lectyre_from_anatomy(1) / Анатомия мышц (лекеция)

Над костными выступами или суставами имеются синови­альные влагалища сухожилий. Одетые синовиальной оболоч­кой сухожилия легко скользят в синовиальных влагалищах, избегая трения о кости или суставные капсулы.

Не только строение мышц, но и окружающая их соедини­тельная ткань по ходу развития приспособлена к выполнению двигательных функций.

Форма и строение мышц связаны с особенностями их функции, а не только определяются тем пространством, на котором развиваются мышцы, и топографией мышц. Для то­го чтобы понять значение различий формы и строения мышц, необходимо рассмотреть некоторые понятия, касающиеся функции мышц.

Прежде всего, чем определяется и от чего зависит сила мышцы? Сила, которую развивает при сокращении мышца, складывается из сил сокращения отдельных мышечных воло­кон, поэтому пропорциональна количеству волокон, которые находятся в составе мышцы. Если через веретенообразную, лентовидную или плоскую мышцу, где все волокна расположе­ны рядом друг с другом, сделать поперечный разрез, то он пройдет через все мышечные волокна. Следовательно, в мыш­цах простого строения сила мышцы пропорциональна площа­ди ее анатомического поперечника — ее толщине.

Если разрезать поперек перистую мышцу, то указанное выше совпадение не обнаруживается. Следовательно, анато­мический поперечник перистых и других мышц сложного строения не может характеризовать их силу. Возникло поня­тие «физиологический поперечник мышцы». Это воображае­мая плоскость, на которой находятся поперечные разрезы всех мышечных волокон, составляющих мышцу. Физиологиче­ский поперечник мышцы пропорционален ее силе.

Какую же силу имеют мышцы определенного поперечни­ка? Многочисленные данные показывают, что при поперечни­ке 1 см² сила мышцы составляет 3,6 — 10 кг. Иначе говоря, сокращение такой мышцы может удержать груз от 3,6 да 10 кг. Следует учитывать изменчивость абсолютной силы мышцы. Если сложить силу всех мышц нашего тела, то окажется, что она в 26,6 раза больше, чем масса тела.

От чего зависит «ловкость» мышцы или, иначе говоря, длина того пути, который при сокращении мышцы проходит точка ее прикрепления, т.е. амплитуда движения, которое осуществляется сокращением мышцы? При решении этого вопроса нужно принять во внимание, что мышечные волокна способны укорачиваться примерно до половины своей длины. Чем больше укорачивается мышечное волокно, тем больше смещается точка его прикрепления. Следовательно, чем длин­нее мышечные волокна, тем больше размах движения, кото­рое производит мышца. Для того чтобы определить «лов­кость» мышцы, нужно знать среднюю длину мышечных во­локон, из которых она построена.

Если сила мышцы пропорциональна ее поперечнику (ана­томическому или физиологическому), если путь движения точки прикрепления мышцы при ее сокращении пропорцио­нален средней длине мышечных волокон, то, очевидно, рабо­та, которая производится мышцей при сокращении, должна быть равна произведению силы на путь и пропорциональна объему мышцы.

Мышцы равного объема, сокращаясь, производят количе­ственно одинаковую работу, но она может быть качественно разной: в одних случаях мышцы работают с большей силой, но с меньшим размахом движения, в других, наоборот, с меньшей силой, но производят движения большого размаха. Первые мышцы можно условно назвать сильными, вторые — ловкими.

Если сравнить мышцы веретенообразного и перистого строе­ния, имеющие одинаковый объем, то окажется, что они производят одинаковую работу, но в веретенообразной волокна длиннее и она менее «сильная», но более «ловкая». В пери­стой же мышце много пучков коротких мышечных волокон, и она «сильнее». Однако перистая мышца состоит из коротких мышечных волокон, которые, сокращаясь, не могут осущест­вить движения большого размаха. Перистая мышца более «сильная», но менее «ловкая».

Таким образом, форма и строение мышцы не безразлич­ны для особенностей ее функции. Они развиваются в филогенезе и онтогенезе, в результате непрерывного приспособления формы и строения мышц к их функции, в процессе трениров­ки и упражнения.

Особенности функции мышц обусловливают и особенно­сти состава волокон, участвующих в построении мышцы. Мышцы, сокращающиеся длительно и с большой силой, со­стоят преимущественно из красных мышечных волокон. Та­кое строение имеют глубокие и поверхностные мышцы спины, например трапециевидная, мышцы таза, диафрагма. Мышцы, которые осуществляют сокращения меньшей продолжитель­ности, производят быстрые и ловкие движения, состоят глав­ным образом из белых мышечных волокон. Так построены грудино-ключично-сосцевидная мышца и мышцы, соединяю­щие грудину с подъязычной костью.

