Funkcje mięśni szkieletowych i gładkich. System mięśniowy
Mięśnie szkieletowe są jednym z głównych układów organizmu człowieka i stanowią aktywne ogniwo układu ruchu.
Mięśnie szkieletowe realizują ruchy poszczególnych części ciała i ruch człowieka w przestrzeni, a także biorą czynny udział w pracy narządów wewnętrznych. W sumie w ludzkim ciele znajduje się około 600 mięśni.
Klasyfikacja mięśni szkieletowych
Mięśnie szkieletowe składają się z kilku głównych rodzajów włókien:
- Powolne włókna. Zawierają dużą ilość białek mioglobiny, które wiążą tlen i są rodzajem „substancji oddechowej” dla mięśni, analogu hemoglobiny dla krwi. Nazywa się je „czerwonymi”, ponieważ mają ciemnoczerwony kolor. Włókna te odpowiadają za utrzymanie postawy. Zmęczenie pojawia się w nich powoli ze względu na mioglobinę i obecność mitochondriów, a powrót do zdrowia następuje szybko.
- Szybkie włókna. Zdolny do szybkiego kurczenia się przez długi czas bez zmęczenia. Brak zmęczenia tłumaczy się zwiększoną zawartością mitochondriów i produkcją ATP poprzez fosforylację oksydacyjną. Liczba włókien w jednostce neuromotorycznej takiego mięśnia jest mniejsza niż w poprzednim.
- Szybkie włókna z utlenianiem glikotycznym. Włókna te wykorzystują glikolizę do produkcji ATP i mają mniej mitochondriów. Mięśnie z takimi włóknami rozwijają się i kurczą znacznie szybciej, ale szybko się męczą. Brakuje im białka mioglobiny, dlatego nazywane są „białymi”.
Mięśnie składają się z jednostek motorycznych lub neuromotorycznych. Część mięśnia odpowiedzialna za szybkie i precyzyjne ruchy składa się z niewielkiej liczby włókien. Mięśnie odpowiedzialne za utrzymanie postawy są masywniejsze i mogą zawierać nawet kilka tysięcy tych włókien.
Główne typy mięśni
Zasadniczo wszystkie mięśnie dzielą się na 3 typy:
- Synergiści. Zaprojektowane do ruchu tylko w jednym kierunku.
- Antagoniści. Mogą działać w różnych kierunkach.
- Wielofunkcyjne mięśnie. Wpływa na więcej niż jeden konkretny staw. Mogą nadawać moment obrotowy ruchom.
Układ włókien w mięśniach
Włókna mięśni szkieletowych mogą być zlokalizowane w mięśniach:
- Równolegle do rozciągania. Dzieje się tak, gdy dana osoba wykonuje ćwiczenia w szybkim tempie, a poziom obciążenia jest minimalny.
- Prostopadłe do rozciągania. W tym przypadku przy maksymalnym obciążeniu stosuje się krótkie skurcze.
Mechanizmy regulujące siłę skurczu mięśni
Siła skurczu włókien mięśniowych jest regulowana przez centralny układ nerwowy. W tym przypadku stosowane są dwa różne mechanizmy doboru jednostek motorycznych:
- Do precyzyjnych, skoordynowanych i dokładnie obliczonych ruchów podczas wysiłku wykorzystuje się jednostki motoryczne, których liczba włókien nie przekracza 30.
- Silne i szorstkie ruchy wykorzystują mięśnie o liczbie włókien wynoszącej 100 lub więcej.
Im większą siłę mięśni zastosuje osoba podczas wykonywania danego ćwiczenia, tym silniejszy będzie generowany impuls. Zwiększa to liczbę zaangażowanych mięśni i wytwarza jeszcze większą siłę przyłożenia.
Funkcje mięśni szkieletowych człowieka
Mięśnie szkieletowe są częścią układu mięśniowo-szkieletowego człowieka. W tym przypadku mięśnie szkieletowe pełnią następujące funkcje:
- zapewnić przyjęcie i utrzymanie określonej postawy ciała
- poruszać ciałem w przestrzeni;
- przesuwać poszczególne części ciała ludzkiego względem innych części;
- wytwarzają ciepło, zapewniając termoregulację organizmu.
Właściwości mięśni szkieletowych
Mięśnie szkieletowe mają następujące właściwości fizyczne:
- Pobudliwość. Stan ten wyraża się zdolnością do reagowania na bodźce za pomocą potencjału błonowego i przewodnictwa jonowego. Czynnikami sprawczymi mogą być przekaźniki neuronów ruchowych lub środki zwiotczające mięśnie, które działają poprzez blokowanie przekazywania impulsów nerwowych. Stymulatory elektryczne są również często stosowane w laboratoriach.
- Przewodność. Umożliwia działanie głęboko i wzdłuż włókna mięśniowego zgodnie z systemem T.
- Kurczliwość. Mięśnie mogą się skracać, a także zwiększać napięcie pod wpływem stymulacji.
- Elastyczność. Włókna mięśniowe są zdolne do wytwarzania napięcia podczas rozciągania.
Napięcie mięśni szkieletowych
Mięśnie szkieletowe nie mogą znajdować się w stanie całkowicie zrelaksowanym i utrzymywać pewien poziom napięcia, który nazywa się napięciem. Ton wyraża się w utrzymaniu elastyczności mięśni w spokojnym stanie. Jest on zachowywany dzięki impulsom nerwowym docierającym sekwencyjnie w dużych odstępach czasu i drażniącym różne włókna.
