Значение мышц

Строение и функции мышц

Значение мышц

Движения тела человека осуществляются благодаря деятельности мышечной системы. Точно указать количество мышц невозможно. Специалисты насчитывают у человека от 400 до 600 мышц. Для сравнения — у кузнечиков около 900 мышц, у некоторых гусениц до 4000.

Мышцы покрывают суставы и кости, и от них зависят очертания тела. Мышечная система составляет значительную часть общей массы тела человека. У новорожденных масса всех мышц составляет 20-25% массы тела, у пожилых около 25-30%. В 17-18 лет масса всех мышц достигает 30-35 % у девушек и 40-45 % у молодых людей.

У спортсменов с хорошо развитой мускулатурой она может составлять до 50% массы тела. За весь период роста ребенка масса мускулатуры увеличивается в 35 раз. Мышцы ребенка более эластичны, чем мышцы взрослого человека. В период полового созревания (12-16 лет) наряду с удлинением трубчатых костей интенсивно удлиняются и мышцы.

Подростки в это время выглядят длинноногими и длиннорукими. К 12-14 годам устанавливаются мышечно-сухожильные отношения, характерные для мышц взрослого человека. Развитие мышц продолжается до 25-30 лет. У взрослого человека 50% всей массы мышц приходится на нижние конечности, 30% — на верхние и всего лишь 20% — на мышцы головы и туловища.

При одинаковом объеме мышцы тяжелее, чем жир, и способны удерживать на 60% больше воды.

В мышце различают среднюю часть — брюшко, состоящее из мышечной ткани, и сухожилие, образованное плотной соединительной тканью. Мышечная часть обладает способностью сокращаться и расслабляться. Сухожилие не сокращается, а только передает действие мышцы.

С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям, однако некоторые мышцы могут прикрепляться и к различным органам, например к глазному яблоку, к коже прикрепляются некоторые мышцы лица и шеи. Многие мышцы, окружая полости тела, защищают внутренние органы. Работа мышц, как и состояние покоя, регулируется нервной системой. Кровоснабжение мышц происходит за счет артерий.

Артерии, входя в мышцы, ветвятся до капилляров, которые в пучках мышечных волокон образуют густую сеть. Один квадратный сантиметр мышц заполнен 500 капиллярами.

Чтобы сделать шаг, человеку необходимо задействовать 200 мышц. На самом деле это число может быть немного больше или меньше в зависимости оттого, как распределяется нагрузка во время ходьбы, и других уникальных анатомических особенностей.

Вид спереди

  1. лобная мышца;
  2. круговая мышца глаза;
  3. височная мышца;
  4. трапециевидная мышца;
  5. большая грудная мышца;
  6. передняя зубчатая мышца;
  7. двуглавая мышца плеча;
  8. длинная приводящая мышца;
  9. прямая мышца бедра;
  10. портняжная мышца;
  11. передняя большеберцовая мышца;
  12. икроножная мышца;
  13. широкая срединная мышца;
  14. широкая боковая мышца;
  15. гребешковая мышца;
  16. подвздошно-поясничная мышца;
  17. наружная косая мышца живота;
  18. белая линия живота;
  19. прямая мышца живота;
  20. плечевая мышца;
  21. сгибатели предплечья;
  22. плечелучевая мышца

Вид сзади

  1. сгибатели кисти;
  2. трехглавая мышца плеча;
  3. малая круглая мышца;
  4. большая круглая мышца;
  5. большая ромбовидная мышца;
  6. широчайшая мышца спины;
  7. большая ягодичная мышца;
  8. большая приводящая мышца;
  9. тонкая мышца;
  10. полусухожильная мышца;
  11. двуглавая мышца бедра;
  12. дельтовидная мышца;
  13. грудино-ключично-сосцевидная мышца;
  14. височная мышца.

По строению мышцы подразделяются на поперечнополосатые (произвольные) и гладкие (непроизвольные). Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань состоит из многочисленных мышечных волокон, которые представляют собой вытянутые цилиндрические образования с заостренными концами длиной от 1 до 40 миллиметров (а по некоторым данным — до 120 миллиметров) и диаметром ОД миллиметра. Название «поперечнополосатая» мышечная ткань возникло потому, что мышечные волокна этой ткани под микроскопом выглядят как чередование светлых и темных полос.

Группы мышечных волокон объединяются в мышечные пучки, которые образуют мышцу. Мышцу покрывает наружная нерастяжимая оболочка—фасция. Фасция отделяет мышцу от других, не дает ей смещаться в сторону, защищает от ненужного трения между собой. Фасции могут покрывать целую группу мышц, функционально связанных между собой.

Скелетные мышцы состоят из мышечных волокон, которые можно разделить на 2 группы — медленные мышечные волокна (тонические волокна) и быстрые мышечные волокна (фазические волокна). Между пучками мышечных волокон проходят сосуды и нервы.

Эти мышцы образуют исполнительный аппарат двигательной системы, а также входят в структуру некоторых внутренних органов (язык, глотка, верхний отдел пищевода и других).

Как правило, сокращение скелетной мышечной ткани может осуществляться с участием сознания.

Гладкая мышечная ткань — одна из тканей, входящих в состав стенок различных полых органов и отвечающая за их способность к сокращению. Она необходима для движения крови по сосудам, перистальтики кишечника, удаления мочи из мочевого пузыря.

