Мышцы. Общий обзор

Определения и обозначения

Скелетная мышца — орган, состоящий из мышечной и соединительной тканей, сосудов и нервов. Мышечная ткань создаёт усилие, а остальные части обеспечивают связь, питание и управление. Благодаря мышцам человек двигает частями тела и удерживает позу.

Мышечное волокно — длинная многоядерная клетка, способная сокращаться. Именно сокращение волокон создаёт усилие, которое мышца передаёт костям. Отдельные волокна собраны в группы — пучки, поэтому множество клеток действует согласованно.

Сухожилие — плотная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к кости. Оно передаёт кости усилие мышечного сокращения. Без такой связи мышца не могла бы непосредственно перемещать кость.

Мышца-сгибатель сгибает конечность в суставе, а мышца-разгибатель разгибает её. Их действия противоположны, поэтому для движения в разные стороны нужны разные мышцы. Часто одна из них сокращается, пока другая расслабляется.

Как это устроено

Внутри мышцы мышечные волокна объединяются в пучки, а из пучков складывается целый орган. Соединительная ткань окружает отдельные волокна и пучки, связывает их между собой и образует оболочки мышцы. Благодаря этому нагрузка распределяется между многими волокнами, а мышца сохраняет целостность во время работы. В соединительной ткани проходят сосуды и нервы, необходимые для питания и управления.

Мышца прикрепляется к кости сухожилиями — прочными участками соединительной ткани. Когда мышца сокращается, она становится короче и натягивает сухожилие. Сухожилие тянет кость, а кость поворачивается относительно другой кости в суставе. Значит, движение возникает не само по себе: мышца создаёт усилие, а подвижное соединение костей позволяет изменить их положение.

Работу мышц регулирует нервная система: по нервам к мышечным волокнам приходят импульсы — сигналы, вызывающие ответ. Под действием импульсов волокна сокращаются, и мышца развивает усилие. Когда сигнал ослабевает или прекращается, сокращение уменьшается и мышца расслабляется. Так нервная система может менять силу и продолжительность мышечного усилия.

Мышцы действуют согласованно, потому что сустав можно перемещать в разных направлениях, а отдельная мышца тянет кость в определённую сторону. При сгибании обычно активнее работают сгибатели, а разгибатели расслабляются; для обратного движения соотношение меняется. Такая согласованность позволяет двигаться плавно и управлять положением конечности. Работа мышц нужна и тогда, когда нужно не перемещать тело, а удерживать его в определённой позе.

Форма и размер мышц связаны с их расположением и задачами. Мышце, которая должна создавать сильное движение, требуется соответствующее строение, а мышцы в разных областях тела приспособлены к движениям своих суставов. Поэтому в организме есть мышцы разной длины и формы. Их расположение определяет, какие кости и в каком направлении они способны перемещать.

Строение и функции скелетной мышцы

Читайте таблицу сверху вниз: она показывает, как отдельные волокна объединяются в более крупные части мышцы. Последние строки связывают строение с действием: сокращение создаёт усилие, а сухожилие передаёт его кости. Так можно проследить путь от работы клетки до движения или удержания позы.

Разбор задач

Задача 1. При сгибании руки в локте определить, какая мышца сокращается, а какая расслабляется. Нужно сопоставить направление движения с функцией мышц, а не выбирать их по внешнему виду. Сгибание и разгибание — противоположные действия, поэтому их выполняют разные мышцы.

1. Рука сгибается в локтевом суставе, значит, движение выполняет мышца-сгибатель.
2. Чтобы согнуть руку, сгибатель сокращается и тянет кость через сухожилие.
3. Мышца-разгибатель в этот момент обычно расслабляется, поскольку её действие противоположно.

Ответ: при сгибании руки сокращается мышца-сгибатель, а мышца-разгибатель расслабляется. При разгибании их роли меняются.

Задача 2. Объяснить, почему кость перемещается, когда скелетная мышца сокращается. Важно проследить всю цепочку: от команды нервной системы до движения в суставе. Если пропустить сухожилие или сустав, объяснение получится неполным.

1. Нервный импульс достигает мышечных волокон и вызывает их сокращение.
2. Сокращающаяся мышца натягивает сухожилие, которым прикреплена к кости.
3. Сухожилие передаёт усилие, кость перемещается относительно другой кости в суставе.

Ответ: сокращение мышцы натягивает сухожилие, а оно тянет кость. Кость меняет положение в подвижном соединении — суставе.

Задача 3. Человек удерживает неподвижный предмет согнутой рукой. Почему мышцы работают, хотя движения не видно? Здесь нужно отличить движение от мышечного усилия: мышца может создавать его, не перемещая конечность.

1. Предмет стремится изменить положение руки под действием силы тяжести.
2. Мышцы руки сокращаются и создают усилие, противодействующее этому изменению.
3. Усилия уравновешиваются, поэтому рука остаётся согнутой, хотя мышцы продолжают работать.

Ответ: мышцы удерживают руку и предмет в заданном положении. Отсутствие видимого движения не означает, что мышечного усилия нет.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что мышца состоит только из мышечных волокон. Такое представление возникает потому, что именно волокна сокращаются и особенно заметны при объяснении движения. Но скелетная мышца включает также соединительную ткань, сосуды и нервы. Проверьте себя: если в ответе названы только волокна, дополните состав органа остальными частями.

Не следует путать мышцу и сухожилие: сокращается мышца, а сухожилие прикрепляет её к кости и передаёт усилие. Их можно смешать, потому что они соединены и работают вместе. Проверьте формулировку: у мышцы есть способность сокращаться, а сухожилие обеспечивает прочную связь с костью.

Неверно думать, что для движения конечности достаточно одной мышцы. Так кажется, если рассматривать только движение в одну сторону, но сустав может двигаться и в противоположную. Обычно согласованно работают мышцы с противоположным действием: одни сокращаются, другие расслабляются. Проверьте себя, спросив, какая мышца выполнит обратное движение.

Ещё одна ошибка — считать, что мышцы нужны только для движения. Она появляется, если замечать лишь видимое перемещение частей тела. Между тем мышцы создают усилие и при удержании позы, например когда рука сохраняет согнутое положение. Чтобы проверить ответ, подумайте, какие силы не дают телу или предмету изменить положение.

Связь с другими темами

Перед изучением мышц нужно знать, что кости соединяются в суставах и образуют подвижные соединения. Именно сустав позволяет кости изменить положение, когда мышца тянет её за сухожилие. Позже эти знания помогут разобраться в работе опорно-двигательной системы, сокращении и утомлении мышц. Они также пригодятся при изучении того, как движение и состояние мышц связаны с сохранением правильной осанки.

Что запомнить

• Скелетная мышца — орган, а не просто скопление волокон.
• Мышечные волокна объединяются в пучки.
• Сухожилия прикрепляют мышцы к костям.
• Сокращаясь, мышца тянет кость и вызывает движение в суставе.
• Движения обеспечиваются согласованной работой нескольких мышц.
• Мышцы помогают не только двигаться, но и поддерживать позу.