Строение, функции опорно-двигательного аппарата

 В теле человека  насчитывается около 600 мышц, большинство  из которых парные. Масса скелетных  мышц у взрослого человека  достигает 35—40% массы тела. У новорожденных  и у детей на долю мышц  приходится до 20—25% массы тела. В  пожилом и старческом возрасте  масса мышечной ткани не превышает  25—30%.

 Скелетные мышцы обладают  такими свойствами, как возбудимость, проводимость и сократимость. Мышцы  способны под влиянием нервных  импульсов возбуждаться, приходить  в деятельное состояние. При  этом возбуждение быстро распространяется (проводится) от нервных окончаний  центральной нервной системы.  В результате мышца сокращается,  приводит в движение костные  рычаги.

 У мышц различают  сократительную часть брюшко, построенное  из поперечнополосатой мышечной  ткани, и сухожильные концы  — сухожилия, которые прикрепляются  к костям скелета. Однако у  некоторых мышц сухожилия вплетаются  в кожу (мимические мышцы), прикрепляются  к глазному яблоку. 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. 

 Каждая мышца является  целостным (отдельным) органом,  имеющим определенную форму, строение  и функцию, развитие и положение  в организме. Мышцы обильно  снабжены кровеносными сосудами  и нервами. В каждом движении  принимают участие несколько  мышц. Мышцы, действующие совместно  в одном направлении и вызывающие  сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно  направленные движения —антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем — трехглавая (трицепс)- Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей.

Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании  гири в горизонтально вытянутой  руке) мышцы-сгибатели и разгибатели  локтевого сустава действуют  уже не как антагонисты, а как  синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как  они многофункциональны. Поскольку  в каждом движении участвуют мышцы  как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны.

 По характеру выполняемых  основных движений и по действию  на сустав различают следующие  виды мышц: сгибатели и разгибатели,  приводящие и отводящие, вращающие,  приподнимающие и опускающие  и др. Выделяют также мимические, жевательные и дыхательные мышцы. 

 

2.1. Гладкие мышцы 

Когда мы говорили о мышцах, то обычно представляли себе скелетные  мышцы. Но, кроме них, в нашем организме  в соединительной ткани находятся  гладкие мышцы в виде одиночных  клеток, в отдельных местах они  собраны в пучки.

Много гладких мышц в коже, они расположены у основания  волосяной сумки. Сокращаясь, эти  мышцы поднимают волосы и выдавливают  жир из сальной железы.

В глазу вокруг зрачка расположены  гладкие кольцевые и радиальные мышцы. Они всё время, незаметно  для нас, работают: при ярком освещении  кольцевые мышцы сужают зрачок, а  в темноте сокращаются радиальные мышцы и зрачок расширяется.

В стенках всех трубчатых  органов – дыхательных путей, сосудов, пищеварительного тракта, мочеиспускательного  канала и др. – есть слой гладкой  мускулатуры. Под влиянием нервных  импульсов она сокращается. Например, сокращение её в дыхательном горле  задерживает поступление воздуха, содержащего вредные примеси  – пыль, газы.

 

Благодаря сокращению и расслаблению гладких клеток стенок кровеносных  сосудов их просвет то сужается, то расширяется, что способствует распределению  крови в организме. Гладкие мышцы  пищевода, сокращаясь, проталкивают комок  пищи или глоток воды в желудок.

Сложные сплетения гладких  мышечных клеток образуются в органах  с широкой полостью – в желудке, мочевом пузыре, матке. Сокращение этих клеток вызывает сдавливание и сужение  просвета органа. Сила каждого сокращения клеток ничтожна, поскольку они очень  малы. Однако сложение сил целых  пучков может создать сокращение огромной силы. Мощные сокращения создают  ощущение сильной боли.

 

2.2. Мышцы скелета

 

Скелетные мышцы осуществляют как статическую деятельность, фиксируя тело в определённом положении, так  и динамическую, обеспечивая перемещение тела в пространстве и отдельных его частей относительно друг друга. Оба вида мышечной деятельности тесно взаимодействуют, дополняя друг друга: статическая деятельность обеспечивает естественный фон для динамической. Как правило, положение сустава изменяется с помощью нескольких мышц разнонаправленного, в том числе противоположного действия. Сложные движения сустава выполняются согласованным, одновременным или последовательным сокращением мышц ненаправленного действия. Согласованность (координация) особенно необходима для выполнения двигательных актов, в которых участвуют многие суставы ( например – бег на лыжах, плавание ).

