Скелетные мышцы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№448

Анатомия (вар 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. значение скелетных  мышц для жизнедеятельности человека

Чтобы целенаправленно  развить силу, нужно иметь представление o мышечной системе человека. Мышечная система имеет важнейшее значение в жизнедеятельности организма.

Скелетная мускулатура  человека и позвоночных животных состоит из мышечных волокон нескольких типов, отличающихся друг от друга структурно-функциональными характеристиками. В настоящее время выделяют четыре основных типа мышечных волокон.¹

Медленные фазические волокна  окислительного типа. Волокна этого  типа характеризуются большим содержанием  белка миоглобина, который способен связывать О2 (близок по своим свойствам  к гемоглобину). Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, за их темно-красный цвет называют красными. Они выполняют очень важную функцию поддержания позы человека и животных. Предельное утомление у волокон данного типа и, следовательно, мышц наступает очень медленно, что обусловлено наличием миоглобина и большого числа митохондрий. Восстановление функции после утомления происходит быстро. Нейромоторные единицы этих мышц состоят из большого числа мышечных волокон.

Быстрые фазические волокна  окислительного типа. Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, выполняют быстрые сокращения без заметного утомления, что объясняется большим количеством митохондрий в этих волокнах и способностью образовывать АТФ путем окислительного фосфорилирования. Как правило, число волокон, входящих в состав нейромоторной единицы, в этих мышцах меньше, чем в предыдущей группе. Основное на­значение мышечных волокон данного типа заключается в выполнении быстрых, энергичных движении.

Быстрые фазические волокна  с гликолитическим типом окисления. Волокна данного типа характеризуются тем, что АТФ в них образуется за счет гликолиза. Волокна этой группы содержат митохондрий меньше, чем волокна предыдущей группы. Мышцы, со­держащие эти волокна, развивают быстрое и сильное сокращение, но сравнительно быстро утомляются. Миоглобин в данной группе мышечных волокон отсутствует, вследствие чего мышцы, состоящие из волокон этого типа, называют белыми.

Для мышечных волокон  всех перечисленных групп характерно наличие одной, в крайнем случае, нескольких концевых пластинок, образованных одним двигательным аксоном.

Мышечные волокна не являются функциональной единицей скелетной мускулатуры. Эту роль выполняет нейромоторная, или двигательная, единица, которая включает мотонейрон и группу мышечных волокон, иннервируемых разветвлениями аксона этого мотонейрона, расположенного в ЦНС. Число мышечных волокон, входящих в состав двигательной единицы, различно и зависит от функции, которую выполняет мышца в целом.

Скелетная мускулатура  является составной частью опорно-двигательного аппарата человека. При этом мышцы выполняют следующие функции: ²

• обеспечивают определенную позу тела человека;
• перемещают тело в пространстве;
• перемещают отдельные части тела относительно друг друга;
• являются источником тепла, выполняя терморегуляционную функцию.

 

 

2. Основные группы скелетных мышц

Мышцы человека бывают двух видов - гладкие и поперечнополосатые. Нa pисунках 1 и 2 ³ пpедставлена схема мышечной системы человека.

          Рисунок 1                                                Рисунок 2

Главные мышцы человека: 1-мышцы, осуществляющие движение кисти и пальцев; 2-двуглавая  мышца меча; 3-трехглавая мышца меча; 4-дельтовидная мышца; 5-большая грудная  мышца; 6-большая круглая мышца; 7-широчайшая мышца спины; 8-трапециевидная мышца; 9-передняя зубчатaя мышца; 10-грудинo-ключично-сосцевидная мышца; 11 -лестничные мышцы; 12-прямая мышца живота; 13-наружная косая мышца; 14-большая ягодичная мышца; 15-двуглавая мышца бедра; 16-полусухожильная мышца; 17-мышца натягиватель широкой фасции бедра; 18-портняжная мышца; 19 четырехглавая мышца бедра; 20-приводящие мышцы бедра; 21-трехглавая мышца голени (21А-икроножная мышца, 216-камбаловидная мышца); 22 передняя большеберцовая мышца; 23-мышцы стопы.

