Скелетная мышца как орган

Структура мышечной системы

В общем, мышечная система имеет базовую структуру, которая позволяет мышцам двигать конечностями и создавать силу. Мышца всегда расположена между двумя костями, соединенными с костями сухожилиями, которые представляют собой волокнистые и гибкие ткани, которые могут прикрепляться к костям. Действие каждого отдельного сокращения клеток вызывает сокращение мышц в целом. Это натягивает сухожилия с каждой стороны мышцы, вызывая усилие на кости. Кости, если они соединены с суставом, могут двигаться в ответ на эту силу.

Некоторые кости неподвижны, что позволяет мышцам прижиматься к ним. Это касается мышц, подобных диафрагме, которая соединена с двумя неподвижными костями. Когда диафрагма сжимается, она вытесняет воздух из грудной полости, потому что вся сила направлена ​​вверх.

Вместе, множество различных типов и связей мышц функционируют, чтобы дать вашему телу полный диапазон движений. Таким образом, многие мышцы пересекают друг друга или находятся на противоположных сторонах кости, чтобы перемещать ее в разных направлениях.

Сухожилие

Это очень плотное и нерастяжимое образование, состоящее из соединительной ткани и волокон коллагена, служащее для крепления мышцы к костям. О прочности сухожилий говорит тот факт, что требуется усилие в 600 кг, чтобы разорвать сухожилие четырёхглавой мышцы бедра, и в 400 кг, чтобы разорвать сухожилие трёхглавой мышцы голени. С другой стороны, если говорить о мышцах, это не такие уж и большие цифры. Ведь мышцы развивают усилия в сотни килограммов. Однако система рычагов тела снижает это усилие, чтобы получить выигрыш в скорости и амплитуде движения. Но об этом в отдельной статье по биомеханике тела.

Регулярные силовые тренировки приводят к укреплению сухожилий и костей в местах крепления мышц. Таким образом, сухожилия тренированного атлета могут выдерживать и более серьёзные нагрузки без разрыва.

Соединение сухожилия с костью не имеет чёткой границы, поскольку клетки ткани сухожилия вырабатывают и вещество сухожилия, и вещество кости.

Соединение сухожилия с мышечными клетками происходит за счёт сложного соединения и взаимного проникновения микроскопических волокон.

Между клетками и волокнами сухожилий вблизи мышц лежат специальные микроскопические органы Гольджи. Их предназначение – определение степени растяжения мышцы. По сути, органы Гольджи – это рецепторы, оберегающие наши мышцы от чрезмерного растяжения и напряжения.

Основные участки нервной системы. Структуры, из которых они состоят

Нервная система включает в себя мозг и спинной мозг, а также ряд анатомических единиц, таких как нервы, нервные ганглии и нервные сплетения.

Нервная система человека также может быть разделена на центральную (c.n.s.) и периферическую. Центральная нервная система включает мозг и спинной мозг. к периферической нервной системе — нервные окончания (моторные и сенсорные), нервные волокна (соматические — иннервация поперечных мышечных волокон), вегетативные (иннервация гладкомышечных волокон), сенсорные (иннервация органов чувств)) (нервные корешки, нервные стволы, нервные сплетения), нервные ганглии (сенсорные и вегетативные).

Мозг расположен в полости черепа, спинной мозг в позвоночном канале. Нервы, которые соединены с мозгом и выходят через отверстия в костях черепа, называются черепными нервами. Нервы, которые подключены к спинному мозгу и выходят из спинного канала через межпозвонковые отверстия, называются спинномозговыми нервами.

Вся нервная система также разделена на соматическую и вегетативную (вегетативную) системы. Соматическая нервная система включает в себя части, которые врождают (участвуют в иннервации) органы опорно-двигательного аппарата (они контролируют сокращение скелетных мышц (соматических)) и кожу. Вегетативная (вегетативная, висцеральная) система включает в себя участки, которые впитают в себя все внутренние органы, кровеносные и лимфатические сосуды, железы, гладкие и частично полосатые мышцы (контролируют (регулируют) другие физиологические функции: Координация работы сердечно-сосудистой, пищеварительной, выделительной систем, желез внутренней и внешней секреции).

