Мышцы человека

 Благодаря мышцам, точнее, благодаря их способности  сокращаться человеческий организм может выполнять различные движения, сохранять равновесие и определенное положение тела в пространстве. Мышцы, в отличие от костей и соединений, являются активным элементом аппарата движения (рис. 90).

Сократительная  способность мышц обеспечивается за счет структурных элементов мышечной ткани (textus musculares), которые называются миофибриллами. От строения миофибрилл зависит поперечная исчерченность мышц — чередование светлых и темных полос, а толщина мышечных волокон зависит от количества и поперечного сечения миофибрилл. Миофибриллы состоят из повторяющихся блоков, называемых саркомерами, и располагаются параллельно длинной оси мышечного волокна. Скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной тканью, основным структурным элементом которой являются мышечные волокна — миосимпласт. Волокнами они названы из-за большой разницы между поперечным сечением (от 0,05 до 0,11 мм) и длиной мышечной клетки (до 15 см). Длина волокон зависит от длины и строения самой мышцы.

Скелетная мышца, которая также называется поперечнополосатой мышцей (по названию образующих ее волокон) или произвольной (по ее сократительным особенностям), прикрепляется непосредственно к кости или суставу при помощи сухожилия (tendo) (рис. 91). Отдельные мышцы на одном конце могут прикрепляться на костях, а на другом — на коже. Функционирование мышц заключается в их сокращении, при котором мышца укорачивается, благодаря чему точки, на которых крепится мышца, сближаются. Работой скелетных мышц можно управлять: сокращать или расслаблять в любой необходимый момент, варьировать скорость и интенсивность сокращений.

Средняя мышечная масса взрослого человека составляет примерно 30 кг у мужчин, то есть 42—47% от общей массы тела, и 17 кг у женщин — 30—35% от общей массы тела. Всего в теле человека примерно 300 мышц, которые объединены в группы в соответствии с выполняемыми ими функциями.

Мышечные волокна располагаются параллельными рядами и соединяются в пучки, которые образуют саму скелетную мышцу. Небольшие мышечные пучки покрыты тонкой соединительной тканью — эндомизием (endomysium), крупные — перимизием (perimysium), а всю мышцу в целом покрывает плотная соединительная ткань — эпимизий (epimysium). На концах мышцы переходят в сухожилия, которые обладают большей эластичностью, упругостью и прочностью, чем мышечные волокна, что позволяет избегать разрывов мышц и их отрывов от костей при интенсивной внутренней нагрузке или сильном внешнем воздействии.

Волокна составляют примерно 86—90% от общей массы мышцы. Остальные проценты делят между  собой кровеносные сосуды и нервы, обеспечивающие трофику (жизнедеятельность), питание и работоспособность мышц.

В мышце выделяют головку (caput) — начальную часть, брюшко (venter) — среднюю часть и  хвост (cauda) — конечную часть (рис. 91). От длины мышцы зависит степень  размаха, который она может обеспечить. У каждой мышцы есть точка начала (origo) и место крепления (insertio). Форма мышц разнообразна и зависит от соотношения мышечных волокон и сухожилий. Выделяют следующие формы мышц:

1) веретенообразная  мышца (m. fusiformis) (рис. 91) — мышца,  сужающаяся к обоим концам  и заканчивающаяся сухожилиями;

2) двуглавая/трехглавая/четырехглавая мышца (m. biceps/triceps/quadriceps) (рис. 91) — мышца, у которой при одном брюшке может наблюдаться несколько головок, имеющих разное начало и переходящих в разные сухожилия;

3) двубрюшная  мышца (m. biventer/digastricus) (рис. 91) — мышца, брюшко которой делится на два промежуточным сухожилием, называемым сухожильной дугой (arcus tendineus) (рис. 91);

4) многобрюшная  мышца, например прямая мышца  (m. rectus) (рис. 91), — мышца, ход волокон  которой прерывается одной или  несколькими сухожильными перемычками (intersectiones tendineae);

5) широкая мышца  (m. latus) (рис. 91) — мышца, у которой  мышечные волокна имеют вид  пластов, переходящих в широкое  сухожилие — апоневроз (aponeurosis). Такие мышцы встречаются преимущественно  на туловище;

6) одноперистая  мышца (m. unipennatus) (рис. 91) — мышца  у которой мышечные волокна  под углом прикрепляются к  одному краю сухожилия;

7) двуперистая  мышца (m. bipennatus) (рис. 91) — мышца,  волокна которой располагаются  по обеим сторонам сухожилия  также под углом.