 

Гладкие мышцы покрывают  стенки кровеносных сосудов, a также внутренние органы. Их работа, как правило, не зависит от воли человека. Сокращаются они относительно медленно, но очень выносливы. Мышцы скелетной мускулатуры могут быстро сокращаться и относительно быстро утомляться. Скелетная мышца состоит из различного числа мышечных клеток. Эта мышца прикреплена к скелету c помощью сухожилия c двух концов. Мышечные волокна собраны в пучок и окружены соединительной тканью, которая переходит в сухожилие. Мышцы человека обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. Особо следует сказать o сердечной мышце, состоящей из мышечных волокон. Как и гладкие мышцы; сердечная мышца работает без относительного участия воли человека. Выносливость сердца очень велика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Строение и свойства скелетных мышц

Строение скелетных  мышц. Скелетные мышцы состоят  из группы мышечных пучков. Каждый из них  включает тысячи мышечных волокон с  диаметром от 20 до 100 мкм и длиной до 12–16 см. Каждое волокно окружено (покрыто) истинной клеточной оболочкой — сарколеммой и содержит от 1000 до 2000 и более плотно упакованных миофибрилл (диаметром 0,5–2 мкм). ⁴

Под световым микроскопом  миофибриллы представляют образования, состоящие из правильно чередующихся между собой темных и светлых  дисков.

Диски А называются анизотропными (обладают двойным лучепреломлением), диски I - изотропными (почти не обладают двойным лучепреломлением). Длина А — дисков постоянна, длина I — дисков зависит от стадии сокращения мышечного волокна.

В середине каждого изотропного  диска находится Z — пластинка (мембрана) . Эти Z–пластинки разделяют каждую миофибриллу на 20 тыс. участков — сакромеров, длина которых около 2,5 мкм. За счет чередования изотропных и анизотропных сегментов каждая  миофибрилла имеет поперечную исчерченность.

В середине каждого сакромера  расположено около 2500 толстых нитей белка миозина диаметром около 10 нм. На обоих концах сакромера к Z–мембране прикреплены около 2500 тонких, диаметром около 5 нм, нитей белка актина. Нити актина своими концами частично входят между миозиновыми нитями.

В центральной части  анизотропного участка актиновые  и миозиновые нити не перекрывают  друг друга.

Структурно-функциональной сократительной единицей миофибриллы  является сакромер — повторяющийся  участок фибриллы, ограниченный двумя пластинками Z.

В поперечнополосатых мышцах содержится 100 мг сократительных белков, главным образом миозина и  актина, образующих акто-миозиновый комплекс. К другим сократительным белкам относятся  тропомиозин и комплекс тропонина, содержащиеся в тонких нитях.

В мышцах содержатся также  миоглобин, гликолитические ферменты, АТФ, ряд других растворимых белков.

Волокна скелетных мышц отличаются цветом. Красные волокна  богаты саркоплазмой и содержат мало миофибрилл, в белых волокнах много  миофибрилл и относительно мало саркоплазмы.

В скелетных мышцах оканчиваются соматические и вегетативные нервы. Двигательный нерв разветвляясь, заканчивается  у каждого мышечного волокна. В волокно входит только окончание  осевого цилиндра, которое не проникает  через сарколемму, а вдавливает ее, образуя специальную структуру — моторную бляшку, нервно-мышечный синапс или концевую двигательную пластинку. Чувствительные окончания в скелетных мышцах представлены нервно-мышечным веретеном, которые одним концом прикреплены к кости. Это рецепторный прибор, содержащий рецепторы мышц. Любое изменение мышечных волокон вызывает изменение активности рецепторов нервно-мышечного веретена.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Работа мышц

Двигательная единица. Мышечное волокно скелетной мышцы  способно сократиться лишь после того, как получит нервные сигналы от исполнительного (моторного) нейрона из центральной нервной системы. Один моторный нейрон и связанные с ним мышечные волокна называются двигательной единицей. Если в действие включается небольшое количество двигательных единиц, сокращение слабое, если количество двигательных единиц увеличено, сокращение мышц становится более сильным. Однако при самом сильном сокращении хорошо тренированного человека единомоментно работает небольшой процент двигательных единиц. При длительном сокращении они работают поочередно сменяя друг друга: сначала одна группа, потом другая, потом третья и т. д.

Изменение мышцы при тренировках. В начале тренировок успех нарастает  довольно быстро за счет увеличения числа  двигательных единиц, включающихся в действие одномоментно. Затем результаты нарастают медленнее, потому что начинают перестраиваться сами мышечные волокна. В них увеличивается число сократительных нитей и митохондрий, при этом число самих волокон и их ядер не меняется. Это явление называют тренировочным эффектом. Он возможен при напряжении, близком к максимальному, достаточном отдыхе и рациональном питании.

