Структура и функции мышц

Благодаря мышцам, точнее, благодаря их способности сокращаться человеческий организм может выполнять различные движения, сохранять равновесие и определенное положение тела в пространстве. Мышцы, в отличие от костей и соединений, являются активным элементом аппарата движения (рис. 90).

Сократительная способность мышц обеспечивается за счет структурных элементов мышечной ткани (textus musculares), которые называются миофибриллами. От строения миофибрилл зависит поперечная исчерченность мышц — чередование светлых и темных полос, а толщина мышечных волокон зависит от количества и поперечного сечения миофибрилл. Миофибриллы состоят из повторяющихся блоков, называемых саркомерами, и располагаются параллельно длинной оси мышечного волокна. Скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной тканью, основным структурным элементом которой являются мышечные волокна — миосимпласт. Волокнами они названы из-за большой разницы между поперечным сечением (от 0,05 до 0,11 мм) и длиной мышечной клетки (до 15 см). Длина волокон зависит от длины и строения самой мышцы.

Скелетная мышца, которая также называется поперечнополосатой мышцей (по названию образующих ее волокон) или произвольной (по ее сократительным особенностям), прикрепляется непосредственно к кости или суставу при помощи сухожилия (tendo) (рис. 91). Отдельные мышцы на одном конце могут прикрепляться на костях, а на другом — на коже. Функционирование мышц заключается в их сокращении, при котором мышца укорачивается, благодаря чему точки, на которых крепится мышца, сближаются. Работой скелетных мышц можно управлять: сокращать или расслаблять в любой необходимый момент, варьировать скорость и интенсивность сокращений.

Средняя мышечная масса взрослого человека составляет примерно 30 кг у мужчин, то есть 42—47% от общей массы тела, и 17 кг у женщин — 30—35% от общей массы тела. Всего в теле человека примерно 300 мышц, которые объединены в группы в соответствии с выполняемыми ими функциями.

Мышечные волокна располагаются параллельными рядами и соединяются в пучки, которые образуют саму скелетную мышцу. Небольшие мышечные пучки покрыты тонкой соединительной тканью — эндомизием (endomysium), крупные — перимизием (perimysium), а всю мышцу в целом покрывает плотная соединительная ткань — эпимизий (epimysium). На концах мышцы переходят в сухожилия, которые обладают большей эластичностью, упругостью и прочностью, чем мышечные волокна, что позволяет избегать разрывов мышц и их отрывов от костей при интенсивной внутренней нагрузке или сильном внешнем воздействии.

Волокна составляют примерно 86—90% от общей массы мышцы. Остальные проценты делят между собой кровеносные сосуды и нервы, обеспечивающие трофику (жизнедеятельность), питание и работоспособность мышц.

В мышце выделяют головку (caput) — начальную часть, брюшко (venter) — среднюю часть и хвост (cauda) — конечную часть (рис. 91). От длины мышцы зависит степень размаха, который она может обеспечить. У каждой мышцы есть точка начала (origo) и место крепления (insertio). Форма мышц разнообразна и зависит от соотношения мышечных волокон и сухожилий. Выделяют следующие формы мышц:

1) веретенообразная мышца (m. fusiformis) (рис. 91) — мышца, сужающаяся к обоим концам и заканчивающаяся сухожилиями;

2) двуглавая/трехглавая/четырехглавая мышца (m. biceps/triceps/quadriceps) (рис. 91) — мышца, у которой при одном брюшке может наблюдаться несколько головок, имеющих разное начало и переходящих в разные сухожилия;

3) двубрюшная мышца (m. biventer/digastricus) (рис. 91) — мышца, брюшко которой делится на два промежуточным сухожилием, называемым сухожильной дугой (arcus tendineus) (рис. 91);

4) многобрюшная мышца, например прямая мышца (m. rectus) (рис. 91), — мышца, ход волокон которой прерывается одной или несколькими сухожильными перемычками (intersectiones tendineae);

5) широкая мышца (m. latus) (рис. 91) — мышца, у которой мышечные волокна имеют вид пластов, переходящих в широкое сухожилие — апоневроз (aponeurosis). Такие мышцы встречаются преимущественно на туловище;

6) одноперистая мышца (m. unipennatus) (рис. 91) — мышца у которой мышечные волокна под углом прикрепляются к одному краю сухожилия;

7) двуперистая мышца (m. bipennatus) (рис. 91) — мышца, волокна которой располагаются по обеим сторонам сухожилия также под углом.

По месту крепления выделяют суставную мышцу (m. articularis) — мышцу, крепящуюся к суставам. Кольцеобразные мышцы либо замыкают полость и в этом случае называются круговыми (m. orbicularis), либо сжимают выход из полостного органа и именуются сфинктерами (m. sphincter). По размеру мышцы подразделяются на длинные, образующие мышечные группы конечностей, и короткие, находящиеся в глубоких слоях спины.