Скелетные мышцы представляют собой не только исполнительный двигательный аппарат, но и своеобразные органы чувств.

В мышечном волокне и сухожилиях имеются нервные окончания - рецепторы, которые  посылают импульсы к клеткам  различных уровней центральной  нервной системы.

В результате создаётся замкнутый  цикл: импульсы от различных образований  центральной нервной системы, идущие по двигательным нервам, вызывают сокращение мышц, а импульсы, посылаемые рецепторами  мышц, информируют центральную нервную  систему о каждом элементе системы. Циклическая система связей обеспечивает точность движениям и их координацию. Хотя управление движением скелетных  мышц осуществляется различными разделами  центральной нервной системы, ведущая  роль в обеспечении взаимодействия и постановке цели двигательной реакции  принадлежит коре больших полушарии  головного мозга. В коре больших  полушарии двигательная и чувствительная зоны представительств образуют единую систему, при этом каждой мышечной группе соответствует определённый участок  этих зон. Подобная взаимосвязь позволяет  выполнять движения, относя их действующими на организм факторами окружающей среды. Схематически управление произвольными  движениями может быть представлено следующим образом. Задачи и цель двигательного действия формируется  мышлением, что определяет направленность внимания и усилий человека. Мышление и эмоции аккумулируют и направляют эти усилия. Механизмы высшей нервной  деятельности формируют взаимодействие психофизиологических механизмов управления движениями на различных уровнях. На основе взаимодействия опорно-двигательного  аппарата обеспечиваются развёртывание  и коррекция двигательной активности. Большую роль в осуществлении  двигательной реакции осуществляют анализаторы. Двигательный анализатор обеспечивает динамику и взаимосвязь мышечных сокращений, участвует в пространственной и временной организации двигательного акта. Анализатор равновесия, или вестибулярный анализатор, взаимодействует с двигательным анализатором при изменении положения тела в пространстве.

 Зрение и слух, активно  воспринимая информацию из окружающей  среды, участвует в пространственной  ориентации и коррекции двигательных  реакций.

Мышца состоит из мышечных сплетений. Длина мышечных сплетений  у человека достигает 12 см. Каждое такое  сплетение образует отдельное мышечное волокно.

Под оболочкой мышечного  волокна располагаются многочисленные палочковидные ядра. По всей длине  клетки тянется несколько сот  тончайших нитей цитоплазмы –  миофибрилл, способных сокращаться. В свою очередь, миофибриллы образованы 2,5 тысячами белковых нитей.

В миофибриллах чередуются светлые и тёмные диски, и под  микроскопом мышечное волокно выглядит поперечно исчерченным. Сравним  функцию скелетных и гладких  мышц. Оказывается, поперечно полосатая  мускулатура не может так сильно удлиняться, как гладкая. Зато скелетные  мышцы сокращаются быстрее, чем  мышцы внутренних органов. Нетрудно поэтому объяснить, почему улитка или дождевой червь, лишённые поперечнополосатой мускулатуры, медленно двигаются. Стремительность движений пчелы, ящерицы, орла, коня, человека обеспечивается быстротой сокращения поперечнополосатой мускулатуры.

Толщина мышечных волокон  разных людей не одинакова. У тех, кто занимается спортом, мышечные волокна  развиваются хорошо, масса их велика, а значит, и сила сокращения тоже большая. Ограниченность работы мышц приводит к значительному сокращению толщины  волокон и массы мышц в целом, влечёт и уменьшение силы сокращения.

Всего в теле человека 656 скелетных мышц. Почти все мышцы  парные.

Положение мышц, их форма, способ прикрепления к костям подробно изучен анатомией. Расположение и строение мышц особенно важно знать хирургу. Вот почему хирург прежде всего анатом, а анатомия и хирургия – родные сёстра. Мировые заслуги в развитии этих наук принадлежат нашей отечественной науке, и прежде всего Н.И Пирогову.

Нервные связи в мышцах. Неправильно думать, что мышца  сама по себе может сокращаться. Трудно было бы представить хоть одно согласованное  движение, если бы мышцы были неуправляемы. «Пускают» мышцу в ход нервные  импульсы. В одну мышцу в среднем  поступает 20 импульсов в секунду. В каждом шаге, например, принимают  участие до 300 мышц, и множество  импульсов согласует их работу.