Энергетика мышечного сокращения. Нервная система лишь дает импульс  для начала и прекращения работы данной мышечной группы волокон. Энергия, за счет которой сокращается мышечное волокно, выделяется в результате биологического окисления органического вещества, содержащегося в самом волокне. Основным энергетическим веществом для работы мышц является глюкоза, но при интенсивной нагрузке окисляются и вещества, содержащиеся в клеточных мембранах. Однако при этом в клетке образуется много веществ, способных компенсировать потери. Поэтому после работы во время отдыха восстанавливается много больше того, что было израсходовано. Возникает тренировочный эффект, при котором синтез обгоняет распад. Но это происходит лишь в том случае, если физическое напряжение близко к предельному, а отдых и рациональное питание достаточны. Изнуряющий труд без необходимого отдыха и питания к успеху не приводит, так же как и бездействие.

Недостаток подвижности — гиподинамия.⁵ Малая подвижность снижает активность биологического окисления, перестают в достаточном количестве вырабатываться вещества, богатые энергией, за счет которых образуются клеточные структуры: митохондрии, сократительные нити, мембраны клетки. Мышцы становятся дряблыми, теряют былую силу. Из костей уходят соли кальция. Они поступают в кровь, связываются с содержащимся там органическим веществом холестерином и образуют наросты на внутренних стенках сосудов, нарушающие кровообращение. Это называется атеросклерозом. Человек становится слабым и вялым.

Регуляция работы мышц-антагонистов. Чтобы лучше представить себе работу нервной системы, регулирующей мышечные сокращения, рассмотрим, как  взаимодействуют нервные центры при сгибании и разгибании руки в локтевом суставе, а также при фиксации костей предплечья для удержания груза (рис. 3).

Если к двуглавой  мышце приходят из нервного центра возбуждающие сигналы и она сокращается, то трехглавая мышца расслабляется  — не мешает действию двуглавой  мышцы. Если сокращается трехглавая мышца, то расслабляется двуглавая  и не мешает разгибать руку. Такая координация движений происходит не в самих мышцах, а в нервных центрах, управляющих мышцами.

Но что произойдет, если требуется зафиксировать руку в нужном положении? Тогда возбудятся нервные центры всех мышц, участвующих  в движении костей данного сустава. Двуглавая и трехглавая мышцы в этом случае сократятся одновременно. Кости предплечья прижмутся к плечевой кости, и движение в суставе прекратится. Кости станут неподвижными относительно друг друга. Бывшие мышцы-антагонисты станут работать как синергисты.

Динамическая и статическая  работа. В разных жизненных ситуациях  одни и те же мышцы человека могут  совершать разную работу. Работа, связанная  с перемещением тела или груза, называется динамической. Работа, связанная с  удержанием определенной позы или груза, называется статической.

Наиболее утомительна  статическая работа, требующая сохранения однообразной позы или длительного  удержания груза. Поэтому в конструкциях машин предусматриваются удобные  кресла, снимающие хотя бы часть  статических нагрузок. Наличие на сиденье спинки позволяет разгрузить мышцы спины, подлокотники снимают напряжение мышц рук и туловища.

 

 

 

 

 

5. Рост и развитие мышц на протяжение первых 7 лет

Исключительная роль в онтогенезе человека принадлежит  скелетной мускулатуре. В период мышечного покоя в мышцах освобождается 40 % энергии, а во время мышечной деятельности освобождение энергии резко возрастает.

При мышечной деятельности существенно возрастает объем информации, которая поступает из окружающей среды через внешние органы чувств – экстерорецепторы. Это приводит к изменению (увеличению) обмена веществ и кровоснабжения нервной системы, двигательного аппарата и внутренних органов, что обеспечивает усиление всех функций организма, ускорение его роста и развития во время мышечной деятельности.

Характер, интенсивность  и продолжительность мышечной деятельности детей и подростков зависят от социальных условий: общения с окружающими  людьми посредством речи, обучения и воспитания, особенно физического, участия в подвижных играх, спортивной и трудовой деятельности. Поведение детей и подростков в школе, вне школы, в семье, их участие в общественно полезной деятельности определяются социальными закономерностями.