Поперечно полосатая скелетная ткань составляет примерно ответ общей массы тела

Мышечные ткани — это ткани, для которых способность к сокращению является главным свойством. Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости, соединения костей).

Общими свойствами всех мышечных тканей является сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечнополосатая скелетная и поперечнополосатая сердечная мышечные ткани. Клетки мышечной ткани имеют хорошо развитый цитоскелет, содержат много митохондрий.

Гладкая (висцеральная) мускулатура

Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (бронхи, кишечник, желудок, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.

Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Между клетками имеются межклеточные контакты — нексусы (лат. nexus — связь). Благодаря нексусам возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.

Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру мочевого пузыря), сокращается медленно, практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает — сокращается и утомляется быстро.

Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их тоже изучим).

Особо заметим, что в гладкой мышечной ткани миофиламенты собираются в миофибриллы только во время сокращения. У таких временных миофибрилл не может быть регулярной организации, а значит ни у таких миофибрилл, ни у гладких миоцитов не может быть поперечной исчерченности.

Гладкая мышечная ткань сокращается непроизвольно (неподвластна воле человека). Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой. К примеру невозможно по желанию сузить или расширить бронхи, кровеносные сосуды, зрачок.

Гладкая мышечная ткань называется неисчерченной, так как не обладает поперечной исчерченностью, характерной для поперечнополосатых скелетной и сердечной мышечных тканей.

Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань

Скелетная мышечная ткань образует диафрагму (дыхательную мышцу), мускулатуру туловища, конечностей, головы, голосовых связок.

В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт (греч. sim — вместе + plast — образованный) представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (соответствует длине мышцы).

Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой. Сократительные элементы — миофибриллы (лат. fibra — волоконце) — длинные тяжеобразные органеллы в миосимпласте (около 1400).

Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.

Саркомер (от греч. sarco — мясо (мышца) + mere — маленький)

Саркомер — элементарная сократительная единица поперечнополосатых мышц, структурная единица миофибриллы. В состав саркомера (и миофибриллы в целом) входят миофиламенты (лат. filamentum — нить) двух типов, которые обеспечивают сократимость мышечной ткани.

Саркомер состоит из актиновых (тонких) и миозиновых (толстых) филаментов, которые образованы главным образом белками актином и миозином. Сокращение происходит за счет взаимного перемещения миофиламентов: они тянутся навстречу друг другу, саркомер укорачивается (и мышца в целом).

Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином, что приводит к изменению конформации тропомиозина (тропонин и тропомиозин — регуляторные белки между нитями актина), за счет чего становится возможно соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло (сократительный термогенез).

Замечу, что трупное окоченение (лат. rigor mortis) — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (в саркоплазму миосимпласта), способствуя связыванию актина и миозина.

После смерти в мышце перестает синтезироваться АТФ, ее уровень быстро снижается. Как следствие этого перестает функционировать Ca-АТФаза — насос, выкачивающий ионы Ca из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулум (мембранная органелла мышечных клеток (сходная с ЭПС), в которой запасаются ионы Ca).

В саркоплазме повышается концентрация ионов Ca — замыкаются мостики между актином и миозином, однако разомкнуться они уже не могут, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура (лат. contractura — стягивание, сужение): конечности очень сложно разогнуть или согнуть.

Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.

В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние миосимпласты (волокна) не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов, где возбуждение предается между соседними клетками через нексусы. Скелетные мышцы сокращаются быстро и быстро утомляются (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени, мало утомляются) .

Скелетные мышцы сокращаются произвольно: они подконтрольны нашему сознанию. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.

Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань

Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца — миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце»). Миокард — средний слой сердца, составляющий основную часть его массы. При работе сердечная мышечная ткань не утомляется.

Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов — одиночных клеток, имеющих поперечную исчерченность. Соединяясь друг с другом, кардиомиоциты образуют функциональные волокна.

Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает свойства двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство — автоматизм.

Автоматизм — способность сердечной мышечной ткани возбуждаться и сокращаться самопроизвольно, без влияний извне. Это легко можно подтвердить, наблюдая сокращения изолированного сердца лягушки в физиологическом растворе: сокращения сердца в нем будут продолжаться несколько десятков минут после отделения сердца от организма.

Места контактов соседних кардиомиоцитов — вставочные диски (в их составе находятся нексусы), благодаря которым возбуждение одной клетки передается на соседние, таким образом волнообразно охватываются возбуждением и сокращаются новые участки миокарда.

