Верные помощники - мышцы

Определения и обозначения

Мышца — орган, состоящий из мышечной ткани, способной сокращаться и расслабляться. Проще говоря, мышца может укорачиваться и затем возвращаться в исходное состояние, создавая движение или помогая удерживать позу. Это свойство нужно телу, чтобы двигать конечностями, менять положение и выполнять действия.

Сокращение мышцы — её укорочение и увеличение напряжения, благодаря которым она тянет за собой связанную с ней часть тела. Расслабление означает, что напряжение уменьшается и мышца перестаёт активно тянуть. Эти понятия помогают описать, какая мышца действует при движении, а какая в этот момент отдыхает.

Сухожилие — прочная часть соединительной ткани, которая прикрепляет мышцу к кости. Когда мышца сокращается, сухожилие передаёт её усилие к кости, и та перемещается в суставе. Сухожилия нужны, чтобы мышечное усилие превращалось в движение скелета.

Скелетные мышцы — мышцы, которые прикреплены к костям и участвуют в движениях тела. Многие из них человек может напрягать по своей воле, например, чтобы поднять руку. Это название помогает отличать их от мышц сердца и внутренних органов, которые работают иначе.

Как это устроено

Основу мышцы составляют мышечные волокна — вытянутые клетки, способные сокращаться. Когда к мышце поступает сигнал от нервной системы, волокна начинают сокращаться, поэтому мышца становится короче и плотнее. Без сигнала нужные волокна не включились бы в работу в подходящий момент, а движение не получилось бы согласованным.

Скелетные мышцы соединены с костями сухожилиями, а кости встречаются и могут двигаться в суставах. Сама мышца не толкает кость, а тянет её к себе при сокращении. Поэтому для движения конечности обычно требуется работа мышц, расположенных по разные стороны сустава: одна тянет кость в одном направлении, другая — в противоположном.

Такие мышцы называют мышцами-антагонистами: это мышцы, которые выполняют противоположные действия. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трёхглавая расслабляется; чтобы разогнуть руку, их работа меняется. Пара нужна потому, что мышца может тянуть, но не может сама вытолкнуть кость обратно.

Мышцы различаются по строению и работе. Скелетные мышцы управляют движениями тела, сердечная мышца ритмично сокращается и перекачивает кровь, а гладкие мышцы работают в стенках некоторых внутренних органов. Сердце и внутренние органы действуют без сознательной команды, потому что их работу регулируют специальные механизмы организма.

Даже когда человек стоит, мышцы помогают сохранять положение тела. Для этого часть мышц долго остаётся слегка напряжённой, а другие могут расслабляться. При физической нагрузке мышцам требуется больше энергии, поэтому после продолжительной работы появляется усталость и нужен отдых.

Разновидности мышц и их работа

В таблице сравниваются основные виды мышц по месту расположения и выполняемой работе. Сначала найдите название мышцы, затем сопоставьте, где она находится и что делает. Такое сравнение помогает не путать мышцы, которыми человек двигает по своей воле, с мышцами, работающими автоматически.

Разбор задач

Задача. Ученик сгибает руку в локте, чтобы поднести стакан ко рту. Нужно объяснить, как мышцы помогают этому движению, и назвать, что происходит с мышцами-антагонистами. В задаче важно не просто назвать мышцу, а проследить путь усилия от неё к движущейся части тела.

Решение. Сначала определим, какое движение выполняет предплечье: оно приближается к плечу, значит, рука сгибается в локтевом суставе. Сустав позволяет костям менять положение относительно друг друга, но сам не создаёт усилие. Его создают мышцы, связанные с костями сухожилиями.

1. При сгибании руки сокращается двуглавая мышца плеча. Она укорачивается и тянет предплечье к плечу.
2. Усилие передаётся через сухожилие на кость предплечья. Поэтому кость перемещается в локтевом суставе и рука сгибается.
3. Трёхглавая мышца плеча выполняет противоположную работу, поэтому во время сгибания она расслабляется. Если бы обе мышцы одинаково сильно сокращались одновременно, движению было бы труднее происходить.
4. Когда нужно опустить руку и разогнуть её, сокращается трёхглавая мышца, а двуглавая расслабляется. Так мышцы-антагонисты по очереди изменяют положение предплечья.

Ответ. Чтобы согнуть руку, двуглавая мышца плеча сокращается и тянет предплечье через сухожилие, а трёхглавая мышца расслабляется. Для разгибания их действия меняются местами. Значит, движение возникает благодаря совместной работе мышц, сухожилий, костей и сустава.

Типичные ошибки

Ошибка 1: считать, что мышца толкает кость. Так думают, потому что в обычной речи говорят, что мышцы «двигают» руку. Но при сокращении мышца тянет кость за счёт связи через сухожилие, а не толкает её. Проверьте себя: объясните, почему для движения в обратную сторону нужна другая мышца.

Ошибка 2: полагать, что при любом движении работают только одна мышца. Ученик может назвать главную мышцу и забыть о её антагонисте. Движение требует согласованной работы нескольких мышц: одна сокращается, другая обычно расслабляется, а другие помогают удерживать тело. Чтобы проверить ответ, назовите действие обеих мышц в паре.

Ошибка 3: путать скелетные мышцы с сердечной и гладкими. Все они являются мышцами, поэтому кажется, что работают одинаково. Однако скелетные мышцы связаны с движениями тела, а сердечная и гладкие мышцы выполняют работу внутри организма без обычного сознательного управления. Проверяя себя, сравните не только название, но и расположение мышцы и её задачу.

Связь с другими темами

Мышцы работают вместе со скелетом: кости служат опорой, а суставы позволяют им двигаться. Нервная система посылает мышцам сигналы, поэтому движения могут быть согласованными и своевременными. Кровь приносит работающим мышцам кислород и питательные вещества, необходимые для получения энергии. Знания о мышцах помогают понять, почему движение, питание, отдых и общее состояние организма связаны между собой.

Что запомнить

• Мышцы сокращаются и расслабляются, благодаря чему тело движется и сохраняет позу.
• Скелетные мышцы соединяются с костями сухожилиями и тянут кости при сокращении.
• Мышцы-антагонисты действуют противоположно: при сгибании и разгибании их работа меняется.
• Скелетные, сердечная и гладкие мышцы различаются расположением и выполняемыми задачами.
• Для работы мышцам нужны сигналы нервной системы, энергия и отдых после нагрузки.