1.2. Загальні відомості про м'язи.

У людському тілі налічується близько 600 скелетних м'язів. М'язова система складає значну частину загальної маси тіла людини. Так, у віці 17-18 років вона становить 43-44%, а у людей з гарною фізичною підготовкою може досягати навіть 50%. У новонароджених маса всіх м'язів складає всього 23% маси тіла.

Ріст і розвиток окремих м'язових груп відбуваються нерівномірно. В першу чергу у грудних дітей розвиваються м'язи живота, трохи пізніше - жувальні м'язи. М'язи дитини на відміну від м'язів дорослої людини біліші, ніжніші і еластичніші. До кінця першого року життя помітно збільшуються м'язи спини і кінцівок, в цей час дитина починає ходити.

За період від народження і до закінчення росту дитини маса мускулатури збільшується в 35 разів. В 12-16 років (період статевого дозрівання) через подовження трубчастих кісток інтенсивно подовжуються і сухожилля м'язів. У цей час м'язи стають довгими і тонкими, через що підлітки виглядають довгоногими і довгорукими. У 15-18 років відбувається поперечний ріст м'язів. Їх розвиток триває до 25-30 років.

Будова м'язів. У м'язі розрізняють середню частину - черевце, що складається з м'язової тканини, і кінцеві ділянки - сухожилля, утворені щільною сполучною тканиною. Сухожиллями м'язи прикріплюються до кісток, проте це не обов'язково. М'язи можуть прикріплятися і до різних органів (очному яблуку), до шкіри (м'язи обличчя і шиї) і т. д. У м'язів новонародженого сухожилля розвинені досить слабо, і лише до 12-14 років встановлюються м'язово-сухожильні сполучення, які характерні для м'язів дорослої людини. М'язи всіх вищих тварин є найважливішими робочими органами - ефекторами.

М'язи бувають гладкі і поперечно-смугасті. В організмі людини гладкі м'язи знаходяться у внутрішніх органах, судинах і шкірі. Вони майже не контролюються центральною нервовою системою, тому їх (а також м'яз серця) іноді називають мимовільними. Ці м'язи володіють автоматизмом і власною нервовою мережею (інтрамуральною, або метасимпатичною), значною мірою забезпечуючи їх автономність. Регулювання тонусу і рухової активності гладких м'язів здійснюється імпульсами, які надходять через вегетативну нервову систему і гуморально (тобто через тканинну рідину). Гладка мускулатура здатна здійснювати досить повільні рухи і тривалі тонусні скорочення. Рухова активність гладкої мускулатури часто має ритмічний характер, наприклад маятникоподібні і перистальтичні рухи кишечника. Тривалі тонічні скорочення гладких м'язів дуже чітко виражені в сфінктера порожнистих органів, що перешкоджає виходу вмісту. Це забезпечує накопичення сечі в сечовому міхурі і жовчі в жовчному міхурі, оформлення калових мас в товстій кишці і т. д.

Гладкі м'язи стінок кровоносних судин, особливо артерій і артеріол, перебувають у стані постійного тонічного скорочення. Тонус м'язового шару стінок артерій регулює величину їх просвіту і тим самим рівень кров'яного тиску і кровопостачання органів.

Поперечно-смугасті м'язи складаються з безлічі окремих м'язових волокон, які розташовані в загальному сполучно-тканинному футлярі і кріпляться до сухожилля, які, в свою чергу, пов'язані зі скелетом. Поперечно м'язи поділяють на два типи: а) паралельно-волокнистий (всі волокна паралельні довгій осі м'яза), б) пір'ястий (волокна розташовані косо, прикріплюючись з одного боку до центрального сухожильно тяжу, а з іншого - до зовнішнього сухожильно футляру).

Сила м'яза пропорційна числу волокон, тобто площі так званого фізіологічного поперечного перерізу м'яза, площі поверхні, що перетинає всі діючі м'язові волокна. Кожне волокно скелетного м'яза - це тонке (діаметром від 10 до 100 мкм), довге (до 2-3 см) багатоядерні утворення - симпласти - виникають в ранньому онтогенезі з злиття клітин-міобластів.

Головною особливістю м'язового волокна є наявність у його протоплазмі (саркоплазмі) маси тонких (діаметром близько 1 мкм) ниток - міофібрил, які розташовані вздовж поздовжньої осі волокна. Міофібрили складаються з світлих і темних ділянок - дисків. Причому в масі сусідніх міофібрил у поперечно-смугастих волокон однойменні диски розташовані на одному рівні, що й надає регулярну поперечну смугастість (смугастість) всьому м'язового волокна.

Комплекс з одного темного і двох прилеглих до нього половин світлих дисків, обмежений тонкими Z-лініями, називається саркомерою. Саркомера - це мінімальний елемент скорочувального апарату м'язового волокна.

Мембрана м'язового волокна - плазмалема - має подібну будову з нервовою мембраною. Її відмінною рисою є те, що вона дає регулярні Т-образні впинання (трубки діаметром 50 нм) приблизно на кордонах саркомерів. Впинання плазмалеми збільшують її площу, а отже, і загальну електричну ємність.

Всередині м'язового волокна між пучками міофібрил паралельно подовжньої осі симпластів розташовуються системи трубочок саркоплазматичного ретикулуму, що представляє собою розгалужену замкнуту систему, тісно прилеглу до міофібрил і своїми сліпими кінцями (кінцевими цистернами) до Т-подібних впинених плазмалем (Т-системі). Т-система і саркоплазматичний ретикулум - це апарати передачі сигналів збудження з плазмалеми на скорочувальний апарат міофібрил.

Зовні весь м'яз укладений в тонку сполучно-тканинну оболонку - фасцію.