Большое число контактов между кардиомиоцитами обеспечивает высокую эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.

На рисунке или микропрепарате узнать данную ткань можно по центральному положению ядер в клетках, поперечной исчерченности, наличию вставочных дисков и анастомозов (греч. anastomosis — отверстие) — мест соединений боковых поверхностей функциональных волокон (кардиомиоцитов).

В норме возбуждение проводится по проводящей системе сердца от предсердий к желудочкам (однонаправленно). Участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений — водитель сердечного ритма.

Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных (англ. pacemaker — задающий ритм) клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.

Ответ мышц на физическую нагрузку

Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- чрез, слишком + τροφή — еда, пища) — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.

В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — под и δύνᾰμις — сила), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии (греч. а – «не» + trophe – питание). В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.

Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.

В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).

Происхождение мышц

Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: Какая ткань для маек для ребенка

ПОПЕРЕ́ЧНО-ПОЛОСА́ТЫЕ МЫ́ШЦЫ

ПОПЕРЕ́ЧНО-ПОЛОСА́ТЫЕ МЫ́ШЦЫ (по­пе­реч­но-по­ло­са­тая мы­шеч­ная ткань), со­кра­ти­мая ткань по­зво­ноч­ных жи­вот­ных и че­ло­ве­ка, фор­ми­рую­щая ске­лет­ную (ту­ло­вищ­ную, или со­ма­ти­че­скую) мус­ку­ла­ту­ру, ми­ми­че­ские мыш­цы, язык, часть стен­ки пи­ще­во­да. Раз­ви­ва­ет­ся из сред­не­го за­ро­ды­ше­во­го ли­ст­ка ( ме­зо­дер ­мы) и со­сто­ит из мно­го­ядер­ных мы­шеч­ных во­ло­кон (сим­пла­стов), по­кры­тых воз­бу­ди­мой плаз­ма­тич. мем­бра­ной (сар­ко­лем­мой), сход­ной по элек­трич. свой­ст­вам с мем­бра­на­ми нерв­ных кле­ток. Под плаз­ма­тич. мем­бра­ной мы­шеч­ных во­ло­кон рас­по­ло­же­ны так­же мио­са­тел­ли­ты – мел­кие од­но­ядер­ные ма­ло­диф­фе­рен­ци­ро­ван­ные клет­ки, ли­шён­ные со­кра­ти­мых бел­ков и слу­жа­щие для рос­та и ре­ге­не­ра­ции П.-п. м. Груп­пы во­ло­кон об­ра­зу­ют мы­шеч­ные пуч­ки, ко­то­рые, объ­е­ди­ня­ясь, фор­ми­ру­ют мыш­цу. В со­еди­нит. тка­ни, ок­ру­жаю­щей мы­шеч­ные во­лок­на, мы­шеч­ные пуч­ки и всю мыш­цу, про­хо­дят кро­ве­нос­ные со­су­ды и нер­вы. Свои­ми кон­ца­ми П.-п. м. проч­но со­еди­ня­ют­ся с су­хо­жи­ли­ем, с по­мо­щью ко­то­ро­го при­кре­п­ля­ют­ся обыч­но к кос­тям или хря­щам. Функ­цио­наль­ной еди­ни­цей мы­шеч­ных во­ло­кон яв­ля­ют­ся мио­фиб­рил­лы – тон­кие ни­ти, обес­пе­чи­ваю­щие мы­шеч­ное со­кра­ще­ние . Для П.-п. м. ха­рак­тер­на ви­ди­мая в све­то­вой мик­ро­скоп по­пе­реч­ная ис­чер­чен­ность (от­сю­да назв.), обу­слов­лен­ная че­ре­до­ва­ни­ем в мио­фиб­рил­лах уча­ст­ков с раз­ны­ми фи­зи­ко-хи­мич. и оп­тич. свой­ст­ва­ми.

Строение поперечно-полосатых мышц и их функции

Поперечно-полосатая мускулатура

В организме человека насчитывается около 600 поперечно-полосатых мышц (скелетных).

Скелетные мышцы взрослого человека составляют 32-40% от общего веса тела.

У новорожденных и детей ― до 20-22%, в старческом возрасте ― 30%.

