Какими общими свойствами обладают все мышцы и каковы условия их работы
На долю мускул приходится значительная часть массы тела: у мужчин – около 45% от сухой массы, у женщин – до 35%. Если ты знаешь анатомию мышц, структуру своего тела, понимаешь смысл и систему тренировок, то это во много раз повышает эффект занятий!
Каждое движение, каждое спортивное усилие совершается с помощью мускулатуры. Как мы уже отметили, мускулы составляют существенную долю массы тела. Выполняя физические нагрузки, особенно запланированные силовые тренировки, ты увеличиваешь удельную массу мышц, а физическое бездействие – наоборот, ее уменьшает.
Какие есть мышцы у человека?
Организм человека состоит из 3-х видов мускул. Состав мышц человека таков:
- Скелетные (поперечно-полосатые).
- Гладкие.
- Сердечная мышца (миокард).
Поперечно-полосатые
Первый вид (скелетные) отвечает за поддержание тела в равновесии, а также за осуществление разнообразных движений. Тебе кажется, что ты просто сидишь в кресле и отдыхаешь? В действительности в этот момент десятки твоих скелетных мускул находятся в действии. Работа скелетной мускулатуры управляется с помощью усилий воли. Особенностью поперечно-полосатых мускул является то, что они способны быстро сокращаться и так же быстро расслабляться. Но интенсивная работа довольно быстро приводит их к утомлению.
Гладкие
Они направлены на формирование стенок внутренних органов и капилляров. Отличительная особенность заключается в том, что этот орган функционирует независимо от человеческого подсознания. Их невозможно остановить усилием воли, к примеру, не поддаются человеческому контролю ритмичные сокращения кишечника. Движение этих мускул медленное и однообразное, зато они работают на протяжении всей жизни без отдыха.
Сердечная мышца
Миокард – это уникальное сочетание качеств гладкой и скелетной мускулатуры. Как и скелетные мышцы, миокард интенсивно работает и сокращается. Наподобие гладких мускул, сердце практически неутомимо работает в течение всей жизни, и не зависит от воли человека.
А знаешь ли ты, сколько мышц в теле человека? В структуре человеческого организма их насчитывается 640 (количество зависит от способа подсчета, общее число определяется от 639 до 850).
Скелетные мышцы и их функции
Примечательно, что на силовых тренировках ты не только “лепишь” рельеф, но и увеличиваешь силу скелетной мускулатуры – она также косвенно улучшает качество функционирования сердечной и гладких мускул. Причем это работает по типу обратной связи: укрепленная и развитая во время тренировок выносливости сердечная мускула выполняет работу интенсивнее и эффективнее, следовательно, улучшается кровообращение в организме. Кровоток лучше поступает также и в скелетные мышцы, которые за счет этого могут взять на себя еще большую нагрузку.
Тренированная, развитая скелетная мускулатура формирует мощный “корсет”, который поддерживает внутренние органы, а это имеет важное значение в нормализации работы ЖКТ.
От пищеварения зависит ведь питание всех органов тела, включая мускулы.
Анатомия скелетной мышцы
Мы плавно подошли к вопросу, из чего состоят мышцы человека. Мышечная клетка (миоцит) – это основная структурная единица мышечной ткани. Отличительная особенность миоцита состоит в том, что он в сотни раз длиннее своего поперечного сечения. Его также именуют мышечное волокно. От 10 до 50 волокон соединены в пучок, который собственно и формирует мускулу. Для примера, бицепс состоит из миллиона волокон.
Основное вещество, содержащееся в мышечной клетке, – это саркоплазма. В ней находятся тонкие мышечные нити (миофибриллы), за счет которых как раз и происходят сокращения. Миофибрилла, в свою очередь, состоит из элементарных частиц – саркомеров. Их главная особенность – сокращаться под действием нервного импульса.
Вот, из каких волокон состоит мышца (мышечный пучок):
- Ядер.
- Сократительных нитей.
- Покровной мембраны.
- Соединительнотканной оболочки (фасции) – это мышечная группа, действующая в одном направлении.
- Кровеносных сосудов.
