Мышцы

Определения и обозначения

Скелетная мышца — орган, прикреплённый к костям и обеспечивающий движения тела. Она состоит из мышечных волокон, соединительной ткани, сосудов и нервов. Такая организация помогает мышце получать команды и вещества для работы, а также передавать усилие на кости.

Мышечное волокно — вытянутая клетка, способная сокращаться и расслабляться. Волокна объединяются в пучки, а из пучков образуется мышца. Поэтому мышца — не одна большая клетка, а орган, в котором множество волокон работают согласованно.

Сухожилие — прочная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к кости. Сухожилие передаёт кости силу сокращения мышцы. Благодаря прочному соединению движение мышцы может вызвать движение частей скелета.

Мышцы-антагонисты — мышцы, действующие на сустав в противоположных направлениях. Когда нужно согнуть или разогнуть конечность, их работа согласуется. Это позволяет двигать костью в разные стороны и контролировать положение тела.

Как это устроено

Мышца образована пучками мышечных волокон, между которыми находится соединительная ткань. Волокна способны сокращаться, а соединительная ткань объединяет их и помогает передавать усилие. Поэтому множество небольших сокращений складывается в работу целой мышцы. Пучковое строение также позволяет мышце сохранять форму и выдерживать нагрузку.

Мышцы соединяются с костями сухожилиями, которые прочно передают усилие сокращения. Когда мышца сокращается, она укорачивается и тянет кость в месте прикрепления. Кости соединены суставом, поэтому одна из них может переместиться относительно другой. Так работа мышцы превращается в сгибание, разгибание или другое движение.

Сокращающаяся мышца тянет кость, но не может сама активно толкнуть её в обратном направлении. Чтобы движение шло в другую сторону, включается другая мышца, прикреплённая так, что она создаёт противоположную тягу. Такие мышцы называют антагонистами. Их согласованная работа зависит от движения: одна обычно усиливает сокращение, а другая уменьшает напряжение.

Скелетные мышцы прикреплены к костям и чаще всего позволяют человеку сознательно выполнять движения. Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов, например кишечника и кровеносных сосудов, и работают без сознательного управления. Сердечная мышца образует стенку сердца и тоже сокращается непроизвольно, но её работа имеет особый ритм. Различия в строении и управлении связаны с задачами этих мышц.

Нервные сигналы сообщают мышцам, когда нужно сокращаться, а кровь приносит кислород и питательные вещества, необходимые для работы. При физической нагрузке мышцам требуется больше энергии, поэтому усиливаются их работа и потребность в кровоснабжении. Если нагрузка длительная или интенсивная, мышцы устают. Отдых помогает восстановить силы, а постепенное увеличение нагрузки даёт организму время приспособиться.

Основные виды мышечной ткани

Сравнивайте виды мышечной ткани по строкам: так проще увидеть, как их устройство связано с работой. Например, скелетные мышцы помогают совершать движения, а сердечная мышца приспособлена к непрерывным ритмичным сокращениям. Названия тканей не означают, что каждый признак у всех мышц проявляется одинаково: скорость и утомляемость зависят также от условий работы.

Разбор задач

Задача 1. При сгибании руки в локте предплечье поднимается. Нужно назвать сустав и участвующие мышцы, а затем определить, какая мышца сокращается. Рассуждать удобно от движения: сначала выяснить, где оно происходит, а затем — какая мышца создаёт тягу для сгибания.

1. Предплечье движется относительно плеча, значит, работает локтевой сустав. Это сустав между костями плеча и предплечья.
2. Сгибанию помогают мышцы-сгибатели, в том числе двуглавая мышца плеча. Противоположно действующая трёхглавая мышца плеча является разгибателем.
3. При подъёме предплечья сокращается двуглавая мышца, тянет кости через сухожилия, а трёхглавая обычно расслабляется или уменьшает напряжение. Благодаря этому возникает сгибание.

Ответ: движение происходит в локтевом суставе; участвуют двуглавая и трёхглавая мышцы плеча. При сгибании сокращается двуглавая мышца-сгибатель.

