Документ 819674

Мышечная система
Мышцы представляют активную часть двигательного аппарата, их сокращение
обуславливает различные движения. Кости, связки, фасции образуют его пассивную
часть.
Мышечная ткань, как и все другие ткани, обладает свойством возбудимости (способность отвечать на раздражение), сократимости (способность укорачиваться), растяжимости (способность растягиваться) и эластичности (принимать прежнее положение). Сокращение мышцы может наступить при условии, если сила раздражения достигает определенной величины. Наименьшая сила раздражения, вызывающая самое слабое сокращение мышцы, называется пороговым раздражением. Раздражение меньшей силы, не вызывающее сокращение, называется предпороговым, а раздражение большей силы надпороговым. В лабораторных условиях на нервно-мышечном препарате изучается
одиночное мышечное сокращение. На миограмме одиночного мышечного сокращения
различают три фазы:
 латентный период (скрытое возбуждение) продолжительностью около 0,005 с - промежуток между воздействием стимула и началом видимого укорочения мышц;
 период сокращения продолжительностью 0,04 с, в течение которого мышца укорачивается и производит работу;
 период расслабления - самый длительный период (0,05 с), во время которого мышца
возвращается к своей исходной длине.
Если интервал между двумя сокращениями незначителен, то второе сокращение накладывается на первое; при этом во второй раз развивается большее напряжение. При ритмическом раздражении напряжение достигает некоторого уровня (плато) и остается на нём достаточно долго, после чего наступает утомляемость и расслабление.
Строение мышцы.
Мышцы состоят из множества удлинённых клеток – мышечных волокон, способных сокращаться под действием электрических импульсов. Различают поперечнополосатые, гладкие и сердечные мышцы. Мышечные волокна располагаются обычно параллельно друг другу и объединяются в пучки. Отдельные мышечные пучки и вся мышца
имеют тонкую соединительнотканную оболочку, а группы мышц или отдельные мышцы
покрыты более плотной оболочкой
- фасцией. Мышцы оканчиваются
сухожилиями, при помощи которых они прикрепляются к костям,
один конец сухожилия переходит в
наружную оболочку мышцы, а
другой плотно прикреплен к
надкостнице. Мышцы снабжены
кровеносными сосудами и нервами. Группа мышечных волокон с
подходящим к ней аксоном двигательной нервной клетки, который,
разветвляясь, иннервирует эту
группу мышечных волокон, называется двигательной единицей.
Двигательная единица. На микрофотографии хорошо замеКоличество мышечных волокон,
тен двигательный аксон, подсоединяющийся к мышцам.
входящее в двигательную единицу,
и их размеры, может быть различным. Малые двигательные единицы находятся преимущественно в мышцах пальцев, кисти, мимических мышцах лица. Регуляция напряжения,
вызываемого мышцей, может осуществляться:


изменением количества двигательных единиц, возбуждающихся в
данный момент;
изменением количества нервных импульсов в секунду.
Простейшей является веретенообразная форма мышц: различают утолщенную
среднюю часть - брюшко и два конца, из которых верхний обычно является началом (неподвижная точка мышцы), а нижний - прикреплением (подвижная точка мышцы). При
мышечном сокращении мышца укорачивается, приближая подвижную точку к неподвижной. Подвижный конец может прикрепляться к костям не только в одной точке, но и в
двух (двуглавая мышца), трех (трехглавая) и более точках. Тип сокращения зависит от
способа фиксации мышц: он может быть изотоническим (сокращение при постоянной
нагрузке) и изометрическим (мышца
развивает напряжение, но её длина не
изменяется). Мышцы никогда не сокращаются поодиночке, они всегда действуют группами. Для того, чтобы сместить кость, а затем вернуть её в первоначальное положение, необходима хотя
бы пара мышц, например, сгибатель и
разгибатель. Когда одна из мышц сокращается, другая должна расслаблятьРабота мышц при сгибании и разгибании ноги.
ся. Это достигается благодаря тормозным рефлексам спинного мозга, блокирующим импульсы, идущие к соответствующей
группе мышц.