Гладкие мышцы, в отличие от скелетных, лишены поперечных полос, в них отсутствуют сухожилия, и функции их не зависят от нашей воли.

В отличие от поперечнополосатых, для гладких мышц характерно медленное сокращение, способность долго находиться в состоянии сокращения, затрачивая сравнительно мало энергии и не подвергаясь утомлению.

В зависимости от величины и формы различают длинные, широкие и короткие мышцы. Длинные мышцы располагаются преимущественно на конечностях. Они имеют веретенообразную форму, причем средняя их часть называется брюшком, один из концов, соответствующий началу мышцы, носит название головки, а другой — хвоста. Сухожилия длинных мышц имеют вид узкой ленты.

Широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище и имеют расширенное сухожилие, называемое сухожильным растяжением, или апоневрозом.

Короткие мышцы располагаются между ребрами и позвонками.

По направлению волокон различают продольноволокнистые, перистые, веерообразные и круговые мышцы.

В продольноволокнистых мышцах волокна идут продольно, параллельно продольной оси мышц; они совершают движения большого размаха, но относительно меньшей силы; такие мышцы имеют веретенообразную и лентообразную форму.

В перистых мышцах волокна располагаются под углом к продольной оси по обе стороны сухожилия, проходящего почти через всю мышцу.

До 25% всех мышц сосредоточены на лице и шее человека, благодаря чему наша мимика так разнообразна и красноречива. Французскими учеными было установлено, что плачущий человек приводит в движение 43 мышцы лица, смеющийся же всего 40.

Просто разговаривая друг с другом, мы включаем в работу до 100 мышц груди, шеи, языка, челюстей и губ. Поцелуй приводит в движение 29 мышц лица, а при некоторых «приемах» —34 мышцы.

Для того чтобы нажать на курок винтовки, необходимо задействовать всего 4 мышцы.

Формы мышц и их строение

  1. брюшко
  2. сухожилие
  3. сухожильная дуга
  4. сухожильная перемычка
  5. апоневроз, или сухожильное растяжение

А — веретенообразная мышцаБ — одноперистая мышцаВ — двуперистая мышцаГ — двуглавая мышцаД — двубрюшная мышцаЕ — прямая мышца с сухожильными перемычками

Ж — широкая мышца

Волокон в перистых мышцах много, но они короткие. Сокращаясь, эти мышцы производят движения большой силы. Если мышечные волокна расположены и прикрепляются с одной стороны сухожилия, то такой мускул называется одноперистый, напоминая собой половину пера. Когда волокна примыкают с двух сторон сухожильного стержня, мышца называется двуперистой.

В веерообразных мышцах мышечные волокна идут веерообразно. Начинаясь от широкой площадки, волокна сходятся веерообразно к узкому мосту крепления: эти мышцы отличаются большой силой (например, височная мышца).

Круговые мышцы образованы волокнами, идущими кругом, они окружают естественные наружные отверстия (глаз, рот, анус, влагалище) и замыкают их при своем сокращении.

По функции мышцы делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие, отводящие, вращатели кнутри (супинаторы) и кнаружи (пронаторы).

Основным свойством мышечной ткани, на котором основана работа мышц, является сократимость. При сокращении мышцы происходит ее укорочение. Кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, образуют в механическом смысле рычаги.

Так как движения совершаются в 2 противоположных направлениях (сгибание-разгибание, приведение-отведение), для плавности и соразмерности движения необходимо не менее 2 мышц, располагающихся на противоположных сторонах.

При каждом сгибании действует не только сгибатель, но обязательно и разгибатель, который постепенно уступает сгибателю и удерживает его от чрезмерного сокращения. Такие мышцы, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонистами.

В отличие от антагонистов, мышцы, действующие в одном направлении, называются синергистами. В зависимости от характера движения и функциональной комбинации мышц одни и те же мышцы могут выступать то как синер-гисты, то как антагонисты.

Для своей работы мышцы используют химическую энергию, выделяемую клетками при расщеплении молекул. Для работы мышц требуется от 20% до 40% всей вырабатываемой химической энергии. Коэффициент полезного действия (КПД) мышц достигает 50%. Для сравнения КПД двигателя автомобиля составляет всего лишь 20-30%.

: Роль мышц | Движения через взаимосвязь скелета и мышц

Источник: http://meddoc.com.ua/stroenie-i-funkcii-mishc/

Строение мышц человека, мышцы синергисты и антагонисты, принцип их работы

Значение мышц

Скелетные мышцы, являясь активной частью опорно-двигательной системы, обусловливают передвижение тела в целом или перемещение его отдельных частей.

Мышца, как и все другие органы, имеет сложное строение. В состав ее входит несколько тканей.

Общее строение мышцы

Основу скелетной мышцы составляет поперечнополосатая мышечная ткань, обусловливающая свойство мышцы сокращаться. В каждой мышце различают сокращающуюся часть — мышечное брюшко, или тело, и несокращающуюся часть — сухожилие.

Как правило, мышца имеет два сухожилия, которыми она прикрепляется к костям.