Благодаря целенаправленным силовым занятиям ты увеличиваешь как число миофибрилл, так и их поперечное сечение. Вначале этот процесс увеличивает силу мускул, потом – ее толщину. Но причем число самих мышечных волокон не меняется. Оно обусловлено генетическими особенностями организма и на протяжении жизни остается прежним. Отсюда можно сделать вывод, что представляет собой анатомия спорта: спортсмены, чьи мускулы состоят из большего числа миоцитов, имеют больше вероятности увеличить толщину мышц в процессе силовых тренировок, чем те, у которых мускулатура содержит меньше волокон.
Таким образом, сила скелетной мышцы зависит от поперечного сечения, а именно от толщины и числа миофибрилл. Примечательно, что показатели силы и мышечной массы увеличиваются неодинаково: при возрастании мышечной массы в 2 раза, сила мышц увеличивается в 3 раза. Ученые пока не могут объяснить данный феномен.
На чем основано крепление мышц
Форма мускул разнообразная, и с трудом поддается классификации. По своей форме, различают 2 основные группы:
- Толстые (веретенообразные).
- Тонкие (пластинчатые).
Любая человеческая мышца включает мышечное брюшко и сухожилия. Что такое брюшко мышцы (определение – мясистая часть, которая при сокращении производит работу).
А сухожилия служат в качестве места крепления мышц человека. Они необходимы для передачи силы, которую развивает мышечное брюшко, на кости либо кожные складки. Сухожилие состоит из плотной и рыхлой соединительной ткани.
Закономерности расположения мышц
- Согласно анатомии тела и с учетом принципа двусторонней симметрии, мускулы являются парными либо состоят из 2-х симметричных половин.
- Человеческое тело в частности туловище, состоит в своем большинстве из сегментов (отдельных самостоятельных единиц). То есть это не какой-то один общий пласт (хотя мускулы живота именно так и выглядят), они четко разделены на отделы. К примеру, прямая мускула живота условно разделяется на 2 отдела (верхний и нижний).
- Мышцы находятся на самом коротком расстоянии между точками их крепления. Производимые движения совершаются по прямой линии. Поэтому если знать точки прикрепления мышц и то, что подвижные части притягиваются к неподвижным, удается заранее предопределить сторону движения и функцию мускулы.
Мышечная анатомия: все, что нужно знать
Итак, самые главные аспекты по пройденному материалу:
- Изучай информацию по всем группам мышц организма более подробно, чтобы понимать эффективность их работы.
- Прочувствуй работу всей своей мускулатуры в процессе выполнения упражнений.
- Учитывай типы мышечных волокон (белые и красные), вовлекай их в работу, чтобы добиться необходимого объема мускул.
- Помни, что сила мышцы зависит от числа входящих в ее структуру миофибрилл, наращивай именно их.
- Работай с мускулами-антагонистами, работающими во взаимно противоположных направлениях, а также синергистами, работающими в одном направлении.
- Стимулируй собственную нервную систему в подходах на отягощение, чтобы вовлечь максимальное количество нитей.
- Помни, что разветвленная кровеносная система имеет важное значение для полноценного питания тканей, поэтому откажись от вредных привычек (курение, распитие алкоголя).
- Не запускай свои мышцы, они должны функционировать при любом удобном случае.
Источник
Мышечная система — это основа основ физического здоровья. Анатомия мышц человека представлена более 600 различными волокнами, которые составляют до 47 % от общей массы организма. От их функциональности зависит не только передвижение тела в пространстве, но и многие физиологические процессы: глотание, кровообращение, жевание, обмен веществ, сердечные сокращения и т. д. Мышечный каркас формирует строение тела, обеспечивает положение относительно окружающих предметов, позволяет человеку принимать участие в различных физических действиях и выполнять большую часть работ. Поэтому подробное изучение строения мышц, их классификации и функциональности считается одним из ключевых разделов анатомии.
Детальное строение мышечной ткани
Каждая отдельно взятая мышца — это целостный орган, состоящий из множества маленьких мышечных волокон — миоцитов, а также плотной и рыхлой соединительной ткани в различном соотношении. В ней выделяют 2 функциональные зоны: брюшко и сухожилие. Брюшко выполняет в основном сократительную функцию, поэтому представлено комбинацией соединительнотканного вещества и миоцитов, способных к сокращению и возбуждению. Сухожилие же считается пассивной частью мышцы. Оно располагается по краям и состоит из плотной соединительной ткани, благодаря которой осуществляется прикрепление волокон к костям и суставам.
