Опорно-двигательная системаОпорно-двигательная система состоит из пассивного (скелет и его соединения) и активного (мышцы) отделов.

Скелет представляет собой комплекс костей, выполняющих в основном опорную и защитную функции. В состав скелета входят более 200 костей, из них 33-34 - непарные.

Скелет условно подразделяют на осевой и добавочный. К осевому относят позвоночный столб (26 костей), череп (29 костей) и грудную клетку (25 костей). К добавочному скелету относят кости верхних (64) и нижних (62) конечностей.

Функции костей. Кости скелета являются рычагами, приводимыми в движение мышцами. В результате этого части тела меняют положение по отношению друг к другу и передвигают тело в пространстве.

Кости являются местом прикрепления связок, мышц, сухожилий.

Кости скелета образуют вместилища для жизненно важных органов, защищая их от внешних воздействий. Так, в полости черепа расположен головной мозг, в позвоночном канале - спинной, в грудной клетке - сердце и крупные сосуды, легкие, пищевод и др., в полости таза - мочеполовые органы.

Кости участвуют в минеральном обмене. Они являются «депо» кальция, фосфора и других элементов.

Живая кость содержит витамины A, D, С и др.

Красный костный мозг является кроветворным органом.

Костная ткань. Кости образованы костной тканью. Костная ткань является особой формой соединительной ткани, состоящей из клеток и межклеточного вещества, содержащего около 70% неорганических соединений (субмикроскопических кристаллов гидроксоапатита). Органическое вещество кости представлено в основном белками (коллаген, гликопротеиды и др.) и липидами. Органические и неорганические компоненты в сочетании друг с другом дают очень прочную опорную ткань, отличающуюся способностью сопротивляться растяжению, сжатию и др.

В межклеточном веществе расположены костные клетки 3 видов: остеоциты, остеобласты и остеокласты.

Остеоциты - преобладающие по количеству клетки костной ткани. Они имеют отростчатую форму, содержат ядро, слаборазвитую ЭПС и небольшое количество митохондрий.

Костные клетки лежат в костных полостях, которые повторяют контуры остеоцита. Канальцы костных полостей соединяются между собой и заполнены тканевой жидкостью. Именно через нее идет обмен веществ между остеоцитами и кровью.

Остеобласты - клетки, создающие костную ткань. В сформировавшейся кости они встречаются только в участках восстановления костной ткани после разрушения. Остеобласты имеют пирамидальную, кубическую или угловатую форму. В их цитоплазме хорошо развиты ЭПС, комплекс Гольджи, содержится много митохондрий.

Остеокласты - клетки, способные разрушать обызвествленный хрящ и кость. Диаметр их достигает 90 мкм и более. Они содержат от 3 до нескольких десятков ядер. В том месте, где остеокласт соприкасается с костным веществом, в последнем образуется лакуна (ямка, впадина).

Строение и форма костей. Снаружи кость покрыта надкостницей, представляющей собой прочную соединительнотканную пластинку, богатую кровеносными и лимфатическими сосудами и нервами. Надкостница прочно сращена с костью при помощи волокон, проникающих в глубь кости. Наружный слой надкостницы - волокнистый, а внутренний - костеобразующий. Он прилегает непосредственно к костной ткани. В нем расположены тонкие веретенообразные клетки, за счет которых происходит развитие, рост в толщину и регенерация костей после повреждения.

Различают два основных типа костной ткани - грубоковолокнистую (характерную для покровных костей черепа) и пластинчатую. Последняя наиболее распространена в организме и образована костными пластинками, которые состоят из остеоцитов и тонковолокнистого костного межклеточного вещества.

В зависимости от расположения костных пластинок различают плотное и губчатое костное вещество. В компактном (плотном) веществе костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя сложные системы - остеоны, структурные единицы кости.

Губчатое костное вещество состоит из тонких костных пластинок, перекрещивающихся между собой и образующих множество ячеек. Направление перекладин совпадает с кривыми сжатия и растяжения, образуя сводчатые конструкции (арки). Такое расположение пластинок под углом друг к другу обеспечивает равномерную передачу давления или тяги мышц на кость. Трубчатое и арочное строение кости обеспечивает наибольшую прочность при меньшей массе и минимальной затрате костного материала.