Мышечное брюшко состоит из множества поперечно-полосатых мышечных волокон, образующих пучки разной толщины. В каждом пучке мышечные волокна связаны друг с другом рыхлой волокнистой соединительной тканью в виде тонкой сети. Пучки мышечных волокон соединены между собой прослойками соединительной ткани. Вся мышца снаружи покрыта также соединительной тканью.

Сухожилие мышцы построено из плотной оформленной соединительной ткани. Коллагеновые волокна сухожилий проникают в мышечное брюшко и там вокруг концов поперечно-полосатых мышечных волокон образуют несколько слоев, прочно соединяющих мышечное брюшко с сухожилием.

Мышца, как и все органы, снабжена нервами и сосудами. В составе нервов проходят двигательные (центростремительные) и чувствительные (центробежные) волокна.

Нервные импульсы, передаваемые по двигательным нервам из мозга в мышцу, вызывают ее сокращение.

По чувствительным нервным волокнам поступает в мозг информация из мышечных рецепторов, сигнализирующая о состоянии мышцы.

Как орган с интенсивным обменом веществ, мышца имеет хорошее кровоснабжение, интенсивность которого регулируется вегетативной нервной системой. Чаще одна и та же мышца получает кровь, а с ней и питательные вещества из нескольких артерий.

Сокращаясь, мышца укорачивается и утолщается, при этом она совершает определенную механическую работу. Величина производимой мышцей работы зависит от силы ее сокращения и величины пути, на который она укорачивается.

Сила мышцы пропорциональна количеству входящих в нее мышечных волокон, а точнее — площади поперечного сечения всех мышечных волокон, образующих мышцу. Практически чем толще мышца, тем она сильнее.

Величина пути, на который мышца может укорачиваться (или высота, на которую мышца поднимает груз), зависит от общей длины мышцы.

https://www.youtube.com/watch?v=gTLt534qmMs

Скелетные мышцы, перекидываясь через сустав, а иногда через два или несколько суставов, прикрепляются своими концами к разным костям. Укорочение мышцы во время сокращения сопровождается сближением ее концов и костей, к которым мышца прикреплена. Кости во время их перемещения вместе с суставами, в которых происходит движение, и мышцами выполняют роль рычагов.

Мышцы синергисты и антагонисты

В осуществлении каждого движения участвует обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы, например передние мышцы плеча, сокращаются, а мышцы противоположной группы (задние) в это время расслабляются. Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц обеспечивается плавность движения.

Мышцы синергисты и антагонисты при сгибании руки в локте

Мышцы, производящие одну и ту же работу — одно и то же движение в данном суставе, называются синергистами, а мышцы, действующие в противоположном направлении — антагонистами.

Так, все мышцы, вызывающие сгибание в плечевом суставе, будут между собой синергистами, разгибатели этого сустава, по отношению друг к другу — синергисты. Но две эти группы мышц — сгибатели и разгибатели — одна по отношению к другой являются антагонистами.

Антагонистическое действие мышц — существенно важное приспособление в работе двигательного аппарата. При каждом движении напрягаются не только мышцы, совершающие его, но и их антагонисты, противодействующие тяге и тем придающие движению точность и плавность.

Рефлекторный характер сокращений мышц

Согласованное чередование сокращения и расслабления разных групп мышц и, следовательно, координация всех движений осуществляется нервной системой и носит рефлекторный характер. Если мы, например, наступили на что-нибудь острое или прикоснулись к чему-нибудь горячему, то руку или ногу мы отдернем еще до того, как возникнет ощущение боли.

Колющий предмет или горячее тело раздражают рецепторы кожи.

Возбуждение, возникающее в них, по центростремительным нейронам передается в центральную нервную систему, где осуществляется передача возбуждения на центробежные нейроны, и в мышцу поступает импульс, вызывающий сокращение мышц, отдергивающих ногу или руку.

В то же время в мышцах-антагонистах возникает торможение и они расслабляются. Иногда мышцы-сгибатели и разгибатели одновременно могут находиться в расслабленном (рука свободно свисает вдоль тела) или сокращенном (рука зафиксирована в согнутом в локтевом суставе положении) состоянии.

Часто мышечные рефлексы возникают в ответ на раздражение рецепторов, находящихся в самих мышцах или сухожилиях. Примером может служить коленный рефлекс.

Многие более сложные действия нашей повседневной жизни, например, ходьба, осуществляются в результате согласованного действия не одного органа, а целой группы органов опорно-двигательной системы, что осуществляется благодаря согласующей работе нервной системы.

Работа и отдых мышц

При сокращении мышца производит работу, которую можно измерить. Для этого величину груза, поднимаемого мышцей, умножают на высоту его поднятия. Работа мышцы равна нулю, если мышца сокращается без груза.

По мере увеличения груза работа увеличится, а затем, достигнув определенного уровня, будет постепенно снижаться. При очень большом грузе, который мышца не способна поднять, работа вновь становится равной нулю.

Если мы возьмем средний для данной мышцы груз и будем его поднимать с разными частотами, то обнаружим, что наибольшая работа мышцы будет наблюдаться при среднем ритме движений.

Средние величины нагрузок и темпа неодинаковы у разных людей. Наибольшие они у людей, занимающихся физическим трудом и спортсменов. Каждый человек может путем упражнения мышц поднять пределы этих величин и, следовательно, повысить свою работоспособность.

