ОБЩАЯ МИОЛОГИЯ

ОБЩАЯ МИОЛОГИЯ

Основная функция как исчерченной, так и неисчерченной мышечной ткани - сократимость. Скелетная мышечная ткань состоит из мышечных волокон длиной 4-5, реже 10-12 см. Каждое мышечное волокно имеет оболочку - сарколемму, под которой находится множество ядер. Под ней же расположена саркоплазма, содержащая сократительные нити - миофибриллы. Под микроскопом видна поперечная исчерченность мышечных волокон. Неоднородность структуры волокон скелетной мышечной ткани обусловлена тем, что миофибриллы состоят из светлых (изотропные, полоса I) и темных (анизотропные, полоса А) полос. Скелетные мышцы составляют около 1/3 массы тела взрослого человека и примерно 1/4 массы тела детей. К старости мышечная масса уменьшается. У спортсменов масса мышц может составлять 50% общей массы тела.

У человека более 400 скелетных мышц. Форма мышц разнообразна (рис. 48). Классификация мышц представлена в таблице 1.

Рис. 48. Мышцы различной формы:

I - веретенообразная; II - одноперистая; III - двуперистая; IV - двуглавая; V - мышца, имеющая сухожильные перемычки; VI - двубрюшная; VII - сфинктер (круговая)

Таблица 1. Подразделение мышц

На туловище мышцы чаще плоские. Мышцы конечностей, наоборот, веретенообразной формы или перистые, с меньшей площадью прикрепления к костям. Они, как правило, участвуют в движениях с выраженной амплитудой. Движения, обусловленные короткими мышцами, имеют небольшой размах. В отличие от длинных мышц короткие обычно обладают большей силой и могут преодолевать значительные сопротивления.

В длинных мышцах выделяют среднюю утолщенную часть - брюшко (venter), переходящее на концах в сухожилия (tendo), при помощи которых мышца прикрепляется к кости. В связи с этим различают сухожилие начала и сухожилие прикрепления, мышцы, соответствующие двум точкам соединения с костями: фиксированной и подвижной. Сухожилие начала вместе с частью брюшка мышцы называется головкой (caput). Мышцы также могут присоединяться к костям короткими фиброзными пучками, связанными с внутримышечной соединительной тканью. Такое прикрепление получило название мясистого и чаще наблюдается у места начала мышцы. Бывают и неоднородные прикрепления: наполовину мышечные, наполовину сухожильные (рис. 49).

Сухожилия построены из плотной соединительной ткани, отличаются большой сопротивляемостью на растяжение. Они белого цвета, блестящие. Сухожилия плоских мышц, например косых мышц живота, образуют плоские сухожильные растяжения, называемые апоневрозами (aponeurosis). Длинные мышцы имеют длинные тонкие сухожилия цилиндрической формы. Сухожилия прочно прикрепляются к костям, срастаясь с надкостницей и даже проникая в вещество кости.

Рис. 49. Схема начала и прикрепления мышцы: 1 - мышечные пучки; 2 - сухожилие

Для названия мышц используют ряд признаков. Одни мышцы получили наименование по внешней форме: дельтовидная, ромбовидная; другие - по функции: сгибатели, разгибатели, отводящие, приводящие; третьи - по числу головок или строению: двуглавые, полусухожильные; четвертые - по месту положения: затылочная, ягодичная; пятые - по месту начала и прикрепления: челюстно-подъязычная, грудино-ключично-сосцевидная; шестые - по направлению: прямая, косая, поперечная мышцы живота.

Мышечные волокна могут иметь различное направление по отношению к оси сухожилия. Если волокна располагаются косо и по одну сторону сухожилия, то мышца называется одноперистой (m. unipennatus), если мышечные волокна лежат по обеим сторонам сухожилия, то мышца называется двуперистой (m. bipennatus). Мышечные волокна могут идти веерообразно, создавая мощное сухожилие (например, височная мышца). Если мышечные волокна концентрируются вокруг естественных отверстий, то образуются сфинктеры (т. sphincter); например, мышцы окружности рта, глаза.

Вспомогательный аппарат мышц

К вспомогательному аппарату мышц относятся фасции, синовиальные сумки, синовиальные влагалища, мышечные блоки и сесамовидные кости.

Фасции (fasciae) представляют собой плотные соединительнотканные пластины. Различают подкожную поверхностную фасцию и глубокую собственную.