Вес мышц только конечностей составляет 80% от общего веса всей мускулатуры: 50% приходится на нижние конечности, 30% ― на долю верхних

Структурно-функциональные особенности поперечно-полосатой мускулатуры

1. Не имеет клеточного строения.
2. Отмечается поперечная исчерченность, что обусловлено упорядоченным расположением миофиламентов: актиновых и миозиновых.
3. Прикрепляются к костям скелета (чаще), а также вплетаются под кожу (мимические); находятся на концах дыхательных, пищеварительных и мочевых путей.
4. Поперечно-полосатые мышцы являются органами и объединяются в систему ― мышечная система.
5. Сокращение поперечно-полосатых мышц происходит быстро и энергично; способны на тоническое сокращение.
6. Сокращения поперечно-полосатых мышц являются произвольными, то есть находятся под контролем коры конечного мозга и зависят от воли человека (произвольная мускулатура).

Функциональное значение поперечно-полосатых мышц

1. Совершают передвижение тела в пространстве.
2. Обеспечение равновесия тела, его позы.
3. Смещение частей тела относительно друг друга.
4. Обеспечение сложных физиологических актов: дыхание, речь, жевание, глотание, экскурсия глазных яблок, мочеиспускание, дефекация и др.
5. Терморегуляция тела. По И.П. Павлову: скелетные мышцы – это «печка» организма.
6. Нагнетающее и присасывающее действие на кровеносные, лимфатические сосуды, т. е. обеспечение тока жидкостей.
7. Обеспечение мимики.

Опубликовано в Без категории автором admin.

Непроизвольно-сокращающиеся мышцы

Эти мышцы называются так потому, что мы не можем сознательно контролировать их работу; они работают рефлекторно и не утомляются. Их называют также гладкими мышцами из-за их внешнего вида. Единственная их функция — поддерживать тело в вертикальном положении.

Расположены они преимущественно в области торса. Сердечная мышца, будучи непроизвольно-сокращающейся, является частично поперечно-полосатой; некоторые мышцы гортани и две небольшие мышцы внутреннего уха также поперечно-полосатые.

Произвольно-сокращающиеся мышцы

Произвольно-сокращающиеся мышцы позволяют нам выполнять все действия, значительные и незначительные, по нашему желанию.

Это достигается благодаря их сокращению и расслаблению: при этом передвигаются кости, к которым они прикреплены. Однако в процессе работы эти мышцы спустя короткое время устают. Например, подержав руку несколько минут поднятой вверх, вы почувствуете, что она заболела.

Легко понять, почему, если вместо непроизвольно-сокращающейся мы начинаем использовать произвольно-сокращающуюся мускулатуру для сохранения осанки, это вызывает ряд трудностей.

Мышцы вскоре устанут и либо наше тело «осядет», либо мышцы станут настолько напряжены, что какая-то часть тела будет периодически втягиваться в другую, что приведет к привычным недомоганиям.

Сокращение мышц

Важно заметить, что мышцы могут только сдвигать кости, но не могут раздвинуть их. Именно поэтому они обычно работают в паре: одна является первичным, движителем (та, что находится в состоянии сокращения) и известна как мышца-синергист, а другая (которая медленно расслабляется, делая возможным управляемое движение) называется мышцей-антагонистом.

По-видимому, все мышцы попеременно служат то синергистами, то антагониста ми. По существу, мышцы постоянно «тянут» в противоположны направлениях, именно это создает мышечный тонус.

Единственная часть мышцы, которая не сокращается, — это связка между костью и сокращающейся тканью, обычно называемая сухожилием.

Движением произвольных мышц управляет мозг, который координирует все движения, пользуясь информацией, выдаваемой самими мышцами, а также глазами и органом равновесия, расположенным в ухе.

Мышцы, совершающие сложные движения, на пример, мышцы кисти, имеют по одному нерву в каждой групп волокон, а силовые мышцы (например, большая ягодичная) имеют один нерв для большого количества мышечных волокон.

Как сокращаются мышцы

Мышцы образуются из пучков мышечных волокон (миофибрил) достигающих до двадцати сантиметров в длину. Мышечные волокна имеют свойство укорачиваться в ответ на нервное возбуждение.

При этом в мышцах сокращается количество молекул протеина.

Если мышцы постоянно находятся в напряженном состоянии, длина волокон уменьшается, а это приводит к укорочению всей мышцы.

В результате могут меняться размеры отдельных частей тела, а также рост человека.

Если человек думает об удлинении и расширении мышц, он тем самым стимулирует увеличение длины мышечных волокон. Через какое-то время могут восстановиться и потерянные молекулы протеина. Это в свою очередь приводит к удлинению конкретной мышцы или мышц.