Однако работа человека зависит не только от правильного подбора нагрузки и темпа. Большое значение имеет и состояние нервной системы. Исключительно велика роль сознания, которое связано с головным мозгом.

Интерес к совершаемой работе, понимание ее значения, необходимости и важности очень сильно повышают производительность труда.

Работу мышц подразделяют на статическую и динамическую. Динамической называют работу, связанную с движением (управление токарным станком, пилка дров); при ней сокращения мышц чередуются с их расслаблением. При статической работе (держание груза, поза) мышцы находятся в длительном напряжении.

Утомление и восстановление мышц

Длительная непрерывная работа мышцы вызывает постепенное снижение работоспособности — утомление. Понижение работоспособности мышц обусловлено двумя основными причинами. Первой из них является то, что нервно-мышечное соединение, по которому возбуждающие мышцу импульсы приходят к мышце с нерва, утомляется значительно раньше, чем мышечные волокна.

И.М.Сеченов установил, что восстановление работоспособности утомленных мышц происходит быстрее при переключении с одного вида работы на другой.

Например, уставшая рука отдыхает быстрее, если работают мышцы другой руки. Такой отдых был назван И.М.Сеченовым активным в отличие от простого покоя.

Эти факты он рассматривал как доказательства того, что утомление развивается прежде всего в нервных центрах.

Другой причиной утомления работающей мышцы является накопление в ней недоокисленных продуктов распада (молочной кислоты) вследствие недостатка кислорода, а также истощения в ней энергетических запасов.

Если мышца временно прекращает работу и находится в состоянии покоя, то кровь выносит из нее продукты распада и доставляет ей питательные вещества.

Утомление проходит, и мышца восстанавливает работоспособность.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (2 5,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/myshcy-ix-stroenie-i-funkcii/

Биомеханические свойства мышц

Значение мышц

В третьей лекции по дисциплине «Биомеханика мышц» для студентов НГУ им. П.Ф.Лесгафта рассматриваются  биомеханические свойства скелетных мышц человека: сократимость, жесткость, вязкость, прочность, релаксация. Рассмотрена трехкомпонентная модель мышцы.

Биомеханические свойства скелетных мышц человека

Анализируя предмет биомеханики, А.А. Ухтомский (1927) указывал: «Биомеханика изучает ту же систему нервно-мышечных приборов как рабочую машину, то есть задается вопросом, каким образом полученная механическая энергия движения и напряжения может приобрести определенное рабочее применение» (С. 141). Начиная с этой лекции, мы будем рассматривать именно этот аспект деятельности мышц.

3.1. Биомеханические свойства мышц

Биомеханические свойства скелетных мышц – это характеристики, которые регистрируют при механическом воздействии на мышцу.

Следует отметить, что в условиях живого организма изучение биомеханических свойств мышц крайне затруднено. В этой лекции, кроме биомеханических свойств мышц, приводятся данные о свойствах сухожилий и связок.

К биомеханическим свойствам мышц относятся:

  • сократимость;
  • жесткость;
  • вязкость;
  • прочность;
  • релаксация.

Сократимость

Сократимость – способность мышцы укорачиваться при возбуждении, в результате чего возникает сила тяги.

Рекомендую обратить внимание на учебные пособия «Биомеханика мышц» и «Гипертрофия скелетных мышц человека«

В первой лекции было подробно рассмотрено строение первичного сократительного элемента мышцы – саркомера. В 1966 году А. Гордон, А. Хаксли и Ф. Джулиан провели специальные исследования, позволившие установить зависимость силы, развиваемой саркомером, от его длины.

Одно из предположений, касающихся механизма скольжения филаментов, заключалось в том, что каждый поперечный мостик (миозиновая головка) действует подобно независимому генератору силы. Поэтому уровень силы, развиваемой во время сокращения, должен зависеть от количества одновременных взаимодействий между толстыми и тонкими филаментами. Это предположение подтвердилось.

Действительно, существуют критические значения длины саркомера, при которых развиваемая им сила падает до нуля (рис.3.1).

Рис. 3.1. Схема, иллюстрирующая зависимость между степенью перекрытия толстых и тонких филаментов и силой, развиваемой саркомером (по: A.M. Gordon, A.F. Huxley. F.J. Julian, 1966)

Первое критическое значение длины саркомера равно 1,27 мкм. Оно соответствует максимальному укорочению мышцы. В этом состоянии мышцы регулярность расположения толстого и тонкого филаментов нарушается, они искривляются. Поэтому количество одновременных взаимодействий между филаментами резко уменьшается. Сила падает до нуля.

Второе критическое значение длины саркомера равно 3,65 мкм. Оно соответствует максимальному удлинению мышцы. При максимальном растяжении саркомера перекрытия толстых и тонких филаментов нет, поэтому сила уменьшается до нуля. Если длина саркомера находится в интервале от 1,27 мкм до 3,65 мкм, значение силы отличается от нуля.

Максимальная сила, которую способен развить саркомер, соответствует значениям его длины – от 1,67 до 2,25 мкм.