По месту крепления  выделяют суставную мышцу (m. articularis) — мышцу, крепящуюся к суставам. Кольцеобразные мышцы либо замыкают полость и в этом случае называются круговыми (m. orbicularis), либо сжимают выход из полостного органа и именуются сфинктерами (m. sphincter). По размеру мышцы подразделяются на длинные, образующие мышечные группы конечностей, и короткие, находящиеся в глубоких слоях спины.

В организме  существуют различные анатомические  образования, облегчающие работу мышц. Например, синовиальные сумки (bursae synoviales) располагаются в местах наиболее интенсивного движения мышц и сухожилий. Они представляют собой щелевидные полости, заполненные жидкостью — синовией, и способствуют снижению трения. Между кожей и выступом кости располагаются подкожные синовиальные сумки (bursae synoviales subcutaneae), а под сухожилиями — подсухожильные (bursae synoviales subtendineae). В области стоп и кистей, то есть в наиболее подвижных местах верхних и нижних конечностей, располагаются влагалища сухожильных мышц (vaginae tendinis). Внутри этих фиброзных или костнофиброзных каналов находятся синовиальные влагалища (vaginae synoviales tendinum), листы которых, смазанные синовией, обеспечивают свободное скольжение сухожилий строго в определенных направлениях. В тех местах, где через кость перехлестывается сухожилие, на самой кости находятся покрытые хрящом впадинка, которая называется блоком (trochlea). Блоки препятствуют смещению сухожилий при смене их направления. В некоторых блоковидных суставах в толще сухожилий находятся сесамовидные кости (ossa sesamoidea), способствующие свободному движению в суставах. Они встречаются в основании первых фаланг и надколенниках.

Отдельные мышцы  и группы мышц покрывают фасции (fasciae), которые выполняют функцию защитной оболочки. Они образованы соединительной тканью и содержат коллагеновые и  эластические волокна. Фасции задают направление хода кровяных и лимфатических сосудов и нервов, а в некоторых случаях являются местом начала или прикрепления мышц.

Глубокие фасции (fasciae propria) образуют для мышц, которые они окружают, фиброзные влагалища с отверстиями для сосудов и нервов. В тех случаях, когда мышцы располагаются в несколько слоев, глубокие фасции расслаиваются на отдельные пластинки, в которых формируются влагалища для каждой отдельной мышцы. Пластинки фасции соединены друг с другом фиброзными межмышечными перегородками, которые отделяют одну группу мышц от другой и срастаются с надкостницей костей, образовывая костнофиброзные влагалища. Поверхностные фасции (fasciae superficialis) находятся непосредственно под подкожной жировой клетчаткой, покрывая целую часть тела и следуя по ходу кожного покрова.

Сокращения мышц[]В процессе сокращения нити актина проникают глубоко в промежутки между нитями миозина, причём длина обеих структур не меняется, а лишь сокращается общая длина актомиозинового комплекса — такой способ сокращения мышц называется скользящим. Скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых нуждается в энергии, энергия, необходимая для сокращения мышц, освобождается в результате взаимодействия актомиозина с АТФ с расщеплением последнего на АДФ и H₃PO₄. Кроме АТФ важную роль в сокращении мышц играет вода, а также ионы кальция и магния.Скелетная мышца состоит из большого количества мышечных волокон — чем их больше, тем сильнее мышца.Различают пять типов мышечных сокращений:

1. Концентрическое сокращение - вызывающее укорачивание мышцы  и перемещение места прикрепления  ее к кости, при этом движение  конечности, обеспечиваемое сокращением  данной мышцы направлено против  преодолеваемого сопротивления,  например силы тяжести.