Как отмечалось выше, в течение курса занятий по методике Александера у многих людей рост увеличивается на три сантиметра и более (этот процесс происходит на протяжении недель и месяцев).

Важно отметить, что всякое избыточное мышечное напряжение очень постепенно смещает положение костей, что вызывает ненужное напряжение других мышц.

Итак, одна напряженная мышца будет воздействовать на весь организм.

Длительное увеличение мышечного напряжения затронет также нервную, пищеварительную, дыхательную системы и систему кровообращения и неизбежно нарушит их естественное функционирование.

Система кровообращения

Система кровообращения состоит из артерий, вен и капилляров, по которым ежедневно прокачивается порядка 36 тысяч литров крови. Общая протяженность кровеносных сосудов поистине поразительна — она составляет 20 тысяч километров, то есть половину длины экватора!

Артерии и вены, как и нервы, вплетаются в мышцы, выходят из них, оплетают их.

Это не «твердые трубки», они способны сокращаться и растягиваться, пропуская большее или меньшее количество крови под требуемым давлением. Если мышцы, через которые проходят кровеносные сосуды, будут слишком напряжены, это сильно затруднит ток крови, и либо сердцу придется работать более интенсивно, чтобы это компенсировать, либо отдельные части тела окажутся лишенными нужного кровоснабжения.

Именно напряженность артерий и вен в большинстве случаев является причиной таких состояний, как варикозные вены и даже тромбоз.

Дыхательная система

Большинство людей имеют привычку к поверхностному дыханию, вдыхая только четверть того количества воздуха, которое считается «нормой». Среднее количество воздуха, ежедневно вдыхаемого взрослым человеком, составляет примерно 13 650 литров, поэтому особенно важно, чтобы дыхательная система работала эффективно и бесперебойно.

Люди страдают от поверхностного дыхания по следующим причинам:

• сидение в сгорбленной позе, ограничивающей пропускную способность легких;

• сидение в напряженной позе, при которой грудная клетка сохраняет фиксированное положение;

• перенапряжение межреберных мышц (мышц, соединяющих одно ребро с другим);

• укорочение мышц спины, ограничивающее движение ребер.

Упражнение

1.Сидя на стуле, проследите за своим дыханием: где оно начинается? Поверхностное оно или глубокое?

2. «Осядьте» на стуле — чем больше, тем лучше!

3. Глубоко вдохните и заметьте, сколько воздуха вы способны вдохнуть

4.Теперь сядьте насколько возможно более напряженно и прямо.

5. Снова очень глубоко вдохните и заметьте, сколько смогли вдохнуть воздуха.

6. Наконец сядьте не слишком «осев» и не очень прямо и вдохните.

Сравните все три результата — они будут говорить сами за себя.

Из этих упражнений видно, что избыточное мышечное напряжение, как и недостаточное, прямо отражается на дыхании.

Читайте также: Латексный клей для ткани

Пищеварительная система

Нормальное функционирование пищеварительной системы напрямую связано с мускулатурой. От работы челюстных мышц зависит возможность пережевывания пищи; от перистальтики — прохождение пищи по пищеварительному тракту.

Поскольку, как уже отмечалось, напряжение одной мышцы неизменно влияет на всю мышечную систему, то нормальное функционирование процессов пищеварения, усвоения и всасывания зависит от того, насколько свободен весь мышечный аппарат.

Костная система

Кость — твердая субстанция, она может сохраняться в течение столетий.

Можно представить себе, как велико должно быть мышечное напряжение, чтобы начался процесс изнашивания костей, как это имеет место при артритах.

Поскольку кости скреплены мышцами, при избыточном мышечном напряжении мы, по существу, проталкиваем одну часть костяка в другую. Естественно, это пагубно сказывается на координации движений и осанке, а в итоге на общем благополучии, как физическом, так и ментальном.

Нервная система

Нервная система состоит из сети нервных волокон, идущих от мозга и позвоночного столба (вместе они составляют центральную нервную систему) к телу.

Функция нервной системы состоит в передаче информации как от каждой, так и к каждой части организма.

Многие нервные волокна проходят между мышцей и костью, а также между двумя мышцами.

Скелетная мышечная ткань

Если мышца постоянно находится в состоянии сокращения, вызванного стрессом, нервы ущемляются затвердевшей мышцей и причиняют сильную боль — например, вызывают ишиас. Боль, естественно, заставляет человека еще больше напрячься, — возникает порочный круг.