По форме различают кости трубчатые, короткие (или губчатые) и смешанные.

В трубчатой кости различают ее удлиненную среднюю часть (тело), обычно цилиндрической или трехгранной формы, и утолщенные концы. На них располагаются суставные поверхности, служащие для соединения с соседними костями, покрытыми суставным хрящом. Среди трубчатых костей выделяют длинные (например, плечевая, бедренная, кости предплечья и голени) и короткие (кости пясти, плюсны, фаланги пальцев). Концы кости построены из губчатого костного вещества, покрытого тонким слоем компактного. Тело кости образовано компактным костным веществом.

Губчатое вещество концов трубчатых костей заполнено красным костным мозгом, который является кроветворной частью костного мозга. Тело кости (у взрослых людей) заполняет желтый костный мозг. Его клетки содержат большое количество жировых включений и представляют собой перерожденные клетки соединительной ткани. В обычных условиях желтый костный мозг не осуществляет кроветворной функции, но в случае больших кровопотерь или при отравлениях организма в нем появляются очаги кроветворения.

Губчатые кости (иногда их называют короткими) состоят из губчатого вещества, покрытого тонким слоем компактного и заполненного красным костным мозгом. Губчатые кости имеют форму неправильного куба или многогранника. Они обычно располагаются в местах, где большая нагрузка сочетается с большой подвижностью. Плоские губчатые кости участвуют в образовании полостей, поясов конечностей, выполняют функцию защиты (например, грудина, кости крыши черепа). К поверхности губчатых костей прикрепляются мышцы.

Смешанные кости имеют сложную форму и состоят из нескольких частей, имеющих различное строение и форму (например, позвонки).

Рост костей. Формирование скелета заканчивается у человека к 22-25 годам. В толщину кости растут за счет надкостницы, а в длину - за счет хрящевой ткани, покрывающей концы костей.

Рост костей регулируют биологически активные вещества (например, гормон роста соматотропин, вырабатываемый гипофизом). Недостаток этого гормона ведет к очень медленному росту (карликовость), а избыток - к очень быстрому (гигантизм). Если функция гипофиза усиливается у взрослого человека, то непропорционально разрастаются некоторые части тела (например, пальцы, нос).

У взрослых людей кости не утолщаются, но замена старого костного вещества новым продолжается всю жизнь. Костное вещество способно перестраиваться под влиянием нагрузки, действующей на скелет (например, кости больших пальцев стопы у балерин утолщены, а их масса уменьшена за счет расширения внутренней полости). Чем больше нагрузка на скелет, тем активнее идут процессы обновления и тем прочнее костное вещество, отсюда польза физических нагрузок в то время, когда формируется скелет. При недостатке в организме кальция кости становятся хрупкими, легко ломаются, особенно в старости, когда, кроме нарушения кальциевого обмена, ослабляется и мышечный тонус.

Соединения костей. Скелет выполняет функции опоры и движения благодаря, тому, что все кости соединены между собой и образуют подвижные костные рычаги.

Все соединения делятся на три большие группы: непрерывные, суставы и полусуставы.

Непрерывные - это соединения костей с помощью различных видов соединительной ткани (например, швы - соединения краев костей черепа между собой тонкими прослойками волокнистой соединительной ткани). В области лицевого черепа швы гладкие, плоские, в мозговом черепе - зубчатые, а между теменной и височной костями - чешуйчатые. Лишь нижняя челюсть образует с черепом укрепленный связками сустав.

Суставы представляют собой подвижные соединения костей, отличающиеся обязательным наличием следующих анатомических элементов: суставных поверхностей костей, покрытых суставным хрящом; суставной капсулы; суставной полости и суставной жидкости. На одной из костей, сочленяющихся в суставе, обычно находится суставная впадина (ямка). В нее входит соответствующая ей по форме головка другой из сочленяющихся костей. Впадина и головка покрыты слоем блестящего гладкого хряща. Его функция - облегчение скольжения головки во впадине при движениях в суставе. Он лишен кровеносных сосудов, содержит 75-80% воды и 20-25% сухих веществ, из которых приблизительно половину составляет белок коллаген. Через межклеточное вещество в хрящ путем диффузии проникают вода и питательные вещества. Со стороны суставной поверхности хрящ покрыт слоем аморфного вещества.