Поверхностная фасция (fascia superficialis) построена из рыхлой волокнистой соединительной ткани. Она находится под кожей и охватывает сплошным слоем все тело за исключением головы. Пучки фасции, располагаясь в различных направлениях, отделяют жировые дольки подкожной жировой клетчатки друг от друга. На многих участках поверхностной фасции содержится большее или меньшее количество жира. На подошвах стоп и на ладонях жир образует возвышения, выполняющие защитную функцию.

Собственная фасция (fascia propria) состоит из фиброзной ткани и развита лучше, чем поверхностная. Охватывая мышцу или группу мышц, собственная фасция образует для них фасциальные влагалища с отверстиями для прохождения сосудов и нервов. Фасции развиты не везде одинаково. Там, где сильнее мышцы, фасции выражены лучше

Рис. 50. Костно-фасциальные и фасциальные влагалища мышц нижней трети правого бедра: 1 - латеральная межмышечная перегородка бедра; 2 - фасциальное влагалище сгибателей; 3 - седалищный нерв; 4 - бедренная кость; 5 - бедренные артерия и вена; 6 - фасциальное влагалище портняжной мышцы; 7 - медиальная межмышечная перегородка бедра; 8 - костно-фасциальное влагалище разгибателей; 9 - широкая фасция

(например, на нижних конечностях). Если мышцы располагаются в несколько слоев, то собственная фасция расщепляется на пластинки - поверхностную и глубокую. В некоторых местах собственная фасция образует фиброзные отростки между группами мышц, межмышечные перегородки (septa intermuscularia), которые проникают в глубину и срастаются с надкостницей.

Различают 2 вида влагалищ мышц: фасциальные, образованные фасциями, и костно-фасциальные, образованные фасциями и костями (рис. 50). В некоторых мышцах, например в большой ягодичной, фасция имеет пластинчатые отростки, проникающие между отдельными мышечными пучками.

Благодаря межмышечным и внутримышечным перегородкам фасции представляют опору для мышц, сосудов, нервов, внутренних органов. Мышца может начинаться от фасции или прикрепляться к ней. Фасция способствует сокращению мышц в определенном направлении и препятствует ее смещению в стороны, является мягким остовом для мышц. При нарушении целостности фасции мышцы в этом месте выпячиваются, образуя мышечную грыжу. Фасции легко отделяются от окружающей соединительной ткани и покрываемых ими мышц, с которыми они связаны перимизием. В отдельных областях тела человека (например, ягодичной, дельтовидной), фасции, охватывающие мышцы, посылают

Рис. 51. Синовиальное влагалище сухожилия:

а - поперечный разрез; б - продольный разрез; 1 - фиброзный слой; 2 - синовиальный слой; 3 - сухожилие; 4 - синовиальная полость; 5 - брыжейка сухожилия (мезотендиний)

соединительнотканные перегородки между отдельными пучками мышечных волокон, тем самым увеличивая связь фасции с мышцами.

Движения мышц облегчают синовиальные сумки (bb. synoviales) - замкнутые полости, заполненные синовиальной жидкостью. По месту расположения их делят на сухожильные, суставные и подкожные. Сухожильные расположены обычно на конечностях между сухожилиями, суставные - в области суставов, иногда соединяясь с их полостью. Подкожные сумки находятся в участках тела, испытывающих значительное трение или давление (например, сумка коленного сустава). Синовиальное влагалище (vag. synovialis) сходно с двухслойной трубкой (рис. 51). Синовиальные влагалища сухожилий замкнутые и заполнены синовией. Состоят из двух слоев: наружного фиброзного и внутреннего синовиального. Синовиальный имеет 2 листка: внутренний, плотно прилежащий к сухожилию, - перитендиний (peritendineum) и наружный - эпитендиний (epitendineum). Внутренний листок соединен с наружным по длине там, где трение всего слабее, образуя брыжейку сухожилия - мезотендиний (mesotendineum), по которому в сухожилие проходят сосуды и нервы.

Мышечный блок (trochlea muscularis) образуется в тех местах, где мышца меняет направление и перебрасывается через костные и фиброзные образования. Благодаря блоку мышца не смещается в сторону Между сухожилием и блоком расположена синовиальная сумка.

Сесамовидные кости (ossa sesamoidea) располагаются в толще сухожилий вблизи от места их прикрепления к костям. Сесамовидные кос-

ти увеличивают угол прикрепления сухожилия к костям и тем самым способствуют увеличению силы мышцы.