Каждый, кто хотя бы раз испытал, что такое ущемление нерва, скажет, насколько это болезненно.

Упражнение

Чтобы показать, насколько твердой может быть напряженная мышца:

1. Пощупайте свой бицепс (мускулы предплечья), когда рука свободно висит вдоль тела.

2. Поднимите одной рукой тяжелый предмет (например, стул) и пощупайте бицепс в этом положении.

Рефлексы

Рефлекторное действие — одна из простейших форм работы нервной системы. Существует три типа рефлексов.

Поверхностные рефлексы

Здесь имеются в виду рефлекторные движения, вызванные легким похлопыванием или покалыванием кожи коленной чашечкой. Этот рефлекс помогает при ходьбе. Мышцы нижней части ноги удлиняются, вытягиваясь над коленной чашечкой; это заставляет рефлекс срабатывать, и нога «выбрасывается вперед» при очередном шаге.

Рефлексы положения тела

Экспериментально доказано, что многие мышцы, управляющие положением тела, приводятся в действие нервными окончаниями, находящимися в ступнях.

Эти нервные окончания чувствительны к давлению, поэтому чем больший вес давит на наши ступни, тем лучше работают мышцы, ведающие положением тела. Однако, как говорилось ранее, многие неправильно держат ступни ног, когда стоят; при этом вес тела распределяется неравномерно и приходится в основном либо на пятки, либо на пальцы.

В таких случаях нервные окончания не могут быть задействованы, и мышцы, которые должны автоматически поддерживать нас в вертикальном положении, не работают.

В итоге вместо них мы начинаем использовать произвольно-сокращающиеся мышцы, а ввиду того, что они быстро устают, мы «оседаем».

Переучивание с использованием методики Александера может способствовать восстановлению равновесия тела, тем самым стимулируя действие нужных мышц для выполнения конкретных задач.

Рефлексы пальцев

Между косточками плюсны стопы, заканчивающимися пятью пальцами, имеется четыре группы мышц.

К каждой из этих мышц присоединены нервные окончания, которые управляют мышцами ноги. Рефлекторные механизмы действуют в основном в случае, когда человек стоит. Если при этом он не опирается равномерно на обе ноги, рефлексы не смогут эффективно работать, и опять придется использовать произвольно-сокращающуюся мускулатуру и затрачивать гораздо большие усилия.

Упражнение

Вы можете сами легко проверить эти рефлексы:

1.Попросите приятеля сесть на стул.

2. Убедитесь, что он сидит прямо. Положите руку ему на колено и поворачивайте его ногу из стороны в сторону. Она должна свободно двигаться.

3.Теперь попросите его наклониться вперед так, чтобы большая часть веса приходилась на ноги, меньшая — на седалищные кости.

4. Опять положите руку ему на колено и попытайтесь поворачивать его ногу из стороны в сторону. На этот раз нога не будет так легко поворачиваться.

Из-за того, что на пальцы приходится теперь больше веса, задействуются нервные окончания между пальцами, заставляя мышцы ног напрячься и приготовиться к тому, чтобы встать.

Поперечнополосатые скелетные мышцы

К поперечнополосатым скелетным относятся мышцы головы, туловища, конечностей, а также мышцы глотки, верхней части пищевода, гортани, глазодвигательные мышцы, диафрагма и не­которые другие. Большая часть поперечнополосатых мышц при­креплена к костям скелета. Поперечнополосатые скелетные мышцы выполняют в организме целый ряд функций: передвижение человека и частей его тела в пространстве; поддержание позы; дыхание; жевание и глотание; артикуляция и мимика; защита внутренних органов.

Мускулатура у мужчин составляет в среднем 35—45% от массы тела, у жен­щин — 28—32%. У физически тренированных людей мышечная масса увеличивается, достигая 50%. В теле человека насчитывают около 400 мышц.

Строение поперечнополосатых мышц и механизмы их сокраще­ния

В состав мышцы кроме мышечной ткани входят рыхлая и плот­ная соединительные ткани, сосуды и нервы. Мышца состоит из множества мышечных волокон. Отдельные мышечные волокна со­браны в пучки; они в свою очередь собираются в более крупные пучки, которые образуют единую мышцу. Каждый пучок мышеч­ных волокон, как и вся мышца, окружены соединительноткан­ной оболочкой.

Оболочки на концах мышцы образуют сухожилия, с помощью которых мышцы прикрепляются к кости. Они отлича­ются большой прочностью: сухожилие четырехглавой мышцы, на­пример, способно выдержать нагрузку около 600 кг!