Иннервация и кровоснабжение каждой мышцы осуществляется за счёт тончайших капилляров и нервных волокон, расположенных между пучками из 10–50 миоцитов. Благодаря этому мышечная ткань получает необходимое питание, снабжается кислородом и полезными веществами, а также может сокращаться в ответ на переданный нервной тканью импульс.
Каждое мышечное волокно выглядит как длинная многоядерная клетка, длина которой в разы превышает поперечное сечение. Оболочка, покрывающая миоцит, объединяет различное количество мелких миофибрилл, в зависимости от числа которых, выделяют белые и красные мышцы. В белых миоцитах число миофибрилл выше, поэтому они быстрее реагируют на импульс и активнее сокращаются. Красные волокна относятся к группе медленных, поскольку в них количество миофибрилл меньше.
Каждая миофибрилла состоит из ряда веществ, от которых зависят функциональные особенности и свойства мышц:
- Актин — это аминокислотная белковая структура, способная к сокращению.
- Миозин — главная составляющая миофибрилл, сформированная полипептидными цепочками из аминокислот.
- Актиномиозин — комплекс белковых молекул актина и миозина.
Основную часть миоцитов составляют белки, вода и вспомогательные компоненты: соли, гликоген и др. Причём большую часть составляет именно вода — её процентное соотношение колеблется в диапазоне 70–80 %. Несмотря на это, каждое отдельно взятое мышечное волокно крайне сильное и устойчивое, и эта сила увеличивается в зависимости от количества миоцитов, объединённых в мышцу.
Анатомия мышц: классификация и функции
Огромное количество мышц в анатомии классифицируют по разным критериям, включающим строение, физиологические особенности, форму, размер, расположение и другие показатели. Рассмотрим каждую группу, чтобы понять, как устроена мышечная ткань человека:
- Гладкие мышечные волокна являются структурной единицей стенок внутренних органов, кровеносных капилляров и сосудов. Они сокращаются и расслабляются вне зависимости от импульсов, посланных сознанием человека. Работа гладких мышц отличается последовательностью, размеренностью и непрерывностью.
- Скелетные мышцы — каркас человеческого тела. Они отвечают за физическую активность, поддержание организма в определённом положении и двигательные возможности человека. Деятельность скелетной мускулатуры контролируется мозгом. Миоциты этой группы быстро сокращаются и расслабляются, активно реагируют на тренировки, но при этом склонны к утомлению.
- Сердечная мышца — отдельный вид миоцитов, объединивший часть функциональных особенностей гладких и скелетных волокон. С одной стороны, её активность непрерывна и не зависит от нервных импульсов, посланных сознанием, а с другой, сокращения осуществляются быстро и интенсивно.
Также мышцы подразделяются на топографические группы, исходя из их местоположения. В организме выделяют мышцы нижних конечностей (стопы, бедра и голени), верхних конечностей (кисти, плеча и предплечья), а также головы, шеи, груди, спины и живота. Каждая из этих групп делится на глубокую и поверхностную, наружную и внутреннюю.
В зависимости от количества суставов, охваченных мышцей, они делятся на односуставные, двусуставные и многосуставные. Чем больше сочленений задействовано, тем выше функционал конкретной мышцы.
Кроме того, мышцы классифицируются по форме и строению. К группе простых относятся веретенообразные, длинные, прямые, короткие и широкие волокна. Многоглавые мышцы — сложные. Они представлены бицепсом, состоящим из 2 головок, трицепсом — из 3 головок и квадрицепсом — из 4 головок. Кроме того, сложными считаются многосухожильные и двубрюшные группы миоцитов. Они бывают квадратными, дельтовидными, пирамидальными, зубчатыми, ромбовидными, камбаловидными, круглыми или треугольными.
В зависимости от функциональных особенностей выделяют:
- сгибатели,
- разгибатели,
- пронаторы (вращатели по направлению кнутри),
- супинаторы (вращатели к наружной стороне),
- мышцы, отвечающие за отведение и приведение, поднятие и опускание и т. д.