Жесткость

Жесткость материала – характеристика тела, отражающая его сопротивление изменению формы при деформирующих воздействиях (В.Б. Коренберг, 2004). Чем больше жесткость тела, тем меньше оно деформируется под воздействием силы. Закон Гука гласит, что сила упругости, возникающая при растяжении или сжатии тела, пропорциональна его удлинению.

Жесткость материала характеризуется коэффициентом жесткости (k). Единица измерения жесткости тела – Н/м. Жесткость линейной упругой системы, например, пружины, есть величина постоянная на всем участке деформации.

В отличие от пружины, мышца представляет собой систему с нелинейными свойствами. Это связано с тем, что структура мышцы очень сложна. Поэтому для мышцы зависимость силы от удлинения будет отлична от закона Гука. Возникающая в мышце сила упругости не пропорциональна удлинению.

Вначале мышца растягивается легко, а затем даже для небольшого ее растяжения необходимо прикладывать все большую силу. Поэтому часто мышцу сравнивают с трикотажным шарфом, который вначале легко растягивается, а затем становится практически нерастяжимым. Иными словами, жесткость мышцы с ее удлинением возрастает.

Из этого следует, что мышца представляет собой систему, обладающую переменной жесткостью. В этом случае коэффициент жесткости k равен первой производной силы по деформации материала. Установлено, что жесткость активной мышцы в 4-5 раз больше жесткости пассивной мышцы. В табл. 3.1.

представлены значения коэффициентов жесткости мышц-сгибателей стопы у представителей разных видов спорта.

Таблица 3.1  Значения коэффициента жесткости мышц-сгибателей стопы у представителей различных видов спорта

(по: А.С. Аруину, В.М. Зациорскому, Л.М. Райцину, 1977)

Спортивная специализацияЧислоиспытуемыхКоэффициентжесткости, Н/м 104
Бокс112,58±0,27
Волейбол152,79±0,51
Легкая атлетикаспринт133,00±0,53
средние дистанции122,72±0,52
прыжки в высоту и длину72,87±0,53
Тяжелая атлетика112,88±0,66
Футбол322,47±0,38

Вязкость

Вязкость – свойство жидкостей, газов и «пластических» тел оказывать неинерционное сопротивление перемещению одной их части относительно другой (смещение смежных слоев). При этом часть механической энергии переходит в другие виды, главным образом в тепло (В.Б. Коренберг, 1999).

Это свойство сократительного аппарата мышцы вызывает потери энергии при мышечном сокращении, идущие на преодоление вязкого трения. Предполагается, что трение возникает между толстыми и тонкими филаментами  при сокращении мышцы.

Кроме того, трение возникает между возбужденными и невозбужденными мышечными волокнами. Это связано с тем, что соседние мышечные волокна «связаны» посредством эндомизия. Поэтому, если возбуждены все мышечные волокна, трение должно быть меньше.

Показано, что при сильном возбуждении мышцы, ее вязкость резко уменьшается (Г.В. Васюков,1967).

Если абсолютно упругое тело (например, пружину) вначале растянуть, а затем – снять деформирующую нагрузку, то кривая «удлинение – сила» будет идентичной во время обеих фаз. Если же мы имеем дело с упруговязким материалом (мышцей), кривые окажутся неидентичными. При нагрузке (растягивании мышцы) зависимость «удлинение – сила» соответствует кривой 1. Рис.3.2.

Рис. 3.2. Зависимость «удлинение – сила» при растягивании (кривая 1) и укорочении мышцы (кривая 2)

При укорочении мышцы зависимость «удлинение – сила» соответствует кривой 2. Кривые 1 и 2 образуют «петлю гистерезиса». Площадь фигуры, заключенной между кривыми 1 и 2, отражает потери энергии на трение. Мышца, обладающая большей вязкостью, будет характеризоваться большей площадью «петли гистерезиса».

Вы знаете, что при выполнении физических упражнений температура мышц повышается. Повышение температуры мышц связано с наличием у мышц вязкости. Результатом наличия вязкости происходят потери энергии мышечного сокращения на трение. Разогрев мышц (разминка) приводит к тому, что вязкость мышц уменьшается.

Прочность

Прочностью материала называют его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил (И.Ф. Образцов с соавт., 1988).

Прочность материала характеризуют пределом прочности – отношением нагрузки, необходимой для полного разрыва (разрушения испытуемого образца), к площади его поперечного сечения в месте разрыва.

Предел прочности мышцы оценивается значением растягивающей силы, при которой происходит ее разрыв. Установлено, что предел прочности для миофибрилл равен 1,6-2,5 Н/см2, скелетных мышц – 20-40 Н/см2, фасций – 1400 Н/см2, сухожилий – 4000 – 6000 Н/см2; костной ткани – 9000 – 12500 Н/см2.

При этом предел прочности каната из хлопка на растяжение составляет 3760 – 6770 Н/см2.

Значительно снижает прочность связок и сухожилий иммобилизация. И, наоборот, при исследовании животных была найдена связь между уровнем физической активности и прочностью сухожилий и связок.

Показано, что в подавляющем большинстве случаев прочность сухожилий более высока, чем прочность их прикрепления к костям. Поэтому при травмах сухожилий они не разрываются, а отрываются от места прикрепления.

Следует учитывать также, что в процессе тренировок прочность сухожилий и связок увеличивается сравнительно медленно.