При травмах сухожилие обычно не разрывается, а отрываются от мышцы или кости.

Единичное поперечнополосатое мышечное волокно — много­ядерная цилиндрическая структура (рис. IV.8) диаметром от 5 до 100 мкм и длиной до 10—12 см.

Многоядерность возникает в процессе эмбриогенеза в резуль­тате слияния цитоплазмы отдельных одноядерных мышечных кле­ток.

Многоядерное мышечное волокно содержит множество тон­чайших нитей, способных к сокращению, — миофибршш.

Миофибриллы расположены параллельно длинной стороне волокна. Между ними находятся митохондрии, эндоплазматическая сеть и другие клеточные органоиды.

Под микроскопом при большом увеличении видно, что в ми­офибриллах чередуются темные и светлые участки, отчего волок­но приобретает поперечную исчерченность (см.

рис. IV.8). Такие участки, повторяющиеся вдоль миофибриллы и имеющие одина­ковую величину, называются саркомерами. Длина саркомера — око­ло 2,5 микрон. Каждая миофибрилла состоит из многих тысяч пос­ледовательно соединенных саркомеров. Они отделены друг от дру­га так называемыми Z-пластинами. Саркомер образован нитями двух видов белков — актина и миозина. Нити актина прикреплены к Z-пластинам, а между нитями актина расположены более тол­стые нити миозина (рис. IV.9).

На поперечном разрезе миофибриллы видно, что каждая нить миози­на окружена шестью нитями актина. Чередование темных и светлых про­межутков в миофибриллах объясняется сложными законами преломле­ния световых лучей молекулами мышечных белков. Так, белок актин не способен дважды преломлять проходящий через него свет (свойство изот­ропности), а белок миозин — способен (свойство анизотропности).

Изот­ропность определяет появление светлого участка (так называемого I-дис-ка, т.е. изотропного диска; он находится вблизи линии Z, где локализо­ваны нити актина); анизотропность — появление темного участка (так называемого А-диска, т.е. анизотропного диска; он находится в области локализации белка миозина и отчасти актина) (см. рис. IV.8).

Сокращение мышечных волокон в организме происходит под влиянием нервных импульсов, приходящих из моторных центров спинного мозга (для мышц туловища и конечностей) или голов­ного мозга (для мышц головы).

Из утолщения на конце аксона, расположенного на поверхности мышечного волокна, выделяется активное химическое вещество — медиатор (посредник). Такие утолщения в месте контакта нервной и мышечной клеток получи­ли название нервно-мышечного синапса.

Функцию медиатора в синапсах скелетных мышц выполняет ацетил­холин.

Под его воздействием в мышечном волокне возникает возбужде­ние, которое распространяется по волокну. В результате в волокне из эн­доплазматической сети выделяется кальций (именно поэтому без каль­ция невозможно сокращение мышц), запускается сложный каскад био­химических реакций, выделяется необходимая энергия и меняется состояние актина и миозина: нити актина начинают заходить глубже в про­межутки между нитями миозина и каждый саркомер укорачивается при­мерно в два раза; Z-пластины сближаются, и все мышечное волокно укорачивается (т.е.сокращается) (см. рис. IV.9).

При этом длина нитей ак­тина и миозина не изменяется; они как бы «скользят» относительно друг друга (теория скользящих нитей). При расслаблении мышечного волокна: актиновые нити выходят из промежутков между нитями миозина, длина саркомеров, а следовательно, и длина всей мышечной клетки возвраща­ется к исходной величине.

Читайте также: Как вязать коврики из ткани крючком для начинающих

В естественных условиях мышца сокращается рефлекторно, в от­вет на раздражение рецепторов.

Рассмотрим рефлекторный меха­низм сокращения на примере про­стейшего сгибательного рефлекса — коленного рефлекса (рис. IV. 10). Ког­да невропатолог ударяет молоточ­ком по сухожилию четырехглавой мышцы бедра, мышца растягива­ется и от рецептора растяжения, на­ходящегося в мышце (мышечного ве­ретена), возбуждение в виде не­рвных импульсов поступает в спин­ной мозг. Рецептор растяжения представляет собой спиралевидное окончание аксона чувствительного (афферентного) нейрона.

Тела этих нейронов находятся в специальных узлах, расположенных вдоль спин­ного мозга. По аксону чувствительного нейрона возбуждение (сиг­нал о том, что сухожилие и мышца растянуты) достигает двига­тельного (эфферентного) нейрона (мотонейрона).

