)?

Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определенном положении, удерживании груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу.

Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы.

Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Их называют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трехглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему одновременно вызывает расслабление трехглавой мышцы.

Работой мышц управляет нервная система, она обеспечивает согласованность их действий, приспосабливает их работу к реальной обстановке, делает ее экономичной. Ученые установили, что деятельность скелетной мускулатуры человека имеет рефлекторный характер. Непроизвольное отдергивание руки от горячего предмета, дыхательные движения, ходьба, различные трудовые движения - все это двигательные рефлексы различной сложности.

Без работы мышцы со временем атрофируются. Однако если мышцы работают без отдыха, наступает их утомление. Это нормальное физиологическое явление. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.

Развитие утомления мышц связано прежде всего с процессами, происходящими в центральной нервной системе. Утомлению способствует и накопление в мышце в процессе работы продуктов обмена веществ. Во время отдыха кровь уносит эти вещества, и работоспособность мышечных волокон восстанавливается.

Скорость развития утомления зависит от состояния нервной системы, ритма работы, величины нагрузки, тренированности мышц.

Постоянные занятия спортом, физическим трудом способствуют увеличению обьема мышц, возрастанию их силы и работоспособности.

Гладкие мышцы: строение и работа. Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов: желудка, кишечника, матки, мочевого пузыря и других, а также большинства кровеносных сосудов . Гладкие мышцы сокращаются медленно и непроизвольно. Они состоят из одноядерных веретеновидных клеток небольшого размера.

Основой сократимости гладких мышц, так же как и поперечно-полосатых, является взаимодействие белков актина и миозина. Однако нити актина и миозина расположены в клетках гладких мышц не так упорядочение как в поперечно-полосатых. Скорость скольжения актина относительно миозина мала: в 100 раз меньше, чем в поперечно-полосатых мышцах. Поэтому гладкие мышцы и сокращаются так медленно - в течение десятков секунд. Но благодаря этому они могут оставаться в сокращенном состоянии очень долго.

При кратковременном прекращении работы, т. е. за время отдыха, работоспособность мышц быстро восстанавливается, так как кровь удаляет из них вредные продукты обмена. У тренированных людей это происходит очень быстро. У людей, не напрягающих свой организм физическими упражнениями, кровоток в мышцах слабее, поэтому продукты обмена выносятся медленно, и после физических нагрузок люди долго ощущают боль в мышцах.

• Мышцы тренированных людей способны развивать фантастические усилия. Например, атлет-супертяжеловес смог выжать на спине штангу весом 2844 кг. Это без малого три тонны! Если же человек находится в состоянии сильного возбуждения, то его физические возможности достигают порой невероятного уровня. Во время землетрясения в Японии мать вытащила ребенка из-под завала, подняв голыми руками бетонную плиту, которую потом смогли сдвинуть лишь краном. Как усилить свои мышцы? Во-первых, под влиянием постоянных тренировок мышечные клетки постепенно увеличиваются в размерах. Это происходит за счет активного синтеза новых молекул сократительных белков - актина и миозина. Чем крупнее мышечная клетка, тем большее усилие она способна развивать, а значит, мышцы становятся сильнее. Во-вторых, необходимо тренировать нервные центры, управляющие мышцами, для того чтобы эти центры смогли одновременно вовлекать в работу большее число мышечных клеток. Этот процесс называется синхронной активацией мышц.
• Даже самые простые движения требуют участия большого числа мышц. Например, для того чтобы сделать один шаг, человеку необходимо сократить и расслабить около 300 мышц.
• Коэффициент полезного действия мышц не очень высок, и значительная часть затраченной ими энергии уходит на выработку тепла. И это вовсе не плохо. Ведь нам надо поддерживать постоянную температуру тела.

  А где взять тепло? Вот мышцы нас теплом и обеспечивают. Вспомните, когда нам холодно, мы начинаем подпрыгивать, хлопать руками и т. п. Таким образом мы заставляем мышцы интенсивнее сокращаться, а значит, вырабатывать больше тепла.

Проверьте свои знания

1. 1. Каким образом мышцы совершают работу?
2. Какая работа называется динамической? статической?
3. Какая работа совершается при удерживании груза?
4. Как работают мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели?
5. Верно ли утверждение, что вся мышечная деятельность носит рефлекторный характер? Обоснуйте свой ответ.
6. Почему мышцы устают?
7. От чего зависит скорость развития утомления мышц?

Подумайте

1. В чем различие между статической и динамической работой мышц
2. Почему длительное стояние утомительнее ходьбы?

Сокращаясь или напрягаясь, мышцы совершают работу. Различают динамическую и статическую работу. Движения в суставах обеспечиваются как минимум двумя мышцами, действующими противоположно друг другу. Работой мышц управляет нервная система, эта работа носит рефлекторный характер.

Источник: «Мышцы». Учебник для ВУЗов.

В зависимости от расположения костно-сухожильных соединений у каждой мышцы выделяют начало и прикрепление. Различия в них исключительно описательные - проксимальный конец мышцы конечности считается началом, а дистальный - прикреплением. В мышцах туловища началом считается наиболее медиальная точка. Таким образом, места начала или прикрепления не всегдa совпадают с неподвижной (punctum fixum) и подвижной (punctum mobile) точками мышцы, т. к. последние могут меняться в зависимости от выполняемого движения. При одном движении места начала и прикрепления могут многократно смещаться относительно друг друга, иногда даже одновременно. Часть мышцы около начала называется головкой мышцы, середина - брюшком мышцы, а область прикрепления - хвостом мышцы.

По различным характеристикам скелетные мышцы разделяют на несколько групп (рис. 1.14, а-з). Мышцы классифицируют:

по количеству головок - большинство мышц имеет одну головку (например, плечевая мышца, рис. 1.14, а), однако существуют двуглавые (двуглавая мышца плеча, рис. 1.14, б), трехглавые (трехглавая мышца плеча) и многоглавые мышцы (четырехглавая мышца бедра);

количеству брюшек - в большинстве случаев мышцы имеют одно брюшко, однако у некоторых мышц есть два или несколько брюшек, соединенных сухожильными перемычками. К ним относятся, например, двубрюшная мышца (рис. 1.14, д) и прямая мышца живота (рис. 1.14, в);