Количество нервных окончаний  в различных мышцах неодинаково. В мышцах бедра их сравнительно мало, а глазодвигательные мышцы, целыми днями совершающие тонкие и точные движения, богаты окончаниями двигательных нервов. Кора полушарии неравномерно связано с отдельными группами мышц. Например, огромные участки коры занимают двигательные области, управляющие мышцами лица, кисти, губ, стопы, и относительно незначительные – мышцами плеча, бедра, голени. Величина отдельных зон двигательной области коры пропорциональна не массе мышечной ткани, а тонкости и сложности движений соответствующих органов.

Каждая мышца имеет  двойное нервное подчинение. По одним  нервам подаются импульсы из головного  и спинного мозга. Они вызывают сокращение мышц. Другие, отходя от узлов, которые  лежат по бокам спинного мозга, регулируют их питание.

Нервные сигналы, управляющие  движением и питанием мышц, согласуются  с нервной регуляцией кровоснабжения мышцы. Получается единый тройной нервный  контроль.

Мышцы выделяют тепло. Поперечнополосатые мышцы – это «двигатели», в  которых химическая энергия превращается сразу в механическую.

 Мышца использует на  движение 33% химической энергии,  которая освобождается при распаде  животного крахмала – гликогена. 67% энергии в форме тепла передаются  кровью другим тканям и равномерно  согревает организм. Вот почему  на холоде человек старается  больше двигаться, как бы подогревая  себя за счёт энергии, которую  вырабатывают мышцы.

 Мелкие непроизвольные  сокращения мышц вызывают дрожь  – организм увеличивает образование  тепла.

 

2.3. Сила и скорость сокращения мышцы.

 

Сила мышцы зависит  от числа мышечных волокон, от площади  её поперечного сечения, величины поверхности  кости, к которой она прикреплена, угла крепления и частоты нервных  импульсов. Все эти факторы выявлены специальными исследованиями.

Сила мышц человека определяется тем, какой груз он может поднять. Мышцы вне организма развивают  силу в несколько раз больше той, которая проявляется в движениях  человека.

Рабочее качество мышцы связаны  с её способностью внезапно изменять свою упругость. Белок мышц при сокращении становится очень упругим. После сокращения мышцы он опять приобретает своё первоначальное состояние. Становясь упругой, мышца удерживает груз, в этом проявляется мышечная сила. Мышца человека на каждый квадратный сантиметр сечения развивают силу до 156,8 Н.

Одна из самых сильных  мышц – икроножная. Она может  поднимать груз в 130 кг. Каждый здоровый человек способен «стать на цыпочки» на одной ноге и даже поднять при  этом дополнительный груз. Эта нагрузка приходится в основном на икроножную мышцу.

Находясь под влиянием постоянных нервных импульсов, мышцы  нашего тела всегда напряжены, или, как  говорится, находятся в состоянии  тонуса – длительного сокращения. Вы можете на себе проверить тонус  мышц: закройте с силой глаза, и  вы почувствуете дрожание сокращённых  мышц в области глаза.

Известно, что любая мышца  может сокращаться с разной силой. Например, в поднятии маленького камня  и пудовой гири участвуют одни и те же мышцы, но затрачивают они  разную силу.

 Скорость, с которой  мы можем приводить наши мышцы  в движение, различна и зависит  от тренировки организма. Скрипач  производит 10 движений в секунду,  а пианист – до 40.

 

Глава 3. Спорт нужен каждому

 

Тренировка мышц. Активная физическая деятельность – одно из обязательных условий гармоничного развития человека.

Постоянные упражнения удлиняют мышцы, вырабатывают их способность  лучше растягиваться. При тренировке масса мускулатуры увеличивается , мышцы становятся более сильными, нервные импульсы вызывают сокращение мышц большой силы.

Сила мышц и прочность  костей взаимосвязаны. При занятиях спортом кости становятся толще, и соответственно развитые мышцы имеют достаточную опору. Более крепким и устойчивым к нагрузкам и травмам становится весь скелет. Хорошая двигательная нагрузка – необходимое условие нормального роста и развития организма. Малоподвижный образ жизни вредит здоровью. Недостаток движений – причина дряблости и слабости мышц. Физические упражнения, труд, игры развивают работоспособность, выносливость, силу, ловкость и скорость.