В организме существуют различные анатомические образования, облегчающие работу мышц. Например, синовиальные сумки (bursae synoviales) располагаются в местах наиболее интенсивного движения мышц и сухожилий. Они представляют собой щелевидные полости, заполненные жидкостью — синовией, и способствуют снижению трения. Между кожей и выступом кости располагаются подкожные синовиальные сумки (bursae synoviales subcutaneae), а под сухожилиями — подсухожильные (bursae synoviales subtendineae). В области стоп и кистей, то есть в наиболее подвижных местах верхних и нижних конечностей, располагаются влагалища сухожильных мышц (vaginae tendinis). Внутри этих фиброзных или костнофиброзных каналов находятся синовиальные влагалища (vaginae synoviales tendinum), листы которых, смазанные синовией, обеспечивают свободное скольжение сухожилий строго в определенных направлениях. В тех местах, где через кость перехлестывается сухожилие, на самой кости находятся покрытые хрящом впадинка, которая называется блоком (trochlea). Блоки препятствуют смещению сухожилий при смене их направления. В некоторых блоковидных суставах в толще сухожилий находятся сесамовидные кости (ossa sesamoidea), способствующие свободному движению в суставах. Они встречаются в основании первых фаланг и надколенниках.

Отдельные мышцы и группы мышц покрывают фасции (fasciae), которые выполняют функцию защитной оболочки. Они образованы соединительной тканью и содержат коллагеновые и эластические волокна. Фасции задают направление хода кровяных и лимфатических сосудов и нервов, а в некоторых случаях являются местом начала или прикрепления мышц.

Глубокие фасции (fasciae propria) образуют для мышц, которые они окружают, фиброзные влагалища с отверстиями для сосудов и нервов. В тех случаях, когда мышцы располагаются в несколько слоев, глубокие фасции расслаиваются на отдельные пластинки, в которых формируются влагалища для каждой отдельной мышцы. Пластинки фасции соединены друг с другом фиброзными межмышечными перегородками, которые отделяют одну группу мышц от другой и срастаются с надкостницей костей, образовывая костнофиброзные влагалища. Поверхностные фасции (fasciae superficialis) находятся непосредственно под подкожной жировой клетчаткой, покрывая целую часть тела и следуя по ходу кожного покрова.

Мышечная система человека состоит из трех типов мышц: мышц скелета, мышц сердца и гладких мышц внутренних органов и сосудов. Активной части опорно — двигательного аппарата являются скелетные мышцы, общее количество которых в организме около 600.

Общая схема расположения скелетных мышц в организме человека

По форме мышцы бывают широкие (например, поверхностные мышцы туловища, живота), короткие (между позвонками позвоночника), длинные (мышцы конечностей, спины); круговые (мышцы вокруг рта, глаз, вокруг отверстий — сфинктеры и т. д.). По функции различают мышцы — сгибатели, разгибатели; приводя или уводя; поворачивая внутрь или снаружи.

Структурной единицей мышц является миофибрил, представляющий собой соклетие (объединение) нескольких десятков клеток, покрытых общей оболочкой. Активными элементами, обеспечивающими сократительную функцию мышц является миофиламенты (протофибрилы) в виде белков актина (длинные и тонкие волоконца) и миозина (короткие и в два раза более толстые, чем актин, волоконца). В гладких мышцах миофиламенты расположены неупорядоченно и преимущественно по периферии внутренней поверхности миофибрил. В скелетных мышцах актин и миозин строго упорядоченные специальным каркасом и занимают всю внутреннюю полость миофибрилив. Места, где волоконца актина частично входят. Между волоконцами миозина в микроскоп выглядят темными полосками, а другие частицы — светлыми, поэтому такие миофибрилы называются поперечно-исполосованных. При сокращении мышцы волокна актина, используя энергию аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) продвигаются вдоль волоконец миозина, что и обуславливает механизм мышечного сокращения. Миозин при этом выполняет роль фермента аденозинтрифосфатазы, что способствует расщеплению АТФ и удалению квантов энергии. Благодаря своему строению, гладкие мышцы сокращаются относительно медленны (от нескольких секунд до 2-5 минут). Исполосованные мышцы способны сокращаться очень быстро (за доли секунды).

Сформирован скелетная мышца состоит из пучков в десятки тысяч миофибрил , покрытых общей оболочкой, называемой фасцией. Места, где расположены непосредственно мышечные волокна, называются брюшка мышцы. По краям брюшка обычно вырастают сухожильные отростки для прикрепления к костям или к другим мышцам. Тот отросток, из которого мышца начинается, называется головкой, а противоположный — хвостом мышцы. Исходя из этого мышцы бывают 1-о, 2-х, 3-х и 4-х голове. Хвосты где каких мышц могут срастаться, образуя широкие сухожильные звена — апоневрозы.

Все мышцы в организме человека, в зависимости от размещения, делятся на мимические и жевательные мышцы лица, мышцы головы, шеи, спины, грудной клетки, живота и мышцы верхних и нижних конечностей.

В процессе отдельные мышцы и мышечные группы растут неравномерно: сначала (в возрасте до одного года) ускоренно развиваются жевательные мышцы лица, мышцы живота и спины; в возрасте 1-5 лет наиболее интенсивно развивающихся. Мышцы грудной клетки, спины и конечностей. В подростковый период ускоренно растут связки костей и сухожилия, а мышцы становятся длинными и тонкими, так как не успевают вырастать в след за ростом длины тела. После 15-17 лет мышцы постепенно приобретают формы, которые свойственны взрослым. При физических тренировках развитие мышц может длиться до 25-32 лет, а сами мышцы могут приобретать внушительных размеров.