Мышца как орган

Мышца - орган, состоящий из исчерченных (скелетных) мышечных волокон, скрепленных рыхлой соединительной тканью, в которой проходят сосуды и нервы. Мышечные волокна связаны межпучковой соединительной тканью - эндомизием (endomysium). Отдельные мышечные пучки, покрытые эндомизием, получили название пучков 1-го порядка. Посредством прослоек соединительной ткани - перимизия (perimysium), они объединяются в пучки 2-го и 3-го порядков. Снаружи мышцу покрывает соединительнотканная оболочка - эпимизий (epimysium) (рис. 52).

Если мышца перекидывается через сустав или с одной кости на другую, то она называется односуставной, а если идет мимо двух или нескольких суставов - двусуставной или многосуставной. Мышцы не только приводят в движение отдельные части скелета, к которым они прикрепляются, но и могут способствовать более сложным движениям, изменяя положение костей. Отдельные мышцы или группу мышц, принимающих участие в движениях, противоположных по направлению, называют антагонистами. Например, мышцы, сгибающие стопу, являются антагонистами по отношению к мышцам, ее разгибающим. Мышцы, участвующие в одном и том же движении и расположенные по одну сторону сустава, называют синергистами. Односуставные мышцы одноосных суставов всегда выполняют в отношении этих суставов только одну функцию. Например, плечевая мышца является сгибателем предплечья, а трехглавая мышца плеча - ее антагонистом. Многие мышцы выполняют более сложные функции, являясь по отношению друг к другу то антагонистами, то синергистами. Так, двуглавая мышца плеча вместе с круглым пронатором сгибает предплечье, но в то же время она может вращать лучевую кость кнаружи, а круглый пронатор поворачивает ее внутрь. Отдельные части одной и той же мышцы могут выполнять различные функции. Например, если сокращаются передние пучки средней ягодичной мышцы, то бедро вращается внутрь; если задние, то бедро вращается наружу; при сокращении всей мышцы происходит отведение бедра.

Мышца, перекидываясь через суставы, соединяет различные костные точки, к которым она прикрепляется своими концами. Проксимальный конец обычно считают началом мышцы, или фиксированной точкой

Рис. 52. Строение мышцы:

1 - мышца в целом; 2 - эпимизий; 3 - перимизий; 4 - пучок мышечных волокон; 5 - отдельные мышечные волокна, окруженные эндомизием и кровеносными сосудами; 6 - миофибрилла (сократительная структура мышечного волокна); 7 и 8 - молекулы белков актина и миозина, взаимодействие которых обеспечивает сокращение миофибриллы

(punctum fixum), противоположный, дистальный конец - подвижной точкой (punctum mobile). Однако при некоторых движениях неподвижная точка может становиться подвижной и наоборот.

Мышцы имеют сеть кровеносных сосудов, по которым с кровью доставляются питательные вещества и кислород, а выносятся углекислый газ и продукты обмена. Во время работы мышц в них происходит усиленный обмен веществ с выделением значительного количества тепла. От ближайших артериальных стволов отходят артерии, которые проникают в брюшко мышцы с внутренней стороны, наиболее защищенной. Места, куда входят артерии, вены и нервы, называются сосудисто-нервными воротами мышцы. Местонахождение этих ворот имеет важное значение при оперативных вмешательствах. Вены формируются из внутримышечной венозной сети. Каждую артерию сопровождают две вены, которые выходят из ворот мышцы и впадают в близлежащие венозные сосуды.

Сокращение мышц происходит под действием импульсов, возникающих в ЦНС. В мышцах имеются двигательные и чувствительные нервные окончания. Из ЦНС по двигательным (эфферентным) нервным волокнам возбуждение поступает в мышцу, к нервно-мышечным окончаниям различной формы, и мышца сокращается. По чувствительным (афферентным) волокнам от мышцы в ЦНС поступают импульсы, сигнализирующие о состоянии мышцы в данный момент. Чувствительные окончания в мышцах имеют нервно-мышечное веретено, которое является органом мышечного чувства. Помимо эфферентных и афферентных, к мышцам подходят симпатические нервные волокна, которые обусловливают в мышце состояние некоторого сокращения, называемого мышечным тонусом.