Jednocześnie człowiek jako istota wysoce zorganizowana może dowolnie regulować swój ton. Może np. całkowicie rozluźnić lub napiąć mięśnie, a także wybrać poziom napięcia. Aby to zrobić, nie musi wykonywać żadnej pracy fizycznej.
Funkcja mięśni szkieletowych
Głównym zadaniem mięśni szkieletowych jest praca mięśni. Jest to w pełni zgodne z prawem fizycznym A = FS, które określa ilość energii, jaka została zużyta na poruszenie ciała w określonych warunkach (przy użyciu siły). Możliwa jest także praca w trybie izotonicznym, w którym skurcz mięśni następuje bez stresu.
Ponadto wyróżnia się reżim izotermiczny, podczas którego mięsień nie ulega skróceniu w warunkach maksymalnego obciążenia. W tym przypadku energia chemiczna zamieniana jest na energię cieplną. Podczas pracy w warunkach naturalnych skurcze w ustalonej pozycji nazywane są izotermicznymi, a skurcze w pozycji aktywnej nazywane są dynamicznymi.
Siła i praca nie pozostają stałe, a efektywność ćwiczeń stopniowo maleje. Ten stan nazywa się zmęczeniem. Tryb statyczny jest najbardziej uciążliwy. Stosowane włókna mięśniowe szybko gromadzą produkty powstałe w procesie utleniania (kwas pirogronowy i mlekowy). W tym przypadku zostaje zakłócona resynteza ATP odpowiedzialnego za dostarczanie energii podczas skurczów mięśni. Ponadto na stopień zmęczenia fizycznego wpływa stopień stresu psychicznego podczas pracy. Im wyższy, tym mniejsze zmęczenie mięśni.
Rodzaje mięśni
Obecnie wyróżnia się następujące typy mięśni:
- unipinnate, w którym wiązki mięśni są przyczepione do jednej strony ścięgna (np. kciuki zginaczy);
- dwupierzasty, w którym wiązki są przyczepione do obu stron ścięgien (takich jak zginacz długi palucha);
- wielopierzasty, w którym grupy pierzaste sąsiadują ze swoimi odpowiednikami (takimi jak mięsień naramienny);
- trójkątny, w którym wiązki są połączone z różnych kierunków (mięsień skroniowy).
Ponadto mięśnie mają różną liczbę głów i mogą być:
- dwugłowy;
- trójgłowy;
- czterogłowy.
Mięśnie szkieletowe pełnią wiele innych funkcji. Na przykład mogą w nagłych przypadkach zapewnić oddychanie tkankowe sercu za pomocą substancji oksymioglobiny (związek tlenu i mioglobiny). Dlatego rozwój mięśni szkieletowych jest jednym z fundamentów wysportowanego i dobrze rozwiniętego organizmu człowieka, a także jego zdrowia.
Znajomość podstaw anatomii i budowy własnego ciała, wraz ze zrozumieniem sensu i struktury treningu, pozwala wielokrotnie zwiększyć efektywność uprawiania sportu – wszak każdy ruch, każdy wysiłek sportowy wykonywany jest z zaangażowaniem pomoc mięśni. Ponadto tkanka mięśniowa stanowi znaczną część masy ciała – u mężczyzn stanowi 42-47% suchej masy ciała, u kobiet – 30-35%, a aktywność fizyczna, zwłaszcza planowany trening siłowy, zwiększa udział tkanki mięśniowej a wręcz przeciwnie, fizyczna bezczynność je zmniejsza.
Rodzaje mięśni
W organizmie człowieka występują trzy rodzaje mięśni:
- szkieletowy (nazywa się je również prążkowanymi);
- gładki;
- i mięsień sercowy, czyli mięsień sercowy.
Mięśnie gładkie tworzą ściany narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych. Ich charakterystyczną cechą jest to, że działają niezależnie od świadomości człowieka: siłą woli nie można zatrzymać na przykład perystaltyki (skurczów) jelit. Ruchy takich mięśni są powolne i monotonne, ale pracują nieprzerwanie, bez odpoczynku, przez całe życie.
Mięśnie szkieletowe odpowiedzialny za utrzymanie ciała w równowadze i wykonywanie różnorodnych ruchów. Czy masz wrażenie, że „tylko” siedzisz na krześle i odpoczywasz? Tak naprawdę w tym czasie pracują dziesiątki mięśni szkieletowych. Pracą mięśni szkieletowych można sterować siłą woli. Mięśnie poprzecznie prążkowane są w stanie szybko się kurczyć i równie szybko rozluźniać, jednak intensywna aktywność prowadzi do stosunkowo szybkiego zmęczenia.
Mięsień sercowy w unikalny sposób łączy w sobie cechy mięśni szkieletowych i gładkich. Podobnie jak mięśnie szkieletowe, mięsień sercowy może intensywnie pracować i szybko się kurczyć. Podobnie jak mięśnie gładkie jest praktycznie niestrudzony i niezależny od wolicjonalnego wysiłku człowieka.