Скорочення як основна властивість м'язів. Збудливість, провідність і скоротність - основні фізіологічні властивості м'язів. Скорочення м'язів полягає в укороченні м'яза або в розвитку напруги. Під час експерименту м'яз відповідає поодиноким скороченням у відповідь на одиночне роздратування. В організмі людини і тварин м'язи з центральної нервової системи отримують не поодинокі імпульси, а серію імпульсів, на які вони відповідають сильним, тривалим скороченням. Таке скорочення м'язів називається тетаніческіе (або тетанус).

При скороченні м'яза здійснюють роботу, яка залежить від їх сили. Чим м'яз товщі, чим більше в ній м'язових волокон, тим вона сильніше. М'яз при перерахунку на 1 кв. см поперечного перерізу може підняти вантаж до 10 кг. Сила м'язів залежить і від особливостей прикріплення їх до кісток. Кістки і м'язи що до них прикріплюються являють собою своєрідні важелі. Сила м'яза залежить від того, як далеко від точки опори важеля і ближче до точки прикладання сили тяжіння вона прикріплюється.

Людина здатна тривалий час зберігати однакову позу. Це називається статичною напругою м'язів. Наприклад, коли людина просто стоїть або тримає голову у вертикальному положенні (тобто здійснює так звані статичні зусилля), його м'язи знаходяться в стані напруги. Деякі вправи на кільцях, паралельних брусах, утримання піднятої штанги вимагають такої статичної роботи, при якій необхідне одночасне скорочення майже всіх м'язових волокон. Зрозуміло, такий стан не може бути тривалим через збільшення стомлення .

Під час динамічної роботи скорочуються різні групи м'язів. При цьому м'язи, які вчиняють динамічну роботу, швидко скорочуються, працюють з великим напруженням і тому скоро втомлюються. Зазвичай при динамічній роботі різні групи м'язових волокон скорочуються по черзі. Це дає м'язам можливість здійснювати роботу тривалий час.

Керуючи роботою м'язів, нервова система пристосовує їхню роботу до поточних потреб організму, в зв'язку з цим м'язи працюють економно, з високим коефіцієнтом корисної дії. Робота стане максимальною, а втома розвиватиметься поступово, якщо для кожного виду м'язової діяльності підібрати середній (оптимальний) ритм і величину навантаження.

Робота м'язів є необхідною умовою їхнього існування. Якщо м'язи тривалий час не діють, розвивається атрофія м'язів, вони втрачають працездатність. Тренування, тобто постійна, досить інтенсивна робота м'язів, сприяє збільшенню їх обсягу, зростанню сили і працездатності, а це важливо для фізичного розвитку організму в цілому.

М'язовий тонус. У людини м'язи навіть у стані спокою скорочені. Стан, при якому довго утримується напруга, називають тонусом м'язів. Тонус м'язів може трохи знижуватися, а тіло розслаблятися під час сну або наркозу. Повне зникнення м'язового тонусу відбувається тільки після смерті. Тонічне скорочення м'язів не викликає стомлення. Внутрішні органи утримуються в нормальному положенні тільки завдяки тонусу м'язів. Величина м'язового тонусу залежить від функціонального стану центральної нервової системи.

Тонус скелетних м'язів безпосередньо визначається надходженням до м'яза з великим інтервалом нервових імпульсів з рухових нейронів спинного мозку. Активність нейронів підтримується імпульсами, що йдуть з верхніх відділів центральної нервової системи, від рецепторів (пропріорецепторів), які знаходяться в самих м'язах. Велика роль м'язового тонусу в забезпеченні координації рухів. У новонароджених переважає тонус згиначів руки; у дітей 1-2 місяців - тонус м'язів-розгиначів, у дітей 3-5 місяців - рівновага тонусу м'язів-антагоністів. Ця обставина пов'язана з підвищеною збудливістю червоних ядер середнього мозку. У міру функціонального дозрівання пірамідної системи, а також кори великих півкуль головного мозку тонус м'язів знижується.

Підвищений м'язовий тонус ніг новонародженого поступово знижується (це відбувається в другому півріччі життя дитини), що є необхідною передумовою для розвитку ходьби.

Втома. Під час тривалої або напруженої роботи знижується працездатність м'язів, яка відновлюється після відпочинку. Це явище називається фізичним стомленням. При різко вираженому стомленні розвивається тривале скорочення м'язів і їх нездатність до повного розслаблення (контрактура). Це пов'язано в першу чергу зі змінами, які відбуваються в нервовій системі, порушенням проведення нервових імпульсів в синапсах. При стомленні запаси хімічних речовин, які служать джерелами енергії скорочення, виснажуються, а продукти обміну (молочна кислота та ін) накопичуються.

Швидкість настання втоми залежить від стану нервової системи, частоти ритму, в якому проводиться робота, і від величини навантаження. Втома може бути пов'язана з несприятливою обстановкою. Швидко викликає настання стомлення нецікава робота.

Чим молодша дитина, тим швидше вона стомлюється. У грудному віці стомлення настає вже через 1,5-2 год неспання. Нерухомість, тривале гальмування рухів стомлюють дітей.

Фізичне стомлення - нормальне фізіологічне явище. Після відпочинку працездатність не тільки відновлюється, а й може перевищувати вихідний рівень. У 1903 р. І.М. Сеченов встановив, що працездатність стомлених м'язів правої руки відновлюється значно швидше, якщо під час відпочинку виконувати роботу лівої рукою. Такий відпочинок на відміну від простого спокою І.М. Сєченов назвав активним.

Таким чином, чергування розумової і фізичної праці, рухливі ігри до занять, фізкультурні паузи під час уроків і на перервах підвищують працездатність учнів.