Мышцы. Строение

Мышцы

Строение

 

Каждая мышца состоит  из пучков поперечно-полосатых мышечных волокон (т.е. мышечных клеток), идущих параллельно друг другу. Некоторое количество таких волокон объединяются рыхлой соединительной тканью в мышечные пучки первого порядка. Несколько таких пучков объединяются в мышечные пучки второго порядка, и т.д. Соединительнотканные оболочки мышечных пучков выполняют опорную функцию; кроме того, в них расположены кровеносные капилляры, питающие мышцу, двигательные и чувствительные нервы. В целом мышечные пучки всех порядков объединяются общей соединительнотканной оболочкой, составляя мышечное брюшко. Соединительная ткань, ограничивающая мышечные пучки, на концах мышечного брюшка образует сухожилия. Отдельные мышцы и группы мышц окружены плотными и прочными соединительнотканными оболочками, которые называются фасциями. Фасции облегчают скольжение при сокращении мышц и выполняют защитную функцию.

 

Каждая мышца обильно  снабжена кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами, что обеспечивает нормальный обмен веществ в мышечных клетках.

 

В функциональном отношении  в каждой мышце есть  активная часть, способная сокращаться -  брюшко, и  пассивная часть -  сухожилия,   посредством которых мышца прикрепляется  к костям. Мышечное брюшко имеет  темно-красный цвет из-за огромного  количества кровеносных сосудов  в нем и особой формы гемоглобина, содержащегося в мышцах -  миоглобина. Сухожилия состоят из плотной  соединительной ткани, поэтому обладают большой прочностью, имеют блестящий  светло-золотистый цвет. В большинстве  случаев сухожилия находятся  по обоим концам брюшка. Т.к. сухожилия  не являются активно работающей частью мышцы, то они значительно менее  снабжены кровеносными сосудами.

 

Таким образом, скелетные  мышцы состоят не только из мышечной ткани, но также из различных видов  соединительной ткани, нервной ткани, гладкой мышечной ткани сосудов. Но преобладающей является поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань, свойство которой - сократимость и определяет свойства мышц как органа сокращения.

 

Каждая мышца является отдельным органом, т.е. целостным  образованием, имеющим свою определенную форму, строение, функцию, развитие, местоположение в теле и состоит из разных тканей.

Закономерности расположения мышц

Соответственно строению тела по принципу двусторонней симметрии  мышцы являются парными или состоят  из двух симметричных половин.

Мышцы располагаются между  точками прикрепления по кратчайшему  расстоянию.

Мышца перекидывается по крайней мере через один сустав (но может быть и больше) и как правило перпендикулярно оси, через которую происходит движение сустава.

Классификация мышц

 

В теле человека насчитывается  около 400 мышц. Они имеют разную форму, размеры, местоположение, функции. Классификация  мышц возможна по разным принципам:

 

По фоме различают мышцы:

длинные

короткие

широкие.

 

Длинные мышцы встречаются  в основном на конечностях, имеют  веретеновидную форму; начало таких  мышц называется головка, а прикрепление (конец) - хвост. Сухожилия таких мышц имеют вид длинных лент. Некоторые  длинные мышцы имеют несколько  головок (две, три, четыре и называются соответственно двуглавыми, трехглавыми, четырехглавыми). Бывают мышцы не с  одним, а с несколькими брюшками, которые соединяются сухожилиями; они называются многобрюшными. Бывают многохвостые мышцы, например, сгибатели пальцев.

 

Широкие мышцы располагаются  преимущественно на туловище. Короткие мышцы сходны по внешней форме либо с длинными, либо с широкими мышцами, но имеют небольшие размеры.

 

По направлению волокн различают мышцы:

с прямыми параллельными  волокнами

с косыми волокнами

с круговыми волокнами (окружают отверстия).

 

По местоположению мышцы  делятся на:

поверхностные и глубокие; наружные и внутренние

мышцы туловища

мышцы головы

мышцы шеи; мышцы конечностей.

 

По функциям мышцы бывают:

сгибатели - разгибатели

приводящие - отводящие

вращатели внутрь или наружу

замыкатели (сфинктеры) - расширители

поднимающие - опускающие

синергисты (работающие совместно) - антагонисты (работающие в противоположных  направлениях).

 

Особой группой скелетных  мышц являются мимические мышцы. Они  не имеют двойного прикрепления к  костям, а обязательно одним концом прикреплены к коже, поэтому, сокращаясь, приводят в движение кожу. Мимические мышцы, располагающиеся вокруг естественных отверстий головы ( рот, глаза, нос), участвуют в замыкании или  расширении отверстия, поэтому подразделяются на мышцы-замыкатели и мышцы- расширители. Первые - круговые, вторые - радиальные. Работа мимических мышц определяет мимику лица, участвуют в жевании, речи.