2. Эксцентрическое  сокращение - возникает при удлинении  мышцы во время регулирования  скорости движения вызванного  другой силой или в ситуации, когда максимального усилия мышцы  не хватает для преодоления  противодействующей силы. В результате движение происходит в направлении воздействия внешней силы.

3. Изометрическое сокращение - усилие, противодействующее внешней  силе, при котором длинна мышцы  не изменяется и движения в  суставе не происходит.

4. Изокинетическое сокращение - сокращение мышцы с одинаковой скоростью.

5. Баллистическое движение - быстрое движение, включающее: а.  концентрическое движение мышц-агонистов  в начале движения; б. инерционное  движение, во время минимальной  активности; в. эксцентрическое сокращение  для замедления движения.

В организме такие сокращения имеют большее значение для выполнения любых движений.

Из гладких мышц (гладкой  мышечной ткани) состоят внутренние органы, в частности, стенки пищевода, кровеносные сосуды, дыхательные пути и половые органы. Гладкие мышцы отличаются так называемым автоматизмом, то есть способностью приходить в состояние возбуждения при отсутствии внешних раздражителей. И если сокращение скелетных мышц продолжается около 0,1 с, то более медленные сокращения гладких мышц продолжается от 3 до 180 с. В пищеводе, половых органах имочевом канале возбуждение передаётся от одной мышечной клетки к следующей. Что касается сокращения гладких мышц, находящихся в стенках кровеносных сосудов и в радужной оболочке глаза, то оно не переносится с клетки на клетку; к гладким мышцам подходят симпатические и парасимпатические нервы автономной нервной системы.

Говоря о сердечной  мышце (миокарде), следует отметить, что при нормальной работе она  затрачивает на сокращение около 1 с, а при увеличении нагрузки скорость сокращений увеличивается. Уникальная особенность сердечной мышцы — в её способности ритмично сокращаться даже при извлечении её из организма.

В процессе сокращения мышцы при скольжении актиновых белковых нитей вдоль миозиновых происходит временное прикрепление миозина к актину с помощью поперечных мостиков, являющихся так называемыми «головками» миозиновых молекул. Выделяют 5 стадий биохимического цикла мышечного сокращения^[1]:

1. стехиометрический процесс гидролиза АТФ миозиновой «головкой» до аденозиндифосфата (АДФ) и ортофосфорной кислоты (H₃PO₄); данный процесс не обеспечивает освобождение продуктов гидролиза;
2. связывание свободно вращающейся миозиновой «головки», содержащей АДФ и H₃PO₄, с F-актином;
3. высвобождение АДФ и H₃PO₄ из актин-миозинового комплекса;
4. связывание комплекса миозин-F-актин с новой молекулой АТФ;
5. стадия расслабления — отделение миозиновой (АТФ) «головки» от F-актина.

Строение[править | править исходный текст]

Строение скелетной мышцы

Структурный элемент мышц — мышечное волокно, каждое из которых в отдельности является не только клеточной, но и физиологической единицей, способной сокращаться. Мышечное волокно представляет собой многоядерную клетку, диаметр его составляет от 10 до 100 мкм. Данная клетка заключена в оболочку, сарколемму, которая заполнена саркоплазмой. В саркоплазме располагаются миофибриллы. Миофибрилла — нитевидное образование, состоящее из саркомеров. Толщина миофибрилл в общем случае менее 1 мкм. В зависимости от количества миофибрилл различают белые и красные мышечные волокна. В белых волокнах миофибрилл больше, саркоплазмы меньше, благодаря чему они могут сокращаться более быстро. В красных волокнах содержится большое количество миоглобина, из-за чего они и получили такое название. Помимо миофибрилл в саркоплазме мышечных волокон также присутствуют митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, включения липидов и прочиеорганеллы. Саркоплазматическая сеть обеспечивает передачу импульсов возбуждения внутри волокна. В состав саркомеров входят толстые миозиновые нити и тонкие актиновые нити^[1].