В вегетативной системе проводится различие между центральной (внутримозговой) частью, расположенной в головном и спинном мозге, и периферической (внемозговой) частью вегетативной нервной системы.

Вегетативная (вегетативная) система разделена на симпатическую и парасимпатическую части. Симпатическая «настройка» органов на работу (обеспечивает деятельность (функции) организма) в условиях интенсивной внешней активности организма (борьба, бег и т.д.), срочная адаптация к изменяющимся условиям внешней среды, а парасимпатическая — на работу в условиях внешнего отдыха (еда, сон и т.д.), восстановление нарушенного равновесия организма, его сил и ресурсов. Паразитарная часть вегетативной нервной системы представлена глазодвигательными, лицевыми, лингвально-глотачными, блуждающими нервами и их ядрами, нейронами боковых рогов спинного мозга на уровне сакральных сегментов II-IV (sII-sIV), а также ассоциированными ганглиями, преганглионовыми и постганглионовыми волокнами.

Все вещество, составляющее центральную нервную систему, делится на два типа, серый и белый.

Серое вещество спинного мозга и головного мозга состоит в основном из коллекций тел нервных клеток и ближайших ветвей их отростков (дендритов).

Белое вещество спинного мозга и головного мозга состоит в основном из коллекций нервных волокон, растяжек нервных клеток (аксонов), которые имеют белую миелиновую оболочку, определяющую цвет вещества. Нервные волокна образуют пути и соединяют различные части центральной нервной системы и различные ядра (нервные центры).

Взаимосвязь тонуса мышц и здоровья человека

Особое внимание скелетным мышцам уделяет наука биомеханика, подробно рассматривающая механизмы движения каждого мускула. Знания о строении двигательных мышц необходимо при занятиях фитнесом и профессиональным спортом

Хорошо развитые мускулы, приведенные в тонус, формируют здоровое, сильное и внешне привлекательное тело.
При тренировке мышц необходимо соблюдать регулярность и правильно дозировать нагрузку. Рост мышечной ткани происходит за счет микроразрыва волокон, которые заполняются строительным материалом — белком. При агрессивных тренировках структура мышц не успевает восстановиться, а сокращение нагрузки приводит к ослаблению мышечного тонуса.

Избыток мышечной ткани и его последствия

Фотографии бодибилдеров, будто полностью состоящих из мышц, поражают своей физической формой. Но такие картинки не имеют ничего общего с эталоном здоровья. Переизбыток мускульной массы не менее опасен, чем ожирение.
Рис. 6. Функции мышц ногВ норме мышечная анатомия тела рассчитана на определенную нагрузку. Организм знает, сколько энергии требуется на поддержание той или иной группы мышц в тонусе, какой вес они способны поднять. Гипертрофированные мышцы, или чрезмерно перекаченные, со временем теряют эластичность и быстроту сокращений в нервах. Напряженные мускулы перестают справляться с выведением токсинов и продуктов обмена. Человек, не знающий меры при спортивной нагрузке, со временем становится неповоротливым, сильнее утомляется, а его мышцы оказываются более уязвимыми к разрывам и растяжениям.

Слабый тонус и его последствия

Слабый тонус мышц также опасен для человека. Плохо развитый мышечный корсет не позволяет полноценно поддерживать позвоночник, ухудшает осанку и запускает процессы смещения внутренних органов. Нарушается правильная работа пищеварительной системы, возникают боли в спине и животе. Сердечная мышца, не знакомая с нагрузками, плохо справляется с функцией кровоснабжения.
Гармонично развитый мышечный корсет не только улучшает внешние данные тела, но и помогает переносить более тяжелые нагрузки. Конечно, не все группы мышц можно тренировать. Гладкие ткани внутренних органов или кожные покровы сокращаются, независимо от желания человека. Но здоровый образ жизни, умеренная физическая нагрузка и правильная работа сердца обогащают мускульные ткани кислородом и поддерживают здоровый тонус всего организма. Узнайте еще больше интересных фактов о мышцах человека из приведенного ниже видео.