Кости, образующие суставы, соединяются связками а сверху сустав покрыт суставной сумкой, в которой находится суставная жидкость. Она уменьшает трение и способствует скольжению головки одной кости во впадине другой.

Суставная сумка, или капсула, биологически герметична, т. е. непроницаема для микроорганизмов. Она укрепляется связками внекапсульными и (в ряде случаев) внутрикапсульными. Связки очень прочны. Количество суставной жидкости невелико (даже в коленном суставе всего 2-3 см3). Давление в полости сустава ниже атмосферного.

Полусуставы являются полуподвижными соединениями костей. Это хрящевые соединения (подобно неподвижным), но в толще хряща имеется небольшая щелевидная полость. К таким соединениям относятся, например, соединения позвонков и сочленения ребер с грудиной.

Строение отделов скелета. Позвоночник. Наличие позвоночного столба служит важнейшим отличительным признаком позвоночных животных. Позвоночный столб связывает части тела, выполняет опорную и защитную функции для спинного мозга и выходящих из позвоночного канала спинномозговых нервов; верхний конец позвоночника поддерживает голову; скелеты верхних и нижних свободных конечностей прикрепляются к скелету туловища посредством поясов, а позвоночник передает тяжесть тела человека поясу нижних конечностей; положение и форма позвоночника человека обуславливают возможность прямохождения.

Позвоночник человека представляет собой длинный изогнутый столб, состоящий из лежащих один на другом позвонков. Выпуклости позвоночного столба, обращенные вперед, называются лордозами, а назад - кифозами. Шейный лордоз переходит в грудной кифоз, который в свою очередь сменяется поясничным лордозом, а затем - крестцово-копчиковым кифозом. Функциональная роль изгибов очень велика. Благодаря им удары и сотрясения, передающиеся позвоночнику при различных движениях, падении и пр., не достигают черепа и, главное, мозга. Наличие лордозов и кифозов позвоночника отличает позвоночник человека от позвоночника других животных и связано с вертикальным положением тела и прямохождением.

Позвоночный столб образован 33-34 позвонками. Наиболее типично следующее их количество: шейных - 7, грудных - 12, поясничных - 5, крестцовых - 5, копчиковых - 4. У новорожденных детей число отдельных позвонков - 33 или 34. У взрослого человека позвонки нижнего отдела срастаются, образуя крестец и копчик.

Позвонки разных отделов отличаются друг от друга по форме и величине, однако все они имеют множество общих признаков. Каждый позвонок состоит из расположенных спереди тела и сзади - дуги. Дуга и тело позвонка ограничивают широкое позвоночное отверстие. Позвоночные отверстия всех позвонков образуют длинный позвоночный канал, в котором залегает спинной мозг. Между телами позвонков находятся межпозвоночные диски, построенные из волокнистого хряща. От дуги позвонка отходят отростки. В четырех из них имеются вырезки. Соединяясь попарно с отростками выше- и нижележащих позвонков, они образуют межпозвоночные отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы.

Число шейных позвонков почти у всех млекопитающих равно семи (исключение, например, коала). У человека в связи с прямохождением значительно изменились первый и второй шейный позвонки. Они сочленяются с черепом и несут на себе его тяжесть. Первый шейный позвонок называется атлантом.

12 грудных позвонков соединяются с ребрами, 5 крестцовых позвонков у взрослого человека, срастаясь, образуют крестец. Передняя его часть вогнута (кифоз). Копчик состоит из 1-5 (чаще 4) сросшихся рудиментарных позвонков. Они срастаются в возрасте от 12 до 25 лет.