Swoją drogą trening siłowy nie tylko „rzeźbi ulgę” i zwiększa siłę naszych mięśni szkieletowych – ale także pośrednio poprawia jakość pracy mięśni gładkich i mięśnia sercowego. Swoją drogą, doprowadzi to również do efektu „sprzężenia zwrotnego” – wzmocniony mięsień sercowy, rozwinięty w wyniku treningu wytrzymałościowego, pracuje intensywniej i wydajniej, co wyraża się w lepszym ukrwieniu całego organizmu, w tym mięśni szkieletowych, co dzięki może wytrzymać jeszcze większe obciążenia. Wytrenowane, rozwinięte mięśnie szkieletowe tworzą potężny „gorset” wspierający narządy wewnętrzne, który pełni ważną rolę w normalizacji procesów trawiennych. Prawidłowe trawienie to z kolei prawidłowe odżywianie wszystkich narządów organizmu, a zwłaszcza mięśni.
Różne typy mięśni różnią się budową, ale przyjrzyjmy się bliżej budowie mięśni szkieletowych, ponieważ jest ona bezpośrednio powiązana z procesem treningu siłowego.
Skupmy się na mięśniach szkieletowych
Głównym składnikiem strukturalnym tkanki mięśniowej jest miocyt – komórka mięśniowa. Jedną z wyróżniających cech miocytu jest to, że jego długość jest setki razy większa niż jego przekrój poprzeczny, dlatego miocyt nazywany jest również włóknem mięśniowym. Od 10 do 50 miocytów jest połączonych w wiązkę, a sam mięsień powstaje z wiązek - na przykład w bicepsie do miliona włókien mięśniowych.
Pomiędzy wiązkami komórek mięśniowych przechodzą najmniejsze naczynia krwionośne - naczynia włosowate i włókna nerwowe. Wiązki włókien mięśniowych i same mięśnie pokryte są gęstymi błonami tkanki łącznej, które na ich końcach stają się ścięgnami przyczepiającymi się do kości.
Główną substancją komórki mięśniowej jest sarkoplazma. Zanurzone są w nim najcieńsze włókna mięśniowe - miofibryle, które są kurczliwymi elementami komórki mięśniowej. Każda miofibryla składa się z tysięcy cząstek elementarnych - sarkomerów, których główną cechą jest zdolność do kurczenia się pod wpływem impulsu nerwowego.
Podczas ukierunkowanego treningu siłowego zwiększa się zarówno liczba miofibryli włókien mięśniowych, jak i ich powierzchnia przekroju poprzecznego. Proces ten prowadzi najpierw do wzrostu siły mięśni, a następnie do zwiększenia ich grubości. Jednak liczba samych włókien mięśniowych pozostaje taka sama - zależy od genetycznych cech rozwoju organizmu i nie zmienia się przez całe życie. Z tego możemy wywnioskować, że sportowcy mają różne perspektywy fizyczne – ci, których mięśnie składają się z większej liczby włókien, mają większe szanse na zwiększenie grubości mięśni poprzez trening siłowy niż sportowcy, których mięśnie zawierają mniej włókien.
Zatem siła mięśnia szkieletowego zależy od jego przekroju poprzecznego, czyli od grubości i liczby miofibryli tworzących włókno mięśniowe. Jednak siła i masa mięśniowa nie rosną w tym samym tempie: gdy masa mięśniowa podwaja się, siła mięśni staje się trzykrotnie większa, a naukowcy nie mają jeszcze jednego wyjaśnienia tego zjawiska.
Rodzaje włókien mięśni szkieletowych
Włókna tworzące mięśnie szkieletowe dzielą się na dwie grupy: włókna „wolne” lub ST (włókna wolnokurczliwe) i włókna „szybkie” FT (włókna szybkokurczliwe). Włókna ST zawierają duże ilości białka mioglobiny, które ma kolor czerwony, dlatego nazywane są również włóknami czerwonymi. Są to włókna wytrzymałościowe, ale pracują przy obciążeniu w granicach 20-25% maksymalnej siły mięśni. Z kolei włókna FT zawierają niewiele mioglobiny, dlatego nazywane są także włóknami „białymi”. Kurczą się dwa razy szybciej niż włókna „czerwone” i są w stanie wytworzyć 10 razy większą siłę.
Przy obciążeniach mniejszych niż 25% maksymalnej siły mięśniowej najpierw pracują włókna ST, a następnie, gdy się wyczerpią, do pracy włączają się włókna FT. Kiedy one również wyczerpią zasoby energii, staną się wyczerpane, a mięśnie będą potrzebowały odpoczynku. Jeżeli obciążenie jest początkowo duże, oba typy włókien pracują jednocześnie.
Nie należy jednak błędnie kojarzyć rodzajów włókien z szybkością ruchów, jakie wykonuje dana osoba. To, jaki rodzaj włókien jest w danym momencie przeważnie zaangażowany w pracę, zależy nie od szybkości wykonywanego ruchu, ale od wysiłku, jaki należy włożyć w tę czynność. Wynika to również z faktu, że różne typy mięśni, które pełnią różne funkcje, mają zmienny stosunek włókien ST i FT. W szczególności biceps, mięsień wykonujący głównie pracę dynamiczną, zawiera więcej włókien FT niż ST. Natomiast mięsień płaszczkowaty, który podlega głównie obciążeniom statycznym, składa się głównie z włókien ST.