Как работают мышцы

Мышечная клетка состоит из большого количества секций, называемых саркомерами. Саркомер похож на трубочку, к его стенкам изнутри прикрепляются длинные нити белка миозина. В середине параллельно им находятся нити белка актина. Они состоят из цепочек, которые заканчиваются головкой. Когда на нервное окончание приходит импульс, провоцируется сигнал к действию (сокращению). Начинается химическая реакция, которая притягивает головки актина к нитям миозина. Головка сгибается и подтягивает нити миозина и актина друг к другу. Таким образом и осуществляется работа мускулов нашего тела.

Для понимания целой картины строения человека, рассмотрим весь мышечный каркас на схеме:

1. Лестничная.
2. Большая грудная.
3. Передняя дельтовидная.
4. Клювовидно-плечевая.
5. Прямая мышца живота.
6. Наружная косая мышца живота.
7. Локтевой сгибатель запястья.
8. Поперечная мышца живота.
9. Лучевой сгибатель запястья.
10. Портняжная.
11. Прямая мышца бедра.
12. Латеральная широкая мышца бедра.
13. Медиальная широкая мышца бедра.
14. Передняя большеберцовая.
15. Малоберцовая.
16. Длинный разгибатель большого пальца стопы.
17. Приводящая большой палец стопы.
18. Грудино-ключично-сосцевидная.
19. Малая круглая.
20. Передняя зубчатая.
21. Двуглавая мышца плеча.
22. Внутренняя косая мышца живота.
23. Круглый пронатор.
24. Сгибатель пальцев.
25. Лучевой разгибатель запястья.
26. Длинный сгибатель большого пальца кисти.
27. Напрягатель широкой фасции бедра.
28. Подвздошно-поясничная.
29. Подвздошная.
30. Гребенчатая.
31. Длинная приводящая.
32. Тонкая мышца.
33. Икроножная.
34. Камбаловидная.
35. Разгибатель пальцев.
36. Сгибатель пальцев.

1. Полуостистая.
2. Трапециевидная.
3. Подостная.
4. Средний дельтовидный пучок.
5. Задний дельтовидный пучок.
6. Подлопаточная.
7. Малая круглая.
8. Ромбовидная.
9. Трехглавая мышца плеча.
10. Локтевая.
11. Многораздельная.
12. Верхняя близнецовая.
13. Квадратная мышца бедра.
14. Внутренняя запирательная.
15. Внешняя запирательная.
16. Латеральная широкая мышца бедра.
17. Нижняя близнецовая.
18. Большая приводящая.
19. Подошвенная.
20. Икроножная.
21. Камбаловидная.
22. Сгибатель пальцев.
23. Ременная.
24. Поднимающая лопатку.
25. Надостная.
26. Большая круглая.
27. Разгибающая мышца спины.
28. Широчайшая мышца спины.
29. Плечевая.
30. Плечелучевая.
31. Разгибатель пальцев.
32. Квадратная мышца поясницы.
33. Малая ягодичная.
34. Средняя ягодичная.
35. Грушевидная.
36. Подвздошно-большеберцовый тракт.
37. Большая ягодичная.
38. Полусухожильная.
39. Бицепс бедра.
40. Полуперепончатая.
41. Задняя большеберцовая.
42. Сгибатель большого пальца стопы.
43. Блок таранной кости.
44. Отводящая мизинца.

Весь каркас можно поделить на три большие группы:

• мышцы туловища (мускулатура спины, шеи, груди и живота);
• верхних конечностей (плечи, дельтовидная группа, предплечье, кисти);
• нижних конечностей (ягодицы, четырехгранные, двуглавые мышцы бедра, приводящие голени и стоп).

Соединения мышечной системы с нервной системой

Скелетные мышцы связаны в основном с соматическая нервная система который контролируется добровольными импульсами от мозга. Сердечные и висцеральные мышцы, с другой стороны, в основном контролируются автономная нервная система , который контролирует подсознательные действия организма. Разделение этих нервных систем гарантирует, что такие вегетативные функции, как дыхание и пищеварение, продолжают происходить, когда животное перемещается и ищет больше пищи.

Разница в тканях мышечной системы обусловлена ​​их очень различным использованием. Скелетные мышцы должны быть в состоянии быстро выполнять большое количество работы, поэтому они состоят из поперечно-полосатых мышечных клеток, которые могут добровольно сокращаться. Гладкая мышечная ткань, обнаруженная в висцеральных тканях, имеет меньше энергии митохондрии, Эти ткани просто используются для сокращения полых органов и перемещения жидкости внутрь. желудок кишечник и кровеносные сосуды выстланы висцеральными мышцами. Сердечная мышца страдает, потому что она должна производить много силы, хотя она не контролируется добровольно.

