§ 27–28. Приводящие в движение

Определения и обозначения

Скелетная мышца — орган, прикреплённый к костям и обеспечивающий движения тела. Она состоит из мышечных волокон, собранных в пучки, и соединительной ткани. Волокна способны сокращаться, поэтому мышца может менять положение костей в суставе.

Сухожилие — плотная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к кости. Когда мышца сокращается, сухожилие натягивается и передаёт усилие скелету. Благодаря этому сокращение мышцы становится движением тела.

Мышцы-антагонисты — мышцы, которые действуют на один сустав в противоположных направлениях. Например, сгибатель уменьшает угол в суставе, а разгибатель увеличивает его. Такая пара нужна, чтобы конечность могла двигаться в обе стороны.

Мышечный тонус — постоянное небольшое напряжение мышц даже в покое. Оно помогает удерживать тело в определённом положении и не даёт мышцам полностью терять готовность к работе. Благодаря тонусу человеку проще сохранять позу и начинать движение.

Как это устроено

Мышца состоит из множества тонких мышечных волокон, объединённых в пучки. Вокруг волокон и пучков находится соединительная ткань: она поддерживает их и связывает части мышцы в единый орган. У концов мышцы эта ткань образует сухожилия, которыми мышца прикрепляется к костям. Такое устройство собирает усилие многих волокон и передаёт его скелету через прочное соединение.

Когда мышца сокращается, её волокна укорачиваются, поэтому укорачивается и вся мышца. Натянутое сухожилие тянет кость, прикреплённую к мышце, а кость поворачивается относительно другой кости в суставе. Мышца может создавать тягу, но не может активно толкать кость в обратном направлении. Поэтому для обратного движения сокращается другая мышца либо помогает внешняя сила, например сила тяжести.

Сгибание и разгибание обычно обеспечивают мышцы-антагонисты. При сгибании локтя сгибатель сокращается, а разгибатель расслабляется, и предплечье приближается к плечу. Чтобы выпрямить руку, разгибатель сокращается, а сгибатель расслабляется. Согласованность необходима, потому что одновременное сильное сокращение обеих мышц мешало бы свободному движению сустава.

Работу мышцы запускают нервные импульсы — сигналы, которые нервная система передаёт мышечным волокнам. В ответ волокна сокращаются, усилие переходит на сухожилие и затем на кость. Даже когда человек не делает заметного движения, мышцы получают сигналы, поддерживающие небольшой тонус. Он помогает удерживать позу, например стоять, не падая под действием силы тяжести.

При длительной интенсивной работе мышцам становится сложнее поддерживать прежнюю силу, и они утомляются. Это временное снижение работоспособности, а не обязательно повреждение мышцы. При статической работе напряжение сохраняется, например при удерживании груза на месте; при динамической мышцы многократно сокращаются и расслабляются, например при подъёмах груза. Отдых даёт мышцам восстановиться, а регулярная разумная тренировка помогает им дольше работать и лучше переносить нагрузку.

Мышцы и их роль в движениях

Пользуйся таблицей, чтобы сравнивать не только направление движения, но и роль каждой мышцы в паре. Сгибатель и разгибатель — частные примеры антагонистов. Во время движения их работа меняется в зависимости от того, нужно согнуть сустав или разогнуть его.

Разбор задач

Задача 1. Почему при сгибании руки в локте одна мышца сокращается, а другая расслабляется? Решение. Сначала определим, какое движение происходит: предплечье приближается к плечу, значит, локтевой сустав сгибается. Затем найдём, какая мышца создаёт это движение, и учтём, что мышцы-антагонисты действуют противоположно.

1. Сгибатель локтя получает нервный сигнал и сокращается.
2. Его сухожилие тянет кость предплечья, и та движется в суставе.
3. Разгибатель расслабляется, чтобы не препятствовать сгибанию. Ответ: мышцы меняют состояние согласованно, потому что сгибатель и разгибатель — антагонисты.

Задача 2. Опиши путь от нервного импульса до движения предплечья. Решение. Нужно выстроить события по порядку: сигнал сначала достигает мышцы, затем возникает усилие, которое передаётся скелету. Проследим отдельно, что происходит с мышцей, сухожилием и костью.

1. Нервная система посылает импульс к мышечным волокнам.
2. Волокна сокращаются, и мышца укорачивается.
3. Сухожилие натягивается и тянет прикреплённую к нему кость.
4. Кость движется относительно другой кости в локтевом суставе, поэтому меняется положение предплечья. Ответ: нервный сигнал запускает сокращение, а мышца через сухожилие приводит кость в движение.

Задача 3. Почему удерживать груз неподвижно и многократно поднимать его — разные виды мышечной работы? Решение. Сначала сравним, меняется ли положение груза и что делают мышцы. При удерживании движения нет, но мышцы должны продолжать создавать напряжение; при подъёмах положение груза меняется.

1. При неподвижном удерживании мышцы долго напряжены, а положение частей тела почти не меняется: это статическая работа.
2. При повторных подъёмах мышцы попеременно сокращаются и расслабляются, перемещая груз: это динамическая работа.
3. Длительное напряжение утомляет мышцы, поэтому при статической работе тоже нужен перерыв. Ответ: виды работы различаются наличием повторяющихся движений, но оба могут вызвать утомление при чрезмерной нагрузке.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что расслабленная мышца толкает кость. Так думают, потому что после сокращения конечность часто движется обратно. Но обратное движение создаёт сокращение другой мышцы или внешняя сила, например тяжесть. Проверь себя: при каждом движении найди мышцу, которая тянет кость в нужную сторону.

Ошибка: путать сухожилие со связкой. Оба образования состоят из соединительной ткани и находятся рядом с костями, поэтому их легко смешать. Сухожилие соединяет мышцу с костью, а связка — кости между собой. Для проверки спроси себя, какие именно части тела соединяет это образование.

Ошибка: думать, что при движении работает только одна сокращающаяся мышца. Кажется, будто достаточно назвать мышцу, которая сгибает или разгибает конечность. Но антагонист должен расслабиться настолько, чтобы не мешать движению, а для обратного действия он может сократиться. Проверь себя, описав работу обеих мышц при движении туда и обратно.

Ошибка: считать утомление признаком повреждения мышцы. Усталость и снижение силы могут возникнуть после нагрузки, поэтому их иногда принимают за травму. Обычное утомление временно и проходит после отдыха, хотя боль или травму нельзя автоматически объяснять усталостью. Проверь себя: после обычной нагрузки работоспособность восстанавливается, а при тревожных симптомах нужно сообщить взрослому.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу мышц, нужно знать, как устроены кости и суставы: кости служат рычагами, а суставы позволяют им двигаться. Также важно представлять роль нервной системы, которая посылает мышцам сигналы. Эти знания пригодятся при изучении осанки, физических нагрузок и причин утомления. Понимание работы мышц помогает соблюдать правила тренировок и укреплять опорно-двигательную систему.

Что запомнить

• Скелетные мышцы прикрепляются к костям и обеспечивают движения.
• Мышца тянет кость при сокращении.
• Сухожилия передают усилие мышцы на кости.
• Сгибатели и разгибатели обычно работают как антагонисты.
• Для движения необходима согласованная работа нескольких мышц.
• Длительная интенсивная работа вызывает утомление, а отдых помогает восстановить работоспособность.