Рис. 17. Разнообразие мышц человека по форме.

1Веретенообразная

2одноперистая

3двуперистая

4двуглавая

5широкая

6многоперистая

7двубрюшная

8лентовидная многобрюшная.

 

 

Вспомогательный аппарат  мышц

 

Кроме главных частей мышц - сухожилий и брюшка, существуют еще и вспомогательные приспособления, которые облегчают работу мышц. Отдельные  мышцы или группы мышц окружаются как бы футляром из плотной соединительной ткани. Такие футляры называются фасциями. Они уменьшают трение при  движении мышц, осуществляют их защиту. Отдельные фасции, соединяясь друг с другом, объединяют скелетные мышцы  в единое целое.

 

Работа мышц

 

Основными свойствами мышечной ткани является возбудимость, проводимость и сократимость. На этих свойствах  основана работа мышц. Вследствие сокращения брюшка мышцы происходит ее укорочение и сближение двух пунктов прикрепления мышцы (подвижный пункт приближается к неподвижному). В итоге происходит движение в данной части тела. Неподвижный пункт прикрепления мышцы - это начало мышцы, а подвижный - ее конец. Начало мышц приближено к туловищу или к его средней линии, а конец, наоборот, удален.

 

В выполнении движения, как  правило, участвует одновременно несколько  мышц. Мышцы, выполняющие одновременно движение в одном направлении, называются синергистами (например, мышцы сгибатели  плеча). Мышцы, выполняющие движение в противоположных направлениях, называются антагонистами (например, мышцы  сгибатели - разгибатели плеча).

 

Мышцы работают  рефлекторно, т.е. сокращаются под влиянием нервных  импульсов, поступающих из центральной  нервной системы по аксонам двигательных нейронов к каждой мышечной клетке. Под действием нервного импульса, поступившего к мышечной клетке, в  ее мембране возникает потенциал  действия и высвобождаются ионы кальция. Ионы кальция запускают весь механизм сокращения мышечных клеток. Таким образом, достаточное количество ионов кальция - это важное условие нормальной работы мышц. На каждый отдельный нервный импульс мышца отвечает сокращением. Характер сокращения мышц зависит от частоты поступающих нервных импульсов и продолжительности их поступления. В естественных условиях сокращенная мышца находится в состоянии тетануса  (длительного сильного сокращения) при частоте нервных импульсов 40 - 50 в секунду. Тетанус возникает вследствие суммации отдельных мышечных сокращений. При частоте 10 - 20 имп/сек мышца находится в состоянии тонуса, т.е. некоторого сокращения, что необходимо для поддержания позы, осуществления движений.

 

 

 

Рис. 18. Положение мышц плеча  при сгибании - разгибании руки в  локтевом суставе.

 

1 - двуглавая мышца плеча  (сгибатель);

2 - трехглавая мышца плеча  (разгибатель).

 

 

 

При интенсивной мышечной работе может наступать утомление  мышц - т.е. временное понижение их работоспособности, вызываемое с накоплением  в них продуктов обмена (фосфорной, молочной кислот), понижающих возбудимость мембран мышечных клеток. Кроме того, происходит истощение энергетических запасов (гликогена, АТФ) и утомление  нервных центров, управляющих работой  мышц. После некоторого периода отдыха мышцы восстанавливают свою работоспособность. При выполнении статической работы мышцы утомляются быстрее, чем при  динамической работе.

 

Закономерности работы скелетных  мышц и развития в них утомления  были глубоко изучены отечественным  физиологом И.М. Сеченовым в конце XIX века. В результате этих работ  ученый научно обосновал необходимость  соблюдения определенного ритма  сокращений мышц, оптимальность нагрузки для достижения наиболее эффективной, продолжительной работы без особого утомления. Был сделан важный вывод о том, что мышечная работа стимулирует умственную работу.

 

У тренированных людей  мышцы более работоспособны: в  них повышено содержание гликогена, мышечные клетки более толстые, больше количество мышечных волокон, выше коэффициент  использования кислорода, быстрее  происходят восстановительные процессы. Длительная бездеятельность мышц ведет  к их атрофии и потере ими работоспособности.

 

 

Пасивный двигательный аппарат

 

Эта часть двигательного  аппарата представлена скелетом. Скелет (от греч. skeleton -высушенный) - это совокупность костей и их соединений. Скелет человека состоит примерно 205 - 210 костей. Масса скелета взрослого человека составляет 1/7 - 1/5 массы тела.

