§ 10. Мышцы

Определения и обозначения

Мышца — орган, состоящий преимущественно из мышечной ткани и способный сокращаться. Сокращаясь, мышца создаёт силу: скелетные мышцы двигают части тела, а мышцы внутренних органов помогают им выполнять свою работу. Поэтому мышцы нужны не только для ходьбы и других движений, но и для процессов, которые происходят внутри организма.

Скелетные мышцы — мышцы, прикреплённые к костям и обеспечивающие движения тела. Обычно человек может сознательно начать или остановить их сокращение, например поднять руку. Благодаря этим мышцам мы меняем положение тела и перемещаемся.

Гладкие мышцы — мышцы стенок внутренних органов и кровеносных сосудов. Их работа происходит непроизвольно: человек не управляет каждым сокращением сознательно. Они помогают, например, продвигать содержимое органов и изменять просвет сосудов.

Мышечное утомление — временное снижение работоспособности мышцы при длительной или интенсивной работе. После отдыха способность мышцы работать восстанавливается. Утомление показывает, что мышцам нужно время на восстановление, и само по себе не означает, что они повреждены.

Как это устроено

Мышца состоит из мышечной ткани, способной сокращаться, и соединительной ткани, которая поддерживает и объединяет её части. На концах многих скелетных мышц находятся сухожилия — плотные образования из соединительной ткани. Сухожилия прикрепляют мышцу к кости и передают ей силу сокращения. Поэтому, когда мышца укорачивается, она тянет за собой кость и может вызвать движение в суставе.

Скелетные мышцы обычно работают парами, потому что одна мышца не может активно толкнуть кость в противоположную сторону. При сгибании сустава мышца-сгибатель сокращается, а мышца-разгибатель расслабляется; для обратного движения они меняются ролями. Такие мышцы называют антагонистами, то есть действующими противоположно. Их согласованная работа позволяет и согнуть, и разогнуть конечность, не мешая движению.

Сокращение скелетной мышцы начинается, когда к ней по нервам приходит импульс — сигнал нервной системы. В ответ мышечные волокна сокращаются и тянут кости, а мозг и нервы регулируют силу и согласованность движений. Если сигналы не согласованы, движение становится неточным. Значит, для управления телом нужны и мышцы, которые создают силу, и нервная система, которая направляет их работу.

При статической работе мышца напряжена, но заметного движения не происходит: например, человек удерживает тяжёлый предмет на одном месте. При динамической работе мышца сокращается и расслабляется попеременно, из-за чего части тела движутся. Подъём и опускание руки — пример такой работы. Различие важно не в том, трудится ли мышца, а в том, возникает ли заметное движение во время её работы.

При долгой или очень интенсивной нагрузке мышца постепенно утомляется: ей становится труднее поддерживать прежнюю силу и выполнять работу. Причина в том, что длительное напряжение требует от организма ресурсов и времени на восстановление. При статической нагрузке мышца долго остаётся напряжённой, а при динамической — многократно сокращается и расслабляется, поэтому утомление может возникнуть в обоих случаях. Отдых снижает нагрузку и помогает вернуть работоспособность.

Сравнение типов мышц и видов мышечной работы

Первые два столбца сравнивают типы мышц, а последние два — способы их работы. Чтобы определить вид работы, спроси себя, движется ли часть тела: при неподвижном удерживании нагрузка статическая, при движении — динамическая. Примеры в таблице помогают отличить расположение и назначение мышц от характера их работы.

Разбор задач

Задача 1. При сгибании руки в локте одна мышца сокращается, а другая расслабляется. Определите, какие мышцы работают и почему.

1. Сначала определим движение: предплечье приближается к плечу, значит, локтевой сустав сгибается.
2. При сгибании сокращается мышца-сгибатель, которая тянет кость и помогает согнуть руку.
3. Расслабляющаяся мышца — разгибатель. Эти мышцы являются антагонистами и действуют согласованно, потому что одна мышца не может толкнуть кость обратно.

Ответ: сокращается сгибатель, а разгибатель расслабляется; вместе они обеспечивают движение в локтевом суставе.

Задача 2. Ученик некоторое время держит тяжёлую сумку неподвижно. Определите вид работы мышц и объясните, почему они утомляются.

1. Проверим, есть ли заметное движение: сумка остаётся на месте, а рука удерживает её.
2. Мышцы руки при этом напряжены, хотя рука не движется. Значит, работа статическая, а не отсутствующая.
3. При длительном напряжении мышцам трудно долго сохранять прежнюю силу, поэтому их работоспособность временно снижается.

Ответ: это статическая работа. Мышцы утомляются из-за длительного напряжения; после отдыха их работоспособность восстанавливается.

Задача 3. Человек поднимает и опускает гантель, затем отдыхает. Опишите, как меняется работа мышц руки и почему после отдыха движения выполнять легче.

1. При подъёме гантели мышцы руки сокращаются и создают усилие, которое поднимает предплечье с грузом.
2. При опускании меняется характер работы мышц: движение контролируется, мышцы не просто выключаются, а помогают безопасно опустить груз.
3. Подъём и опускание сопровождаются движением, поэтому это динамическая работа. Во время отдыха нагрузка прекращается, и мышцы восстанавливают работоспособность.

Ответ: при работе с гантелью мышцы действуют динамически, чередуя сокращение и расслабление; после отдыха движения выполнять легче благодаря восстановлению.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что мышца сама толкает кость в обе стороны. Так думают, потому что в движении конечность меняет направление. Но мышца при сокращении тянет кость, а обратное движение создаёт другая мышца-антагонист. Проверь себя: назови для движения сгибатель и разгибатель.

Ошибка: путать скелетные и гладкие мышцы. Оба типа являются мышечной тканью, поэтому их можно смешать. Скелетные мышцы прикреплены к костям и двигают тело, а гладкие находятся в стенках органов и сосудов. Чтобы проверить ответ, спроси, где расположена мышца и каким движением или процессом она управляет.

Ошибка: считать статическую работу отсутствием работы мышцы. Тело при этом может оставаться неподвижным, и кажется, что мышцы бездействуют. На самом деле они напряжены и удерживают позу или предмет. Проверь себя: если мышца поддерживает нагрузку, работа есть, даже когда заметного движения нет.

Ошибка: считать утомление повреждением мышцы. Снижение силы после нагрузки может показаться признаком травмы. Обычно утомление временное и после отдыха проходит, тогда как повреждение нельзя определять только по ощущению усталости. Проверь себя: отличай обычную усталость после работы от боли или других признаков травмы.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу мышц, полезно знать, как устроены скелет и суставы: мышцы тянут кости, а суставы позволяют им двигаться. С темой о тканях человека мышцы связаны тем, что мышечная ткань обладает способностью сокращаться. Позже эти знания пригодятся при изучении опорно-двигательной системы, влияния физических нагрузок и способов сохранять здоровье.

Что запомнить

• Мышца — орган, основную часть которого составляет мышечная ткань.
• Скелетные мышцы прикрепляются к костям и обеспечивают движения тела.
• Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов и сосудов.
• Мышцы могут только тянуть кости при сокращении.
• Мышцы-антагонисты обеспечивают противоположные движения.
• Статическая работа происходит без заметного движения, динамическая сопровождается движением.
• Отдых помогает мышцам восстановить работоспособность.