Кости грудной клетки. К костям грудной клетки относятся ребра и грудина. Передне- и заднебоковые отделы грудной клетки образованы ребрами. Их 12 пар. 1-7-я пары (истинные ребра) достигают грудины посредством своего хряща; 8-10-я пары (ложные ребра) срастаются концами между собой

и с хрящами нижних ребер, образуя реберную дугу; 11-12-я пары (колеблющиеся) не доходят передними концами до грудины и теряются в верхних отделах передней брюшной стенки.

На внутренней поверхности каждого ребра по нижнему краю проходит борозда, в которой располагаются межреберный нерв, артерия и вены.

Грудина представляет собой плоскую кость, в которой различают три части: широкую рукоятку вверху, удлиненное тело и мечевидный отросток. На середине верхнего края рукоятки грудины имеется яремная вырезка, по бокам от нее - ключичные вырезки, а на боковых сторонах тела грудины - вырезки для хрящей ребер. Мечевидный отросток вырезок не имеет, к нему ребра не прикрепляются.

Строение черепа. Одной из важнейших частей скелета является череп. Он защищает от внешних воздействий головной мозг и органы чувств, дает опору лицу и начальным отделам пищеварительной и дыхательной систем.

Череп условно подразделяют на мозговой - вместилище головного мозга - и лицевой - костную основу лица, начальных отделов пищеварительной и дыхательной систем и вместилище органов чувств.

Череп человека состоит из 23 костей (8 парных и 7 непарных).

Мозговой отдел образован прочно и неподвижно соединенными между собой костями. Это парные теменные и височные, непарные лобная, затылочная, клиновидная и решетчатая.

Кости мозгового черепа плоские, губчатые, т. е. содержат красный мозг и многочисленные кровеносные сосуды, особенно вены.

В височной кости имеется отверстие наружного слухового прохода. На нижней поверхности затылочной кости есть большое затылочное отверстие, через которое полость черепа соединяется с позвоночным каналом. Кости основания черепа пронизаны мелкими отверстиями, через которые проходят черепномозговые нервы и кровеносные сосуды.

Лицевой отдел образован 15 костями. Самые крупные из них - челюстные. Нижнечелюстная кость - единственная подвижная кость черепа. У многих млекопитающих, включая низших приматов, она остается парной. На обеих челюстях имеются ячейки, в которых расположены корни зубов.

Кости верхних конечностей. Кости верхних конечностей представлены костями плечевого пояса (2 ключицами и 2 лопатками) и костями свободной верхней конечности (плечевой, локтевой, лучевой и костями кисти).

Ключица - S-образно изогнутая трубчатая кость. На ее концах имеются суставные поверхности для соединения с грудиной и лопаткой. Функциональная роль ее - обеспечение свободы движений руки за счет отдаления плечевого сустава от грудной клетки.

Лопатка - плоская кость треугольной формы, прилегающая к задней стенке грудной клетки. Лопатка у человека сочленяется с ключицей.

Кости свободной верхней конечности представлены одной длинной трубчатой костью цилиндрической формы (плечевой), двумя (лучевой и локтевой) также длинными трубчатыми, но трехгранной формы, и костями кисти. Кисть подразделяется на три отдела: запястье, состоящее из 8 костей, запястье из 5 костей и пальцы, скелет которых образован короткими трубчатыми костями - фалангами. У второго-пятого пальцев по 3 фаланги, а у первого пальца - 2.

В процессе эволюции кисть человека изменилась: уменьшилась ее длина, более широким стало запястье, увеличились кости большого пальца.

Все кости свободной верхней конечности соединены подвижно и действуют как сложная система рычагов.

Кости нижних конечностей. Нижние конечности человека являются органами опоры и передвижения. Они состоит из пояса, общего для обеих конечностей, представленного парными тазовыми костями, между которыми сзади как бы вклинился крестец, и свободной нижней конечностью.

Тазовая кость - парная плоская кость, образованная подвздошной, лобковой и седалищной костями, срастающимися между собой в области вертлужной впадины - глубокой выемки, сочленяющейся с головкой бедренной кости. Седалищная и лобковая кости ограничивают запирательное отверстие овальной формы, больших размеров, затянутое запирательной мембраной.