 

Функции скелета 

 

Скелет выполняет ряд  важных функций:

Механическая функция 

опорная (опора для внутренних органов, мышц и тела в целом);

защитная (предохранение внутренних органов от внешних механических воздействий);

двигательная (благодаря подвижности соединений между костями);

амортизационная (смягчение резких движений, толчков, ударов);

поддержание формы тела  

Биологическая функция 

кроветворная (в костях находится орган кроветворения – красный костный мозг);

депо минеральных солей (при недостатке минеральных солей  в других органах и крови они  поступают из костей)

Опорно-двигательный аппарат

 

Опорно-двигательный аппарат  человека включает пассивный двигательный аппарат - костную систему (скелет) и  активный двигательный аппарат - систему  скелетных мышц.

 

В целом опорно-двигательная система выполняет функцию опорную, защитную и двигательную.

 

Кости

Химический состав и физические свойства костей

 

Костное вещество состоит  из минеральных солей (около 70%) и  органических веществ (около 30%). Больше половины всех минеральных веществ - это фосфорнокислый кальций. Главными органическими веществами кости  являются белки коллаген и оссеин. Минеральные вещества придают костям твердость и хрупкость, органические - гибкость, упругость, эластичность. В  целом сочетание органических и  неорганических веществ придают костям большую прочность. Твердость и прочность костей сравнима с чугуном и кирпичом, поэтому кости могут выносить большие нагрузки. Например, большая берцовая кость выносит, не ломаясь нагрузку около 3 тонн. Соотношение органического и неорганического вещества с возрастом изменяется. У детей немного выше количество органических веществ, поэтому их кости более упруги, эластичны и гибки и реже ломаются. У пожилых и старых людей несколько возрастает количество неорганических веществ, их кости менее эластичны и более хрупки, поэтому чаще ломаются даже при небольших травмах.

Классификация костей

 

Все разнообразие костей скелета  можно классифицировать на группы по разным принципам:

 

 

Рис. 6. Виды костей

длинная трубчатая кость (плечевая)

плоская кость (лопатка)

короткие губчатые кости (кости предплюсны)

смешанная кость (позвонок).

 

 

По внешней форме, размерам:

 

 

Рис. 6. Виды костей

длинная трубчатая кость (плечевая)

плоская кость (лопатка)

короткие губчатые кости (кости предплюсны)

смешанная кость (позвонок).

 

 

длинные;

короткие;

широкие;

По внутреннему строению:

трубчатые (кости конечностей);

губчатые (ребра, и др.);

плоские (кости черепа, лопатка  и др.);

воздухоносные (некоторые  кости черепа, например, решетчатая, клиновидная);

смешанные (позвонки, ключица  и др.);

По местоположению:

кости головы;

кости туловища;

кости свободных конечностей  и их поясов.

 

Строение костей

 

(на примере трубчатой  кости) 

 

Во внешнем строении трубчатой  кости выделяют удлиненную среднюю  часть - тело, или диафиз, имеющий  цилиндрическую или близкую к трехгранной форму. Расширенные концевые участки называются эпифизами. Между эпифизом и диафизом располагается участок, называемый метафизом. Эпифизарный участок кости участвует в образовании сустава, его поверхность покрыта гиалиновым хрящом. Вся остальная поверхность кости покрыта надкостницей. Надкостница образована двумя тканевыми слоями: наружный - плотная соединительная ткань, внутренний - эпителиальная ткань. Надкостница имеет розоватый цвет, в ней расположено много мелких кровеносных сосудов и болевых рецепторов. Функции надкостницы:

защитная

трофическая

обменная (питание кости за счет развитости кровеносных сосудов)

костеобразующая (клетки внутреннего  слоя надкостницы постоянно делятся, образуя костные клетки - остеобласты, за счет которых кость нарастает  в толщину)

обеспечивает образование  костной мозоли при срастании  костей.  

 

Рис.7. Строение трубчатой  кости.

 

1,2, 3 – суставные поверхности; 4 - эпифиз (губчатое костное вещество); 5, 9 – диафиз; 6 – компактное костное  вещество; 7 – полость в области  диафиза. 

 

 

 

В молодых, растущих костях в области метафиза имеется сплошная хрящевая прослойка - метафизарный хрящ. За счет деления его клеток кость растет в длину. В области диафизов имеются костные возвышения - апофизы, к которым прикрепляются скелетные мышцы. В области диафиза внутри кости имеется полость, костная стенка которой ограничена компактным костным веществом. Диафизы образованы губчатым костным веществом, которое содержит многочисленные мелкие ячейки. С поверхности диафизы покрыты тонким слоем компактного костного вещества. Полость внутри диафиза и все ячейки в губчатом веществе эпифизов заполнены костным мозгом. Во внутриутробный период и в раннем детском возрасте в костях находится только красный костный мозг. Он является органом кроветворения и иммунной защиты. Постепенно с возрастом красный костный мозг в полостях диафизов трубчатых костей заменяется желтым костным мозгом, который образован жировой тканью и выполняет запасающую функцию. На форму, размеры, внешнее и внутренне строение костей большое влияние оказывает интенсивность и характер физической нагрузки.