Изучение формы и строения мышц убеждает в справедли­вости мнения П. Ф. Лесгафта: «В относительно малом и объ­еме и при относительно малой трате материала мышцы в со­стоянии проявить большую ловкость или большую силу и своей упругостью уменьшить влияние толчков и сотрясе­ний...»

Исходя из анатомического исследования мышцы, можно судить о работе которую она производит, и ее силе мышцы. Если известно, что сила мышцы пропорциональна количест­ву содержащихся в мышце волокон, то это дает основание для суждения о функциональных особенностях мышцы.

Хотя, конечно, напряжение отдельных мышечных пучков и отдельных мышечных волокон при сокращении мышц раз­лично и колеблется от нуля до максимума, хотя отдельные мышечные пучки или группы под влиянием нервных импуль­сов могут как бы превращаться в отдельно действующие мышцы с неодинаковой силой в различные моменты деятельности всей мышцы, все же сила мышцы в целом пропорцио­нальна количеству мышечных волокон, из которых она по­строена, а следовательно, анатомическому или физиологиче­скому поперечнику мышцы. Путь, который проходит точка прикрепления при сокращении мышцы, размах движения пропорциональны средней длине мышечных волокон, из ко­торых мышца построена. Если вся работа мышцы пропор­циональна ее объему, а путь, который проходит точка прикрепления мышцы, пропорциональна средней длине мышечных волокон, то можно высчитать физиологический попереч­ник мышцы и тем самым характеризовать ее мышцы.

Объем дельтовидной мышцы 29,6 см³. При расщеплении этой мышцы установлено, что средняя длина ее волокон 11,5 см. Выяснилось, что физиологический поперечник дель­товидной мышцы равен 21 см², т. е. значительно больше ее анатомического поперечника, так как это сложноперистая «сильная» мышца. Если физиологический поперечник дельто­видной мышцы равен 21 см², то ее абсолютная сила состав­ляет 168 кг.

Функцию мышц необходимо рассматривать в свете взаи­моотношений с костями скелета, на которых мышцы начина­ются и к которым прикрепляются, а также с суставами, на которые мышцы действуют. Каждая мышца, как правило, на­чинается, присоединяясь к одной кости, и заканчивается прикрепляясь к другой. При этом мышца перекидывается над одним, двумя или несколькими суставами. Таким образом, следует различать односуставные, двухсуставные и многосус­тавные мышцы.

На передней поверхности плеча находится двуглавая мышца. Эта мышца двумя головками — короткой и длин­ной — начинается на клювовидном отростке лопатки и надсуставном бугорке. Крупное брюшко мышцы переходит в су­хожилие, которое прикрепляется на бугристости лучевой ко­сти. Следовательно, двуглавая мышца двухсуставная. Глубже этой мышцы на плече находится плечевая мышца. Она начи­нается на передней поверхности плечевой кости и прикреп­ляется к бугристости локтевой кости. Это односуставная мышца. Односуставные мышцы, как правило, занимают бо­лее глубокое, двухсуставные мышцы — более поверхностное положение.

Эффект сокращения мышц в смысле действия на кости может быть различным. Если при сокращении плечевой мышцы плечевая кость укреплена в ее положении напряже­нием других мышц, то начало плечевой мышцы на плечевой кости будет неподвижной точкой. При сокращении этой мыш­цы будет сгибаться предплечье и, следовательно, точка при­крепления плечевой мышцы к локтевой кости будет подвиж­ной.

Если человек повиснет на перекладине и станет подтяги­ваться, то при этом будет сокращаться ряд мышц, в том чис­ле плечевая. Ее сокращение вызывает сгибание в локтевом суставе. Подвижная и неподвижная точки поменяются ме­стами: неподвижная точка будет на предплечье, а подвиж­ная — на плече. Возможны и такие движения, когда при со­кращении плечевой мышцы и сгибании в локтевом суставе обе кости будут двигаться, навстречу друг другу: и начало мышцы на плечевой кости, и место прикрепления мышцы на локтевой кости станут подвижными точками. Если мышца сокращается, а обе точки ее присоединения к костям (начало мышцы и место ее прикрепления) остаются неподвижными: сокращение только изменяет напряжение самой мышцы и ок­ружающих ее тканей без эффекта движения. Такое сокраще­ние мышцы принято называть изометрическим. Следователь­но, эффект сокращения мышцы зависит от условий, в которых мышца действует.

Работа, которую производит мышца при сокращении также может быть неодинаковой. Это лучше всего разобрать на примере дельтовидной мышцы. При отведении руки до уровня плеча эта мышца, сокращаясь, преодолевает сопро­тивление тяжести руки. Следовательно, работа мышцы мо­жет быть преодолевающей то или иное сопротивление и вы­ражаться в ясных и отчетливо видимых движениях всего те­ла или отдельных его частей.