Nawiasem mówiąc, podobnie jak całkowita liczba włókien mięśniowych, stosunek włókien ST/FT w mięśniach danej osoby jest zdeterminowany genetycznie i pozostaje stały przez całe życie. To wyjaśnia także wrodzone zdolności w niektórych dyscyplinach sportowych: u najbardziej „utalentowanych”, wybitnych sprinterów mięśnie łydek składają się w 90% z „szybkich” włókien, podczas gdy u maratończyków aż 90% tych włókien jest wolnych. .
Jednak pomimo tego, że naturalnej liczby włókien mięśniowych, a także proporcji ich szybkich i wolnych odmian nie da się zmienić, dobrze zaplanowany i wytrwały trening wymusi na mięśniach przystosowanie się do obciążenia i z pewnością przyniesie rezultaty.
Jednostka konstrukcyjno-funkcjonalna mięśnie szkieletowe Jest simplast Lub włókno mięśniowe- ogromna komórka w kształcie wydłużonego walca o ostrych krawędziach (nazwy simplast, włókno mięśniowe, komórka mięśniowa należy rozumieć jako ten sam przedmiot).
Długość komórki mięśniowej najczęściej odpowiada długości całego mięśnia i sięga 14 cm, a średnica wynosi kilka setnych milimetra.
Włókno mięśniowe jak każda komórka jest otoczona błoną - sarkolemą. Z zewnątrz poszczególne włókna mięśniowe otoczone są luźną tkanką łączną, w której znajdują się naczynia krwionośne i limfatyczne oraz włókna nerwowe.
Grupy włókien mięśniowych tworzą pęczki, które z kolei łączą się w cały mięsień, umieszczony w gęstej powłoce tkanki łącznej, która przechodzi na końcach mięśnia w ścięgna przyczepione do kości (ryc. 1).
Ryż. 1.
Siła wywołana skróceniem długości włókna mięśniowego przekazywana jest poprzez ścięgna do kości szkieletu i powoduje ich ruch.
Aktywność skurczową mięśnia kontroluje duża liczba neuronów ruchowych (ryc. 2) - komórek nerwowych, których ciała znajdują się w rdzeniu kręgowym, a długie gałęzie - aksony będące częścią nerwu ruchowego - zbliżają się do mięśnia. Po wejściu do mięśnia akson rozgałęzia się na wiele gałęzi, z których każda jest połączona z oddzielnym włóknem.
Ryż. 2.
Więc jeden neuron ruchowy unerwia całą grupę włókien (tzw. jednostkę neuromotoryczną), która działa jak pojedyncza jednostka.
Mięsień składa się z wielu jednostek neuromotorycznych i jest w stanie pracować nie całą swoją masą, ale partiami, co pozwala regulować siłę i szybkość skurczu.
Aby zrozumieć mechanizm skurczu mięśni, należy wziąć pod uwagę wewnętrzną strukturę włókna mięśniowego, które, jak już rozumiesz, bardzo różni się od zwykłej komórki. Zacznijmy od tego, że włókno mięśniowe jest wielojądrowe. Wynika to ze specyfiki tworzenia się włókien podczas rozwoju płodu. Symplasty (włókna mięśniowe) powstają na etapie rozwoju embrionalnego organizmu z komórek prekursorowych - mioblastów.
Mioblasty(nieuformowane komórki mięśniowe) intensywnie dzielą się, łączą i tworzą miotuby z centralnym położeniem jąder. Następnie rozpoczyna się synteza miofibryli w miotubulach (patrz poniżej struktury kurczliwe komórki), a tworzenie włókna kończy się migracją jąder na obwód. Do tego czasu jądra włókien mięśniowych utraciły już zdolność do podziału i pełnią jedynie funkcję generowania informacji do syntezy białek.
Ale nie wszystko mioblasty podążają ścieżką fuzji, niektóre z nich są izolowane w postaci komórek satelitarnych zlokalizowanych na powierzchni włókna mięśniowego, a mianowicie w sarkolemie, pomiędzy plazmolemą a błoną podstawną - składnikami sarkolemy. Komórki satelitarne w przeciwieństwie do włókien mięśniowych nie tracą przez całe życie zdolności do podziałów, co zapewnia wzrost masy włókien mięśniowych i ich odnowę. Odbudowa włókien mięśniowych w przypadku ich uszkodzenia jest możliwa dzięki komórkom satelitarnym. Kiedy włókno obumiera, komórki satelitarne ukryte w jego otoczce ulegają aktywacji, dzielą się i przekształcają w mioblasty.
Mioblastyłączą się ze sobą i tworzą nowe włókna mięśniowe, w których rozpoczyna się składanie miofibryli. Oznacza to, że podczas regeneracji zdarzenia związane z rozwojem mięśni embrionalnych (wewnątrzmacicznych) są całkowicie powtarzane.
Oprócz wielojądrowości charakterystyczną cechą włókna mięśniowego jest obecność w cytoplazmie (we włóknach mięśniowych jest to zwykle nazywane sarkoplazmą) cienkich włókien - miofibryli (ryc. 1), rozmieszczonych wzdłuż komórki i ułożonych równolegle do siebie. Liczba miofibryli we włóknie sięga dwóch tysięcy.
Miofibryle są elementami kurczliwymi komórki i mają zdolność zmniejszania swojej długości po nadejściu impulsu nerwowego, w ten sposób napinając włókno mięśniowe. Pod mikroskopem widać, że miofibryle mają poprzeczne prążki - naprzemienne ciemne i jasne paski.