Тела мотонейро­нов коленного рефлекса расположены в передних рогах спинного мозга. Мотонейроны возбуждаются, и по их аксонам, образую­щим двигательный нерв, возбуждение достигает соответствующей мышцы ноги, мышца возбуждается и сокращается. Коленный реф­лекс является примером моносинаптических рефлексов, так как в пределах спинного мозга передача возбуждения происходит не­посредственно на мотонейрон без участия промежуточных (или вставочных) нейронов.

Аксон каждого мотонейрона ветвится в мышце и образует синапсы на нескольких мышечных волокнах. Мотонейрон и те мышечные волокна, которыми этот мотоней­рон управляет, вместе называются двигательной единицей.

В гла­зодвигательных мышцах, где требуются очень тонкие движения, один мотонейрон иннервирует всего 2—5 мышечных волокон, т.е. двигательная единица очень маленькая. Двигательные единицы, которые управляют движениями пальцев руки, содержат 10—20 мы­шечных волокон. В икроножной мышце, не совершающей тонких движений (подобных движениям пальцев руки), двигательная еди­ница включает до 1000 волокон. В сокращении мышцы одновременно участвуют обычно не все составляющие ее волокна.

Их число зависит от силы раздражения мышцы: чем она больше, тем больше волокон сокращается и тем большую силу развивает мышца. При сокращении мышца укора­чивается и утолщается, при расслаблении удлиняется и утоньша­ется.

Характер сокращения мышцы зависит не только от того, сколь­ко двигательных единиц одновременно будет возбуждено, но и от того, с какой частотой поступают к мышечным волокнам им­пульсы по аксонам мотонейронов.

Если сокращение мышцы нуж­но лишь для поддержания позы (слабое сокращение), то частота поступающих к ней импульсов не превышает 5—20 имп/сек, если же необходимо резкое, сильное, длительное сокращение, то час­тота импульсов должна достигать приблизительно 50 имп/сек.

Разные скелетные мышцы содержат неодинаковые типы мышечных волокон.

Различают два вида мышечных волокон: медленные (тонические) и быстрые (фазические). В одних мышцах есть только тонические или толь­ко фазические волокна, в других — и те, и другие. Тонические волокна медленно сокращаются и расслабляются, утомление в них развивается медленно. Они обеспечивают тонус скелетной мускулатуры.

Фазические волокна быстро сокращаются и обеспечивают быстрые движения. В этих волокнах довольно быстро развивается утомление.

Поперечнополосатые мышцы могут сокращаться произвольно, т.е. по нашему желанию.

Функциональные группы скелетных мышц

Скелетные мышцы, сокращаясь, приводят в движение костные рычаги, соединенные подвижными суставами. В зависимости от характера движения мышцы подразделяются на сгибатели, разгибатели, приводящие сустав, отводящие сустав, вращатели сустава.

При сокращении мышц-сгибателей конечности сгибаются, при сокращении разги­бателей выпрямляются. Обычно в любом движении сустава уча­ствуют несколько групп мышц. Мышцы, совместное сокращение которых обеспечивает движение в одном направлении, называют синергистами, мышцы, участвующие в противоположном движе­нии этого же сустава, — антагонистами.

Например, в локтевом суставе сгибатель — двуглавая мышца — и разгибатель — трехгла­вая мышца — являются антагонистами. Чтобы согнуть (или выпря­мить) конечность в нужном направлении, мышцы-антагонисты должны работать согласованно (координированно), т.е.

если сги­батели сокращаются, то разгибатели одновременно должны рас­слабляться. Так, чтобы согнуть локтевой сустав, двуглавая мышца сокращается, а трехглавая соответственно расслабляется и не ме­шает движению сустава.

Если эти мышцы-антагонисты сократят­ся одновременно, развивая приблизительно одинаковое усилие, движение станет невозможным: локтевой сустав зафиксируется в каком-то определенном положении. В организме координациямышц осуществляется при участии центральной нервной систе­мы.

Мышцы верхней конечности разделяют на мышцы пояса верхних конечностей и мышцы свободной верхней конечности.

Мышцы пояса верхней конечности соединяют лопатку и ключицу с костями груд­ной клетки; с ними связана подвижность плечевого сустава. Мус­кулатура свободной верхней конечности включает мышцы плеча, обеспечивающие движение в плечевом и локтевом суставах; мыш­цы предплечья — сгибатели и разгибатели кисти и пальцев; мышцы кисти, от которых также зависит движение пальцев.

