Система мышц человека - АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА

Мускулатура человека делится на два вида: гладкую (непроизвольную) и поперечно-полосатую (произвольную). Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они обеспечивают сужение или расширение сосудов, осуществляют продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря.

Поперечно-полосатые мышцы - это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела и отдельных его частей. К поперечно-полосатым мышцам относится также и сердечная мышца, обеспечивающая ритмическую работу сердца на протяжении всей жизни человека автоматически. Поперечно-полосатыми эти мышцы называются потому, что в поле микроскопа они имеют поперечную исчерченность. Основой мышц, как и всего живого вообще, являются белки. Они составляют 80-85% мышечной ткани. Главным свойством мышечной ткани, как уже говорилось, является сократимость, которая обеспечивается за счет сократительных мышечных белков - актина и миозина.

Строение мышечной ткани весьма сложно. Мышца имеет волокнистую структуру, каждое волокно - это мышца в миниатюре, совокупность этих волокон и образует мышцу в целом. В свою очередь, мышечное волокно состоит из миофибрилл. Каждая миофибрилла по длине делится на чередующиеся светлые и темные участки.

Темные участки - протофибриллы, состоящие из длинных цепочек молекул миозина, светлые - образованы еще более тонкими белковыми нитями актина. Когда мышца находится в несокращенном (расслабленном) состоянии, нити актина и миозина лишь частично продвинуты относительно друг друга, причем каждой нити миозина противостоят, окружая ее, несколько нитей актина. Более глубокое продвижение относительно друг друга обусловливает укорочение (сокращение) миофибрилл отдельных мышечных волокон и всей мышцы в целом. К мышце подходят и отходят многочисленные нервные волокна.

Двигательные {эфферентные) нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние, чувствительные волокна передают импульсы в обратном направлении, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц. Через симпатические нервные волокна осуществляется регуляция обменных процессов в мышцах, приспосабливая их деятельность к изменившимся условиям работы, адаптируя к различным мышечным нагрузкам. Каждую мышцу пронизывает разветвленная сеть капилляров, по которым поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся конечные продукты обмена.

Вся скелетная мускулатура состоит из поперечно-полосатых мышц. Скелетные мышцы снаружи покрыты плотной соединительнотканной оболочкой. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие). По форме мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. Длинные находятся главным образом на конечностях, широкие - на туловище. По направлению мышечных волокон различают мышцы с косым направлением волокон, с прямым (параллельным) ходом волокон и перистым, веерообразным. Мышцы, действие которых противоположно, называются антагонистами, однонаправленно - синергистами. Одни и те же мышцы могут выступать в различных ситуациях в том и другом качестве. Сила мышц оценивается весом груза, который она при максимальном возбуждении способна удерживать, не изменяя своей длины.

Сила мышц зависит от суммы сил мышечных волокон (их сократительной способности); количества мышечных волокон в мышце и количества функциональных единиц, одновременно возбуждающихся при развитии напряжения; исходной длины мышцы (предварительно растянутая мышца развивает большую силу); характера регуляторных влияний; условий взаимодействия с костями скелета. Сократительная способность мышцы характеризуется ее абсолютной силой (сила, приходящаяся на 1 см2 поперечного сечения мышечных волокон).

Для расчета этого показателя силу мышцы делят на площадь ее физиологического поперечника (т. е. на сумму площадей всех мышечных волокон, составляющих мышцу). У мышц с веерообразным (перистым) ходом волокон физиологический поперечник больше, чем у мышц с параллельным расположением волокон, и поэтому сила их существенно больше.

При титаническом (сильном и длительном) напряжении мышца развивает значительное усилие. Одиночное мышечное волокно способно развивать усилие приблизительно в 200-300 мг. Мышечная же система человека состоит из 15-30*106 мышечных волокон. Следовательно, они вместе могут реализовать напряжение в 20-30 т. Рекордная сила, которую может проявить, например, икроножная мышца при выполнении специальных физических упражнений при разгибании стопы, может доходить до 500 кгс. Центральная нервная система изменяет силу сокращения мышцы путем изменения количества одновременно участвующих в сокращении функциональных единиц, а также частоты поступающих к ним импульсов.

Учащение импульсов приводит к возрастанию величины напряжения. Хорошо развитая сила мышцы оказывает положительное влияние на скорость ее сокращения. Работа мышцы. В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Различают внутреннюю и внешнюю работу. Внутренняя работа связана с трением в мышечном волокне при его сокращении, движением катионов и анионов как при возбуждении, так и в процессе восстановления исходного состояния; превращением энергии при эндотермических ресинтезах.

Внешняя работа проявляется при перемещении собственного тела, груза, отдельных частей организма (динамическая работа) в пространстве. Она характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД) мышечной системы т. е. отношением производимой работы к общим энергетическим затратам (для мышц человека КПД составляет 15-20%, у физически развитых тренированных людей этот показатель несколько выше).

При статических усилиях можно говорить не о работе, как таковой, с точки зрения физики, а о работе, которую с физиологической точки зрения следует оценивать энергетическими затратами организма, его функциональных систем, расходуемыми на поддержание напряжения сокращенных мышц. В процессе двигательной деятельности динамические и статические мышечные сокращения взаимодействуют: динамическая работа может быть эффективной в том случае, если статическое напряжение определенных мышц обеспечивает определенную рабочую позу.

1-лобное брюшко затылочно-лобной мышцы; 2-круговая мышца рта; 3-подбородочная; 4-грудино-подъязычная; 5-трапецевидная; 6-трехглавая плеча; 7-прямая живота; 8-наружная косая живота; 9-лучевой сгибатель кисти; 10-натягивающая широкую фасцию бедра; 11-повздошно-поясничная; 12-гребешковая; 13-длинная приводящая; 14- портняжная; 15-прямая бедра; 16-нежная; 17-внутренняя широкая; 18- отводящая большой палец; 19-сухожилия длинной мышцы, разгибающей пальцы; 20-длинная мышца, разгибающая пальцы; 21-камбаловидная; 22-передняя большеберцовая; 23-икроножная; 24-наружная широкая; 25-короткая мышца, разгибающая большой палец; 26-длинная мышца, отводящая большой палец; 27-локтевой разгибатель кисти; 28-короткий лучевой разгибатель кисти; 29-разгибатель пальцев; 30-длинный лучевой разгибатель кисти; 31-плече-лучевая; 32-трехглавая плеча; 33-передняя зубчатая; 34-двухглавая плеча; 35-большая грудная; 36-дельтовидная; 37-передняя лестничная; 38-средняя лестничная; 39-грудино-ключичнососковая; 40- опускающая угол рта; 41-жевательная; 42-большая скуловая; 43-височная.

Рис.2 Мышцы человека (вид сзади)

1-затылочное брюшко затылочно-лобной мышцы; 2-трапецевидная; 3-дельтовидная; 4-трехглавая плеча; 5-двухглавая плеча; 6- круглый пронатор; 7 и 23- плечелучевая; 8-лучевой сгибатель кисти; 9-длинная ладонная; 10-локтевой сгибатель кисти; 11-поверхностный сгибатель пальцев; 12 и 16- полуперепончатая; 13-полусухожильная; 14-нежная; 15-двухглавая бедра; 17-икроножная; 18-камбаловидная; 19-большая ягодичная; 20-короткая мышца, отводящая большой палец; 21- средняя ягодичная; 22-наружная косая живота; 24- широчайшая спины; 25-передняя зубчатая; 26-большая круглая; 27-малая круглая; 28-подостная; 29-грудино-ключично-сосковая; 30-ременная головы; 31-жевательная; 32-полуостистая головы; 33-височная.