Podczas kontraktowania miofibryle jasne obszary zmniejszają swoją długość i znikają całkowicie po całkowitym skurczeniu. Aby wyjaśnić mechanizm skurczu miofibryli, około pięćdziesiąt lat temu Hugh Huxley opracował model ślizgających się włókien, który następnie został potwierdzony eksperymentalnie i jest obecnie powszechnie akceptowany.
LITERATURA
- McRobert S. Ręce Tytana. – M.: JV „Szerszy Sport”, 1999.
- Ostapenko L. Przetrenowanie. Przyczyny przetrenowania podczas treningu siłowego // Ironman, 2000, nr 10-11.
- Solodkov A. S., Sologub E. B. Fizjologia sportu: Podręcznik. – SPb: SPbGAFK im. P.F. Lesgafta, 1999.
- Fizjologia aktywności mięśniowej: Podręcznik dla instytutów kultury fizycznej / wyd. Kotsa Ya M. – M.: Kultura fizyczna i sport, 1982.
- Fizjologia człowieka (Podręcznik dla instytutów wychowania fizycznego, wydanie V). / wyd. N.V. Zimkina. – M.: Kultura fizyczna i sport, 1975.
- Fizjologia człowieka: Podręcznik dla studentów instytutów medycznych / wyd. Kositsky G.I. - M.: Medycyna, 1985.
- Fizjologiczne podstawy treningu sportowego: Wytyczne dotyczące fizjologii sportu. – L.: GDOIFK im. P.F. Lesgafta, 1986.
Za dominującą tkankę organizmu człowieka uważa się tkankę mięśniową, której udział w całkowitej masie ciała człowieka wynosi do 45% u mężczyzn i do 30% u kobiet. Mięśnie obejmują różnorodne mięśnie. Istnieje ponad sześćset rodzajów mięśni.
Znaczenie mięśni w organizmie
Mięśnie odgrywają niezwykle ważną rolę w każdym żywym organizmie. Za ich pomocą wprawiany jest w ruch układ mięśniowo-szkieletowy. Dzięki pracy mięśni człowiek, podobnie jak inne żywe organizmy, może nie tylko chodzić, stać, biegać, wykonywać dowolne ruchy, ale także oddychać, żuć i przetwarzać pokarm, a nawet najważniejszy narząd - serce - składa się również z tkanka mięśniowa.
Jak działają mięśnie?
Funkcjonowanie mięśni odbywa się dzięki ich następującym właściwościom:
- Pobudliwość jest procesem aktywacji, objawiającym się reakcją na bodziec (najczęściej czynnik zewnętrzny). Właściwość objawia się zmianami w metabolizmie mięśnia i jego błony.
- Przewodnictwo to właściwość, która oznacza zdolność tkanki mięśniowej do przekazywania impulsu nerwowego powstałego w wyniku ekspozycji na bodziec z narządu mięśniowego do rdzenia kręgowego i mózgu, a także w kierunku przeciwnym.
- Kurczliwość to końcowa czynność mięśni w odpowiedzi na czynnik stymulujący, objawiająca się skróceniem włókna mięśniowego, zmienia się także napięcie mięśni, czyli stopień ich napięcia. Jednocześnie prędkość skurczu i maksymalne napięcie mięśni może być różna w wyniku różnych wpływów bodźca.
Należy zaznaczyć, że praca mięśni możliwa jest dzięki naprzemienności opisanych powyżej właściwości, najczęściej w następującej kolejności: pobudliwość-przewodność-kurczliwość. Jeśli mówimy o dobrowolnej pracy mięśni, a impuls pochodzi z centralnego układu nerwowego, to algorytm będzie miał postać przewodność-pobudliwość-kurczliwość.
Struktura mięśni
Każdy ludzki mięsień składa się ze zbioru wydłużonych komórek działających w tym samym kierunku, zwanego wiązką mięśni. Z kolei pęczki zawierają komórki mięśniowe o długości do 20 cm, zwane także włóknami. Kształt komórek mięśni prążkowanych jest podłużny, natomiast mięśni gładkich wrzecionowaty.
Włókno mięśniowe to wydłużona komórka otoczona zewnętrzną błoną. Pod skorupą kurczliwe włókna białkowe znajdują się równolegle do siebie: aktyna (jasna i cienka) i miozyna (ciemna, gruba). W obwodowej części komórki (w mięśniach poprzecznie prążkowanych) znajduje się kilka jąder. Mięśnie gładkie mają tylko jedno jądro, znajduje się ono w środku komórki.
Klasyfikacja mięśni według różnych kryteriów
Obecność różnych cech różniących się od niektórych mięśni pozwala na ich warunkowe pogrupowanie według cechy jednoczącej. Obecnie anatomia nie ma jednej klasyfikacji, według której można by pogrupować ludzkie mięśnie. Rodzaje mięśni można jednak klasyfikować według różnych kryteriów, a mianowicie:
- Według kształtu i długości.
- Według pełnionych funkcji.
- W odniesieniu do stawów.
- Według lokalizacji w ciele.
- Przynależąc do określonych części ciała.
- Według lokalizacji wiązek mięśni.
Oprócz rodzajów mięśni wyróżnia się trzy główne grupy mięśni w zależności od fizjologicznych cech struktury:
- Mięśnie szkieletowe poprzecznie prążkowane.
- Mięśnie gładkie tworzące strukturę narządów wewnętrznych i naczyń krwionośnych.
- Włókna sercowe.
