Опорно-двигательный аппарат: мышцы

Определения и обозначения

Мышца — орган, состоящий преимущественно из мышечной ткани и способный сокращаться. Проще говоря, это часть тела, которая может создавать усилие и участвовать в движении. Мышцы работают не только при ходьбе и поднятии предметов, но и при поддержании позы.

Мышечная ткань — ткань, клетки которой могут сокращаться и создавать движение. Эти клетки способны менять свою длину, поэтому ткань может развивать усилие. Именно благодаря этому свойству мышцы приводят в движение кости или помогают работать внутренним органам.

Сухожилие — прочная соединительная часть мышцы, прикрепляющая её к кости. Оно нужно, чтобы усилие сокращающейся мышцы передавалось скелету. Сухожилие само не сокращается, а служит надёжным связующим звеном между мышцей и костью.

Сокращение мышцы — укорочение и утолщение мышцы, благодаря которому она тянет кость и вызывает движение. Когда мышца укорачивается, прикреплённое к ней сухожилие тянет кость. Так изменяется положение костей в суставе, и часть тела перемещается.

Как это устроено

Внутри мышцы находятся тонкие мышечные волокна — вытянутые клетки, способные сокращаться. Волокна собраны в пучки, а соединительнотканные оболочки окружают их и объединяют пучки в единый орган. Такая организация нужна, чтобы множество волокон работало согласованно, а мышца сохраняла форму и прочность. Оболочки также помогают распределять усилие внутри мышцы и передавать его к сухожилию.

При сокращении мышечные волокна укорачиваются, поэтому укорачивается и вся мышца. Её середина становится толще: объём ткани меняет форму, хотя сама мышца не превращается в кость и не перемещается отдельно от неё. Концы мышцы связаны с костями сухожилиями, поэтому сокращение передаёт тягу на кость. В результате кость поворачивается или смещается относительно другой кости в суставе.

Кости и суставы вместе с мышцами работают как система рычагов. Кость служит твёрдым рычагом, сустав — местом его поворота, а мышца прикладывает усилие, потянув кость. Такое устройство помогает выполнять разные движения: сгибать руку, поднимать ногу или поворачивать голову. Без мышц кости оставались бы опорой, но не могли бы двигаться по команде человека.

Мышца способна тянуть кость, но не может активно толкнуть её обратно. Поэтому многие движения обеспечивают мышцы-антагонисты — мышцы, которые выполняют противоположные действия. При сгибании сустава одна мышца сокращается, а противоположная расслабляется; при обратном движении они меняются ролями. Согласованная работа пары позволяет управлять движением и возвращать часть тела в исходное положение.

Движениями скелетных мышц человек обычно может управлять сознательно: например, поднять руку или сделать шаг. Сокращение запускают сигналы нервной системы, но часть работы организма не зависит от нашего желания: гладкие мышцы перемещают содержимое внутренних органов, а сердечная ткань ритмично сокращается. Длительная или слишком интенсивная работа требует от мышц больших затрат, а восстановиться сразу они не успевают. Поэтому появляется утомление — сигнал снизить нагрузку и дать организму отдых.

Виды мышечной ткани и их особенности

Ткани различаются местом расположения, управлением и характером сокращений. Сравнивая их, не смешивай произвольную работу скелетных мышц с работой внутренних органов, которая обычно происходит без сознательного управления. Таблица помогает увидеть, что разные ткани приспособлены к разным задачам.

Разбор задач

Задача 1. Назовите мышцы, которые работают при сгибании руки в локтевом суставе, и объясните, зачем нужны сухожилия. Нужно связать движение в суставе с тем, какая мышца сокращается и каким образом усилие доходит до кости. Для ответа достаточно проследить путь от сокращения мышцы до движения предплечья.

1. При сгибании локтя сокращается двуглавая мышца плеча, а трёхглавая мышца плеча расслабляется.
2. Сократившаяся мышца укорачивается и тянет кость предплечья.
3. Тяга передаётся через сухожилие, которое прикрепляет мышцу к кости.

Ответ: При сгибании руки работает прежде всего двуглавая мышца плеча. Сухожилия передают её усилие костям, поэтому предплечье движется в локтевом суставе.