Свободная нижняя конечность образована бедренной, большой и малой берцовыми костями, надколенником, костями стопы (предплюсны, плюсны и пальцев).

Бедренная кость - наиболее крупная, массивная трубчатая кость, тело которой изогнуто вперед.

Большая и малая берцовые кости составляют голень. Большая берцовая кость - единственная из двух костей голени, которая сочленяется с бедренной. Это обусловило ее массивность. Нижний конец ее образует лодыжку. Малая берцовая кость верхним концом сочленяется с верхним же концом большой берцовой кости, а нижний конец заканчивается утолщенной лодыжкой. Лодыжки обеих костей служат для сочленения с таранной костью предплюсны.

В стопе человека различают предплюсну, плюсну и пальцы. Кости предплюсны, испытывающие большую нагрузку, - массивные, прочные. Они включают семь коротких костей, расположенных в 2 ряда. Наиболее крупные из них - пяточная и таранная. Плюсна образована пятью короткими трубчатыми костями, связанными с костями фаланг пальцев.

Стопа человека выполняет строго специализированную функцию опоры и передвижения. С этим связано ее строение по типу прочной и упругой сводчатой арки с короткими пальцами; при этом первый палец не противопоставляется остальным, а его первая фаланга расширена.

Надколенник - плоская кость, внутренняя поверхность которой покрыта хрящом. Он не сочленяется ни с одной из костей нижней конечности и лежит в толще сухожилия четырехглавой мышцы бедра.

Скелетные мышцы. Скелетные мышцы составляют активную часть опорно-двигательного аппарата. Они приводят в движение кости, активно изменяют положение в пространстве тела человека и его частей, участвуют в образовании стенок грудной и брюшной полостей, таза, входят в состав стенок глотки, верхней части пищевода, гортани, осуществляют дыхательные и глотательные движения, формируют наружный сфинктер (мышцу-замыкатель) заднего прохода. Скелетные мышцы удерживают тело человека в равновесии, перемещают его в пространстве.

Общая масса скелетной мускулатуры у взрослого человека составляет 30-35% массы тела, у новорожденных - 20-22%, а у пожилых и старых людей масса мышц несколько уменьшается (25-30%). Всего в теле человека имеется около 400 поперечно-полосатых мышц, сокращающихся произвольно под воздействием импульсов, поступающих по нервам из центральной нервной системы.

Скелетная мышца как орган состоит из пучков поперечно-полосатых мышечных волокон, каждое из которых покрыто соединительнотканной оболочкой. Пучки волокон различной величины отделены друг от друга прослойками соединительной ткани. И, наконец, мышца в целом покрыта наружным соединительнотканным чехлом. Все соединительные ткани мышцы на выходе из нее объединяются и переходят в сухожилие. Из наружного чехла в мышцу проникают кровеносные сосуды, которые разветвляются во внутренних соединительнотканных образованиях. В соединительнотканной оболочке, одевающей волокно, располагаются капилляры и нервные волокна.

Поперечно-полосатые мышечные волокна (длиной от 1 до 40 мм и толщиной до 1,1 мм) имеют цилиндрическую форму, много ядер, расположенных по периферии, вблизи плазматической мембраны волокна, называемой сарколеммой, и большое количество митохондрий, лежащих между миофибриллами (сократительными волокнами). Цитоплазма волокна, называемая саркоплазмой, богата белком миоглобином, который, подобно гемоглобину, способен связывать кислород. В зависимости от толщины волокон и содержания в них миоглобина различают красные, белые и промежуточные волокна. Красные мышечные волокна богаты миоглобином и митохондриями, однако они самые тонкие. Более толстые промежуточные волокна беднее миоглобином и митохондриями. Наконец, самые толстые белые волокна содержат меньше всего миоглобина и митохондрий. Структура и функции волокон неразрывно связаны между собой. Так, белые волокна сокращаются быстрее, но быстро устают, а красные способны сокращаться длительнее. У человека мышцы содержат все типы волокон, но в зависимости от функции мышцы в ней преобладают те или иные волокна.