Важнейшим качеством мышц является их сила, которая зависит от количества мышечных волокон (миофибрил) на единицу площади перекладины мышцы. Установлено, что 1 см2 перекладины мышцы способен развивать усилие до 3 0 кг. Мышцы могут выполнять статическую или динамическую работу. При статической нагрузке определенные мышцы длительное время находятся в сокращенном (напряженном) состоянии, например, при упражнениях на кольцах, или при подъеме и удержании штанги. Статическая нагрузка требует одновременного сокращения многих мышц тела и поэтому вызывает быстрое утомление. При динамической работе отдельные мышцы сокращаются по очереди; акты сокращения быстро меняются на расслабление и поэтому утомление наступает значительно медленнее.

Является необходимым условием их развития и существования. Без работы мышцы испытывают атрофии (уменьшение, отмирание) и теряют работоспособность. Противоположный эффект дают физические тренировки, благодаря которым сила, выносливость и работоспособность могут значительно увеличиваться.

Все мышцы человека, даже во время покоя и сна, частично напряжены, то есть находятся в определенном тонусе, что необходимо для поддержки работы внутренних органов, для сохранения форм и пространственной позы тела. Тонус мышц обеспечивается непрерывными нервными импульсами от двигательных нейронов стволового отдела головного мозга (размещены в красных ядрах среднего мозга). Поддержка постоянного тонуса скелетных мышц имеет большое значение для осуществления координации движений и обеспечения постоянной готовности мышц к активности.

У ребенка первого года жизни мышцы составляют всего 16% массы тела, в 3-5 лет — 23,3%, в 7-8 лет — 27% массы тела; в 14-15 лет — 33%; в 17-18 лет — 44% общей массы тела. Рост массы мышц происходит как за счет увеличения их длины, так и за счет толщины волокон и увеличение количества мышечных миофибрил. У детей до 3-4 лет диаметр большинства скелетных мышц увеличивается относительно новорожденного в среднем в 2-2,5 раза; в 7 лет — в 15-20 раз, в 20 лет — в 50-70 раз. Вообще, мышцы человека могут расти до 30-35 лет.

Мышечная сила у детей до 3 лет невелика, и только с 4-5 лет начинает постепенно расти. В 7-11 лет показатели мышечной силы детей еще остаются относительно низкими и поэтому силовые, а особенно статические, нагрузки приводят к быстрому утомлению. В этом возрасте дети более способны выполнять краткосрочные динамические упражнения на скорость и силу.

Однако младших школьников следует постепенно приучать к поддержке статичных поз, что особенно важно для образования и сохранения правильной осанки тела.

Наиболее интенсивно мышечная сила как у парней так и у девушек нарастает в подростковом возрасте, а начинающие с 13-14 лет проявляются четкие половые особенности развития мышечной силы: у ребят она становится значительно большим, чем у девушек. Последнее следует учитывать при организации занятий — подростками, ограничивающие интенсивность и тяжесть их нагрузок.

Нарастание силы в большинстве мышц продолжается до 25-26 лет, а у сгибателей — разгибателей конечностей — до 29-30 лет.

Неравномерность развития силы различных групп мышц необходимо учитывать при организации физического воспитания и при привлечения детей к общественно — полезному труду.

Важным функциональным показателем состояния нервно-мышечной системы считается скорость движений (одноактных, или ряда тем, которые повторяются). Скорость одноактных движений особенно интенсивно растет у младших школьников и в 13-14 лет приближается к уровню взрослых. С 16-17 лет темп роста этого показателя замедляется, но скорость движений продолжает постепенно расти, достигающие максимума в 25-30 лет. Следует отметить, что повышение скорости двигательных актов по возрасту связано с ростом скорости проведения нервных импульсов по нервам, а также с увеличением скорости передачи возбуждений в нервно — мышечных синапсах. Такой эффект обусловлен, соответственно, процессами миелинизации нервных волокон (аксонов) и увеличением количества синапсов и созреванием последних.

С возрастом у детей нарастает также скорость движений, которые повторяются. Наиболее интенсивно это качество развивается у младших школьников. В период с 7 до 9 лет средний ежегодный прирост скорости движений составляет 0,3-0,6 движений в секунду (с). В период 10-11 лет темпы прироста скорости сложных движений замедляются (0,1-0,2 движений за с) и вновь возрастают (прирост до 0,3-0,4 движений за с) в 12-13 лет. Максимальная частота движений (до 6-8 движений за с) у мальчиков устанавливается в 15 лет, а у девушек — в 14 лет и далее с возрастом этот показатель почти не меняются. Считается, что увеличение частоты движений связано с нарастанием подвижности нервных процессов и с выработкой механизма более быстрого переключения мышц — антагонистов (сгибателей — разгибателей) от состояния возбуждения в состояние торможения и обратно. Развитие скорости как одноактных, так и сложных двигательных актов у детей можно значительно специальными тренировками, если это делать именно в период младшего школьного возраста.

Важное качество двигательных актов — это их точность, которая также значительно меняется с возрастом: до 5 лет детям трудно осуществлять точные движения; в младший школьный период точность движений значительно возрастает и примерно с 9-10 лет дети способны выполнять движения с точностью на уровне взрослых. Овладение точностью движений связано с созреванием высших центров регуляции двигательных действий и с совершенствованием рефлекторных путей, а именно с процессами миелинизации нервных волокон. Вместе с развитием точности движений у детей развивается способность координировать уровень мышечного напряжения. В младших школьников это качество еще недостаточно развита, а окончательно формируется только в 11-16 лет. Развития точности движений и способности к статического напряжения мышц значительно способствуют овладению каллиграфическим почерком, выполнение сложных трудовых операций (работа с пластилином, выпиливания и проч.), И специальные физические упражнения на уроках физической культуры, такие как гимнастика, настольный теннис, игры и упражнения с мячом.