Классификации скелетных мышц

Итак, мы с вами разобрались с составом, то есть из каких элементов состоят скелетные мышцы. Теперь давайте поговорим о макроструктуре скелетных мышц, то есть об их строении.

Анатомы давно обратили внимание на то, что скелетные мышцы человека сильно отличаются друг от друга и попытались произвести их классификацию. Что же такое классификация?. Классификация (классифицирование) – это процесс группировки объектов в соответствии с их общими или другими словами классификационными признаками

То есть из всего множества объектов в нашем случае – скелетных мышц на основе классификационных признаков формируются группы. В учебном пособии «Биомеханика мышц» была дана подробная классификация скелетных мышц на основе ряда классификационных признаков. В последующем, в пособии Е.Н. Комиссаровой (2012) количество классификационных признаков было расширено

Классификация (классифицирование) – это процесс группировки объектов в соответствии с их общими или другими словами классификационными признаками. То есть из всего множества объектов в нашем случае – скелетных мышц на основе классификационных признаков формируются группы. В учебном пособии «Биомеханика мышц» была дана подробная классификация скелетных мышц на основе ряда классификационных признаков. В последующем, в пособии Е.Н. Комиссаровой (2012) количество классификационных признаков было расширено.

Предлагаю 10 классификаций скелетных мышц человека (Более подробно этот вопрос освещен в видеоролике «Классификации скелетных мышц человека. Виды мышечной ткани» на моем канале на YouTube) :

1. По расположению  (мышцы туловища; шеи, головы, верхней и нижней конечности).
2. По топографии (поверхностные и глубокие; наружные и внутренние; медиальные, промежуточные и латеральные).
3. По форме (ромбовидные, трапециевидные, дельтовидные, квадратные, круглые)
4. По размеру (длинные и короткие, большие и маленькие)
5. По количеству головок (мышцы, имеющие одну головку, двуглавые, техглавые и четырехглавые) :
6. По особенностям прикрепления и выполняемой функции (мышцы сильные и ловкие).
7. По плоскости движения в суставе (сгибатели и разгибатели; приводящие и отводящие, пронаторы и супинаторы).
8. По взаимодействию с другими мышцами (синергисты и антагонисты);
9. По направлению хода мышечных волокон (мышцы прямым параллельным, косым, круговым и поперечным ходом мышечных волокон);
10. По количеству суставов, которые обслуживает мышца (одно- дву- и многосуставные мышцы).

К этим классификационным признакам можно добавить еще два: классификацию мышц по преимущественному составу мышечных волокон (быстрые и медленные) и по отношению к силе тяжести (антигравитационные). В последующем мы более подробно рассмотрим некоторые классификации скелетных мышц.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

• Гипертрофия скелетных мышц человека
• Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Литература:

1. Комиссарова, Е.Н. Строение и функциональная анатомия скелетных мышц: Учебное пособие / Е.Н. Комиссарова. – СПб: РГПУ им. А.И. Герцена, 2012.– 128 с.
2. Самсонова, А.В. Биомеханика мышц : учебно-методическое пособие /А.В. Самсонова Е.Н. Комиссарова /Под ред. А.В. Самсоновой /Санкт-Петербургский гос. Ун-т физической культуры им. П.Ф. Лесгафта.- СПб,: , 2008.– 127 с.
3. Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: Учебное пособие.- 5-е изд. — СПб.: Кинетика, 2018.– 159 с.

Структура мышц и принципы их работы

Каждая мышца – это не отдельный орган, а часть единой системы. Она состоит из множества взаимосвязанных клеток – миоцитов, они покрыты рыхлой и плотной соединительной тканью – фасцией.

В структуре каждой мышцы выделяют две зоны:

1. Брюшко.
2. Сухожилие.

Основная работа выполняется первой частью. Брюшко состоит из миоцитов, которые способны сокращаться. Поэтому функция этой зоны активная, сократительная.

Сухожилие выполняет пассивную работу – это плотная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к костям или суставам.