Волокна отличаются поперечной исчерченностью. Темные полосы в них чередуются со светлыми. В свою очередь темные полосы, или диски, разделены светлой зоной, а светлые - темной линией. Волокна содержат сократительные элементы - миофибриллы. В миофибриллах содержатся толстые, образованные белком миозином и тонкие, образованные белком актином, протофибриллы. Концы последних располагаются между миозиновыми протофибриллами. Скольжение протофибрилл друг относительно друга и обеспечивают сокращение и расслабление миофибрилл. В поперечно-полосатых мышечных волокнах хорошо развита гладкая эндоплазматическая сеть. Мышечные волокна обильно снабжаются кровью.

Каждое мышечное волокно несет на себе чувствительное нервное окончание и моторную бляшку, через которую передается импульс к сокращению мышцы. Нервный импульс передается к мембранам саркоплазматической сети, вызывая изменение их проницаемости. Это ведет к выходу ионов кальция в цитоплазму. При этом белок актин взаимодействует с миозином, что приводит к сокращению мышцы за счет того, что тонкие мышечные филаменты (актиновые протофибриллы) вдвигаются между толстыми миозиновыми и светлый диск укорачивается.

Чувствительные нервные окончания воспринимают «мышечное чувство» - информацию о тонусе мышечных волокон, степени их сокращения, а в сухожилиях - «сухожильное чувство» (напряжение) и передают его по нервам в мозг.

Мышечные пучки формируют брюшко мышцы, переходящее в сухожильную часть. Головка мышцы начинается от одной кости, а хвост (сухожилие) прикрепляется к другой.

Сухожилие мало растяжимо, обладает значительной прочностью и выдерживает огромные нагрузки. Основу сухожилия составляют пучки коллагеновых волокон.

Форма мышц связана с их функцией. На конечностях чаще всего встречаются мышцы веретенообразной формы. Мышцы лентовидной формы (в виде пластин) участвуют в образовании стенок туловища (например, косые и поперечная мышцы живота).

Некоторые мышцы имеют по несколько головок. Каждая головка начинается от отдельной кости или разных точек одной кости. Затем головки сливаются, образуя общее брюшко и сухожилие. В зависимости от количества головок мышца называется дву-, трех-, четырехглавой. Примером двуглавой может служить двуглавая мышца плеча (бицепс), трехглавой - трехглавая мышца плеча (трицепс), четырехглавой - четырехглавая мышца бедра (квадрицепс).

В зависимости от выполняемой функции мышцы подразделяются на сгибатели и разгибатели, поднимающие и опускающие и др.

По расположению в организме различают мышцы головы и шеи, туловища, верхней и нижней конечности.

Мышцы головы и шеи делятся на две группы: мимические и жевательные. Следует отметить, что в ряде случаев они функционируют совместно (членораздельная речь, жевание, глотание, зевота).

Мышцы туловища подразделяют на мышцы спины, груди, диафрагму, мышцы живота и тазового пояса.

Мышцы спины осуществляют движение верхних конечностей. Следует отметить, что особенно развита мышца, выпрямляющая позвоночник у человека. Это связано с прямохождением. Мышцы груди участвуют в осуществлении дыхания.

Диафрагма разделяет грудную и брюшную полости, участвует в акте дыхания и осуществлении функций брюшного пресса. Она имеется только у млекопитающих.

Мышцы живота, в состав которых входят мышцы боковых, передней и задней стенок, составляют брюшной пресс. Они предохраняют внутренности от внешних воздействий, оказывают на них давление и удерживают в определенном положении, а также участвуют в движениях позвоночника и ребер.

Мышцы тазового пояса формируют дно полости таза и укрепляют его, поднимают задний проход. В поверхностном слое лежит наружный сфинктер заднего прохода, расположенный под кожей.

В группу мышц верхней конечности объединяют мышцы плечевого пояса, плеча (двуглавая мышца - сгибатель, трехглавая - разгибатель), предплечья и кисти. У человека значительно лучше развиты мышцы большого пальца, чем у человекообразных обезьян.