Ten sam mięsień może jednocześnie należeć do kilku grup i typów wymienionych powyżej, ponieważ może zawierać jednocześnie kilka cech krzyżowych: kształt, funkcję, związek z częścią ciała itp.
Kształt i wielkość wiązek mięśniowych
Pomimo stosunkowo identycznej budowy wszystkich włókien mięśniowych, mogą one mieć różną wielkość i kształt. Zatem klasyfikacja mięśni według tego kryterium identyfikuje:
- Mięśnie krótkie poruszają małymi obszarami układu mięśniowo-szkieletowego człowieka i z reguły znajdują się w głębokich warstwach mięśni. Przykładem są mięśnie międzykręgowe kręgosłupa.
- Przeciwnie, długie są zlokalizowane na tych częściach ciała, które wykonują duże amplitudy ruchu, na przykład kończynach (ramionach, nogach).
- Szerokie zakrywają tułów (brzuch, plecy, mostek). Mogą mieć różne kierunki włókien mięśniowych, zapewniając w ten sposób różnorodne ruchy skurczowe.
W organizmie człowieka występują także różne formy mięśni: okrągłe (zwieracz), proste, kwadratowe, w kształcie rombu, wrzecionowate, trapezowe, naramienne, ząbkowane, jedno- i podwójnie pierzaste oraz inne kształty włókien mięśniowych.
Rodzaje mięśni ze względu na pełnioną funkcję
Ludzkie mięśnie szkieletowe mogą pełnić różne funkcje: zginanie, prostowanie, przywodzenie, odwodzenie, rotacja. Na podstawie tej cechy mięśnie można warunkowo pogrupować w następujący sposób:
- Prostowniki.
- Zginacze.
- Prowadzący.
- Porywacze.
- Rotacyjny.
Dwie pierwsze grupy zawsze znajdują się na tej samej części ciała, ale w przeciwnych kierunkach w taki sposób, że gdy pierwsze się kurczą, drugie rozluźniają i odwrotnie. Mięśnie zginacze i prostowniki poruszają kończynami i są mięśniami antagonistycznymi. Na przykład mięsień dwugłowy ramienia zgina ramię, a mięsień trójgłowy ramienia go prostuje. Jeżeli w wyniku pracy mięśni część ciała lub narząd wykonuje ruch w kierunku ciała, mięśnie te są przywodzicielami, jeśli w kierunku przeciwnym - odwodzicielami. Rotatory zapewniają okrężne ruchy szyi, dolnej części pleców i głowy, natomiast rotatory dzielą się na dwa podtypy: pronatory, które zapewniają ruch do wewnątrz, oraz podbicia podbicia, które zapewniają ruch na zewnątrz.
W odniesieniu do stawów
Mięśnie są przyczepione do stawów za pomocą ścięgien, powodując ich ruch. W zależności od rodzaju przyczepu i liczby stawów, na które działają mięśnie, mogą one być jednostawowe lub wielostawowe. Zatem jeśli mięsień jest przyczepiony tylko do jednego stawu, to jest to mięsień jednostawowy, jeśli przyczepiony jest do dwóch, to jest to mięsień dwustawowy, a jeśli jest więcej stawów, to jest to mięsień wielostawowy (zginacze/prostowniki palców).
Z reguły wiązki mięśni jednostawowych są dłuższe niż wiązki wielostawowe. Zapewniają pełniejszy zakres ruchu stawu względem jego osi, ponieważ spędzają swoją kurczliwość tylko na jednym stawie, podczas gdy mięśnie wielostawowe rozkładają swoją kurczliwość na dwa stawy. Te ostatnie typy mięśni są krótsze i mogą zapewniać znacznie mniejszą mobilność, jednocześnie poruszając stawami, do których są przyczepione. Inną właściwością mięśni wielostawowych jest niewydolność bierna. Można to zaobserwować, gdy pod wpływem czynników zewnętrznych mięsień zostaje całkowicie rozciągnięty, po czym nie kontynuuje ruchu, a wręcz przeciwnie, zwalnia.
Lokalizacja mięśni
Wiązki mięśniowe mogą lokalizować się w warstwie podskórnej, tworząc powierzchowne grupy mięśniowe lub w głębszych warstwach – zaliczają się do nich włókna mięśniowe głębokie. Na przykład mięśnie szyi składają się z włókien powierzchownych i głębokich, z których niektóre odpowiadają za ruchy kręgosłupa szyjnego, inne zaś odciągają skórę szyi, sąsiadujący obszar skóry klatki piersiowej, biorą także udział w obracaniu i pochylaniu głowy. W zależności od położenia względem danego narządu wyróżnia się mięśnie wewnętrzne i zewnętrzne (mięśnie zewnętrzne i wewnętrzne szyi, brzucha).
Rodzaje mięśni według części ciała
Ze względu na części ciała mięśnie dzielą się na następujące typy:
- Mięśnie głowy dzielą się na dwie grupy: mięśnie żujące, odpowiedzialne za mechaniczne rozdrabnianie pokarmu oraz mięśnie twarzy – rodzaje mięśni, dzięki którym człowiek wyraża swoje emocje i nastrój.
- Mięśnie ciała dzielą się na odcinki anatomiczne: szyjny, piersiowy (mostkowy większy, czworoboczny, mostkowo-obojczykowy), grzbietowy (romboidalny, najszerszy grzbietowy, obły większy), brzuszny (wewnętrzny i zewnętrzny brzuch, w tym brzuch i przepona).