Важным качеством является формирование их выносливости, в том числе, выносливости скелетных мышц «

Выносливость к динамической работе у детей младшего школьного возраста (7-11 лет) еще остается очень низкой и лишь с 11-12 лет он начинает постепенно расти, достигая в 14 лет примерно 50-70%, а в 16 лет — 80% той выносливости, предоставляющие взрослые люди.

Выносливость к статическим усилиям у детей постепенно нарастает с 8 до 17 лет, причем у младших школьников это происходит наиболее интенсивно. В 17-18 лет статическая выносливость достигает 85% таковой у взрослых людей. Окончательно выносливость к динамическим и статическим усилий достигает максимума в 25-30 лет. Развития всех видов выносливости способствуют длительная ходьба, бег, плавание, спортивные игры (футбол, волейбол, баскетбол и др.)..

Таким образом, развитие многих двигательных качеств у детей происходит в период младшего школьного возраста, что позволяет рекомендовать для этой категории детей как можно шире внедрять меры целенаправленного воздействия на развитие их двигательной активности, в том числе, путем организации специальных занятий на уроках физкультуры и во время спортивных тренировок.

Мышцы – активная часть двигательного аппарата. Благодаря им, возможны: все многообразие движений между звеньями скелета (туловищем, головой, конечностями), перемещение тела человека в пространстве (ходьба, бег, прыжки, вращения и т. п.), фиксация частей тела в определенных положениях, в частности сохранение вертикального положения тела.

С помощью мышц осуществляются механизмы дыхания, жевания, глотания, речи, мышцы влияют на положение и функцию внутренних органов, способствуют току крови и лимфы, участвуют в обмене веществ, в частности теплообмене. Кроме того, мышцы – один из важнейших анализаторов, воспринимающих положение тела человека в пространстве и взаиморасположение его частей.

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин – 42% веса тела, у женщин – 35%, в пожилом возрасте – 30%, у спортсменов – 45-52%. Более 50% веса всех мышц расположено на нижних конечностях; 25-30% – на верхних конечностях и, наконец, 20-25% – в области туловища и головы. Нужно, однако, заметить, что степень развития мускулатуры у разных людей неодинакова. Она зависит от особенностей конституции, пола, профессии и других факторов. У спортсменов степень развития мускулатуры определяется не только характером двигательной деятельности. Систематические физические нагрузки приводят к структурной перестройке мышц, увеличению ее веса и объема. Этот процесс перестройки мышц под влиянием физической нагрузки получил название функциональной гипертрофии.

В зависимости от места расположения мышц их подразделяют на соответствующие топографические группы. Различают мышцы головы, шеи, спины, груди, живота; пояса верхних конечностей, плеча, предплечья, кисти; таза, бедра, голени, стопы. Кроме этого, могут быть выделены передняя и задняя группы мышц, поверхностные и глубокие мышцы, наружные и внутренние.

Мышца – это орган, являющийся целостным образованием, имеющим только ему присущие строение, функцию и расположение в организме. В состав мышцы как органа входят поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань, составляющая ее основу, рыхлая соединительная ткань, плотная соединительная ткань, сосуды, нервы. Основные свойства мышечной ткани – возбудимость, сократимость, эластичность – более всего выражены в мышце как органе.

Сократимость мышц регулируется нервной системой. И.М. Сеченов писал: «Мышцы суть двигатели нашего тела, но сами по себе, без толчков из нервной системы, они действовать не могут, поэтому рядом с мышцами в работе участвует всегда нервная система и участвует на множество ладов».

В мышцах находятся нервные окончания – рецепторы и эффекторы. Рецепторы – это чувствительные нервные окончания (свободные – в виде концевых разветвлений чувствительного нерва или несвободные – в виде сложно построенного нервно-мышечного веретена), воспринимающие степень сокращения и растяжения мышцы, скорость, ускорение, силу движения. От рецепторов информация поступает в центральную нервную систему, сигнализируя о состоянии мышцы, о том, как реализована двигательная программа действия, и т.п. В большинстве спортивных движений участвуют почти все мышцы нашего тела. В связи с этим нетрудно себе представить, какой огромный поток импульсов притекает в кору головного мозга при выполнении спортивных движений, как разнообразны получаемые данные о месте и степени напряжения тех или других групп мышц. Возникающее при этом ощущение частей своего тела, так называемое мышечно-суставное чувство, является одним из важнейших для спортсменов.

Эффекторы – это нервные окончания, по которым поступают импульсы из центральной нервной системы к мышцам, вызывая их возбуждение. К мышцам подходят также нервы, обеспечивающие мышечный тонус и уровень обменных процессов. Двигательные нервные окончания в мышцах образуют так называемые моторные бляшки . По данным электронной микроскопии, бляшка не прободает оболочку, а вдавливается в нее, между бляшкой и мышцей образуется контакт – синаптическая связь . Место входа в мышцу нервов и сосудов называют воротами мышц .

Каждая мышца имеет среднюю часть, способную сокращаться и называемую брюшком , и сухожильные концы (сухожилия), не обладающие сократимостью и служащие для прикрепления мышц.