При форсированном развитии скоростно-силовых качеств мышц может возникнуть несоответствие между возросшими скоростно-силовыми возможностями мышечного аппарата и недостаточной прочностью сухожилий и связок. Это грозит потенциальными травмами (А.С. Аруин, В.М. Зациорский, В.Н. Селуянов, 1981).

Релаксация

Релаксация мышц – свойство, проявляющееся в уменьшении с течением времени силы тяги при постоянной длине.

Для оценки релаксации используют показатель – время релаксации, то есть отрезок времени, в течение которого натяжение мышцы уменьшается в е раз от первоначального значения.

Многочисленными исследованиями установлено, что высота выпрыгивания вверх с места зависит от длительности паузы между приседанием и отталкиванием.

Чем больше эта пауза (изометрический режим работы мышц), тем меньше сила их тяги и, как следствие, высота выпрыгивания, табл. 3.2. Таким образом, релаксация мышц приводит к уменьшению высоты выпрыгивания.

Таблица 3.2  Влияние паузы на высоту прыжка с места (n = 31) (по: А.С. Аруин, В.М. Зациорский, Л.М. Райцин, 1977)
Вес испытуемых, кгРост, смВысота прыжков с паузой, смВысота прыжков без паузы, см
68,37±6,64176,39±5,0549,49±5,8553,23±6,47

3.2. Трехкомпонентная модель мышцы

Очень часто для того, чтобы понять механизм работы объекта, его заменяют адекватной моделью. Модель – образ объекта, который содержит его характерные черты.

Вначале предполагали, что мышца может моделироваться системой, состоящей из двух компонентов: активного и пассивного. Сократительный (активный) элемент уподоблялся демпфирующему компоненту. Пассивный элемент представлялся упругим компонентом. В последующем А.

Хилл предложил модель мышцы, состоящую из трех компонентов (рис. 3.3), которая в настоящее время является общепринятой.

Рис. 3.3. Трехкомпонентная модель мышцы

В первой лекции при описании макроструктуры скелетных мышц были выделены три компонента: мышечные волокна, соединительно-тканные образования, расположенные параллельно мышечным волокнам, и сухожилия. В п. 3.

1 было показано, что биомеханические свойства этих компонентов различны. Мышечные волокна характеризуются высокой вязкостью, поэтому в модели их имитируют демпфером. Вязкая жидкость характеризуется прямой пропорциональностью между напряжением и скоростью деформации.

Этот элемент в модели носит название сократительного компонента (СокК).

Второй компонент – фасция, которой окружена мышца, а также соединительно-тканные образования, окружающие мышечные пучки, мышечные волокна, миофибриллы и т.д.

В этом компоненте наиболее выражены упругие свойства мышц. Так как этот компонент расположен параллельно мышечным волокнам, он получил название параллельный упругий компонент (ПаУК).

В модели он имитируется пружиной с нелинейной зависимостью между силой и удлинением.

Третий компонент – сухожилие. В этом компоненте также преобладают упругие свойства, однако, жесткость этого компонента больше, чем у параллельного упругого компонента (напоминаем, что жесткость – это коэффициент пропорциональности между силой и удлинением пружины).

Чем выше жесткость, тем больше сила упругости, возникающая при растяжении (деформации тела). Мышечные волокна переходят в сухожилия, то есть этот компонент расположен последовательно относительно сократительного компонента, поэтому он называется последовательным упругим компонентом (ПоУК).

В модели он также имитируется пружиной с нелинейной зависимостью между силой и удлинением.

Рекомендуемая литература

1. Зациорский, В.М. Биомеханика двигательного аппарата человека / В.М. Зациорский, А.С. Аруин, В.Н. Селуянов.- М.: Физкультура и спорт, 1981.- 143 с.

2. Кичайкина, Н.Б. Биомеханика двигательных действий: учебное пособие / Н.Б.Кичайкина, А.В. Самсонова; Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф.Лесгафта, Санкт-Петербург.- СПб.: [б.и.], 2014.- 183 c.

3. Попов, Г.И. Биомеханика двигательной деятельности: учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования /Г.И.Попов, А.В. Самсонова.- М.: Издательский центр «Академия», 2011.- 320 с.

4. Самсонова, А.В. Биомеханика мышц: учебно-методическое пособие /А.В.Самсонова, Е.Н.Комиссарова /Под ред А.В.Самсоновой /СПбГУФК им. П.Ф.Лесгафта, 2008.- 127 с.

5. Самсонова, А.В.  Факторы, влияющие на механические свойства скелетных мышц человека / А.В. Самсонова, М.А. Борисевич, И.Э. Барникова// Культура физическая и здоровье, 2017.- № 1.- С. 59-62

Источник: https://allasamsonova.ru/ngu-im-p-f-lesgafta/studenty/biomehanika-myshc-tf/lekcii-po-biomechanike-mysch/biomehanicheskie-svojstva-skeletnyh-myshc-cheloveka/

Мышцы

Значение мышц

Еще со школьной скамьи всем известно, что больше всей массы тела человека занимают мускулы. В анатомии принято разделять их по назначению, выполняемым функциям, строению волокон и подчинению нервной системе. Они помогают нам передвигаться в пространстве, поддерживать нормальные физиологические процесс и вообще всю жизнедеятельность человека.