Функционально мышцы подразделяют на произвольные и непроизвольные. Произвольные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани и сокращаются по
воле человека (произвольно). Это мышцы головы, туловища, конечностей, языка, гортани
и др. Непроизвольные мышцы состоят из гладкой мышечной ткани и располагаются в
стенках внутренних органов, кровеносных сосудов, в коже. Сокращения этих мышц не
зависят от воли человека (сокращение непроизвольное).
Если произвольные скелетные мышцы проводят возбуждение с большой скоростью
и сокращаются быстро, то сокращение гладких мышц осуществляется более медленно и
также передается возбуждение.
Волокна скелетных мышц можно разделить на тонические и фазические. Тонические волокна окрашены в красный цвет, расположены в глубине мышц, имеют собственные запасы кислорода, связанного с родственным гемоглобину крови белком миоглобином. Они обеспечивают длительное сокращение мышцы (например, связанное с противодействием силе тяжести – мышцы спины, шеи, поддерживающие нижнюю челюсть). Фазические волокна преимущественно белые, залегают на поверхности мышц и обеспечивают быстрое и сильное сокращение, но быстро утомляются.
В организме имеют место не одиночные, а длительные, или тетанические, сокращения скелетных мышц (тетанус). Во время тетануса нервные импульсы поступают с такой частотой (несколько сот в секунду), что расслабление между последовательными одиночными сокращениями произойти не успевает. Форма длительного (тетанического) сокращения зависит от частоты импульсов. Если частота импульсов меньше продолжительности одиночного сокращения (0,1 с), то возникает серия одиночных мышечных сокращений. Если же частота будет больше и следующий импульс поступает в момент расслабления мышцы, сокращение приобретет форму зубчатого тетануса. При дальнейшем возрастании частоты импульсов они будут поступать в мышцу, которая не успевает расслабиться; возникают непрерывные сокращения и развивается гладкий тетанус. При тетаническом
сокращении отдельные мышечные волокна получают импульсы не одновременно, а поочередно; хотя отдельные мышечные волокна то сокращаются, то расслабляются - в целом мышца остается частично сокращенной.
Поперечнополосатые мышцы в живом организме никогда, даже при покое, не бывают полностью расслаблены, они находятся в состоянии некоторого напряжения - тонуса. Мышечный тонус поддерживается редкими импульсами, поступающими в мышцы из
центральной нервной системы. Благодаря мышечному тонусу поддерживается устойчивость и положение тела. Полагают, что отдельные волокна сокращаются поочередно, т.е.
каждое отдельное волокно имеет возможность полностью восстановить свое исходное состояние.
Сокращения гладких мышц более медленны и длительны, они могут долгое время
оставаться в сокращенном состоянии, но оно не является тетанусом, который характерен
для поперечнополосатой мускулатуры. У гладких мышц пороговое раздражние выше, чем
у поперечно-полосатых мышц, следовательно они более растяжимы. Скелетные мышечные волокна сокращаются и расслабляются за 0,1 с; сердечной (поперечно-полосатой)
мышце для этого требуется от 1 до 5 с, а гладкой мышце - от 3 до 180 с (при этом продолжительность всех фаз сокращения больше). Гладкая мышца может находиться в состоянии длительного тонического укорочения, по-видимому, без затраты энергии благодаря
реорганизации белковых цепей, из которых состоят ее волокна. Клетки гладкой мускулатуры образуют поперечные и продольные слои; сокращение первых приводит к удлинению и утончению органа (например, кишки); сокращение вторых вызывает обратный эффект. Гладкие мышцы способны к самопроизвольным сокращениям; так растяжение мускулатуры при наполнении пищеварительных проходов обычно сразу приводит к её со-
кращению. Такая координированная работа мышц называется перистальтикой и способствует перемещению содержимого внутри полых органов.
