лекции биология / Мышцы

Мышечная система.

У взрослого человека мышцы составляют 40% от массы тела. Известно более 600 скелетных мышц, состоящих из пучков многочисленных мышечных волокон с поперечной исчерченностью, длиной от 1 мм до нескольких см. Снаружи волокна покрыты сарколеммой, а их цитоплазма называется саркоплазмой. В ней очень много митохондрий и сеть внутренних мембран – саркоплазматический ретикулум, содержащий ионы кальция. Вдоль мышечного волокна тянется в среднем 2500 миофибрилл. Когда происходит сокращение миофибриллы, актиновые нити вдвигаются между миозиновыми. Сила сокращения скелетной мышцы зависит от числа волокон, вовлеченных в сокращение. Волокна и мышца одеты соединительными оболочками – фасциями. К мышце подходят нервы, кровеносные сосуды лимфатические сосуды. наружная оболочка переходит в сухожилие, которым мышца крепится к кости. Мышцы состоят из головки, брюшка и хвоста.

Различают следующие типы мышц.

1. Гладкие мышцы входят в состав стенок желудочно-кишечного тракта, кровеносных и лимфатических сосудов, трахеи, бронхов, мочевого пузыря, матки). Гладкие мышцы состоят из отдельных веретеновидных клеток длиной 50 – 400 мкм и толщиной 2 – 10 мкм.

2. Поперечно-полосатые мышцы (скелетные). Поперечно – полосатые мышцы прикрепляются к костям скелета, обеспечивая положение тела в пространстве и его движение. Сердечная мышца - разновидность поперечно-полосатых мышц.

Скелетные мышцы по месту расположения делят на группы: мышцы лица (мимические, жевательные); мышцы шеи (лестничные, грудино-ключично-сосцевидная, трапециевидная); мышцы спины (межпозвоночные, широчайшая, трапециевидная); мышцы груди (межреберные, грудная, передняя зубчатая); мышцы живота (прямая, пирамидная, косые, широкие – мышцы «брюшного пресса»); мышцы пояса верхней конечности (большая и малая грудная, зубчатая, трапециевидная); мышцы руки (двуглавая, трехглавая, длинноладонная, сгибатели пальцев); мышцы пояса нижней конечности (подвздошно-поясничная, большая, средняя и малая ягодичная, портняжная); мышцы ноги (двуглавая, четырехглавая, икроножная, камбаловидная, сгибатели пальцев).

По форме мышцы бывают: веретенообразные, лентовидные, круговые, широкие, 1-, 2-, многоперистые, двуглавые, двубрюшные и др.

По функциям различают: мышцы – антагонисты (например, мышцы – сгибатели и разгибатели). Они обеспечивают движение в суставах. Мышцы синергисты, выполняющие движение в одном направлении, а также вращатели, подниматели, сжиматели.

Работа мышц.

Движение в суставах, например, сгибание и разгибание конечностей, совершаются благодаря поочередному сокращению групп мышц – антагонистов – сгибателей и разгибателей, которые действуют согласованно, так как иннервирующие их нервные центры последовательно и поочередно переходят из состояния возбуждения в состояние торможения. Каждое мышечное волокно несет двигательные нервно-мышечные концевые пластинки, или моторные бляшки, берущие начало в мотонейронах передних рогов спинного мозга. Чувствительные нервные окончания воспринимают информацию о тонусе мышечных волокон и передают в спинной и головной мозг. Регуляция движений осуществляется корой (моторная зона, условно-рефлекторная регуляция произвольных движений), подкорковыми ядрами и мозжечком (безусловно-рефлекторные движения).

Каждое мышечное волокно изолированно от соседних с ним волокон и сокращается по принципу «все или ничего», т.е. с максимальной для него силой, если возбуждение достигло порогового уровня.

При сгибании руки в локтевом суставе возбуждение к двуглавой мышце плеча идет от моторной зоны лобной доли больших полушарий, передается с помощью нисходящих путей на соответствующие сегменты спинного мозга, затем по двигательным нейронам – на нервно-мышечные соединения и происходит сокращение мышцы – сгибателя. При этом возникает торможение двигательных нейронов мышцы – разгибателя – трехглавой мышцы плеча, которая расслабляется. Медиатор, вызывающий сокращение скелетной мускулатуры – ацетилхолин.

Различают динамическую работу мышц, когда сокращение чередуется с расслаблением, и статическую работу, например, при удержании груза в одном положении. Статическая приводит к более быстрому утомлению. Утомление – временное снижение работоспособности, наступающее в результате работы. Ведущую роль в утомлении играет не усталость самих мышц, а утомление двигательных нейронов. Установлено, что для более быстрого восстановления работоспособности благоприятнее не полный покой, а интенсивная работа другой группы мышц. Физиолог иван Михайлович Сеченов назвал это активным отдыхом. Он изучал зависимость утомления от ритма и нагрузки и заложил основы особой науки – гигиены труда. Для достижения максимального объема мышечной работы необходимо подбирать оптимальные ритм и нагрузку.

Работа мышц связана с расходованием энергии. Энергию для мышечного сокращения дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Для синтеза АТФ используется энергия, освобождаемая при окислении глюкозы. Кровь, протекающая через мышцы, снабжает их необходимыми питательными веществами, кислородом и уносит углекислый газ, воду и другие продукты распада органических веществ, образовавшиеся в процессе работы. Таким образом, эффективность и продолжительность работы мышц зависит от кровоснабжения мышц, и, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.