Каркас человека состоит из скелета и мышц, при этом кости играют роль несущей конструкции, а мышцы скелета крепятся к ним при помощи соединительной ткани. В отличие от костей, мышечное волокно очень эластичное и имеет свойства к деформации. Они занимаются тем, что сокращаются и расслабляются, при этом человек передвигается.

Работа скелетной мускулатуры похожа на систему рычагов. Сухожилие, которое является пассивной частью данной структуры, крепится в наиболее удобном месте для выполнения всех необходимых работ.

Другой конец прикреплен к парному участку скелета. В том месте, где сочленяются кости, находится сустав, делая при этом соединение подвижным.

Усилие, которое передается через сухожилие, приводит кость в движение.

Мускулы

Тело человека разделено на сегменты, при этом мускулы представляют собой не пласт, а отдельные участки или отделы. Для их согласованной работы необходим постоянный контроль. Движение рукой или ногой происходит под влиянием не только сокращения, но и мышцы-антагониста, которая расслабляется в данный период. При обратном процессе они меняют свои роли на противоположные.

За все телодвижения отвечает мозг. В некоторой степени человек может управлять этим процессом, но не на все 100%. Хотя всевозможные команды человек не подает мозгу буквально, но все же благодаря одному лишь намерению человека он способен трансформировать в сигнал, понятный для мышц.

Существует и другая часть, над которой человек не имеет власти. К ней относятся мышцы внутренних органов, а сердечная мышца представляет собой вообще отдельную систему.

 Никто не может влиять на ее функционирование, а при нормальных условиях она вообще не заметна.

Мышцы таких органов, как: желудок, мочевой пузырь, кишечник, стенки сосудов, функционируют вообще по-другому, но их основная работа заключается в поддержании определенных органов в тонусе и обеспечении ими своих непосредственных обязанностей в теле человека.

Виды

Виды мышц

Принято классифицировать мускулы, исходя из определенных факторов. По назначению их разделяют такие виды мышц:

  • скелетные;
  • внутренних органов.

Мускулы внутренних органов гладкие, а те, которые находятся в произвольном подчинении, имеют структуру, направленную поперечно.

В зависимости от места дислокации мышцы бывают:

  • головы;
  • туловища;
  • нижних и верхних конечностей.

Также они могут выполнять разную работу. По этому признаку бывают разгибатели и сгибатели. Род деятельности делит их на:

  • синергистов, которые выполняют сходные функции;
  • антагонистов, работающих наперекор.

Форма мышц человека также разная. По этой причине их классифицируют:

  • короткие и толстые;
  • длинные и тонкие.

Широчайшую мышцу относят к плоским структурам спины, которые отвечают за отведение руки и участвуют в подтягивании плеча по направлению к шее.
Приводящей называется та мышца, которая способна приблизить конечность к телу. Если все происходит наоборот, то она отводящая.

Структура

Как и всё в организме, мышцы также состоят из клеток, вытянутых по своей форме и имеющих свойства сокращаться по причине наличия в них миофиламентов. Существует относительная классификация, согласно которой есть такие виды волокон:

Структура мышечного волокна

Наглядно понять, почему это так можно, рассмотрев куриное мясо, которое на грудке белое, а на ножке — красное. Данный факт объясняется большим количеством кровеносных сосудов, которые питают мышцу, постоянно находящуюся в работе и требующую большого количества питательных веществ.

Такая же закономерность существует и у людей. Проводились исследования, по которым есть возможность предположить, что у обычного человека соотношение красной и белой ткани находится в соотношении 4:6.

Спортсмены, которые занимаются легкой атлетикой, имеют другую картину. У них преобладают белые мышцы, что в большей степени было достигнуто с помощью регулярных тренировок.

Стоит отметить, что такие результаты удается достичь не каждому, кто занимается в тренажерном зале.

Клетки скелетной мускулатуры достаточно большие, имеют вытянутую форму, много ядер и отличаются скоростью возможных сокращений. При рассматривании под микроскопом они выглядят как темные и светлые полоски, которые чередуются и имеют название поперечно-полосатые. Клетки гладкой мускулатуры содержат всего одно ядро, имеют однородную структуру и менее вытянутую форму.

По тому, как размещены мышцы по отношению к оси позвоночника, различается:

  • прямолинейная мускулатура;
  • косая;
  • поперечная.

Поскольку мышцы располагаются вокруг сухожилий, то их делят на следующие виды:

Сердечная мышца представляет собой особую структуру и состоит из клеток, которые называются кардиомиоциты. Эти клетки срощены и переплетены между собой с помощью цитоплазмы. Особенностью данной мышцы является умение работать без остановки и сбоя ритма.

Функционирование

Даже в почти бездейственном состоянии мышцы в любую минуту способны начать немедленное сокращение. Данная характеристика называется тонус. Каждую секунду из мозга к мышечному волокну по нервам передается импульс.

Хотя при расслаблении их количество стает намного меньшим, но для обмена различной информацией этого вполне достаточно. Такой непрерывный контроль необходим для поддержания скелета в устойчивом вертикальном положении.