Мышцы нижней конечности подразделяются на мышцы таза и мышцы свободной нижней конечности.

Мышцы таза начинаются на тазовых костях и прикрепляются к бедренной кости. Они обеспе­чивают движения тазобедренного сустава и поддержание верти­кального положения тела. Свободную нижнюю конечность при­водят в движение мышцы бедра (сгибание и разгибание бедра и голени, движения тазобедренного сустава), мыщцы голени (сги­бание и разгибание стопы), мышцы стопы (движение подошвы и пальцев).

К мышцам туловища относятся мыщцы спины, груди и живота.

Мышцы спины участвуют в движении конечностей, головы и шеи, поддержании вертикального положения тела, наклонах и поворо­тах туловища. Мышцы груди, наряду с другими, принимают учас­тие в движениях верхней конечности; межреберные мышцы осу­ществляют дыхательные движения грудной клетки.

К мышцам груди относят также и диафрагму — мышцу, отделяющую грудную по­лость от брюшной. При сокращении диафрагмы во время вдоха дополнительно увеличивается объем грудной клетки. «Диафрагмальное дыхание» благоприятно сказывается на величине легоч­ной вентиляции и улучшает газообмен в легких.

Мышцы живота образуют стенки брюшной полости. Они защищают находящиеся в ней органы, участвуют в сгибании и поворотах туловища.

Мышцы шеи наклоняют и поворачивают голову, а также под­нимают две верхние пары ребер при дыхательных движениях груд­ной клетки.

Мышцы этой группы образуют нижнюю стенку рото­вой полости, опускают нижнюю челюсть, изменяют положение гортанных хрящей и языка при произнесении некоторых звуков.

Мышцы головы подразделяют на: жевательные, мимические и мышцы внутренних органов головы. Жевательные мышцы поднима­ют и опускают нижнюю челюсть, развивая значительные усилия при механической обработке пищи (разгрызании, откусывании и пережевывании). Мимические мышцы отличаются от всех скелет­ных мышц тем, что одним концом они прикреплены к костям черепа, а другим — к коже.

Мимические мышцы в основном рас­полагаются вокруг отверстий: ротового, глазных, ушных, носо­вых, и анатомически независимы друг от друга.

При сокращениимимических мышц изменяются форма и глубина кожных скла­док, что придает лицу разные выражения, отражает психическое состояние и настроение человека. Мышцы внутренних органов головы обеспечивают движения языка, мягкого нёба, глотки, гор­тани, верхней трети пищевода, а также глазного яблока, косто­чек среднего уха.

Попечернополосатыми мышцами образованы сфинктеры прямой кишки и мочевого пузыря.

Работа, совершаемая поперечнополосатыми мышцами

На рабо­ту мышц тратится большое количество АТФ. Вот почему содержа­ние этого вещества в мышцах заметно выше, чем в клетках боль­шинства органов. Скелетные мышцы способны развивать значи­тельное усилие.

Так, одно мышечное волокно, сокращаясь, спо­собно поднять груз весом до 200 мг.

Поперечно-полосатая мышечная ткань. Структурно-функциональная характеристика

Считается, что во всех мыш­цах человека содержится около 30 млн волокон. Таким образом, все мышцы человека, сократясь одновременно, способны создать усилие в 30 т! Однако это чисто теоретический расчет, так как все мышцы не могут сократиться одновременно ни при каких усло­виях.

Чем чаще сокращается какая-либо мышца и чем выше на нее нагрузка, тем быстрее развивается в ней утомление. Утомлением называется временное снижение работоспособности мышц.

При­чины утомления заключаются в том, что при работе в мышце накапливаются продукты обмена, препятствующие ее нормаль­ному сокращению: молочная кислота, фосфорная кислота, калий и др. Кроме того, при длительной нагрузке происходит утомление в тех отделах мозга, которые управляют движениями; именно здесь утомление развивается прежде всего.

При кратковременном пре­кращении работы (отдыхе) работоспособность мышц быстро вос­станавливается благодаря удалению из них вредных продуктов обмена (молочной кислоты). У тренированных людей это проис­ходит достаточно быстро. У людей с нетренированными мышца­ми кровоток слабее, продукты обмена выносятся медленно, по­этому у них после физической работы мышцы болят.

• Свежие записи
  • Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
  • Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
  • Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
  • Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
  • Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом