Элементы внешнего строения мышц. Классификация мышц по форме, строению и функции
Каждая мышца является самостоятельным органом и имеет определенную форму, величину, строение, функцию, происхождение и положение в организме. В зависимости от этого все скелетные мышцы подразделяются на группы.
Внутренняя структура мышцы.
Скелетные мышцы по взаимоотношениям мышечных пучков с внутримышечными соединительнотканными образованиями могут иметь самое различное строение, что, в свою очередь, обусловливает их функциональные различия. О силе мышц принято судить по количеству мышечных пучков, определяющих величину физиологического поперечника мышцы. Отношение физиологического поперечника к анатомическому, т.е. соотношение площади поперечного сечения мышечных пучков к наибольшей площади поперечного сечения мышечного брюшка, дает возможность судить о степени выраженности ее динамических и статических свойств. Различия в этих соотношениях позволяют подразделять скелетные мышцы на динамические, динамо-статические, статодинамические и статические.
Проще всего построены простые динамические мышцы. В них нежный перимизий, мышечные волокна длинные, идут вдоль продольной оси мышцы или под некоторым углом к ней, в связи с чем анатомический поперечник совпадает с физиологическим 1:1. Эти мышцы обычно связаны больше с динамической нагрузкой. Обладая большой амплитудой: они обеспечивают большой размах движения, но сила их небольшая - эти мышцы относятся к быстрым, ловким, но и быстро утомляющимся.
Статодинамические мышцы имеют более сильно развитый перимизий (и внутренний и наружный) и более короткие мышечные волокна, идущие в мышцах в различных направлениях, т. е. образующие уже множество физиологических поперечников. По отношению к одному общему анатомическому поперечнику в мышце может оказаться 2, 3, 10 физиологических поперечников (1:2, 1:3, 1:10), что дает основание говорить о том, что статодинамические мышцы сильнее динамических.
Статодинамические мышцы выполняют в большей мере статическую функцию во время опоры, удерживая разогнутыми суставы при стоянии животного, когда под действием массы тела суставы конечностей стремятся согнуться. Вся мышца может быть пронизана сухожильным тяжем, который дает возможность во время статической работы выполнять роль связки, снимая нагрузку с мышечных волокон и становясь мышечным фиксатором (двуглавая мышца у лошадей). Для этих мышц характерна большая сила и значительная выносливость.
Статические мышцы могут развиться в результате большой статической нагрузки, падающей на них. Мышцы, подвергшиеся глубокой перестройке и почти полностью утратившие мышечные волокна, фактически превращается в связки, которые способны выполнять лишь статическую функцию. Чем ниже на теле расположены мышцы, тем более они статичны по структуре. Они выполняют большую статическую работу при стоянии и опоре конечности о почву во время движения, закрепляя суставы в определенном положении.
Типы строения статодинамических мышц
Характеристика мышц по действию.
Согласно функции каждая мышца обязательно имеет два пункта закрепления на костных рычагах - головкой и сухожильным окончанием - хвостом, или апоневрозом. В работе один из этих пунктов будет неподвижной точкой опоры - punctum fixum, второй - подвижной - punctum mobile. У большинства мышц, особенно конечностей, эти пункты меняются в зависимости от выполняемой функции и местонахождения точки опоры. Мышца, закрепленная на двух пунктах (голове и плече), может двигать головой, когда неподвижная точка опоры ее на плече, и, наоборот, будет двигать плечом, если во время движения punctum fixum этой мышцы будет на голове.
Мышцы могут действовать только на один или два сустава, но чаще они являются многосуставными. Каждая ось движения на конечностях обязательно имеет две группы мышц с противоположным действием.
При движении по одной оси обязательно будут мышцы-сгибатели - флексоры и разгибатели - экстензоры, в некоторых суставах возможно приведение - аддукция, отведение - абдукция или вращение - ротация, причем вращение в медиальную сторону называется пронацией, а вращение наружу в латеральную сторону - супинацией.
Выделяются еще мышцы - напрягатели фасций - тензоры. Но при этом обязательно надо помнить, что в зависимости от характера нагрузки одна и та же многосуставная мышца может работать как флексор одного сустава или как экстензор другого сустава. Примером может быть двуглавая мышца плеча, которая может оказывать действие на два сустава - плечевой и локтевой (закрепляется на лопатке, перебрасывается через вершину плечевого сустава, проходит внутри угла локтевого сустава и закрепляется на лучевой кости). При висячей конечности punctum fixum у двуглавой мышцы плеча будет в области лопатки, в этом случае мышца тянет вперед, лучевую кость и локтевой сустав сгибает. При опоре конечности о почву punctum fixum находится в области конечного сухожилия на лучевой кости; мышца работает уже как экстензор плечевого сустава (удерживает плечевой сустав в разогнутом состоянии).
Если мышцы оказывают противоположное действие на сустав, они называются антагонистами. Если их действие осуществляется в одном направлении, они называются «сотоварищами» - синергистами. Все мышцы, сгибающие один и тот же сустав, будут синергистами, экстензоры этого сустава по отношению к флексорам будут антагонистами.
Вокруг естественных отверстий расположены мышцы-запиратели - сфинктеры, для которых характерно круговое направление мышечных волокон; констрикторы, или суживатели, которые также относятся к типу круглых мышц, но имеют иную форму; дилататоры, или расширители, при сокращении открывают естественные отверстия.
Классификация мышц
По анатомическому строению мышцы делятся в зависимости от количества внутримышечных сухожильных прослоек и направления мышечных прослоек:
одноперистые - для них характерно отсутствие сухожильных прослоек и мышечные волокна присоединяются к сухожилию одной стороны;
двуперистые - для них характерно наличие одной сухожильной прослойки и мышечные волокна присоединяются к сухожилию с двух сторон;
многоперистые - для них характерно наличие двух и более сухожильных прослоек, в результате этого мышечные пучки сложно переплетаются и к сухожилию подходят с нескольких сторон.
Классификация мышц по форме
Среди огромного многообразия мышц по форме можно выделить условно следующие основные типы:
1) Длинные мышцы соответствуют длинным рычагам движения и поэтому встречаются главным образом на конечностях. Имеют веретенообразную форму, средняя часть называется брюшком, конец, соответствующий началу мышцы, - головкой, противоположный конец - хвостом. Сухожилие длинных мышц имеет форму ленты. Некоторые длинные мышцы начинаются несколькими головками (многоглавые) на различных костях, что усиливает их опору.
2) Короткие мышцы находятся на тех участках тела, где размах движений невелик (между отдельными позвонками, между позвонками и ребрами и т.д.).
3) Плоские (широкие) мышцы располагаются преимущественно на туловище и поясах конечностей. Они имеют расширенное сухожилие, называемое апоневрозом. Плоские мышцы обладают не только двигательной функцией, но также опорной и защитной.
4) Встречаются также и другие формы мышц: квадратная, круговая, дельтовидная, зубчатая, трапециевидная, веретеновидная и др.
Раздел 3. Учение о мышцах (миология)
Лекция 5. Строение и классификация мышц
5.1. Строение мышц
Анатомической единицей скелетной мускулатуры является мышца, общее их количество более 400. Мышца – это орган движения, основу которого составляют поперечнополосатые мышечные волокна, связанные соединительной тканью в пучки. В мышце различают активную часть – брюшко, состоящее из мышечной ткани, и два сухожилия, образованные плотной соединительной тканью. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям и различным органам. Снаружи мышца покрыта тонкой оболочкой – фасцией. Мышцы снабжены нервами и сосудами. Кровоснабжение мышц различается в зависимости от нагрузки. Нервные импульсы, передаваемые по двигательным волокнам из мозга в мышцу, вызывают ее сокращение; по чувствительным нервным волокнам в мозг поступает информация от мышечных рецепторов. Кроме того, в мышцах оканчиваются волокна вегетативной нервной системы (симпатические), проводимые ими импульсы оказывают влияние на обменные процессы мышцы.
В каждой мышце принято условно различать ее начало (один конец) и прикрепление (другой конец). Начало – проксимальный конец мышцы – остается неподвижным при сокращении, называется укрепленной точкой, а прикрепление , находящееся на кости, приводимой в движение – называется подвижной точкой. Часто их значение взаимно меняется.
5.2. Классификация мышц
В основу классификации мышц положен функциональный принцип, так как величина, форма, направление мышечных волокон, положение мышцы зависят от выполняемой ею функции и совершаемой работы.
По форме мышцы делятся на длинные, короткие, широкие. В длинных мышцах продольный размер превалирует над поперечным. Они всегда сокращаются целиком, имеют незначительную площадь прикрепления к костям, расположены в основном на конечностях и обеспечивают значительную амплитуду их движений. У коротких мышц продольный размер лишь немного больше поперечного. Они встречаются на тех участках тела, где размах движений невелик (например, между отдельными позвонками, между затылочной костью, атлантом и осевым позвонком).
Широкие мышцы находятся преимущественно в области туловища и поясов конечностей. Эти мышцы имеют пучки мышечных волокон, идущих в разных направлениях, сокращаются как целиком, так и своими отдельными частями; у них значительная площадь прикрепления к костям. В отличие от других мышц они обладают не только двигательной функцией, но также опорной и защитной. Так, мышцы живота помимо участия в движениях туловища, актах дыхания, укрепляют стенку живота, способствуя удержанию внутренних органов.
Существенное значение для работы мышц имеет направление их волокон. По направлению волокон выделяют мышцы с параллельными волокнами, идущими вдоль брюшка мышцы (длинные, веретенообразные и лентовидные мышцы), с поперечными волокнами и с косыми волокнами. Если косые волокна присоединяются к сухожилию под углом к длине брюшка с одной стороны, то такие мышцы называются одноперистыми, если же с двух сторон – двуперистыми. Одноперистые и двуперистые мышцы имеют короткие многочисленные волокна и при своем сокращении могут развивать значительную силу
Мышцы, имеющие круговые волокна, располагаются вокруг отверстий и при своем сокращении суживают их (например, круговая мышца глаза, круговая мышца рта). Эти мышцы называются сжимателями или сфинктерами. Иногда мышцы имеют веерообразный ход волокон. Чаще это широкие мышцы, располагающиеся в области шаровидных суставов и обеспечивающие разнообразие движений.
Мышцы скелета имеют различную сложность устройства. Мышцы с одним брюшком и двумя сухожилиями – это простые мышцы. Сложные мышцы в отличие от них имеют не одно, а два, три или четыре брюшка, называемые головками, и несколько сухожилий. В одних случаях эти головки начинаются проксимальными сухожилиями от разных костных точек, а затем сливаются в брюшко, которое прикрепляется одним дистальным сухожилием. В других случаях мышцы начинаются одним проксимальным сухожилием, а брюшко заканчивается несколькими дистальными сухожилиями, прикрепляющимися к разным костям. Встречаются мышцы, где брюшко разделено одним промежуточным сухожилием или несколькими сухожильными перемычками.
По положению в теле человека мышцы делятся на поверхностные, глубокие, наружные, внутренние, медиальные и латеральные.
Выполняя многочисленные функции, мышцы работают согласованно, образуя функциональные рабочие группы. Мышцы включаются в функциональные группы по направлению движения в суставе, по направлению движения части тела, по изменению объема полости и по изменению размера отверстия. При движениях конечностей и их звеньев выделяют функциональные группы мышц – сгибающие, разгибающие, отводящие, приводящие, пронирующие и супинирующие. При движении туловища различают функциональные группы мышц – сгибающие и разгибающие, наклоняющие вправо или влево, скручивающие вправо или влево. По отношению к движению отдельных частей тела выделяют функциональные группы мышц, поднимающие и опускающие, осуществляющие движение вперед и назад; по изменению объема полости – функциональные группы, увеличивающие, например, внутригрудное или внутрибрюшное давление или уменьшающие его; по изменению размера отверстия – суживающие и расширяющие его.
В процессе эволюции функциональные группы мышц развивались парами: сгибающая группа формировалась совместно с разгибающей, пронирующая – совместно с супинирующей и т. п. Это наглядно выявляется на примерах развития суставов. Оказывается, что каждая ось вращения в суставе, выражая его форму, имеет свою функциональную пару мышц. Такие пары состоят, как правило, из противоположных по функции групп мышц. Так, одноосные суставы имеют одну пару мышц, двуосные – две пары, а трехосные – три пары или соответственно две, четыре, шесть функциональных групп мышц.
5.3. Вспомогательный аппарат мышц
Различные по строению анатомические образования, облегчающие работу мышц: фасции, синовиальные сумки, влагалища и сесамовидные кости.
Фасции – соединительнотканные оболочки, покрывающие отдельные мышцы и группы мышц. Толщина фасций неодинакова, что зависит от силы окружающих мышц. Называются фасции по месту нахождения: фасции груди, плеча, фасция бедра называется широкой фасцией. На конечностях фасции утолщаются и от них отходят межмышечные перегородки, проникающие между мышцами до надкостницы, с которой они срастаются. Так образуются фиброзные и костно-фиброзные каналы. Окружая группу мышц, фасции не дают мышцам смещаться в стороны, а также образуют так называемый мягкий скелет, выполняющий опорную функцию. К некоторым фасциям прикрепляются мышцы.
Синовиальные сумки имеют форму уплощенных мешочков, содержащих жидкость. Находятся вблизи суставов под мышцами и сухожилиями. Благодаря синовиальной сумке трение между двумя движущимися органами уменьшается.
Синовиальные влагалища развиваются внутри костно-фиброзных и фиброзных каналов, окружающих длинные сухожилия мышц в местах скольжения по кости. Состоят из 2-х листков: внутренний сращен с сухожилием, а наружный – со стенками канала. Один листок переходит в другой, образуя складку (брыжейку) сухожилия; в ней проходят к сухожилию нервы и сосуды. В щелевидной полости влагалища между двумя листками находится небольшое количество синовиальной жидкости, которая облегчает движение сухожилий при сокращении мышцы.
Сесамовидные кости развиваются в толще сухожилий вблизи их места прикрепления, и служат блоком, через который перекидываются сухожилия. Это увеличивает силу тяги мышцы (надколенник).
5.4. Работа мышц
Работа мышц внешне выражается либо в фиксации части тела, либо в движении. В первом случае говорят о так называемой статической работе, а во втором – о динамической работе.
Статическая работа мышц есть следствие равенства моментов сил и называется еще удерживающей работой. При такой работе форма мышцы, ее размеры, возбуждение и напряжение относительно постоянны.
Динамическая работа мышц сопровождается движением и есть следствие разности моментов сил. В зависимости от того, какой момент окажется большим, различают два вида динамической работы мышц: преодолевающую и уступающую. Превалирование момента силы мышцы или группы мышц приводит к преодолевающей работе, а уменьшение момента силы мышцы – к уступающей работе.
Различают еще баллистическую работу мышц, которая является разновидностью преодолевающей работы: мышца совершает быстрое сокращение и последующее расслабление, после которого костное звено продолжает движение по инерции.
В организме каждая скелетная мышца всегда находится в состоянии определенного напряжения, готовности к действию. Минимальное непроизвольное рефлекторное напряжение мышцы называется тонусом мышцы. Тонус мышц различен у детей и взрослых, у мужчин и женщин, у лиц, занимающихся и не занимающихся физическим трудом. Физические упражнения повышают тонус мышц, влияют на тот своеобразный фон, с которого начинается действие скелетной мышцы. У детей тонус мышц меньше, чем у взрослых, у женщин меньше, чем у мужчин, у не занимающихся спортом меньше, чем у спортсменов. Направление тяги мышцы, приводящей в движение ту или иную часть тела, определяется равнодействующей сил, которая в длинных, широких и веерообразных мышцах проходит по линии, соединяющей середину места начала мышцы с серединой места прикрепления.
В зависимости от направления мышечных пучков равнодействующую силу мышцы можно разложить по правилу параллелограмма сил на составляющие.
Если тяга отдельных пучков в мышце имеет параллельное направление, то величина силы тяги всей мышцы будет равна сумме сил тяги всех ее пучков (равнодействующая сила определяется по правилу сложения параллельных сил, направленных в одну сторону). Если же тяга пучков мышцы развивается под разными углами, равнодействующая сила определяется по правилу параллелограмма сил.
В тех случаях, когда мышцы не имеют прямого хода и своим сухожилием огибают кости, связки и пр., возникают дополнительные направления тяги: от места прикрепления мышцы – к точке опоры у места изгиба и от последней точки – к месту начала мышцы.
Направление тяги функциональной группы мышц устанавливается по тем же правилам, что и направление тяги отдельной мышцы.
Правильная ориентация в направлении тяги отдельных мышц и функциональной группы мышц, в отношении равнодействующей силы к осям вращения суставов способствует определению действия силы мышц и анализу участия их в движениях.
Проявление силы мышцы в движениях или в укреплении звеньев тела при тех или иных позах зависит от ряда условий: анатомических, механических, физиологических, психических. Анатомические условия определяются структурными особенностями, количеством и направлением мышечных волокон. Чем больше в мышце мышечных волокон, тем больше ее сила. Некоторое представление о силовых возможностях мышцы может дать площадь силового поперечника мышцы – суммарная площадь поперечного сечения всех мышечных волокон. В мышцах с параллельным направлением волокон она совпадает с площадью анатомического поперечника (площадь сечения мышцы, произведенного перпендикулярно ее длине), в перистых – больше, чем площадь анатомического поперечника, что указывает на их большую силу. Установлено, что мышца с площадью силового поперечника 1 см 2 может проявить силу тяги равную 8-10 кг.
Из механических факторов на проявление силы мышц оказывают влияние величина площади прикрепления мышцы к кости и угол, под которым мышца к ней подходит. Чем больше площадь прикрепления мышцы и чем больше угол, под которым мышца действует на кость, тем лучшие условия для проявления силы. Если мышца подходит к кости под прямым углом, то почти вся сила мышцы идет на обеспечение движения; если под острым, то лишь часть силы мышцы используется как полезная, другая часть идет на сдавливание рычага, сжатие его и т. п. Не безразлично для проявления силы расположение прикрепления мышцы по отношению к точке движения. Чем дальше прикрепляется мышца от точки вращения, тем в большей мере она выигрывает в силе.
Из физиологических условий следует указать на степень возбуждения нервной системы. Чем большее число мотонейронов, а следовательно, и мышечных волокон возбуждается одновременно, тем суммарная сила больше. Чем чаще поступают импульсы в мышцу, тем также сила больше. Имеет значение и плечо силы – величина перпендикуляра от точки опоры в суставе до направления равнодействующей силы мышцы. Произведение силы мышцы на плечо, под которым она действует, называется моментом силы. Чем больше плечо силы, тем больше момент силы и, следовательно, эффект ее действия. Увеличению плеча силы способствуют костные выступы, блоки, сесамовидные кости. Некоторое возбуждение нервной системы повышает проявление силы, угнетенное состояние – понижает.
Силовая характеристика мышцы зависит и от состояния, с которого начинается ее тяга, так как в мышце при напряжении проявляются упругие силы, возникающие вследствие деформации коллагеновых и эластических волокон (особенно эти силы проявляются при глотании). Поэтому целесообразно начинать сокращение мышцы после предварительного некоторого ее растяжения.
Структура двигательного аппарата, позволяющая совершать движения частей тела, может быть уподоблена простым механизмам – рычагам. Каждый рычаг, как известно, имеет четыре компонента: твердое, тело, точку опоры и две силы, приложенные к твердому телу.
Тело человека имеет свои живые рычаги, в которых твердым телом оказывается кость, точкой опоры кости служит контактная суставная поверхность со своей осью вращения, на кость действуют силы сопротивления (например, сила тяжести части тела, вес спортивного снаряда, сила действия партнера и т. п.) и сила тяги мышц.
В зависимости от взаиморасположения этих компонентов различают три вида рычагов. В первом точка опоры находится между точками приложения противоположно действующих сил. Во втором и третьем обе силы приложены по отношению к опорной точке на одной стороне твердого тела – кости. Но во втором виде рычагов мышечная сила приложена ближе к опорной точке, чем сила тяжести. Подобные рычаги двигательного аппарата создают выигрышные условия для развития скорости. Это обстоятельство позволило в анатомии дать им условное название «рычага скорости». В третьем виде рычагов точка приложения силы мышцы оказывается дальше точки приложения силы тяжести. Такое соотношение компонентов рычага дало основание к его условному названию – «рычаг силы».
В любом из этих трех видов рычагов движение или равновесие обусловлено соотношением моментов действующих сил: момента силы мышцы и момента, например силы тяжести. Момент силы тяжести представляет собой произведение силы тяжести на плечо этой же силы.
Лекция 6. ОДА. МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА
1. Строение и функции скелетных мышц
2. Классификация скелетных мышц
4. Мышцы тела человека
Строение и функции скелетных мышц
Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата. Построены эти мышцы из поперечнополосатых (исчерченных) мышечных волокон. Мышцы прикрепляются к костям скелета и при своем сокращении (укорочении) приводят костные рычаги в движение. Мышцы удерживают положение тела и его частей в пространстве, перемещают костные рычаги при ходьбе, беге и других движениях, выполняют жевательные, глотательные и дыхательные движения, участвуют в артикуляции речи и мимике, вырабатывают тепло.
В теле человека насчитывается около 600 мышц, большинство из которых парные. Масса скелетных мышц у взрослого человека достигает 30-40 % массы тела. У новорожденных и детей на долю мышц приходится до 20-25 % массы тела. В пожилом и старческом возрасте масса мышечной ткани не превышает 20-30 %.
Каждая мышца состоит из большого числа мышечных волокон. Каждое волокно имеет тонкую оболочку - эндомизий, образованный небольшим количеством соединительнотканных волокон. Пучки мышечных волокон окружены рыхлой волокнистой соединительной тканью, получившей название внутреннего перимизия, который отделяет мышечные пучки друг от друга. Снаружи мышца также имеет тонкую соединительнотканную оболочку - наружный перимизий, тесно сращенный с внутренним перимизием проникающими внутрь мышцы пучками соединительнотканных волокон. Соединительнотканные волокна, окружающие мышечные волокна и их пучки, выходя за пределы мышцы, образуют сухожилие.
В каждой мышце разветвляется большое число кровеносных сосудов, по которым кровь приносит к мышечным волокнам питательные вещества и кислород, а уносит продукты обмена веществ. Источником энергии для мышечных волокон является гликоген. В процессе его расщепления вырабатывается аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), используемая для мышечного сокращения. Нервы, входящие в мышцу, содержат чувствительные и двигательные волокна.
Скелетные мышцы обладают такими свойствами, как возбудимость, проводимость и сократимость. Мышцы способны под влиянием нервных импульсов возбуждаться, приходить в рабочее (деятельное) состояние. При этом возбуждение быстро распространяется (проводится) от нервных окончаний (эффекторов) до сократительных структур - мышечных волокон. В результате мышца сокращается, укорачивается, приводит в движение костные рычаги.
У мышц различают сократительную часть (брюшко), построенную из поперечнополосатых мышечных волокон, и сухожильные концы (сухожилия), которые прикрепляются к костям скелета. У некоторых мышц сухожилия вплетаются в кожу (мимические мышцы), прикрепляются к глазному яблоку или к соседним мышцам (у мышц промежности). Образованы сухожилия из оформленной плотной волокнистой соединительной ткани и отличаются большой прочностью. У мышц, расположенных на конечностях, сухожилия узкие и длинные. Многие лентовидные мышцы имеют широкие сухожилия, получившие название апоневрозов.
Классификация скелетных мышц
В настоящее время мышцы классифицируют с учетом их формы, строения, расположения и функции.
Форма мышц . Наиболее часто встречаются мышцы веретенообразные и лентовидные (рис. 30). Веретенообразные мышцы располагаются преимущественно на конечностях, где они действуют на длинные костные рычаги. Лентовидные мышцы имеют различную ширину, они обычно участвуют в образовании стенок туловища, брюшной, грудной полостей. Веретенообразные мышцы могут иметь два брюшка, разделенные промежуточным сухожилием (двубрюшная мышца), две, три и четыре начальные части - головки (двуглавые, трехглавые, четырехглавая мышцы). Различают мышцы длинные и короткие, прямые и косые, круглые и квадратные.
Строение мышц . Мышцы могут иметь перистое строение, когда мышечные пучки прикрепляются к сухожилию с одной, двух или нескольких сторон. Это одноперистые, двуперистые, много перистые мышцы. Перистые мышцы построены из большого количества коротких мышечных пучков, обладают значительной силой. Это сильные мышцы. Однако они способны сокращаться лишь на небольшую длину. В то же время мышцы с параллельным расположением длинных мышечных пучков не очень сильные, но они способны укорачиваться до 50 % своей длины. Это ловкие мышцы, они имеются там, где движения выполняются с большим размахом.
По выполняемой функции и по действию на суставы выделяют мышцы-сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сжиматели (сфинктеры) и расширители. Различают мышцы по их расположению в теле человека: поверхностные и глубокие, латеральные и медиальные, передние и задние.
3. Вспомогательные аппараты мышц
Свои функции мышцы выполняют с помощью вспомогательных аппаратов, к которым относятся фасции, фиброзные и костно-фиброзные каналы, синовиальные сумки, блоки.
Фасции – это соединительнотканные чехлы мышц. Они разделяют мышцы на мышечные перегородки, устраняют трение мышц одна о другую.
Каналы (фиброзные и костно-фиброзные) имеются в тех местах, где сухожилия перекидываются через несколько суставов (на кисти, стопе). Служат каналы для удержания сухожилий в определенном положении при сокращении мышц.
Синовиальные влагалища образованы синовиальной оболочкой (мембраной) одна пластинка которой выстилает стенки канала, а другая окружает сухожилие и срастается с ним. Обе пластинки срастаются своими концами, образуют замкнутую узкую полость, которая содержит небольшое количество жидкости (синовии) и смачивает скользящие одна о другую синовиальные пластинки.
Синовиальные (слизистые) сумки выполняют функцию, сходную с синовиальными влагалищами. Сумки представляют собой замкнутые, наполненные синовиальной жидкостью или слизью мешочки, расположенные в местах, где сухожилие перекидывается через костный выступ или через сухожилие другой мышцы.
Блоками называют костные выступы (мыщелки, надмыщелки), через которые перекидывается мышечное сухожилие. В результате угол прикрепления сухожилия к кости увеличивается. При этом возрастает сила действия мышцы на кость.
Работа и сила мышц
Мышцы действуют на костные рычаги, приводят их в движение или удерживают части тела в определенном положении. В каждом движении обычно участвует несколько мышц. Мышцы, действующие в одном направлении называют синергистами, действующие в разных направлениях - антагонистами.
На кости скелета мышцы действуют с определенной силой и выполняют при этом работу - динамическую или статическую. При динамической работе костные рычаги изменяют свое положение, перемещаются в пространстве. При статической работе мышцы напрягаются, но длина их не изменяется, тело (или его части) удерживается в определенном неподвижном положении. Такое сокращение мышц без изменения их длины называют изометрическим сокращением. Сокращение мышцы, сопровождающееся изменением ее длины, называют изотоническим сокращением.
С учетом места приложения мышечной силы к костному рычагу и других их характеристик в биомеханике выделяют рычаги первого рода и рычаги второго порядка (рис. 32). У рычага первого рода точка приложения мышечной силы и точка сопротивления (тяжесть тела, масса груза) находятся по разные стороны от точки опоры (от сустава). Примером рычага первого рода может служить голова, которая опирается на атлант (точка опоры). Тяжесть головы (ее лицевая часть) находится по одну сторону от оси атлантозатылочного сочленения, а место приложения силы затылочных мышц к затылочной кости - по другую сторону от оси. Равновесие головы достигается при условии, когда вращающий момент прилагаемой силы (произведение силы затылочных мышц на длину плеча, равную расстоянию от точки опоры до места приложения силы) будет соответствовать вращающему моменту силы тяжести передней части головы (произведение силы тяжести на длину плеча, равную расстоянию от точки опоры до точки приложения тяжести).
У рычага второго рода и точка приложения мышечной силы, и точка сопротивления (силы тяжести) находятся по одну сторону от точки опоры (оси сустава). В биомеханике выделяют два вида рычага второго рода. У первого вида рычага второго рода плечо приложения мышечной силы длиннее плеча сопротивления. Например, стопа человека. Плечо приложения силы трехглавой мышцы голени (расстояние от пяточного бугра до точки опоры - головок плюсневых костей) длиннее плеча приложения силы тяжести тела (от оси голеностопного сустава до точки опоры). В этом рычаге имеется выигрыш в прилагаемой мышечной силе (рычаг длиннее) и проигрыш в скорости перемещения силы тяжести тела (рычаг короче). У второго вида рычага второго рода плечо приложения мышечной силы будет короче плеча сопротивления (приложения силы тяжести). Плечо от локтевого сустава до места прикрепления сухожилия двуглавой мышцы короче, чем расстояние от этого сустава до кисти, где находится приложение силы тяжести. В этом случае имеется выигрыш в и размахе перемещения кисти (длинное плечо) и проигрыш в силе, действующей на костный рычаг (короткое плечо приложения силы).
Сила действия мышцы определяется массой (весом) того груза, который эта мышца может поднять на определенную высоту при своем максимальном сокращении. Такую силу принято называть подъемной силой мышцы. Подъёмная силы мышцы зависит от количества и толщины ее мышечных волокон. У человека мышечная сила составляет 5-10 кг на 1 кв. см физиологического поперечника мышцы. Для морфофункциональной характеристики мышц существует понятие их анатомического и физиологического по перечников (рис. 33). Физиологическим поперечником мышцы называют сумму поперечного сечения (площадей) всех мышечных волокон данной мышцы. Анатомическим поперечником мышцы является величина (площадей) поперечного ее сечения в наиболее широком месте. У мышцы с продольно расположенными волокнами (лентовидной, веретенообразной мышц) величина анатомического и физиологического поперечников будут одинаковыми. При косой ориентации большого числа коротких мышечных пучков, как это имеет место у перистых мышц, физиологический поперечник будет больше анатомического.
Вращающая сила мышцы зависит не только от ее физиологического или анатомического поперечника, или подъемной силы, но и от угла прикрепления мышцы к кости. Чем больше угол, под которым мышца прикрепляется к кости, тем большее действие она может оказать на эту кость. Для увеличения угла прикрепления мышц к кости служат блоки.
Мышцы тела человека
В зависимости от расположения в теле и для удобства изучения выделяют мышцы головы, шеи, туловища; мышцы верхних и нижних конечностей.
Мышцы, расположенные в разных областях тела человека, не только выполняют различные функции, но и имеют свои особенности строения. На конечностях с их длинными костными рычагами, приспособленными для передвижения, захватывания и удерживания различных предметов, мышцы имеют, как правило, веретенообразную форму, с продольным или косым расположением мышечных волокон, узкими и длинными сухожилиями. В области туловища, в образовании его стенок, участвуют ленто видные мышцы с широкими плоскими сухожилиями. Такие широкие сухожилия называют апоневрозами. В области головы жевательные мышцы одним своим концом начинаются на неподвижных костях основания черепа, а другим концом прикрепляются к единственной подвижной части черепа - нижней челюсти. Мимические мышцы начинаются на костях черепа и прикрепляются к коже. При сокращении мимических мышц изменяется рельеф кожи лица, формируется мимика.
Чуть менее половины массы тела человека приходится на мышцы. Виды мышц разделяют в зависимости от назначения, выполняемых функций, подчинения строения волокон. Без них невозможно передвижение в окружающем пространстве, поддержание нормальных процессов жизнедеятельности и постоянства внутренней среды.
Опорно-двигательный аппарат
Скелет и мышцы составляют каркас человека. Кости играют роль несущих конструкций. Скелетные мышцы с помощью соединительных тканей на них крепятся. Они, в отличие от костей, эластичны и могут деформироваться.
Основные их функции - сокращение и расслабление - дают возможность передвигаться человеку в пространстве. Скелетная мускулатура, отвечающая за этот процесс, работает по принципу рычагов. Пассивная часть мышцы (сухожилие) крепится к кости в оптимальной точке для выполнения ею работы. Другая ее часть соединяется с парным участком скелета.
В месте сочленения костей находится сустав, то есть их соединение подвижное. При сокращении мышцы усилие, передаваемое через сухожилия, будет приводить кости в движение.
Мышечная система
Человеческое тело сегментировано. представлены на фото выше) располагаются не пластом, они разделены на отделы. Для согласованной работы нужен контроль. При движении конечностью происходит не просто сокращение определенной мышцы. В тот же момент ее антагонист расслабляется. При обратном процессе функции меняются: сгибатель расслабляется, а разгибатель возвращает часть тела в исходное положение.
Согласованность движения скелетных мышц контролируется мозгом. Этот процесс до определенной степени подвластен сознанию человека. И хотя команды на основные движения не отдаются в буквальном смысле, они все-таки присутствуют в намерениях, а мозг их мгновенно трансформирует в понятные для мышц сигналы.
Есть и другая система мышц, которая воле человека полностью не подвластна (непроизвольная). В основном это мускулатура внутренних органов. Сердечная мышца выделяется вообще в отдельную группу. Ее сокращения человек не контролирует и в нормальных условиях не замечает. Функции мышц желудка, мочевого пузыря, кишечника, стенок сосудов отличаются. Но основная их задача - это поддержание в тонусе конкретного органа и обеспечение возможности выполнения им необходимых функций.
Мышцы: виды мышц
Классификация производится по нескольким факторам. Основное деление связано с общим назначением. Выделяют мускулатуру скелетную и внутренних органов. Произвольно подчиненные мышцы имеют в основном поперечно направленные волокна, а непроизвольные (внутренние) - гладкие.
В зависимости от локализации разделяют мышцы головы, конечностей, туловища. От того, какую работу они выполняют, среди них определяют сгибатели и разгибатели. По роду деятельности среди мышц различают синергисты, то есть выполняющие сходные функции, и антагонисты, действующие в противовес. По форме они могут быть: короткими и толстыми, длинными и тонкими. Широчайшие мышцы относятся к плоской мускулатуре спины. Они отвечают за подтягивание плеча к туловищу и отведения руки назад, к оси позвоночника.
Если мышца при сокращении приближает конечность к телу, то она определяется как приводящая. В противоположном случае говорят об отводящей роли. Если производят поворот части тела (голова, предплечье, плечо), их классифицируют как вращающие.
Есть деление в зависимости от количества больших пучков волокон: бицепс (двуглавая), трицепс (разгибатель руки), квадрицепс бедра. Выделяют четыре составные этой мышцы (виды мышц: прямая, латеральная, медиальная, промежуточная). Самая большая - диафрагма, мускулатура ягодиц, ног и спины. Наименьшая находится в ухе. Самые сильные - на голени (икроножная) и жевательные на голове.
Структура
Мышечная ткань в организме человека состоит из клеток. Они имеют вытянутую форму и способны к сокращению из-за присутствия в них специальных органелл (миофиламентов).
Различают два вида волокон: белые и красные. Классификация эта относительная. Но разницу можно понять на примере мяса кур (грудка и голень). Первая имеет белый цвет. Грудь у кур работает не так часто, как голени. Крыльями она машет редко, но они способны на резкий всплеск активности, дающий возможность подняться в воздух.
С другой стороны, на ногах проходит вся жизнь. Их ткани могут работать долго, но не способны на такой резкий всплеск активности. у кур густо пронизаны сетью капилляров (от этого и цвет) так как им нужно больше питания (постоянное и достаточное) для поддержания тонуса.
По подобному принципу устроена мускулатура и у людей. Есть данные, что у среднестатистического человека белая ткань и красная находится в соотношении 4/6. У спортсменов-спринтеров наблюдается другая картина. У них быстрые белые мышцы имеют перевес. Отчасти это достигается тренировками, но далеко не каждый человек способен так преобразиться.
Пучки волокон
Скелетная мускулатура отличается скоростью сокращений. Клетки их ткани сравнительно большие, вытянутые и многоядерные (до 100 и более). Если рассматривать срез под микроскопом, то он выглядит будто исчерченным чередующимися полосками светлого и темного цвета (поперечно-полосатая). Ткань гладкой мускулатуры состоит из одноядерных клеток. Они более однородны и не такие вытянутые.
Скелетная мускулатура собрана из пучков первого (самые тонкие), второго (крупнее) и т. д. порядка. От способа размещения по отношению к оси позвоночника разделяют прямолинейную мускулатуру (прямая мышца пресса), косую (живота: внутренняя и наружная) и поперечную (направлена перпендикулярно вертикальной оси - поперечная мышца груди).
В зависимости от расположения вокруг сухожилий их делят на параллельные (остистая) и круговые (рта, сфинктера прямой кишки, влагалища).
Ткань сердечной мышцы особенная. Она состоит из двуядерных клеток (кардиомиоцитов). Они переплетены между собой, так что срастаются друг с другом, соединяясь цитоплазмой. Особенность сердечной мускулатуры - это способность работать ритмично и постоянно.
Работа
Даже при кажущемся спокойном состоянии мышцы все равно готовы к немедленному сокращению. Такое состояние называется тонусом. Нервные импульсы постоянно поступают во все органы от мозга. В расслабленном состоянии количество уменьшается, но их достаточно для обмена информацией. Без такого контроля не было бы возможности поддерживать тело в равновесии и устойчивом положении.
Источником энергии для работающих мышц является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Она образуется в результате сложного цикла расщепления гликогена. Питание клеток осуществляется с током крови. Из этого следует, что все основные мышцы должны быть густо оплетены капиллярами, артериями и венами.
Работать постоянно они не в состоянии, необходим отдых. Если этим пренебрегать, то снижается работоспособность, что проявляется нарушением проводимости импульсов и отклика на нервное возбуждение. При интенсивных нагрузках скапливаются продукты обмена веществ, что препятствует равномерному распределению импульсов.
Локализация
Организм человека построен по принципу двусторонней симметрии, поэтому все основные мышцы парные или же состоят из двух половин. Расположенные на голове участвуют в мимических сокращениях, дающих возможность выражать эмоции (радость, горе, страх, удовольствие). Другая важная функция - работа ротового аппарата (жевание, глотание). Также они обеспечивают работу глаз (движение глазных яблок, моргание век).
На шее мускулатура поднимает и опускает голову, поворачивает ее и поддерживает в оси позвоночного столба. На торсе различают переднюю и заднюю часть. Делят на верхний отдел (работа плечевого пояса); грудной (дыхание); брюшной (тонус живота). Самый большой участок спины покрывают широчайшие мышцы. Кроме участия в разгибании руки и круговых движениях плеч они образуют сзади, ниже ребер, каркас тела, прикрывая почки и печень. Активны во время плавания, работают при глубоком вдохе, поднимая нижние ребра.
Спереди, в верхней части, по площади покрытия лидируют большие грудные мышцы. В области живота это глубоко залегающая и тонкая поперечная мышца. Именно она противостоит гравитации и поддерживает постоянство среды внутренней брюшной полости. Вместе с прессом обеспечивает плоскость живота.
На участке стыка туловища и нижних конечностей важное место занимает (большая, средняя, малая). На бедре можно выделить полуперепончатую, двуглавую, короткую, длинную и большую приводящую. На голени - икроножную, камбаловидную. А на стопе - сгибатели и разгибатели пальцев.
Роль для организма
Без должной активности мышцы у человека могут атрофироваться. Замечено, что при минимальных нагрузках клетки обновляются раз в одну-две недели. При занятиях спортом это происходит чаще. Рост мышечной ткани при нагрузках с дополнительным весом происходит за счет того, что часть разрывается. Организм стремится восстановиться, растут новые клетки, связи обновляются. Это сопровождается увеличением их объема и массы.
Кроме осуществления сердечной деятельности, поддержания формы тела, обеспечения вертикального положения и движения мускулатура делает возможным и ряд других, не менее важных процессов: речь (гортань и язык), дыхание (диафрагма), пищеварение (пищевод, тонус желудка, кишечника). Также обеспечивается выведение продуктов обмена (мочевой пузырь, сфинктер прямой кишки).
Если активность непроизвольной мускулатуры человек не имеет возможности контролировать, то произвольную (основные мышцы) может даже тренировать. Ну а здоровый образ жизни и поддержание тела в хорошей физической форме, как известно, это залог хорошего самочувствия и душевного равновесия.
Теперь вам известно, какую роль играют в организме мышцы. Виды мышц различаются по своему строению и функциям.
Единой классификации скелетных мышц нет. Мышцы разделяются по их положению в теле человека, по форме, направлению мышечных волокон, функции, по отношению к суставам.
По строению или числу головок: чаще встречаются веретенообразные мышцы. У них четко выражено брюшко, головка и хвост. Может быть 2, 3 и четыре головки у мышцы. Может быть 2 брюшка.
По форме: rвадратные, треугольные, круговые.
По длине: длинные, короткие и широкие.
По ходу мышечных волокон: с параллельным ходом (прямая мышца живота), косым ходом (перистые): одноперистые - длинный сгибатель большого пальца кисти; двуперистые - прямая мышца бедра; многоперистые - веерообразные - дельтовидная, височная. У мышц с параллельным ходом длина может уменьшиться на 40%, у перистых сокращение меньше, но больше сила.
По функции: сгибатели и разгибатели, отводящие и приводящие, супинаторы и пронаторы, сжиматели (сфинктеры), напрягающие, поднимающие и опускающие.
По месту прикрепления. Грудино-ключично-сосцевидная мышца.
По отношению к суставам, через которые перекидываются мышцы, их называют одно-, дву- или многосуставными. Многосуставные мышцы как более длинные располагаются поверхностнее односуставных.
По положению: поверхностные и глубокие, наружные и внутренние, латеральные и медиальные мышцы.
Развитие мышц
Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка - мезодермы. Однако развитие мышц в пределах туловища головы и конечностей имеет ряд особенностей. Мезодерма образует первичные сегменты тела - сомиты, которые лежат по сторонам от хорды и нервной трубки. На 4-й неделе насчитывается 38-39 пар сомитов: 3-5 затылочных, 8 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, 4-5 хвостовых. Каждому сомиту соответствует определенный участок нервной трубки (невромер). От невромера к сомиту подходят нервные волокна.
Каждый сомит подразделяется на 3 части: склеротом, дерматом и миотом. Из миотомов развивается мускулатура. Первоначально миотом занимает дорсомедиальный отдел сомита и имеет полость - миоцель. Разрастаясь, миотом теряет характер многослойного образования и превращается в синцитиальную массу, полость его исчезает. В процессе дальнейшего развития клеточная масса дифференцируется в поперечно-полосатые сократительные волокна. В результате вся масса миотома разделяется на участки цилиндрической формы, состоящие из мышечных волокон, которые еще сохраняют метамерное положение.
Миотомы подразделяются на дорсальные (надосевые) и вентральные (подосевые) части.
Надосевые части миотомов образуют зачаток мышц разгибателей позвоночника, из которого развиваются собственные мышцы спины. Подосевые части миотомов области шеи дают начало подбородочно-подъязычной мышце, мышцам ниже подъязычной кости и глубоким.мышцам шеи, а также диафрагме. Подосевые части миотомов грудопоясничной области образуют собственные мышцы груди и мышцы переднебоковых стенок живота, подвздошно-поясничную мышцу и квадратную мышцу поясницы. В крестцово-копчиковой области развиваются мышцы диафрагмы таза и наружные мышцы промежности. Из прехордальных миотомов развиваются мышцы глаза. Из затылочных миотомов - мышцы языка.
Часть миотомов мигрирует в почки конечностей. Мезодерма в почках конечностей образует дорсальную и вентральную мышечные массы. Из дорсальных масс формируются разгибатели, из вентральных - сгибатели конечностей. В образовании мышц конечностей принимает участие также местная мезодерма конечностей.
Очень рано, на стадии разделения сомитов на части, миотомы получают связь с нервной системой. Каждому миотому соответствует определенный участок нервной трубки - невромер, от которого к нему подходят нервные волокна будущих спинномозговых нервов. При этом дорсальные мышцы получают иннервацию от дорсальных ветвей спинномозговых нервов, а вентральная мускулатура иннервируется вентральными ветвями этих нервов. Каждый нерв следует за мышцей в процессе ее перемещений и изменений. Поэтому уровень отхождения нерва к данной мышце может указывать на место ее закладки. Пример: диафрагма, которая развивается из шейных миотомов и иннервируется диафрагмальным нервом из шейного сплетения. В более поздние сроки происходят более сложные изменения развивающихся мышц. Все эти изменения можно свести к следующему:
Отклонение от первоначальной продольной, краниокаудальной ориентации мышечных волокон (мышцы брюшной стенки).
Продольное расщепление единой мышечной массы на отдельные мышцы (мышца, выпрямляющая позвоночный столб).
Разделение миотомов на отдельные слои мышц (широкие мышцы живота).
Срастание миотомов и образование длинных мышц (прямая мышца живота).
Перемещение (миграция) отдельных мышц от места их первоначальной закладки (диафрагма).
Частичное замещение мышечных волокон соединительной тканью, в результате чего образуются апоневрозы мышц (мышцы живота).
По происхождению мышцы подразделяются на 3 группы:
Часть мышц, развивающихся на туловище, остаются на месте, образуя местную или аутохтонную мускулатуру. На основании иннервации всегда можно отличить аутохтонную мускулатуру от мышц-пришельцев. Это имеет большое клиническое значение. Мышцы живота, например, аутохтонные.
Другая часть мышц перемещается с туловища на конечность. Такие мышцы называются трункофугальными (убегающие с туловища). У таких мышц один конец прикрепляется на туловище или черепе, а другой - на конечности (большая и малая ромбовидные, передняя зубчатая, подключичная мышцы).
Третья часть мышц перемещается с конечностей на туловище. Это трункопетальные мышцы, то есть они являются производными мезодермы конечностей. Прикрепляются они как и трункофугальные (большая и малая грудные мышцы, широчайшая мышца спины).
Мышцы головы и часть мышц шеи развиваются из мезодермы жаберных дуг. Это бранхиогенные мышцы. Из I жаберной дуги - жевательные мышцы, а также переднее брюшко двубрюшной мышцы, напрягатели мягкого неба и барабанной перепонки. Все эти мышцы иннервируются тройничным нервов, который является нервом I жаберной дуги.
Мышечный зачаток II жаберной дуги дифференцируется в мимические мышцы, иннервируемые лицевым нервом, относящимся ко второй дуге. Такое же происхождение имеют подкожная мышца шеи, заднее брюшко двубрюшной и шило-подъязычная мышца.
Мышечные зачатки III - VI жаберных дуг участвуют в образовании мускулатуры неба, глотки и гортани, которые получают иннервацию от языкоглоточного и блуждающего нервов. Из зачатков этих дуг развиваются частично трапециевидная и грудино-ключично-сосцевидная мышцы, иннервируемые добавочным нервом.