Основная масса мышц работает парно, выполняя общую или противоположную функцию. Мышца-агонист выполняет определённое действие (например, сгибание), а антагонист — прямо противоположное (то есть разгибание). Столь сложный многоступенчатый комплекс обеспечивает слаженные и плавные движения человеческого тела.
Физиология мышц человека
К основным свойствам мышечной ткани, обеспечивающим полноценную функциональность структур, относятся:
- Сократимость — способность к сокращению.
- Возбудимость — реакция на нервный импульс.
- Эластичность — изменение длины и диаметра волокон в зависимости от внешнего и внутреннего воздействия.
Сокращение мышц регулируется посредством деятельности нервной системы. Каждая мышца содержит множество нервных окончаний, которые можно условно разделить на 2 разновидности — рецепторы и аффекторы. Чувствительные рецепторы воспринимают скорость и степень растяжения и сокращения, силу воздействия и движения миоцитов. Они могут располагаться свободно, разветвляясь в толще мышцы, или несвободно, переплетаясь в веретенообразный комплекс. Информация о состоянии и положении мышечного волокна из рецепторов поступает в ЦНС, откуда передаётся обратно эффекторам, вызывая их возбуждение и, как следствие, реакцию на полученный импульс.
Сокращение миоцитов осуществляется за счёт проникновения нитей актина между цепочками миозина. При этом общая длина актиновых и миозиновых волокон не изменяется — сокращение наступает из-за изменения длины актиномиозинового комплекса. Такой механизм называется скользящим и сопровождается расходом энергетического запаса организма.
Также в мышцах содержатся нервные волокна, регулирующие процесс обмена веществ и состояние миоцитов в покое. Благодаря этому осуществляется регулировка работы мышечной ткани, предупреждается переутомление и нефизиологичное перерастяжение или сокращение. Такой механизм позволяет адаптировать работу мышц к окружающей среде и обеспечивать полноценную функциональность организма.
Заключение
Анатомия мышц, их количество и соотношение является физиологической неизменной, зависящей от наследственности и особенностей организма. Тем не менее, грамотно приложенная физическая нагрузка, регулярные тренировки и здоровый образ жизни могут привести к развитию мышечных волокон, более высокой выносливости, силе и устойчивости. Не стоит полагать, что от этого зависит лишь состояние скелетной мускулатуры и рельеф тела, — правильно составленный комплекс занятий улучшает работу ещё и гладких и сердечных миоцитов. Благодаря этому можно запустить круговорот «обратной связи»: развитая с помощью регулярных тренировок сердечная мышца лучше перекачивает кровь по организму, поэтому все органы, включая и скелетные мышцы, получают больше питания и кислорода, необходимого для преодоления нагрузок. А физически развитые скелетные и гладкие мышцы, в свою очередь, лучше удерживают внутренние органы, обеспечивая их полноценную работу.
Зная основы анатомии мышц человека, вы сможете грамотно построить тренировочный процесс, привнести в свою жизнь основы физической активности и вместе с тем улучшить состояние организма в целом.
Источник
Скелетные мышцы состоят из поперечно-полосатой мышечной ткани.
Иннервируются мышцы соматической нервной системой. Кровеносная система транспортирует к мышцам кислород и питательные вещества, а от мышц — углекислый газ и другие продукты метаболизма.
Клетка мышечной ткани — миоцит — имеет вид длинного и тонкого волокна, поэтому ее называют мышечное волокно. Каждое мышечное волокно представляет собой многоядерную клетку (симпласт), полученную в результате слияния большого количества клеток.
Свойства мышечных клеток: возбудимость и сократимость.
Различают два типа мышечных волокон:
| красные мышечные волокна | белые мышечные волокна |
| медленные (тонические) | быстрые (фазические) |
скорость проведения нервного импульса до 8 м/сек | скорость проведения нервного импульса до 40 м/сек |
содержат миоглобин (красное окрашивание) | практически не содержат миоглобин (белые) |
глубокие мышцы конечностей | поверхностные мышцы конечностей |
слабая сила сокращений медленное сокращение и медленное расслабление | большая сила сокращений быстрое сокращение и быстрое утомление |
много митохондрий; источник энергии (АТФ) аэробное дыхание | мало митохондрий |
мало гликогена; при недостатке кислорода гликолиз с образованием молочной кислоты | много гликогена; источник энергии (АТФ) анаэробное дыхание (гликолиз) |
| поддержание позы | локомоция |
Функциональной единицей мышечного волокна является миофибрилла. Миофибриллы занимают практически всю цитоплазму мышечного волокна, оттесняя ядра на периферию.