Костно-мышечная система человека работает в тесной взаимосвязи. Кости – это не только место прикрепления мышц, но источник кальция для их сокращения.

В свою очередь мышцы во время работы улучшают питание костей, ускоряя кровообращение и обменные процессы в области надкостницы.

Механизм работы мышечных волокон был открыт в середине XX века. Его назвали теорией скользящих нитей.

Сокращение и расслабление регулируется нервными импульсами с помощью ионов кальция и магния.

Магний – это как тормозная жидкость, позволяющая мышечным волокнам в покое не растрачивать энергию.

При прохождении нервного импульса высвобождаются ионы кальция, которые стимулируют сокращение волокон.

Питание осуществляется через тонкие капилляры, которые проходят между волокнами. Там же располагаются нервные пучки, через которые подается сигнал. Источником энергии служит глюкоза или жирные кислоты.

Обязательно также присутствие ионов кислорода. Причем, эти вещества постоянно должны поступать в организм извне. Мышцы не способны накапливать много АТФ. При недостатке энергии быстро начинается их истощение, утомление, накапливается молочная кислота.

Строение мышц человека

Мышечное волокно – это единая клетка, состоящая из нитей разной толщины.

Она многоядерная, но взаимодействуют волокна только на определенном участке. Он называется саркомером и составляет обычно 30% от длины мышцы. Именно на этом участке она сокращается или растягивается. Эластичность обеспечивается белками коллагеном и эластином.

Обязательно прочитайте мою подробнейшую статью про коллаген для суставов. Уверен, вам понравится.

Оболочка мышечных волокон покрыта миофибриллами. От их количества зависит скорость сокращения мышц и их сила. Тренировки приводят к увеличению толщины и количества миофибрилл. При росте их в 2 раза сила мышцы возрастает в 3 раза.

Сами миоциты состоят по большей части из воды, ее в составе мышечных клеток 70-80%. Есть также в них белки, гликоген, минеральные соли. А оболочка, от которой зависит работа волокон, имеет более сложное строение. В ней выделяют несколько веществ:

• актин – аминокислота, составляющая тонкие нити, отвечает за сокращение;
• миозин составляет толстые нити, представляет собой полипептидные цепочки из 2 тысяч аминокислот;
• актиномиозин – комплекс белков, образующийся при их взаимодействии.

Благодаря такому сложному строению каждое мышечное волокно способно выдерживать серьезные нагрузки. Сила мышц зависит от количества миоцитов, а также от входящих в их состав микроэлементов.

Если их клетки не будут получать белки, глюкозу, жирные кислоты и кислород, способность к сокращению снизится, они будут уменьшаться в размерах.

Функции мышечных систем

Тело человека не может функционировать без мышечной системы. Почти каждый нервный импульс, переданный мозгом, выражается как движение мышцы. Важные функции мышечной системы в организме человека описываются следующим образом:

Движение

Скелетные мышцы помогают в каждом произвольном движении человека в любой части тела. Активное сокращение этих мышц происходит за счет энергии, которая создает силу, способная перемещать части тела.

Чтобы сказать это по-другому, мышцы можно рассматривать как двигатель тела, который преобразовывает химическую энергию, присутствующую в пище в механическую работу.

Осанка и баланс

Скелет человека состоит из костей и суставов, которые образуются между ними. Скелетные мышцы играют важную роль в стабилизации человеческого скелета. Они также помогают в поддержании правильной осанки человеческого тела.

Мышечные ткани поддерживают суставы, которые образуются между различными костями, придавая им стабильность.

Выработка тепла

Как уже говорилось, активное сокращение мышц требует энергии. Таким образом, мышцы используют большое количество энергии тела. В связи с этим, скорость метаболизма в организме увеличивается, вызывая производство большого количества тепла в теле.

Эта функция мышц имеет особое значение для людей, живущих в холодном климате.

Кровообращение

Сердечные мышцы отвечают за прокачку крови от сердца до всех клеток в организме человека. Кровь должна находиться в постоянном движении благодаря сердцу, тем самым, давая питательные вещества каждой ткани человеческого тела, а также убирая отходы.

Пищеварение

Органы пищеварительной системы человека, такие как пищевод, желудок и кишечник, работают благодаря гладкой мускулатуре. Эти мышцы сокращаются и помогают пищеварительной системе переваривать пищу и перемещать её.