Мышца не может производить работу беспрерывно. При длительном сокращении
наступает постепенное снижение работоспособности мышц. Такое состояние носит название мышечного утомления; сокращения становятся более замедленными. Работающим
мышцам свойственен интенсивный обмен веществ, сопровождающийся сложными химическими превращениями с выделением и тратой большого количества энергии. Одни химические реакции протекают с участием кислорода, другие - без него. Количество гликогена, кислорода, фосфокреатина и АТФ во время сокращения мышцы уменьшается, а количество углекислоты, молочной кислоты и неорганического фосфора возрастает. Молочная кислота – токсичный продукт, который в печени превращается в глюкозу или полностью разлагается на углекислый газ и воду. При очень большом напряжении, например
при беге на 100 м, гликоген расщепляется до молочной кислоты быстрее, чем может окисляться молочная кислота, и происходит накопление последней. В таких случаях говорят,
что мышца имеет кислородную задолженность (мышечное утомление), которая компенсируется усиленным вдыханием кислорода, достаточного для окисления части молочной
кислоты и получения таким путем энергии для ресинтеза гликогена. Основная причина
утомления - накопление молочной кислоты. Животные начинают ощущать усталость еще
до полного истощения запасов органических веществ в мышцах. В целом организме работоспособность мышц зависит от функционального состояния многих систем органов: сердечно-сосудистой, дыхательной, желез внутренней секреции и др.
Длительное, судорожное сокращение (иногда необратимое) мышцы, продолжающееся, несмотря на прекращение раздражения, называется контрактурой. Такое состояние
наступает при нарушении обмена веществ или изменении белков в мышцах. Особым видом контрактуры является трупное окоченение, наступающее после смерти. Окоченение
мышц трупа начинается через 3-4 часа после смерти и продолжается несколько часов, после чего мышцы снова расслабляются. Такие мышцы теряют гибкость и растяжимость, в
них накапливается большое количество молочной кислоты, поэтому изменяются их реакции.
В результате снижения двигательной активности, силы сокращения мышц может
развиться особое заболевание, сопровождающееся нарушением различных функций организма – гиподинамия. Типичными проявлениями гиподинамии является избыточный вес
и половые расстройства. Гиподинамия распространяется у современного человека всё более и более, что связано с возрастающей ролью автомобильного транспорта и современных средств коммуникации в его жизни.
В зависимости от величины и формы различают длинные, широкие и короткие
мышцы. Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях, широкие - на
туловище, короткие - между ребрами и позвонками. Всего в теле человека около 600 скелетных мышц, которые составляют 40% всего веса тела. У новорожденных и у детей
мышцы составляют не более 20-25% веса тела, а в старости их доля уменьшается до 2530% от веса тела. Мышцы, выполняющие одни и те же движения, называют синергистами, а противоположное - антагонистами. Например, в сгибании тела участвуют несколько мышц - все они синергисты, а антагонисты - плечевая мышца - сгибатель и трехглавая разгибатель.
Выделяют три основные группы мышц: головы, туловища и конечностей. К первой
группе относятся жевательные и мимические
мышцы. Жевательные мышцы обеспечивают пережёвывание пищи, приводя в движение нижнюю челюсть. Мимические, сокращаясь, изменяют выражение лица и помогают человеку в процессе общения. Основные мышцы - лобная мышца, мышцы рта
и др. Мышцы шеи - подкожная мышца,
грудино-ключично-сосцевидная, длинная
мышца шеи и длинная мышца головы.
К мышцам туловища относятся мышцы груди, спины и живота. Мышцы груди
принимают участие в движении грудной
клетки, а также рук (с помощью большой
грудной мышцы). Мышцы живота образуют брюшной пресс, с помощью которого
органы брюшной полости удерживаются в
нормальном положении. Они состоят из слоёв, волокна которых перекрещиваются, что
делает стенку живота более прочной и позволяет ей преодолевать давление внутренних органов. Мышцы живота: наружная косая
мышца живота и внутренняя, поперечная и прямая
мышцы. Особо выделяют диафрагму – грудобрюшную мышцу.
Мышцы спины участвуют в движении позвоночника и обеспечивают сохранение вертикального положения тела. Они делятся на поверхностные и глубокие. Поверхностные располагаются в три слоя. Самые
крупные - трапецевидная, широчайшая мышца спины, ромбовидные мышцы.
Наконец, мышцы конечностей способствуют движению рук и ног. Мышцы рук
позволяют человеку совершать сложные движения, а мышцы ног удерживают тело в вертикальном положении. Наиболее известны мышцы свободных конечностей: двуглавая
мышца плеча (бицепс) и трехглавая мышца, плечелучевая мышца, четырехглавая мышца
бедра, портняжная мышца (самая длинная в организме человека), икроножная мышца,
мышцы кисти и стопы (они более мелкие).