Брюшко мышцы содержит различной толщины пучки мышечных волокон. Каждое мышечное волокно, кнаружи от сарколеммы, окутано соединительнотканной оболочкой – эндомизием , содержащей сосуды и нервы. Группы мышечных волокон, объединяясь между собой, образуют мышечные пучки, окруженные уже более толстой соединительнотканной оболочкой, называемой перимизием . Снаружи брюшко мышцы одето еще более плотным и прочным покровом, который называется фасцией. Она построена из плотной соединительной ткани и имеет довольно сложное строение. Соответственно новым данным (В.В. Кованов, 1961; А.П. Сорокин, 1973), фасции делят на рыхлые, плотные, поверхностные и глубокие. Рыхлые фасции формируются под действием незначительных сил тяги. Плотные фасции образуются обычно вокруг тех мышц, которые в момент их сокращения производят сильное боковое давление на окружающий их соединительнотканный футляр. Поверхностные фасции лежат непосредственно под подкожным жировым слоем, не расщепляются на пластинки и «одевают» все наше тело, образуя для него своеобразный футляр. Следует заметить, что футлярный принцип строения характерен для всех фасций и был подробно изучен Н.И. Пироговым. Глубокие (собственные) фасции покрывают отдельные мышцы и группы мышц, а также образуют влагалища для сосудов и нервов.

Все соединительнотканные образования мышцы с мышечного брюшка переходят на сухожильные концы. Они состоят из плотной волокнистой соединительной ткани, коллагеновые волокна которой лежат между мышечными волокнами, плотно соединяясь с их сарколеммой.

Сухожилие в организме человека формируется под влиянием величины мышечной силы и направления ее действия. Чем больше эта сила, тем сильнее разрастается сухожилие. Таким образом, у каждой мышцы характерное для нее (как по величине, так и по форме) сухожилие.

Сухожилия мышц по цвету резко отличаются от мышц. Мышцы имеют красно-бурый цвет, а сухожилия белые, блестящие. Форма сухожилий мышц весьма разнообразна, но чаще встречаются сухожилия цилиндрической формы или плоские. Плоские, широкие сухожилия носят названия апоневрозов (мышцы живота и др.). Сухожилия очень прочны и крепки. Например, пяточное сухожилие выдерживает нагрузку около 400 кг, а сухожилие четырехглавой мышцы бедра – 600 кг.

Сухожилия мышцы фиксируются или прикрепляются. В большинстве случаев они прикрепляются к надкостнице костных звеньев скелета, подвижных по отношению друг к другу, а иногда к фасциям (предплечья, голени), к коже (в области лица) или к органам (мышцы глазного яблока, мышцы языка). Одно из сухожилий мышцы является местом ее начала, другое – местом прикрепления. За начало мышцы обычно принимается ее проксимальный конец (проксимальная опора), за место прикрепления – дистальная часть (дистальная опора). Место начала мышцы считают неподвижной точкой (фиксированной), место прикрепления мышцы к подвижному звену – подвижной точкой. При этом имеют в виду наиболее часто наблюдаемые движения, при которых дистальные звенья тела, находящиеся дальше от тела, более подвижны, чем проксимальные, лежащие ближе к телу. Но встречаются движения, при которых бывают закреплены дистальные звенья тела, и в этом случае проксимальные звенья приближаются к дистальным. Таким образом, мышца может совершать работу или при проксимальной или при дистальной опоре. Следует заметить, что сила, с которой мышца будет притягивать дистальное звено к проксимальному и, наоборот, проксимальное к дистальному, всегда будет оставаться одинаковой (по третьему закону Ньютона – о равенстве действия и противодействия).

Мышцы, будучи органом активным, характеризуются интенсивным обменом веществ, хорошо снабжены кровеносными сосудами, которые доставляют кислород, питательные вещества, гормоны и уносят продукты мышечного обмена и углекислый газ. В каждую мышцу кровь поступает по артериям, протекает в органе по многочисленным капиллярам, а оттекает из мышцы по венам и лимфатическим сосудам. Ток крови через мышцу непрерывен. Однако количество крови и число капилляров, пропускающие ее, зависят от характера и интенсивности работы мышцы. В состоянии относительного покоя функционирует примерно 1 / 3 капилляров.

Сухожилия мышцы, в которых обмен веществ несколько меньше, снабжаются сосудами беднее тела мышцы. В тех участках сухожилий, которые испытывают давление со стороны соседних образований (костные блоки, костно-фиброзные каналы), сосудистое русло претерпевает перестройку и наряду с местами концентрации сосудов встречаются безсосудистые зоны.

Вспомогательный аппарат мышц. К вспомогательному аппарату мышц относятся фасции, фиброзные и костно-фиброзные каналы, удерживатели, синовиальные сумки и влагалища, а также сесамовидные кости. Фасции покрывают как отдельные мышцы, так и группы мышц. Межмышечные перегородки отходят от фасций вглубь, отделяя друг от друга группы мышц, и прикрепляются к костям, образуя для них футляры, называемые фиброзными каналами . Если мышцы лежат между фасцией и костью, то канал называется костно-фиброзным .

Удерживатели – лентообразные утолщения фасций, располагаясь поперечно над сухожилиями мышц, подобно ремням фиксируют их к костям.

Синовиальные сумки , тонкостенные соединительнотканные мешочки, заполненные жидкостью, похожей на синовию, и расположенные под мышцами, между мышцами и сухожилиями или костью, уменьшают трение. Синовиальные влагалища развиваются в тех местах, где сухожилия прилегают к кости (т. е. в костно-фиброзных каналах). Это замкнутые образования, в виде муфты или цилиндра охватывающие сухожилие. Каждое синовиальное влагалище состоит из двух листков. Один листок, внутренний, охватывает сухожилие, а второй, наружный, выстилает стенку фиброзного канала. Между листками находится небольшая щель, заполненная синовиальной жидкостью, облегчающей скольжение сухожилия.