Дельтовидная мышца, производя отведение в плечевом суставе может неподвижно удерживать руку на уровне пле­ча. На первый взгляд, дельтовидная мышца при этом не дей­ствует. Но попробуйте постоять так минут пять и вы почувст­вуете утомление, так как дельтовидная мышца производит очень трудную удерживающую работу. Следовательно, вто­рая форма работы мышцы — удерживающая работа.

Отведенная рука при расслаблении дельтовидной мышцы падает. Но можно и постепенно приводить руку, при этом дельтовидная мышца выполняет уступающую работу. Если вы отвели руку до уровня плеча, а потом постепенно плавно опускаете, то удерживающая работа дельтовидных мышц сменяется уступающей. Если бы при сгибании туловища мышцы спины не производили уступающую работу, человек упал бы. Таким образом, мышцы осуществляют либо усту­пающую, либо удерживающую, либо преодолевающую ра­боту.

Уступающая работа мышц очень важна, поскольку от нее зависят согласованность, координация работы мышц проти­воположного действия — антагонистов. Удерживающая рабо­та мышц также имеет огромное значение, поскольку опреде­ляет позу тела, фиксирует суставы, удерживает части тела в определенном положении относительно друг друга. Преодо­левающую и уступающую работу мышцы обозначают как баллистическую, или миодинамическую, деятельность. Удер­живающую работу мышц называют миостатической, или по­зиционной, деятельностью.

Если вдуматься в содержание различных видов работы мышц, то окажется, что мышцы постоянно осуществляют ту или иную миодинамическую или миостатическую деятельность. Следовательно, нужно не только учитывать миодинамическую функцию мышцы, которая связана с движением те­ла, но и понимать значение миостатической функции мышц. Мышцы нашего тела находятся в состоянии постоянного на­пряжения; только во время глубокого сна оно уменьшается, мышцы расслабляются. Лишь у мертвого человека все мыш­цы полностью расслаблены. У живого человека в большей или меньшей степени мышцы постоянно выполняют ту или иную функцию за счет той или иной степени напряжения, или тонуса.

Направление тяги, которую производит мышца при сокра­щении, определяется линией, которая соединяет центр нача­ла и центр прикрепления мышцы. Очень важно правильно понимать взаимоотношения между направлением тяги, кото­рую производит сокращающаяся мышца, и осями движения в суставе, на который действует мышца. Мышца при сокра­щении действует на те оси движения в суставе, с которыми направление мышечной тяги образует угол. Направление мышечной тяги либо перпендикулярно оси движения сустава, либо образует с ней больший или меньший угол. Чем ближе угол к прямому, тем большее участие в движении по этой оси сустава принимает мышца.

Как правило, мышцы развиваются так, что каждая ось движения сустава обслуживается по крайней мере двумя мышцами противоположной функции или мышцами антаго­нистами. Например, сгибание в локтевом суставе производят двуглавая и плечевая мышцы, а разгибание — трехглавая мышца плеча. Эти мышцы являются антагонистами: одни сгибают, другие разгибают руку в локтевом суставе. Хотя та­кие мышцы и выполняют противоположную баллистическую функцию, они как при сгибании, так и при разгибании дей­ствуют одновременно. При этом одна мышца производит пре­одолевающую, другая — уступающую работу, поэтому движе­ние совершается плавно и точно. Это легко проверить. Перед вами стоит стакан с водой. Вы захватываете стакан кистью, затем сгибаете руку в локтевом суставе, поднимаете до уровня рта и подносите стакан ко рту. Все эти движения про­исходят плавно и точно, потому что одновременно осущест­вляется преодолевающая работа двуглавой мышцы плеча и уступающая работа трехглавой мышцы, которая постепенно изменяет свое напряжение и вновь повышает тонус, сокра­щается так, что движение прекращается в нужный момент.

В процессе координирования функции сгибателей и раз­гибателей сгибание и разгибание осуществляются согласо­ванно: сгибатели при сгибании выполняют преодолевающую функцию, а разгибатели —уступающую. Если при нарушении функции двигательного анализатора —коры больших полу­шарий и других нервных аппаратов — координированная ра­бота мышц антагонистов нарушается, движения теряют плавность и точность. Больной, страдающий нарушением мышеч­ной координации, хватает стакан, судорожным движением подносит его ко рту, но ударяет себя по зубам или проносит стакан мимо рта, или пьет, расплескивая воду.