- Mięśnie kończyn górnych i dolnych: mięsień ramienny (naramienny, triceps, biceps brachialis), zginacze i prostowniki łokcia, mięsień brzuchaty łydki (podeszwy), piszczel, mięśnie stopy.
Rodzaje mięśni ze względu na lokalizację wiązek mięśniowych
Anatomia mięśni u różnych gatunków może różnić się lokalizacją wiązek mięśni. Pod tym względem włókna mięśniowe, takie jak:
- Pierzaste przypominają budową ptasie pióro, w nich wiązki mięśni są przyczepione do ścięgien tylko z jednej strony, a rozchodzą się z drugiej. Pierzasty kształt układu wiązek mięśniowych jest charakterystyczny dla tzw. mięśni silnych. Miejsce ich przyczepienia do okostnej jest dość rozległe. Z reguły są krótkie i mogą rozwinąć dużą siłę i wytrzymałość, a napięcie mięśniowe nie będzie się znacznie różnić.
- Mięśnie z równoległymi pęczkami nazywane są również zręcznymi. W porównaniu do pierzastych są dłuższe i mniej wytrzymałe, ale mogą wykonywać delikatniejsze prace. Podczas skurczu znacznie wzrasta w nich napięcie, co znacznie zmniejsza ich wytrzymałość.
Grupy mięśni według cech strukturalnych
Skupiska włókien mięśniowych tworzą całe tkanki, których cechy strukturalne determinują ich warunkowy podział na trzy grupy:
![](https://i1.wp.com/syl.ru/misc/i/ai/297377/1642129.jpg)
Wykład 6. ODA. SYSTEM MIĘŚNIOWY
1. Budowa i funkcje mięśni szkieletowych
2. Klasyfikacja mięśni szkieletowych
4. Mięśnie ciała ludzkiego
Budowa i funkcje mięśni szkieletowych
Mięśnie szkieletowe są aktywną częścią układu mięśniowo-szkieletowego. Mięśnie te zbudowane są z prążkowanych (prążkowanych) włókien mięśniowych. Mięśnie są przyczepione do kości szkieletu i kiedy się kurczą (skracają), wprawiają w ruch dźwignie kostne. Mięśnie utrzymują pozycję ciała i jego części w przestrzeni, poruszają dźwigniami kostnymi podczas chodzenia, biegania i innych ruchów, wykonują ruchy żucia, połykania i oddychania, uczestniczą w artykulacji mowy i mimiki, wytwarzają ciepło.
W ludzkim ciele znajduje się około 600 mięśni, z których większość jest sparowana. Masa mięśni szkieletowych u osoby dorosłej sięga 30-40% masy ciała. U noworodków i dzieci mięśnie stanowią do 20-25% masy ciała. W wieku starszym i starczym masa tkanki mięśniowej nie przekracza 20-30%.
Każdy mięsień składa się z dużej liczby włókien mięśniowych. Każde włókno ma cienką otoczkę - endomysium, utworzoną przez niewielką liczbę włókien tkanki łącznej. Pęczki włókien mięśniowych otoczone są luźną tkanką łączną zwaną perimysium wewnętrznym, która oddziela wiązki mięśni od siebie. Na zewnątrz mięsień ma również cienką osłonę tkanki łącznej - zewnętrzne perimysium, ściśle połączone z wewnętrznym perimysium wiązkami włókien tkanki łącznej wnikającymi do mięśnia. Włókna tkanki łącznej otaczające włókna mięśniowe i ich wiązki, wystające poza mięsień, tworzą ścięgno.
Każdy mięsień rozgałęzia się na dużą liczbę naczyń krwionośnych, przez które krew dostarcza składniki odżywcze i tlen do włókien mięśniowych oraz odprowadza produkty przemiany materii. Źródłem energii dla włókien mięśniowych jest glikogen. Podczas jego rozkładu powstaje kwas adenozynotrójfosforowy (ATP), który służy do skurczu mięśni. Nerwy wchodzące do mięśnia zawierają włókna czuciowe i ruchowe.
Mięśnie szkieletowe mają takie właściwości, jak pobudliwość, przewodnictwo i kurczliwość. Mięśnie mają zdolność do pobudzenia pod wpływem impulsów nerwowych i przejścia w stan roboczy (aktywny). W tym przypadku wzbudzenie szybko rozprzestrzenia się (przewodzi) od zakończeń nerwowych (efektorów) do struktur kurczliwych - włókien mięśniowych. W rezultacie mięsień kurczy się, skraca i wprawia w ruch dźwignie kostne.
Mięśnie mają część kurczliwą (brzuch), zbudowaną z włókien mięśni prążkowanych, oraz końce ścięgien (ścięgna), które są przyczepione do kości szkieletu. W niektórych mięśniach ścięgna są wplecione w skórę (mięśnie twarzy), przyczepione do gałki ocznej lub do sąsiednich mięśni (mięśnie krocza). Ścięgna powstają z utworzonej gęstej włóknistej tkanki łącznej i charakteryzują się dużą wytrzymałością. Mięśnie znajdujące się na kończynach mają wąskie i długie ścięgna. Wiele mięśni w kształcie wstążki ma szerokie ścięgna zwane rozcięgnami.