Сесамовидные кости развиваются в толще сухожилий, ближе к месту их прикрепления. Они изменяют угол подхода мышцы к кости и увеличивают плечо силы мышцы. Самой крупной сесамовидной костью является надколенник.

Вспомогательные аппараты мышц образуют дополнительную опору для мышц – мягкий скелет, обусловливают направление тяги мышц, способствуют их изолированному сокращению, не дают смещаться при сокращении, увеличивают их силу и способствуют кровообращению и лимфотоку.

Классификация мышц. В основу классификации мышц положен функциональный принцип, так как величина, форма, направление мышечных волокон, положение мышцы зависят от выполняемой ею функции и совершаемой работы.

По форме мышцы делятся на длинные, короткие, широкие. В длинных мышцах продольный размер превалирует над поперечным. Они всегда сокращаются целиком, имеют незначительную площадь прикрепления к костям, расположены в основном на конечностях и обеспечивают значительную амплитуду их движений. У коротких мышц продольный размер лишь немного больше поперечного. Они встречаются на тех участках тела, где размах движений невелик (например, между отдельными позвонками, между затылочной костью, атлантом и осевым позвонком).

Широкие мышцы находятся преимущественно в области туловища и поясов конечностей. Эти мышцы имеют пучки мышечных волокон, идущих в разных направлениях, сокращаются как целиком, так и своими отдельными частями; у них значительная площадь прикрепления к костям. В отличие от других мышц они обладают не только двигательной функцией, но также опорной и защитной. Так, мышцы живота помимо участия в движениях туловища, актах дыхания, натуживания укрепляют стенку живота, способствуя удержанию внутренних органов.

Существенное значение для работы мышц имеет направление их волокон. По направлению волокон выделяют мышцы с параллельными волокнами, идущими вдоль брюшка мышцы (длинные, веретенообразные и лентовидные мышцы), с поперечными волокнами и с косыми волокнами. Если косые волокна присоединяются к сухожилию под углом к длине брюшка с одной стороны, то такие мышцы называются одноперистыми, если же с двух сторон – двуперистыми. Одноперистые и двуперистые мышцы имеют короткие многочисленные волокна и при своем сокращении могут развивать значительную силу

Мышцы, имеющие круговые волокна, располагаются вокруг отверстий и при своем сокращении суживают их (например, круговая мышца глаза, круговая мышца рта). Эти мышцы называются сжимателями или сфинктерами. Иногда мышцы имеют веерообразный ход волокон. Чаще это широкие мышцы, располагающиеся в области шаровидных суставов и обеспечивающие разнообразие движений.

Мышцы скелета имеют различную сложность устройства . Мышцы с одним брюшком и двумя сухожилиями – это простые мышцы. Сложные мышцы в отличие от них имеют не одно, а два, три или четыре брюшка, называемые головками, и несколько сухожилий. В одних случаях эти головки начинаются проксималь-ными сухожилиями от разных костных точек, а затем сливаются в брюшко, которое прикрепляется одним дистальным сухожилием. В других случаях мышцы начинаются одним проксимальным сухожилием, а брюшко заканчивается несколькими дистальными сухожилиями, прикрепляющимися к разным костям. Встречаются мышцы, где брюшко разделено одним промежуточным сухожилием или несколькими сухожильными перемычками.

По положению в теле человека мышцы делятся на поверхностные, глубокие, наружные, внутренние, медиальные и латеральные.

Выполняя многочисленные функции, мышцы работают согласованно, образуя функциональные рабочие группы . Мышцы включаются в функциональные группы по направлению движения в суставе, по направлению движения части тела, по изменению объема полости и по изменению размера отверстия. При движениях конечностей и их звеньев выделяют функциональные группы мышц – сгибающие, разгибающие, отводящие, приводящие, пронирующие и супинирующие. При движении туловища различают функциональные группы мышц – сгибающие и разгибающие, наклоняющие вправо или влево, скручивающие вправо или влево. По отношению к движению отдельных частей тела выделяют функциональные группы мышц, поднимающие и опускающие, осуществляющие движение вперед и назад; по изменению объема полости – функциональные группы, увеличивающие, например, внутригрудное или внутрибрюшное давление или уменьшающие его; по изменению размера отверстия – суживающие и расширяющие его.

В процессе эволюции функциональные группы мышц развивались парами: сгибающая группа формировалась совместно с разгибающей, пронирующая – совместно с супинирующей и т. п. Это наглядно выявляется на примерах развития суставов. Оказывается, что каждая ось вращения в суставе, выражая его форму, имеет свою функциональную пару мышц. Такие пары состоят, как правило, из противоположных по функции групп мышц. Так, одноосные суставы имеют одну пару мышц, двуосные – две пары, а трехосные – три пары или соответственно две, четыре, шесть функциональных групп мышц.

Синергизм и антагонизм в действиях мышц . Мышцы, входящие в функциональную группу, характеризуются тем, что проявляют одинаковую двигательную функцию. В частности, все они или притягивают кости – укорачиваются, или отпускают – удлиняются, или же проявляют относительную стабильность напряжения, размеров и формы.