Работа мышц

Основное свойство мышечной ткани - сократимость. Сокращаясь, мышца производит механическую работу. Величина механической работы, совершаемой сокращающейся мышцей, выражается в килограммометрах, как произведение веса груза, поднимаемого мускулом, на высоту поднятия. Сила, проявляемая мышцей, зависит от числа ее мышечных волокон, т.е. чем толще мышца, тем она сильнее. Длина мышечного брюшка обусловливает высоту поднятия груза, в среднем мышца при полном сокращении укорачивается приблизительно на половину своей длины. Во время сложных движений сокращаются несколько групп

мышц одновременно, причем характер их сокращения и участие в движении неодинаковы. Различают преодолевающую, уступающую и удерживающую работу мышц. Под преодолевающей подразумевается работа, при которой мышца преодолевает сопротивление. В случае уступающей работы мышца становится напряженной, постепенно уступая действию силы тяжести. Под удерживающей работой понимают такое состояние мышцы, при котором ее сокращение уравновешивает действие сопротивления, в результате чего движения не происходит.

Мышцы действуют на кости, которые соединены между собой суставами, так что получается рычаг того или иного рода. В механике различают рычаги: первого и второго рода. В рычаге первого рода, или рычаге равновесия, точка опоры расположена между точками приложения сил. Расстояние от точки приложения силы до точки опоры называется плечом рычага, а расстояние от точки опоры до точки сопротивления - плечом сопротивления. Условием равновесия рычага является равенство произведения величины силы на длину плеч. Примером рычага равновесия может служить атлантозатылочный сустав (рис. 53, а).

Рычаг второго рода бывает двух видов. При рычаге первого вида (рычаг силы) сопротивление наблюдается между точкой опоры и точкой приложения силы. Плечо силы мышечной тяги при этом больше плеча силы тяжести. Примером рычага силы является стопа во время подъема на головки плюсневых костей (рис. 53, б). Местом опоры в данном случае служат головки плюсневых костей, через которые проходит ось вращения всей стопы. Сила мышечной тяги, идущей от пяточной кости вверх по направлению тяги трехглавой мышцы голени, имеет большее плечо, чем сила тяжести. Сила тяжести передается через кости голени на стопу и давит непосредственно на таранную кость, тем самым способствуя опусканию стопы.

Второй вид рычага (рычаг скорости) характеризуется тем, что точка приложения мышечной тяги находится вблизи оси вращения и плечо мышечной тяги меньше, чем плечо сопротивления. Пример рычага такого вида - локтевой сустав при сгибании. Точка опоры лежит в локтевом суставе, точка приложения силы - в области бугристостей локтевой и лучевой костей, т.е. несколько кпереди от точки опоры, точка сопротивления - на дистальном конце руки, т.е. значительно дальше от точки опоры. Такой рычаг приводит к выигрышу в скорости, но к потере в силе (рис. 53, в).

Рис. 53. Схема действия мышц на костные рычаги: а - рычаг равновесия; б - рычаг силы; в - рычаг скорости; А - точка опоры; Б - точка приложения силы; В - точка сопротивления

При сокращении разные мышцы развивают различную силу. Эта сила зависит от ряда морфологических особенностей. Например, чем больше мышечных волокон, тем мышца сильнее. Если сравнить мышцу с параллельно идущими волокнами и перистую мышцу, то при одинаковом объеме перистая мышца окажется сильнее, так как количество волокон в ней больше.

Не менее важное значение для проявления силы мышц имеет способ их прикрепления к костям. Чем больше площадь опоры мышцы на скелете, тем лучше условия для проявления ее силы. Сила мышцы в значительной степени зависит от величины угла, под которым она прикрепляется к кости. Чем ближе этот угол к прямому, тем больше составляющая силы, направленной на совершение движения в суставе, и, следовательно, мышца расходует больше силы непосредственно на перемещение костного звена в пространстве. Сила мышц зависит от массы мышечной ткани, расположения самих мышц, их напряженности. У спортсменов, физически развитых людей мышечная сила больше, чем у лиц, не занимающихся физическим трудом. Физические упражнения, тяжелый физический труд способствуют увеличению объема и утолщению мышц. У людей пожилого возраста объем мышц несколько уменьшается, вследствие чего снижается их сила.

Кроме описанных морфологических условий, для проявления мышечной силы большое значение имеет степень ее возбуждения под влиянием ЦНС. Чем сильнее стимулирующие импульсы, идущие из ЦНС, тем большую силу развивает мышца. Отмечается определенная зависимость между силой мышцы и ее поперечным сечением. Чем больше поперечник мышцы, тем она сильнее. Считают, что 1 см2 поперечного сечения мышцы соответствует силе около 8-10 кг.