Основной источник ценной энергии для всех процессов – аденозинтрифосфорная кислота, которая образовывается при расщеплении гликогена. Ток крови позволяет необходимому количеству питательных веществ бесперебойно поступать к мышечному волокну. Для достижения этого, все важные мышцы должны быть окружены большим количеством кровеносных сосудов разного диаметра.

Находиться в постоянной работе мускулы не могут, отдых для них тоже очень важен. При пренебрежении этим правилом будет нарушаться проводимость импульса и ответа на раздражение. Когда нагрузки становятся чрезмерно интенсивными, то в мышечном волокне накапливаются продукты обмена, поэтому импульс распределяется неравномерно.

Корсет человека имеет двустороннюю симметрию. По этой причине всех важных мышц по 2 штуки или же они состоят из двух одинаковых частей.

Роль

Если мышцы не поддерживать в должной форме, они могут атрофироваться. Стоит отметить, что даже минимальные нагрузки способны помочь клеткам обновиться, а занятия спортом провоцируют ускорение данного процесса.

Мускулы при нагрузках с большим весом часто надрываются. При этом организм пытается самостоятельно восстановиться и вырастить новые клетки, за счет которых и происходит рост мышечной массы. Это дает дополнительный объем и массу.

Основные задачи мышечного корсета:

  • сердечная деятельность;
  • обеспечение правильного положения в пространстве;
  • поддержание скелета в определенной форме;
  • помощь в движении.

На ряду с главными задачами, перед мускулами человека стает ряд иных, столь же важных функций:

  • разговор (принимают участие мышцы языка и гортани);
  • возможность дышать (работает диафрагма);
  • переваривание пищи (участвует пищевод, желудок, а также, толстый и тонкий кишечник);
  • способность выводить продукты жизнедеятельности (происходит это с помощью мочевого пузыря и сфинктера, находящегося в прямой кишке).

Для каждой мышцы в теле человека отведена определенная роль и поставлена задача. Давайте поподробнее узнаем, какая мышца что делает.

Плечевой пояс

Мышцы плеча

Мускулатура плечевого пояса состоит из следующих мышц:

  1. Грудино-ключично-сосцевидная мышца, которая используется для вращения наклона головы в нужную сторону.
  2. Дельтовидная мышца. Она имеет три подразделения: ключичное, плечевое, лопаточное и нужна для отведения руки вперед, в сторону и вверх, поворота вовнутрь и вращения наружу.
  3. Для того чтобы вращать плечом и приводит руку используется малая круглая мышца плеча.
  4. Большая круглая мышца задействована в движении плечом в разные стороны.
  5. Бицепс, который состоит из двух головок и хвоста, помогает сгибать плечо и руку в локте.
  6. Отличительная черта трицепса – это наличие 3-х головок, которые закреплены в одной точке на локтевом отростке локтевой кости. Эта мышца задействована в разгибании предплечья.

Также мышцы предплечья различают:

  • мускулы передней группы (принимают участие в сгибании кисти и пальцев в кулак, вращают предплечьем, сгибают руку в локте);
  • мускулы задней группы (разгибают кисти и пальцы, разгибают предплечье).

Грудь

Грудь также хорошо снабжена мышечной массой. На поверхности находится большая грудная мышца, которая больше всего похожа на треугольник. Она принимает участие в движении рукой к телу и внутреннем вращении верхней конечностью. В глубине находится малая грудная мышца, форма которой напоминает веер. Сокращаясь, она помогает лопатке оттягиваться вперед, а также вниз.

Спина

Условно все мышцы спины можно разделить на 3 группы:

  1. Трапециевидные мышцы находятся в верхней части спины. С их помощью происходит движение лопаткой в необходимую сторону.
  2. Широчайшая мышца. Она находится ближе к боку и помогает тянуть руку назад и вращать ей внутрь. Также она способствует перемещению нижнего угла лопатки к грудной клетке.
  3. Глубокий мышцы. Расположена данная группа возле самого позвоночника и тянется вдоль него. Эти мышцы используются человеком для подъема тела из наклона.

Живот

Рассмотрит важные мышечные структуры живота:

  1. С уровня восьми нижних ребер начинается наружная косая мышца торса, которая как широкий пласт проходит сверху вниз. Внизу и спереди от мышцы находится сухожилие, которое носит название «апоневроз». С помощью данных структур происходит сгибание торса в разные стороны.
  2. С обеих сторон от белой линии живота тянутся прямые мышцы живота. Сухожильные образования делят их на 4 части и помогают туловищу сгибаться вперед.

Ноги

Мышцы ноги

Основными мышцами, расположенными на ногах, являются:

  • ягодичные мышцы малая и большая, которые вращают, разгибают и отводят бедро;
  • квадрицепс бедра – производит разгибание голени в колене и сгибание бедра;
  • на задней поверхности бедра находится двуглавая мышца, с помощью которой происходит разгибание тазобедренного сустава и поворот голени;
  • полусухожильная, полуперепончатая и стройная мышца задней поверхности бедра сгибает голень.

Стоит отметить, что непроизвольная мускулатура неподвластная человеку, а произвольная поддается тренировке. Как известно, ведение здорового образа жизни, нахождение в отличной форме – это первые правила прекрасного самочувствия, как физического, так и душевного.

Как работают мышцы (видео)

Источник: https://nogi.guru/raznoe/anatomiya-i-fiziologiya/myshtsy.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.