Задача 2. Человек сгибает руку, а затем разгибает её. Объясните, почему для этих движений нужны две мышцы, работающие противоположно. Подумай, почему одной мышце недостаточно, чтобы сначала потянуть кость в одну сторону, а затем активно вернуть её обратно. Здесь нужно применить понятие мышц-антагонистов.

1. Для сгибания сокращается двуглавая мышца плеча и расслабляется трёхглавая.
2. Чтобы разогнуть руку, сокращается трёхглавая мышца, а двуглавая расслабляется.
3. Мышцы меняются ролями, потому что каждая может тянуть кость только в свою сторону.

Ответ: Сгибание и разгибание выполняют мышцы-антагонисты. Согласованная смена их работы позволяет двигать предплечье в обе стороны.

Задача 3. После нескольких десятков приседаний ноги начинают уставать. Объясните причину усталости и предложите два правила безопасной тренировки. Не следует считать утомление доказательством того, что занятие обязательно было полезным: важно оценить нагрузку и дать мышцам восстановиться. В ответе назови причину усталости и конкретные меры безопасности.

1. Повторные приседания заставляют мышцы ног много раз сокращаться, расходуя энергию.
2. При длительной работе мышцы не успевают полностью восстановиться, поэтому возникает утомление.
3. Увеличивай число повторений постепенно и выполняй упражнения с правильной техникой.
4. Чередуй нагрузку с отдыхом и прекращай занятие при боли или плохом самочувствии.

Ответ: Ноги устают из-за продолжительной нагрузки и необходимости восстановить силы. Тренируйся постепенно и правильно, делай перерывы; при боли не продолжай упражнение.

Типичные ошибки

Ошибка: мышца толкает кость. Так можно подумать, потому что при движении часть тела перемещается в разные стороны. Однако мышца при сокращении только тянет кость, а для обратного движения обычно сокращается другая мышца. Проверь себя: назови, какая мышца тянет кость при каждом направлении движения.

Ошибка: мышца и сухожилие — одно и то же. Их легко перепутать, потому что сухожилие является частью мышечного органа и соединяет его с костью. Но мышечная ткань сокращается, а сухожилие передаёт усилие. Чтобы проверить ответ, спроси себя, какая часть укорачивается и какая служит связующим звеном.

Ошибка: для любого движения достаточно одной мышцы. Такое впечатление возникает, если следить только за мышцей, которая сгибает сустав. Но эта мышца не может активно толкнуть кость обратно, поэтому для обратного движения нужна мышца-антагонист. Проверь себя, назвав мышцы, которые сгибают и разгибают сустав, и их действия.

Ошибка: сильная боль после нагрузки всегда полезна. Утомление иногда считают признаком хорошей тренировки, но боль может говорить о чрезмерном усилии или травме. Безопасная нагрузка должна быть посильной и увеличиваться постепенно. Если появилось резкое болезненное ощущение, нужно прекратить упражнение, а не пытаться тренироваться через боль.

Связь с другими темами

Перед изучением работы мышц полезно знать названия основных костей и понимать, как устроен сустав. Скелет служит опорой тела, а кости вместе с суставами дают мышцам возможность перемещать части тела. Если представить, где находятся кости и как они соединяются, легче понять, куда мышца передаёт усилие.

Работой скелетных мышц управляет нервная система: нервные сигналы помогают мышце сокращаться в нужный момент. Понимание этой связи пригодится при дальнейшем изучении организма и координации движений. Оно также помогает объяснить, почему движение зависит не только от костей и мышц.

Знания о мышцах пригодятся при изучении правильной осанки и физической активности, а также при знакомстве с первой помощью. Они помогают выбирать посильную нагрузку и замечать возможные признаки переутомления. Дальше эти сведения можно связать с тем, как устроен организм человека в целом.

Что запомнить

• Мышцы обеспечивают движение тела и его частей.
• Мышца состоит из мышечной ткани и соединительнотканных оболочек.
• Сухожилия прикрепляют мышцы к костям и передают усилие.
• При сокращении мышца укорачивается и утолщается.
• Мышцы работают совместно с костями и суставами.
• Мышцы-антагонисты выполняют противоположные движения.
• Для сохранения работоспособности мышцам нужны движение, отдых и правильная нагрузка.