Мышцы нижней конечности подразделяют на мышцы таза, бедра, голени и стопы. Из всех мышц нижней конечности у человека наиболее развита большая ягодичная мышца (выполняет функцию разгибателя бедра и удерживает тело в вертикальном положении), четырехглавая мышца бедра (разгибает голень и удерживает тело в вертикальном положении). Мощная трехглавая мышца голени осуществляет подошвенное сгибание стопы.

Работа мышц. От рецепторов мышц, сухожилий, суставов по чувствительным нейронам нервные импульсы передаются в центральную нервную систему. В то же время от спинного мозга по двигательным нейронам к мышце проводятся нервные импульсы, в результате чего она сокращается. Таким образом, сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга влияют импульсы головного мозга (в частности, из коры больших полушарий). Это делает движения произвольными (например, яркий свет, укол, ожог вызывают рефлекторное сокращение мышц, а движения тела, поддержание поз, речь - произвольные движения).

Скелетные мышцы способны совершать очень быстрые сокращения. Чтобы мышца в течение длительного времени находилась в сокращенном состоянии, мозг посылает ей серии импульсов, следующих друг за другом с большой частотой.

В скелетных мышцах человека волокна изолированы друг от друга, и возбуждение, возникшее в одном из них, не распространяется на соседние. Мышечное волокно сокращается с максимально возможной для него силой, поэтому сила сокращения всей мышцы зависит не от того, плохо или хорошо сократились отдельные ее волокна, а от общего количества сократившихся в данный момент волокон.

В выполнении большинства движений принимают участие две группы мышц - сгибатели и разгибатели суставов. Сгибание в суставе осуществляется за счет сокращения мышц-сгибателей и одновременного расслабления мышц-разгибателей. Такая согласованная деятельность возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге (например, сокращение мышц-сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Расслабление мышц-разгибателей при этом связано с торможением двигательных нейронов, иннервирующих мышцу-разгибатель).

Мышцы - сгибатели и разгибатели суставов могут одновременно находиться в расслабленном состоянии (например, мышцы свободно висящей вдоль тела руки) или сокращенном (например, удерживание груза в горизонтально вытянутой руке).

Сокращаясь, мышца производит механическую работу. Это связано с расходом энергии. Источником энергии для движения служит окисление углеводов, липидов и жиров. Процесс этот осуществляется в митохондриях; вернее, распад углеводов до пировиноградной кислоты идет в цитоплазме мышечного волокна (саркоплазме) - гликолиз, а кислородное расщепление - в митохондриях. В результате выделяется углекислый газ и вода; часть энергии запасается в виде АТФ и далее используется для осуществления движения, а часть рассеивается в виде тепла.

Кровь поставляет к мышцам питательные вещества и кислород, уносит углекислый газ и продукты распада. При недостатке кислорода (например, недостаточном кровоснабжении мышц) кислородное расщепление затруднено. Это вызывает два основных следствия: а) накопление в мышцах молочной кислоты, что вызывает боль, и б) недостаточное выделение энергии (при гликолизе запасается всего 2 моля АТФ на 1 моль глюкозы вместо 38 молей при полном дыхании).

При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц, наступает утомление. Работоспособность восстанавливается после отдыха. Утомление развивается быстрее при увеличении нагрузки или при большом ритме сокращений.

Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал великий русский физиолог И. М. Сеченов (1829-1905). Он выяснил, что при выполнении физической работы важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. Тогда при высокой производительности утомление наступает позднее. И. М. Сеченов показал также, что утомление проходит быстрее и быстрее восстанавливается работоспособность при активном отдыхе (т. е. при смене одного вида деятельности другим), а не при пассивном отдыхе (т. е. полном покое).

Для развития мышц важна тренировка. Установлено, что при работе любого органа в него поступает больше крови, чем во время покоя. Следовательно, чем большую работу совершают мышечные волокна, тем больше питательных веществ и кислорода приносит им кровь. Мышцы быстрее растут, утолщаются при регулярных физических нагрузках, отсутствие же систематических тренировок ослабляет мышцы.

Мышечная работа сопровождается изменением в деятельности многих систем органов (сердечно-сосудистой, органов дыхания), улучшается кровоснабжение тканей, интенсифицируется обмен веществ.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+