Понятие о статике и динамике тела человека

Мышечную работу можно разделить на миостатическую и миодинамическую.

Миостатическая работа выражается в удержании частей тела или всего тела в определенном положении. В этом положении сила тяжести, действующая на тело, уравновешена с противодействующей реакцией опоры. Чтобы зафиксировать определенное положение тела, активно работают мышцы, сохраняющие равновесие. При таком поло-

жении тела действие внешних сил не вызывает движения. Например, мышцы своей удерживающей работой обеспечивают вертикальное положение тела, хотя на него продолжают действовать внешние силы (сила тяжести). Следовательно, миостатическое положение тела является временно уравновешенным положением, за которым последуют активные движения.

Миодинамическая работа обусловливается активной изменчивостью мышц, связанной с движением тела. Любое движение тела сопровождается изменением скорости (ускоренное, замедленное или равномерное движение) и направления (прямолинейное, криволинейное, вращательное движение). Движение отдельных частей тела по отношению к окружающим его предметам называется относительным движением.

На тело или его части могут действовать внутренние (мышечная тяга, инерция) и внешние (сила тяжести, реакция опоры, сопротивление воздуха и т.д.) силы. Взаимодействуя между собой, внутренние и внешние силы определяют форму и характер тела и его частей: изменяется поза с перемещением центра тяжести, тело и его части могут совершать ускоренное, равномерное или замедленное движение.

Движения человеческого тела, выполняемые скелетной мускулатурой, крайне разнообразны. По механическому признаку их можно разделить на поступательные, вращательные и сложные. При поступательном движении тела его части движутся по одинаковым траекториям. Во время вращательного движения все части тела движутся по окружностям, центры которых располагаются на одной прямой, называемой осью вращения. При сложном движении части тела совершают одновременно поступательное и вращательное движения.

Любое тело, свободно перемещающееся в пространстве, обладает 6 степенями свободы в виде поступательного и вращательного движений в 3 измерениях (вверх и вниз, вперед и назад, вправо и влево). Если тело закреплено в одной точке, то оно не может совершать поступательного движения, но может вращаться относительно 3 осей, т.е. имеет 3 степени свободы. Если тело закреплено в двух точках, то оно имеет 1 степень свободы и может вращаться вокруг одной оси. Тремя степенями свободы обладают шаровидные суставы, двумя - эллипсовидные, седловидные и мыщелковые, одной - цилиндрические и блоковидные суставы.

Центр тяжести

Под центром тяжести какого-либо тела в механике подразумевают точку приложения равнодействующей нескольких разнонаправленных сил тяжести, действующих на отдельные его части.

Положение центра тяжести тела человека имеет большое значение для сохранения равновесия стоя и при различных движениях. Человеческое тело неоднородно, поэтому центр его тяжести не совпадает с центром тела и меняется в зависимости от перемещения частей тела в пространстве. Человек стоит устойчиво, если вертикальная линия, опущенная из центра тяжести, будет находиться в центре площади, образованной ступнями. Стоит наклониться вперед или в сторону и вывести отвесную линию из центра тяжести за пределы площади опоры, как человек начинает падать. Чтобы этого не произошло, в сторону падения выставляют ногу, тем самым перемещая площадь опоры.

Плотность верхней половины тела человека меньше, чем нижней. Экспериментально установлено, что при «военной» осанке центр тяжести расположен на уровне II крестцового позвонка, а отвесная линия из центра тяжести проходит на 3 см кпереди от лодыжек.

Положение центра тяжести человеческого тела очень изменчиво и зависит от возраста, пола, конституции, роста, а также от физического развития. Например, у мужчин центр тяжести находится несколько выше, чем у женщин, а у детей в раннем возрасте выше, чем у взрослых. Тело стоит тем прочнее, чем шире площадь опоры и чем ниже расположен центр тяжести.

Вопросы для самоконтроля

1. Из чего развиваются мышцы головы, шеи и лица?

2. Какие структуры относятся к вспомогательному аппарату мышц? Какова основная функция каждой структуры?

3. Какие мышцы называются антагонистами и синергистами? Приведите пример.

4. Перечислите рычаги мышц, действующих на кости. Дайте их характеристику.

5. Чем характеризуется миостатическая и миодинамическая работа мышц?

6. Что понимают под центром тяжести человеческого тела? Какое значение он имеет?

YAmedik.org