Задача 2. При разгибании руки в локте нужно назвать мышцы-антагонисты и сравнить их работу со сгибанием. Здесь важно не просто перечислить мышцы, а проследить, какая из них создаёт тягу в нужном направлении. Сравнение с предыдущим движением помогает определить их роли.

1. Локтевой сустав разгибают мышцы-разгибатели, в том числе трёхглавая мышца плеча. Она тянет предплечье так, чтобы угол в локте увеличивался.
2. Двуглавая мышца плеча действует противоположно и является антагонистом трёхглавой. При разгибании она обычно расслабляется или снижает напряжение.
3. При сгибании роли меняются: двуглавая сокращается, а трёхглавая уменьшает напряжение. В реальном движении мышцы могут сохранять некоторое напряжение, чтобы контролировать положение руки.

Ответ: антагонисты — двуглавая и трёхглавая мышцы плеча. При разгибании сокращается трёхглавая, а двуглавая обычно расслабляется; при сгибании их работа меняется на противоположную.

Задача 3. Во время длительного бега мышцы устают. Нужно объяснить, как кровоснабжение связано с их работой и почему после нагрузки нужен отдых. Для этого проследим, что мышцы расходуют при сокращениях и каким образом получают необходимые вещества.

1. Кровь доставляет к работающим мышцам кислород и питательные вещества. При беге мышцы активно сокращаются, поэтому их потребность в этих веществах возрастает.
2. Длительная работа приводит к утомлению, особенно если нагрузка велика или организму не хватает времени на восстановление. Одного волевого усилия недостаточно, чтобы бесконечно поддерживать прежнюю интенсивность.
3. После бега отдых помогает организму восстановить силы. Постепенное увеличение тренировочной нагрузки и достаточное восстановление позволяют безопаснее подготовиться к следующей работе.

Ответ: кровоснабжение приносит мышцам кислород и питательные вещества, необходимые для сокращений. При длительном беге мышцы устают, поэтому после нагрузки нужен отдых для восстановления.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что мышца сама толкает кость. Так могут подумать, потому что в повседневной речи говорят, что мышца «двигает» руку. Но при сокращении мышца создаёт тягу, а обратное движение обеспечивают другие мышцы или внешние силы. Проверь себя: если движение меняет направление, назови мышцу, которая создаёт тягу в новом направлении.

Ошибка — путать мышцу и мышечное волокно. Поскольку волокно тоже сокращается, его иногда представляют как целую мышцу. На самом деле волокно — клетка, а мышца состоит из множества волокон, собранных в пучки, и соединительной ткани. Проверь себя: можешь ли ты объяснить, что входит в состав мышцы, не называя её одной клеткой?

Ошибка — считать, что все мышцы работают произвольно. Это представление возникает потому, что движения рук и ног можно сознательно начинать и останавливать. Однако гладкие мышцы внутренних органов и сердечная мышца работают непроизвольно. Проверь себя: сравни, можешь ли ты по желанию остановить работу сердца или движение пищи по кишечнику.

Ошибка — думать, что мышцы-антагонисты всегда полностью выключаются по очереди. При простых движениях кажется, что одна мышца работает, а другая бездействует. В действительности степень напряжения зависит от движения и положения тела, а совместная работа мышц помогает контролировать сустав. Проверь себя: при удержании руки в неподвижном положении мышцы могут сохранять напряжение, хотя заметного движения нет.

Связь с другими темами

Для понимания работы мышц нужно знать, как устроены кости и суставы и как кости соединяются в скелете. Мышцы вместе с костями и суставами образуют основу движений, поэтому эта тема связана с изучением опорно-двигательной системы. Знание их работы помогает понимать, как формируется осанка и осваиваются двигательные навыки. Оно также пригодится для безопасного выполнения физических упражнений, выбора подходящей нагрузки и планирования восстановления.

Что запомнить

• Скелетные мышцы обеспечивают движения тела.
• Мышца состоит из пучков мышечных волокон.
• Сухожилия прикрепляют мышцы к костям.
• При сокращении мышца тянет кость и вызывает движение в суставе.
• Мышцы-антагонисты обеспечивают противоположные движения.
• Скелетные мышцы управляются произвольно, гладкие и сердечная — непроизвольно.