строение миофибрилл
Миофибриллы — цилиндрические нити толщиной 1 — 2 мкм, идущие вдоль от одного конца мышечного волокна до другого.
Саркомер — сократимая единица мышечного волокна. Границы саркомер соседних мышечных волокон совпадают, чем объясняется поперечная исчерченность миофибрилл.
Саркомеры состоят из белковых нитей двух видов:
толстые — из белка миозина
тонкие — из белка актина
На продольном срезе мышцы при большом увеличении в пределах каждого саркомера видны чередующиеся светлые и темные полосы.
А-диск: темные полосы волокна;
I-диск: светлые полосы волокна;
Z-линия, или Z-диск: линия в центре I-диска, отделяющая один саркомер от другого.
На участке А-диска перекрываются тонкие и толстые филаменты.
В области Z-диска в промежутках между миофибриллами обнаруживается белок промежуточных филаментов — десмин, который участвует в соединении соседних саркомеров друг с другом.
мышечное сокращение
Все скелетные мышцы находятся под контролем воли и сокращаются только при получении сигнала от соответствующих мотонейронов.
Нервный импульс, проходящий по мотонейрону, стимулиреют выброс в нервно-мышечный синапс ацетилхолина, который вызывает в цитоплазматической мембране мышечной клетки потенциал действия. В ответ на это эндоплазматическая сеть выбрасывает в цитоплазму большое количество ионов кальция. Резкое повышение концентрации кальция вызывает сокращение миофибрилл. Так как сигнал доходит до саркомера за несколько миллисекунд, все миофибриллы мышечной клетки сокращаются одновременно.
При мышечном сокращении каждый саркомер укорачивается в результате скольжения толстых филаментов относительно тонких, причем длина тех и других остается неизменной.
Толстые нити миозина образуют поперечные мостики, направленные к нитям актина. Мостики заканчиваются белковыми головками, которые как крючочки цепляются за нити актина. Каждая миозиновая головка “шагает” вдоль прилежащего актинового филамента. Она упирается в актиновый филамент и заставляет его смещаться относительно толстого филамента. В те периоды, когда данная миозиновая головка отделена от актиновой нити, последнюю продолжают сдвигать остальные головки, входящие в состав того же самого толстого филамента, так что в каждый момент времени в сокращающейся мышце только часть миозиновых головок прикреплена к актиновым филаментам, другие же остаются свободными. Каждый толстый филамент содержит около 500 миозиновых головок и каждая из них при быстром сокращении мышцы совершает около 5 “шагов” в секунду.
Все перемещения миозиновых головок, в т. ч. их отделение от актина, сопровождается энергетическими затратами (гидролизом АТФ).
В мышечном волокне происходит распад и окисление органических веществ, в основном — углеводов.
гликоген -— глюкоза
глюкоза + кислород = углекислый газ + вода + химическая энергия (АТФ)
энергия АТФ = механическая энергия (работа мышц) + тепловая энергия (поддержание температуры тела)
При активной работе может создаться дефицит кислорода. Кислорода не хватает для окисления глюкозы. Продукт неполного окисления глюкозы — молочная кислота — накапливается в мышечной ткани, вызывая утомление и боль в мышцах.
Работа мышц
Одновременно в мышце сокращается только часть мышечных волокон.
Одиночный нервный импульс вызывает быстрое сокращение и последующее расслабление мышцы.
Плавное продолжительное сокращение мышц обеспечиваются непрерывными потоками нервных импульсов от мозга к мотонейронам. Находясь под влиянием постоянных нервных импульсов мышцы нашего тела находятся в тонусе (в состоянии длительного сокращения).
При интенсивной мышечной работе может наступать утомление мышц.
Утомление мышц — временное понижение их работоспособности.
Причины утомления:
накопление в мышцах продуктов обмена (молочной кислоты);
истощение запасов энергии (гликогена, АТФ);
утомление нервных центров, управляющих работой мышц.