Мышцы, совместно действующие в одной функциональной группе, называются синергистами . Синергизм проявляется не только при движениях, но и при фиксации частей тела и их отпускании. Мышцы противоположных по действию функциональных групп мышц называются антагонистами . Так, мышцы-сгибатели будут антагонистами мышц-разгибателей, пронаторы – антагонистами супинаторов и т. п. Однако истинного антагонизма между ними нет. Он проявляется лишь в отношении определенного движения или определенной оси вращения.

Следует отметить, что при движениях, в которых участвует одна мышца, синергизма может не быть. Вместе с тем антагонизм имеет место всегда, и только согласованная работа мышц-синергистов и мышц-антагонистов обеспечивает плавность движений и предотвращает травмы. Фиксация частей тела достигается лишь путем синергизма всех мышц, окружающих тот или иной сустав. По отношению к суставам различают мышцы одно-, двух- и многосуставные. Односуставные мышцы фиксируются к соседним костям скелета и переходят через один сустав, а многосуставные мышцы переходят через два и более суставов, производят движения в них.

Двигательная функция мышц . Поскольку каждая мышца фиксируется преимущественно к костям, то внешне двигательная функция ее выражается в том, что она либо притягивает кости, либо удерживает, либо отпускает их.

Мышца притягивает кости, когда она активно сокращается, брюшко ее укорачивается, места прикреплений сближаются, расстояние между костями и угол в суставе уменьшаются в сторону тяги мышцы.

Удержание костей происходит при относительно постоянном напряжении мышцы, почти незаметном изменении ее длины.

Если движение осуществляется при эффективном действии внешних сил, например силы тяжести, то мышца удлиняется до определенного предела и отпускает кости; они отдаляются друг от друга, причем движение их происходит в обратном направлении по сравнению с тем, которое имело место при притягивании костей.

Для понимания функции скелетной мышцы необходимо знать:

1) с какими костями связана мышца,

2) через какие суставы она переходит,

3) какие оси вращения пересекает,

4) с какой стороны пересекает ось вращения,

5) при какой опоре действует мышца и где наиболее подвижное место приложения ее усилия.

Морфо-функциональное состояние мышц. Как при статических положениях тела (относительно неподвижных, фиксированных позах), так и при движениях мышца может быть в различных состояниях. При статических положениях мышцы могут быть в следующих состояниях: исходном расслабленном, исходном напряженном, укороченном расслабленном, укороченном напряженном и удлиненном напряженном. При движении мышца постоянно меняет свои размеры, форму, напряжение, тягу и пр. При этом, когда она непрерывно укорачивается с напряжением, говорят, что она «сокращается», а когда непрерывно удлиняется, говорят «растягивается» (неверно говорить «расслабляется»).

Так, при переходе из положения лежа в положение сидя мышцы живота сокращаются с понижающимся напряжением, а при переходе из положения сидя в положение лежа – растягиваются с нарастающим напряжением. Примером растягивания мышц с уменьшающимся напряжением может быть состояние мышц передней поверхности тазо-бедренного сустава при опускании ног из угла в висе в вис.

Укорочение и удлинение мышцы фактически связано с изменением длины ее брюшка. Наибольшее укорочение мышцы может произойти на 1 / 3 - 1 / 2 длины брюшка мышцы, что обеспечивает движение по той амплитуде, которая допустима в суставе. Этому способствует то, что большинство мышц прикрепляется вблизи суставов. Такие мышцы могут сместить кость в суставе на больший угол, чем те, которые прикрепляются далеко, так как из-за недостаточности укорочения (активная недостаточность) мышца может «не дотянуть» кость и перестать участвовать в своей функциональной группе. Недостаточность укорочения характерна для многосуставных мышц, которые не могут обеспечить движение в суставах соответственно их суммарной амплитуде. Недостаточность укорочения многосуставных мышц компенсируется тягой односуставных мышц-синергистов.

При удлинении односуставные мышцы обычно растягиваются настолько, что не препятствуют движению кости. Недостаточность же растягивания (пассивная недостаточность) многосуставных мышц может ограничить движение в соответствующих суставах. Посредством специальных упражнений можно несколько уменьшить как недостаточность укорочения, так и недостаточность растяжения мышц.

Тонус мышц. В организме каждая скелетная мышца всегда находится в состоянии определенного напряжения, готовности к действию. Минимальное непроизвольное рефлекторное напряжение мышцы называется тонусом мышцы. Тонус мышц различен у детей и взрослых, у мужчин и женщин, у лиц, занимающихся и не занимающихся физическим трудом. Физические упражнения повышают тонус мышц, влияют на тот своеобразный фон, с которого начинается действие скелетной мышцы. У детей тонус мышц меньше, чем у взрослых, у женщин меньше, чем у мужчин, у не занимающихся_ спортом меньше, чем у спортсменов. Направление тяги мышцы," приводящей в движение ту или иную часть тела, определяется равнодействующей сил, которая в длинных, широких и веерообразных мышцах проходит по линии, соединяющей середину места начала мышцы с серединой места прикрепления.

В зависимости от направления мышечных пучков равнодействующую силу мышцы можно разложить по правилу параллелограмма сил на составляющие.

Если тяга отдельных пучков в мышце имеет параллельное направление, то величина силы тяги всей мышцы будет равна сумме сил тяги всех ее пучков (равнодействующая сила определяется по правилу сложения параллельных сил, направленных в одну сторону). Если же тяга пучков мышцы развивается под разными углами, равнодействующая сила определяется по правилу параллелограмма сил.