Мышцы, которые выполняют одну и ту же функцию, оди­наково действуя на ось движения сустава, называются си­нергистами. Если двуглавая и трехглавая мышцы плеча по отношению друг к другу антогонисты, то двуглавая и клюво-плечевая мышцы по действию на плечевой сустав являются синергистами: та и другая сгибают руку в плечевом суставе. Мышцы-синергисты могут иметь различное направление мы­шечных тяг, но при их совместном действии движение про­исходит по равнодействующей этих тяг. Равнодействующая строится на основе параллелограммов сил. Направление тя­ги ряда мышц по отношению к осям движения суставов, на которые они действуют, косое. Согласованно они осуществляют новое движение. Например, локтевой сгибатель запястья сгибает кисть и приводит в сторону мизинца, а локтевой раз­гибатель запястья разгибает ее и приводит в сторону мизин­ца. Если эти мышцы сокращаются одновременно, их проти­воположные действия (сгибание и разгибание) уничтожают­ся и остается эффект согласованного действия — приведение. Следовательно, мышцы-антагонисты в отношении одной оси движения сустава могут быть синергистами в отношении другой оси движения в этом суставе.

Взаимоотношения синергистов и антагонистов меняются в зависимости от условий, в которых начинается то или иное движение, по ходу движения в отдельные фазы того или иного движения. Например, в передней грудной области имеет­ся большая грудная мышца, а на спине — широчайшая мыш­ца спины. Большая грудная мышца при опущенной руке тянет плечевую кость кпереди и в медиальную сторо­ну. Широчайшая мышца спины, сокращаясь, тянет руку назад и медленно, заводя ее на спинную поверхность тела. При опущенной руке эти две мышцы являются по отноше­нию друг к другу антагонистами, но, если рука поднята, они, сокращаясь, с силой ее опускают. Например, когда дровосек рубит или кузнец ударяет молотом, между большой грудной мышцей и широкой мышцей спины устанавливаются взаимо­отношения синергизма. Таким образом, мышцы, производя различную работу (преодолевающую, уступающую и удер­живающую), действуют не изолированно, а координированно в сложных условиях меняющегося синергизма и антаго­низма.

Большинство даже самых простых движений производит­ся комбинированными сокращениями нескольких или даже многих мышц. Среди мышц, участвующих в том или ином простом или сложном движении, необходимо различать мышцы, обязательно участвующие в этом движении, облигаторные мышцы двигательного акта и мышцы, которые имеют вспомогательное, факультативное или условное значение. Участие последних неодинаково при различных движениях тела. Действие факультативных мышц отражает индивиду­альные особенности движений данного человека в данный мо­мент его жизни, при определенном состоянии его высшей нервной деятельности. Все люди ходят, но каждый по-свое­му. Мало того, каждый человек по-разному идет в различ­ных условиях, а главное, в зависимости от состояния его высшей нервной деятельности. По-разному выходят студен­та, получившие на экзамене отличную отметку и двойку. Работа мышц определяется не только их формой и строением, но отношением к костям и суставам.

Тяга, которую мышца производит на кость при сокращении, разлагается, как правило, на две составляющие. Одна из них направлена от точки прикрепления мышцы прямо перпендикулярно к оси движения в суставе, на которую мышца действует, и вдоль той кости, к которой мышца прикреп­ляется. Эта составляющая теряется для действия мышцы, прижимающей суставную поверхность одной кости к другой. Ее можно назвать компрессионной составляющей мышечной тяги. Другая составляющая перпендикулярна к месту прикреп­ления мышцы. Она — главная вращающая составляющая си­ла мышечной тяги.

Таким образом, по параллелограмму сил мышечная тяга разлагается на компрессионную и вращающую составляю­щие.

Рис.1. Форма мышц:

а — веретенообразная; б — двуглавая; в — двубрюшная; г — многобрюшная мышца с сухожильными перемычками; д — двуперистая; е — одноперистая

1 — venter, 2 — caput; 3 — tendo; 4 — intersectio tendinea; 5 — tendo intermedius.

Рис.2. Схема строения поперечнополосатых мышечных волокон:

1 — мышечное волокно; 2 — ядро; 3 — миофибриллы;

4 — вегетативное нервное волокно; 5 — нервно-мышечный синапс;

6 — соматическое (двигательное) нервное волокно; 7 — сарколемма;

8 — эндомизий; 9 — сухожильная нить; 10 — кровеносный капилляр.

Рис. 3. Мышцы и фасции плеча. Вид спереди (схема):

1 — m. biceps brachii; 2 — m. brachialis;

3 — septum intermusculare brachii mediale, 4 — m. triceps brachii;

5, 10 — fascia superficialis;

6 — cutis; 7 — septum intermusculare brachii laterale;

8 — humerus; 9 — fascia propria; 11 — подкожная жировая клетчатка.

Рис. 4. Схема синовиального влагалища сухожилия:

а — поперечный разрез; б — продольный разрез;

1 — vagina fibrosa tendinis; 2 — vagina synovialis tendinis; 3 — tendo;

4 — mesotendineum.

21