После некоторого периода отдыха мышцы восстанавливают свою работоспособность.
И. М. Сеченов изучал закономерности работы скелетных мышц и развития в них утомления.
Результаты работ И. М. Сеченова:
сочетание определенного ритма сокращений мышц с оптимальной нагрузкой обеспечивает продолжительную работу мышц без особого утомления;
мышечная работа стимулирует умственную работу;
активный отдых наиболее эффективен.
Регуляция сокращения мышечных волокон
Двигательные нейроны выделяют нейромедиатор ацетилхолин в нервно-мышечные синапсы. Ацетилхолин способствует образованию потенциала действия на постсинаптической мембране. Возбуждение передается на множество мышечных клеток. В течение нескольких миллисекунд реализуется рассмотренный выше цикл сокращения мышечного волокна.
Эндоплазматическая сеть мышечной клетки содержит высокую концентрацию ионов Са2+. Выброс ионов Са2+ в пространство между филаментами актина и миозина является пусковым механизмом процесса сокращения миофибрилл.
Комплекс белков тропонина и тропомиозина занимают на молекуле актина участок связывания с миозином. Ионы кальция связываются с тропонином, тропонин изменяет свою структуру, белковый комплекс разрушается и освобождает на молекуле актина участок связывания с миозином. Это инициирует цикл мышечного сокращения. При снижении концентрации ионов кальция в цитоплазме, комплекс Са2+ с тропонином диссоциирует, тропонин восстанавливает исходную конформацию, место связывания миозина на актине блокируется и мышца расслабляется.
строение скелетных мышц
Каждое мышечное волокно имеет собственную обертку из рыхлой волокнистой соединительной ткани — эндомизий. Пучки объединяются в еще более плотные пучки, разделенные прослойками — перимизием, в которой находятся кровеносные и лимфатические сосуды и нервы.
Мышца в целом окружена соединительнотканным эпимизием (фасцией). На концах мышечных волокон сарколемма (клеточная мембрана) и эндомизий образуют волокна сухожилий.
Фасции — соединительнотканные чехлы для мышц, которые отграничивают мышцы друг от друга, создают опору для брюшка при сокращении, ослабляют трение мышц друг о друга, препятствуют сдавливанию сосудов.
У каждой мышцы есть проксимальный (ближе к центральной оси тела) и дистальный (ближе к периферии тела) конец.
В состав мышцы входит головка, тело (брюшко) и хвост.
Сосуды и нервы входят в мышцу с внутренней стороны. Артерии, вены и лимфатические сосуды, вступающие в мышцу ветвятся до капилляров, которые образуют сеть вдоль мышечного волокна.
Мышцы различаются по количеству головок:
двуглавые (бицепс)
трехглавые (трицепс)
четырехглавые
Мышцы-антагонисты: противоположно действующие (например, сгибатели и разгибатели);
Мышцы-синергисты: расположены по одну сторону оси сустава и действуют в одном направлении.
Сфинктеры — круговые мышцы (круговая мышца рта, сфинктеры пищеварительного канала).
Основные мышцы человека
Функции скелетных мышц
приводят в движение костные рычаги;
поддержание равновесия;
передвижение в пространстве;
мимика;
участвуют в образовании стенок полостей тела;
входят в состав стенок некоторых внутренних органов (глотки, верхней части пищевода, гортани);
осуществляют движение глаза (глазодвигательная мышца);
дыхание и глотание.
У человека приблизительно 400 мышц (40 % массы тела).
Проприорецепция
Большая часть проприорецепторов расположена в мышцах, сухожилиях и суставах. Их стимуляция исходит из самого тела, а не из внешней среды.
Человек постоянно чувствует положение своих конечностей и движение суставов; он точно определяет сопротивление каждому своему движению.
К проприорецепции относится:
чувство положения: информирует о том, под каким углом находится каждый сустав, и в конечном итоге — положение всех конечностей;
чувство движения: осознание направления и скорости движения суставов. Человек воспринимает как активное движение сустава при мышечном сокращении, так и пассивное, вызванное внешними причинами;
чувство силы: способность оценить мышечную силу, нужную для движений или для удержания сустава в определенном положении.
Источник