В тех случаях, когда мышцы не имеют прямого хода и своим сухожилием огибают кости, связки и пр., возникают дополнительные направления тяги: от места прикрепления мышцы – к точке опоры у места изгиба и от последней точки – к месту начала мышцы.

Направление тяги функциональной группы мышц устанавливается по тем же правилам, что и направление тяги отдельной мышцы.

Правильная ориентация в направлении тяги отдельных мышц и функциональной группы мышц, в отношении равнодействующей силы к осям вращения суставов способствует определению действия силы мышц и анализу участия их в движениях.

Силовая характеристика мышцы. Проявление силы мышцы в движениях или в укреплении звеньев тела при тех или иных позах зависит от ряда условий: анатомических, механических, физиологических, психических. Анатомические условия определяются структурными особенностями, количеством и направлением мышечных волокон. Чем больше в мышце мышечных волокон, тем больше ее сила. Некоторое представление о силовых возможностях мышцы может дать площадь силового поперечника мышцы – суммарная площадь поперечного сечения всех мышечных волокон. В мышцах с параллельным направлением волокон она совпадает с площадью анатомического поперечника (площадь сечения мышцы, произведенного перпендикулярно ее длине), в перистых – больше, чем площадь анатомического поперечника, что указывает на их большую силу. Установлено, что мышца с площадью силового поперечника 1 см 2 может проявить силу тяги равную 8-10 кг.

Из механических факторов на проявление силы мышц оказывают влияние величина площади прикрепления мышцы к кости и угол, под которым мышца к ней подходит. Чем больше площадь прикрепления мышцы и чем больше угол, под которым мышца действует на кость, тем лучшие условия для проявления силы. Если мышца подходит к кости под прямым углом, то почти вся сила мышцы идет на обеспечение движения; если под острым, то лишь часть силы мышцы используется как полезная, другая часть идет на сдавливание рычага, сжатие его и т. п. Не безразлично для проявления силы расположение прикрепления мышцы по отношению к точке движения. Чем дальше прикрепляется мышца от точки вращения, тем в большей мере она выигрывает в силе.

Из физиологических условий следует указать на степень возбуждения нервной системы. Чем большее число мотонейронов, а следовательно, и мышечных волокон возбуждается одновременно, тем суммарная сила больше. Чем чаще поступают импульсы в мышцу, тем также сила больше. Имеет значение и плечо силы – величина перпендикуляра от точки опоры в суставе до направления равнодействующей силы мышцы. Произведение силы мышцы на плечо, под которым она действует, называется моментом силы. Чем больше плечо силы, тем больше момент силы и, следовательно, эффект ее действия. Увеличению плеча силы способствуют костные выступы, блоки, сесамовидные кости. Некоторое возбуждение нервной системы повышает проявление силы, угнетенное состояние – понижает.

Силовая характеристика мышцы зависит и от состояния, с которого начинается ее тяга, так как в мышце при напряжении проявляются упругие силы, возникающие вследствие деформации коллагеновых и эластических волокон (особенно эти силы проявляются при глотании). Поэтому целесообразно начинать сокращение мышцы после предварительного некоторого ее растяжения.

Рычаги двигательного аппарата. Структура двигательного аппарата, позволяющая совершать движения частей тела, может быть уподоблена простым механизмам – рычагам. Каждый рычаг, как известно, имеет четыре компонента: твердое, тело, точку опоры и две силы, приложенные к твердому телу.

Тело человека имеет свои живые рычаги, в которых твердым телом оказывается кость, точкой опоры кости служит контактная суставная поверхность со своей осью вращения, на кость действуют силы сопротивления (например, сила тяжести части тела, вес спортивного снаряда, сила действия партнера и т. п.) и сила тяги мышц.

В зависимости от взаиморасположения этих компонентов различают три вида рычагов. В первом точка опоры находится между точками приложения противоположно действующих сил. Во втором и третьем обе силы приложены по отношению к опорной точке на одной стороне твердого тела – кости. Но во втором виде рычагов мышечная сила приложена ближе к опорной точке, чем сила тяжести. Подобные рычаги двигательного аппарата создают выигрышные условия для развития скорости. Это обстоятельство позволило в анатомии дать им условное название «рычага скорости». В третьем виде рычагов точка приложения силы мышцы оказывается дальше точки приложения силы тяжести. Такое соотношение компонентов рычага дало основание к его условному названию – «рычаг силы».

В любом из этих трех видов рычагов движение или равновесие обусловлено соотношением моментов действующих сил: момента силы мышцы и момента, например силы тяжести. Момент силы тяжести представляет собой произведение силы тяжести на плечо этой же силы.

Работа мышц. Работа мышц внешне выражается либо в фиксации части тела, либо в движении. В первом случае говорят о так называемой статической работе, а во втором – о динамической работе.

Статическая работа мышц есть следствие равенства моментов сил и называется еще удерживающей работой. При такой работе форма мышцы, ее размеры, возбуждение и напряжение относительно постоянны.

Динамическая работа мышц сопровождается движением и есть следствие разности моментов сил. В зависимости от того, какой момент окажется большим, различают два вида динамической работы мышц: преодолевающую и уступающую. Превалирование момента силы мышцы или группы мышц приводит к преодолевающей работе, а уменьшение момента силы мышцы – к уступающей работе.

Различают еще баллистическую работу мышц, которая является разновидностью преодолевающей работы: мышца совершает быстрое сокращение и последующее расслабление, после которого костное звено продолжает движение по инерции.