Классификация мышц тела человека

Классифицируют в анатомии все скелетные мышцы по форме, положению в теле, функциям, направлению волокон и типу взаимодействия друг с другом. По форме различают короткие, длинные, широкие. По расположению – наружные или поверхностные, глубокие, внутренние, а также латеральные и медиальные. Такие виды различаются по направлению волокон:

• параллельные;
• косые;
• поперечные;
• круговые;
• одно, -двух и многоперистые;
• полусухожильные;
• полуперепончатые.

В этой классификации выделяют прямые, лентовидные, веретенообразные. Это простые мышцы.

Есть также двуглавые, трехглавые и 4-главые мышцы. Они относятся к сложным. В эту группу входят гребенчатые, зубчатые, квадратные, дельтовидные, трапециевидные.

Но наиболее известно разделение всех мышц по их функциям. Группы определяются в зависимости от типа выполняемого движения:

• сгибатели и разгибатели;
• отводящие и приводящие;
• наклоняющие вправо-влево;
• пронаторы и супинаторы;
• поднимающие – опускающие.

Есть также несколько видов в зависимости от того, как они взаимодействуют друг с другом.

• Так мышца, которая берет на себя основную нагрузку, называется агонистом.
• Все, которые помогают ей совершить это действие, работающие вместе – это синергисты.
• Те, которые противодействуют движению, работающие в другом направлении – это антагонисты.
• Есть еще стабилизаторы или фиксаторы. Они нужны, чтобы удерживать суставы в правильном положении во время нагрузки.

От чего зависит сила мышц? (физиологические факторы)

Итак, мы разобрались с анатомическими факторами, определяющими силу мышц. Можно сказать, что это тот морфологический потенциал, который зависит от генетики человека (например, число мышечных волокон), его пола, возраста и функционального состояния, которое определяется его образом жизни (малоподвижный или систематичные тренировки).

Однако вы хорошо понимаете, что каждый человек может сам, произвольно регулировать силу, которую проявляют его мышцы. Это означает, что наша центральная нервная система обладает такими механизмами. Назовем их физиологическими механизмами регуляции силы и скорости сокращения мышц.

Классификация мышц

Мышцы человека классифицируют по форме, положению на теле, направлению волокон, выполняемой функции, по отношению к суставам и др. (табл. 3).

Таблица 3

Форма мышц в зависимости от расположения мышечных волокон к сухожилию

Форма мышц может быть очень разнообразной, она зависит от расположения мышечных волокон к сухожилию (рис. 54).

Рис. 54. Форма мышц:

А — веретенообразная; Б — двуглавая мышца; В — двубрюшная мышца; Г— мышца с сухожильными перемычками; Д — двухперистая мышца; Е— одноперистая мышца; 1— брюшко мышцы; 2, 3— сухожилия мышцы; 4 — сухожильная перемычка; 5 — промежуточное сухожилие

Чаще встречаются веретенообразные мышцы. В них пучки волокон ориентированы параллельно длинной оси мышцы, а брюшко, постепенно сужаясь, переходит в сухожилие. Мышцы, у которых мышечные волокна прикрепляются к сухожилию только с одной стороны, называются одноперистыми, а с двух сторон — двухперистыми. Мышцы могут иметь одну или несколько головок, отсюда и название: двуглавая, трехглавая, четырехглавая. Некоторые мышечные волокна расположены циркулярно и образуют мышцы сфинктеры, которые окружают ротовое и заднепроходное отверстия и др.

Название мышцы может отражать ее форму (ромбовидная, трапециевидная, квадратная), размер (длинная, короткая, большая, малая), направление мышечных пучков или самой мышцы (косая, поперечная), выполняемую ею функцию (сгибание, разгибание, вращение, поднимание).

По отношению к суставам мышцы располагаются неодинаково, что определяется их строением и функцией. Если мышцы действуют на один сустав, они называются односуставными, если же перекидываются через два сустава и больше — двусуставными и многосуставными. Некоторые мышцы могут брать начало от костей и прикрепляться к костям, не соединяясь при помощи суставов (например, подъязычная, челюстно-подъязычная, мимические мышцы, мышцы дна рта, мышцы промежности).