Мышцы образуют активную часть опорно-двигательного аппарата. Они прикрепляются к костям скелета, действуют на костные рычаги, приводят их в движение. Поэтому их называют также скелетными мышцами.
Скелетные мышцы построены из поперечно-полосатой мышечной ткани. Они выполняют следующие функции: 1) удерживают положение тела и его частей в пространстве; 2) обеспечивают передвижение тела (бег, ходьба и другие виды движений);
3) перемещают части тела друг относительно друга; 4) осуществляют дыхательные и глотательные движения; 5) участвуют в артикуляции речи и формировании мимики; 6) вырабатывают тепло; 7) преобразуют химическую энергию в механическую.
В теле человека насчитывают около 600 мышц. Общая масса скелетной мускулатуры у новорожденных детей в среднем составляет 22% от массы тела, в 17 – 18 лет она достигает 35 – 40%. У пожилых и старых людей относительная масса скелетных мышц уменьшается до 25 – 30%. У тренированных спортсменов мышцы могут составлять до 50% от всей массы тела.
Основные функциональные свойства мышц: 1) возбудимость – способность быстро отвечать на действие раздражителя возбуждением, в результате чего мышца способна сокращаться; 2) проводимость – способность к проведению возбуждения от нервных окончаний до сократительных структур мышечных волокон;
3) сократимость – способность к сокращению, к укорочению или изменению напряжения.
Возбуждение и сокращение мышц происходят под влиянием нервных импульсов, приходящих по нервам из центральной нервной системы, из головного и спинного мозга. Чтобы мышца возбудилась и ответила сокращением, сила нервного импульса должна иметь достаточную величину. Силу раздражения, способную вызвать сокращение мышцы, называют пороговым раздражением.
Возникшая в мышце волна возбуждения быстро распространяется по всей мышце, в результате мышца сокращается, действует на костные рычаги, приводя их в движение.
В мышце различают брюшко, состоящее из поперечно-полосатой мышечной ткани, и сухожильные концы (сухожилия), образованные плотной волокнистой соединительной тканью. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям скелета (рис. 28).
Рис. 28. Схема начала и прикрепления мышц:
1 – мышца, 2 – сухожилие, 3 – кость
Однако некоторые мышцы могут прикрепляться и к другим органам (коже, глазному яблоку).
Конец мышцы, расположенный ближе к срединной плоскости тела. принято называть началом мышцы, другой конец, отстоящий от срединной плоскости, называют прикреплением мышцы. Начало мышцы обычно остается неподвижным при изменении длины мышцы. Это место на кости называют неподвижной точкой. Место прикрепления мышцы, расположенное на кости, которая приводится в движение, называют подвижной точкой.
Основная рабочая ткань скелетной мышцы – поперечно-полосатая (исчерченная) мышечная ткань. Ее главным структурным и функциональным элементом является сложно устроенное мышечное волокно. Мышечные волокна – это многоядерные образования. В одном волокне может быть более 100 ядер рис. 29). Длина мышечных волокон достигает нескольких сантиметров.
Снаружи мышечное волокно подрыто оболочкой – сарколеммой. В цитоплазме мышечного волокна – саркоплазме наряду с клеточными 'рганеллами общего характера наедятся и специализированные органеллы – миофибриллы. Это основные структуры мышечного волокна, состоящие из сократительных белков актина и миозина. Каждая миофибрилла состоит из сократительных участков – саркомеров. На границах саркомеров белковые молекулы расположены поперек мышечного волокна. Эти участки, прикрепляющиеся к сарколемме, получили название телофрагм. На середине саркомеров находятся мезофрагмы, также представляющие собой поперечную белковую сеть. К телофрагме прикреплены нити актина, а к мезофрагме – нити миозина.
Из-за различного строения белковых молекул и преломления лучей света в саркомерах и на их границах в мышечных волокнах видны светлые и темные участки, создающие впечатления поперечно-полосатой исчерченности.
В основе мышечного сокращения лежит скольжение нитей актина и миозина относительно друг друга. Нити актина, двигаясь при возбуждении навстречу друг другу, уменьшают длину саркомеров.
Сократимость мышцы проявляется или в ее укорочении, или в напряжении, при котором длина мышечных волокон не изменяется. В организме мышечное сокращение возникает под влиянием нервных импульсов, которые получает мышца из центральной нервной системы по подходящим к ней нервам.
Двигательные нервные волокна, подходя к мышечным волокнам, образуют на них окончания – моторные пластинки. Нервные импульсы, приходящие в область нервно-мышечных окончаний, стимулируют выделение биологически активного вещества – ацетилхолина, который вызывает возникновение потенциала действия. Потенциал действия распространяется по мембране мышечного волокна, мембранам саркоплазматического ретикулюма, вызывая выход ионов кальция в саркоплазму, образование актомиазина, расщепление молекул АТФ. Освобождаемая при этом энергия используется для скольжения белковых нитей и сокращения мышцы.
Рецепторы в скелетных мышцах представлены нервно-мышечными веретенами. Каждое нервно-мышечное веретено окружено соединительно-тканной капсулой и содержит специализированные мышечные волокна, на которых располагаются чувствительные нервные окончания – рецепторы. Они воспринимают растяжения мышцы и передают нервные импульсы в центральную нервную систему.
Каждая мышца состоит из большого количества мышечных волокон, связанных между собой тонкими прослойками рыхлой волокнистой соединительной ткани в пучки. Группы пучков покрываются более толстой и плотной соединительнотканной оболочкой и образуют мышцу. Соединительнотканные волокна, окружающие мышечные волокна и их пучки, выходя за пределы мышцы, формируют сухожилие. Сухожилия у разных мышц неодинаковые. У мышц, расположенных на конечностях, сухожилия обычно узкие и длинные. Сухожилия мышц, участвующих в образовании стенок полостей, широкие, их называют апоневрозами.
Мышцы богаты кровеносными сосудами, по которым кровь приносит к ним питательные вещества и кислород, а выносит продукты обмена Источником энергии для мышечного сокращения является гликоген. В процессе его расщепления вырабатывается аденозинтрифосфатная кислота (АТФ), которая и являетсяисточником энергии для мышечного сокращения.
1. Какой процент от всей массы тела составляет мышечная у новорожденного ребенка, в юношеском возрасте, у старых людей?
2. Какие функции выполняют скелетные мышцы?
