Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определенном положении, удерживания груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу.
Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы. Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направле-ниях. Их называют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трехглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему вызывает расслабление трехглавой мышцы.
Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Обычно мышцы, осуществля-ющие сгибание (флексторы), находятся спереди, а производящие разгибание (экстензоры) – сзади от сустава. Только в коленном и голеностопном суставах передние мышцы, наоборот, производят разгибание, а задние – сгибание. Мышцы, лежащие снаружи (латерально) от сустава (абдукторы) выполняют функцию отведения, а лежащие внутри (медиально) от него (аддукторы) приведение. Вращение производят мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (пронаторы – вращающие внутрь, супинаторы – кнаружи).
В осуществлении движения участвует обычно несколько групп мышц. Мышцы, производящие одновременно движение в одном направлении в данном суставе, называют синергистами (плечевая, двуглавая мышцы плеча); мышцы, выполняющие противоположную функцию (двуглавая, треглавая мышца плеча), – антагонистами. Работа различных групп мышц происходит согласованно: так, если мышцы-сгибатели сокращаются, то мышцы-разгибатели в это время расслабляются. Пускают мышцы в ход нервные импульсы. В одну мышцу в среднем поступает 20 импульсов в секунду. В каждом шаге, например, принимает 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 полушарий неравномерно связана с отдельными группами мышц. Например, огромные участки коры занимают двигательные области, управ-ляющие 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 мышцы, согласуются с нервной регуля-цией кровоснабжения мышцы. Получается единый тройной нервный контроль.
Но кроме скелетных мышц 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 все время 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 – есть слой гладкой мускулатуры. Под влиянием нервных импульсов она сокращается. 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, так как они очень малы. Однако сложение сил целых пучков может создать сокращение огромной силы. Мощные сокращения создают ощущение сильной боли. Возбуждение в гладкой мускулатуре распространяется относительно медленно, что обусловливает медленное длительное сокращение мышцы и столь же длительный период расслабления.
Мышцы способны также к самопроизвольным ритмическим сокращениям.
Растяжение гладкой мускулатуры полого органа при наполнении его содержимым сразу же ведет к ее сокращению – так обеспечивается проталкивание содержимого дальше.
Период полового созревания. Изменения костно-мышечной системы в подростковом возрасте касаются размеров и пропорций тела, а также мышечной силы. В возрасте 12-15 лет у мальчиков происходит скачок роста примерно на 20 см и увеличение массы тела на 18 кг. Подобные изменения у девочек отмечаются в среднем на 2 года раньше и выражены в меньшей степени. Пропорции тела также претерпевают изменения: удлиняются нижние конечности, расширяются грудная клетка, плечи и, наконец, удлиняется туловище и увеличивается окружность грудной клетки. У мальчиков больше расширяются плечи, у девочек – бёдра. Увеличиваются размеры и сила мышц, особенно у мальчиков.
Как и процесс полового созревания, развитие костно-мышечной системы значительно варьируется. Подростки, у которых процесс полового созревания замедлен, часто уступают на соревнованиях своим более развитым сверстникам, хотя и не имеют никаких отклонений от нормы. В связи с этим при разработке необходимых рекомендаций эти критерии более предпочтительны, чем календарный возраст.
Старение. Костно-мышечная система продолжает изменяться и у взрослых. После наступления зрелости у взрослых начинается медленное уменьшение роста, которое в старческом возрасте становится уже сущест-венным. В наибольшей степени уменьшается длина туловища из-за истон-чения межпозвонковых дисков и уменьшения высоты тел позвонков или их сплющивания в результате остеопороза. Сгибание в коленных и тазо-бедренных суставах также способствует уменьшению роста. У пожилых людей описанные изменения приводят к тому, что конечности выглядят непропорционально длинными по сравнению с туловищем. Изменения межпозвонковых дисков и тел позвонков существенно способствуют усилению кифоза с возрастом и увеличению переднезаднего размера грудной клетки, особенно у женщин.
Основные функции костно-мышечной системы – это опора, движение и защита. Череп и позвоночный столб – это футляр для головного и спинного мозга. Грудная клетка защищает сердце и легкие. Кости таза являются опорой и защитой для органов брюшной полости. Губчатые кости являются кроветворными органами.
С помощью мышц мы передвигаемся в пространстве, в их толще проходят кровеносные сосуды и нервы. Кроме этого многоядерные мышечные клетки выполняют разнообразные метаболические функции: распад незаменимых аминокислот происходит исключительно в мышечных волокнах, уровень глюкозы, аминокислот, липидов сыворотки крови в значительной мере зависит от функциональной активности мышечной ткани.
Скелетные мышцы – активная часть опорно-двигательного аппарата. Они удерживают тело в вертикальном положении, позволяют принимать разнообразные позы. Мышцы живота поддерживают и защищают внутренние органы, т.е. выполняют опорную и защитную функции. Мышцы входят в состав стенок грудной и брюшной полостей, в состав стенок глотки, обеспечивают движения глазных яблок, слуховых косточек, дыхательные и глотательные движения.
1. Васильев А.Н. Мышечная система человека. – М., 1998.
2. Шувалова Н.В. Строение человека. – М.: Олма-пресс, 2000.