Klasyfikacja mięśni szkieletowych
Obecnie mięśnie klasyfikuje się na podstawie ich kształtu, struktury, lokalizacji i funkcji.
Kształt mięśni. Najczęstszymi mięśniami są mięśnie wrzecionowate i wstęgowe (ryc. 30). Mięśnie wrzecionowate znajdują się głównie na kończynach, gdzie działają na długie dźwignie kostne. Mięśnie wstęgowe mają różną szerokość i zazwyczaj uczestniczą w tworzeniu ścian tułowia, jamy brzusznej i klatki piersiowej. Mięśnie wrzecionowate mogą mieć dwa brzuchy oddzielone ścięgnem pośrednim (mięsień dwubrzuszny), dwie, trzy i cztery części początkowe - głowy (biceps, triceps, mięśnie czworogłowe). Istnieją mięśnie długie i krótkie, proste i ukośne, okrągłe i kwadratowe.
Struktura mięśni. Mięśnie mogą mieć pierzastą strukturę, gdy wiązki mięśni są przyczepione do ścięgna z jednej, dwóch lub kilku stron. Są to mięśnie jednopierzaste, dwupienne i wiele mięśni pierzastych. Mięśnie pręcikowe zbudowane są z dużej liczby krótkich wiązek mięśniowych i mają znaczną siłę. To są mocne mięśnie. Jednak są w stanie skurczyć się tylko do niewielkiej długości. Jednocześnie mięśnie o równoległym ułożeniu długich wiązek mięśniowych nie są zbyt mocne, ale potrafią skrócić nawet o 50% swojej długości. Są to mięśnie zręczne, obecne są tam, gdzie ruchy wykonywane są na dużą skalę.
Ze względu na pełnioną funkcję i wpływ na stawy mięśnie dzielą się na zginacze i prostowniki, przywodziciele i odwodziciele, kompresory (zwieracze) i rozszerzacze. Mięśnie wyróżniają się lokalizacją w organizmie człowieka: powierzchowną i głęboką, boczną i przyśrodkową, przednią i tylną.
3. Aparat pomocniczy mięśni
Mięśnie wykonują swoje funkcje za pomocą urządzeń pomocniczych, do których zaliczają się powięź, kanały włókniste i kostno-włókniste, kaletki maziowe i bloki.
Powięź- Są to osłony tkanki łącznej mięśni. Rozdzielają mięśnie na przegrody mięśniowe i eliminują tarcie pomiędzy mięśniami.
Kanały (włókniste i kostno-włókniste) występują w miejscach, gdzie ścięgna rozciągają się na kilka stawów (na dłoni, stopie). Kanały służą do utrzymywania ścięgien w określonej pozycji podczas skurczu mięśni.
Pochwy maziowe utworzony przez błonę maziową (błonę), której jedna płytka wyścieła ściany kanału, a druga otacza ścięgno i łączy się z nim. Obie płytki zrastają się na końcach, tworząc zamkniętą wąską wnękę, która zawiera niewielką ilość płynu (maziówki) i zwilża ślizgające się względem siebie płytki maziowe.
Kaletki maziowe (śluzowe). pełnią funkcję podobną do pochwy maziowej. Kaletki to zamknięte worki wypełnione mazią stawową lub śluzem, umiejscowione w miejscu, w którym ścięgno przechodzi przez występ kostny lub przez ścięgno innego mięśnia.
W blokach zwane występami kostnymi (kłykciami, nadkłykciami), przez które przerzucane jest ścięgno mięśniowe. W rezultacie zwiększa się kąt przyczepu ścięgna do kości. Jednocześnie wzrasta siła działania mięśnia na kość.
Praca mięśni i siła
Mięśnie działają na dźwignie kostne, powodując ich ruch lub utrzymując części ciała w określonej pozycji. Każdy ruch zwykle angażuje kilka mięśni. Mięśnie działające w jednym kierunku nazywane są synergetykami, mięśnie działające w różnych kierunkach nazywane są antagonistami.
Mięśnie działają na kości szkieletu z określoną siłą i wykonują pracę - dynamiczną lub statyczną. Podczas dynamicznej pracy dźwignie kostne zmieniają swoje położenie i poruszają się w przestrzeni. Podczas pracy statycznej mięśnie są napięte, ale ich długość się nie zmienia, ciało (lub jego części) utrzymywane jest w określonej pozycji stacjonarnej. Ten skurcz mięśni bez zmiany ich długości nazywa się skurczem izometrycznym. Skurcz mięśnia, któremu towarzyszy zmiana jego długości, nazywany jest skurczem izotonicznym.
Biorąc pod uwagę miejsce przyłożenia siły mięśniowej do dźwigni kostnej oraz inne ich cechy, w biomechanice wyróżnia się dźwignie pierwszego rzędu i dźwignie drugiego rzędu (ryc. 32). W przypadku dźwigni pierwszego rodzaju punkt przyłożenia siły mięśniowej i punkt oporu (masa ciała, masa obciążenia) znajdują się po przeciwnych stronach punktu podparcia (od stawu). Przykładem dźwigni pierwszego rodzaju jest głowa, która opiera się na atlasie (punkt podparcia). Ciężar głowy (jej przednia część) znajduje się po jednej stronie osi stawu szczytowo-potylicznego, a miejsce przyłożenia siły mięśni potylicznych do kości potylicznej znajduje się po drugiej stronie osi. Równowagę głowy osiąga się pod warunkiem, że moment przyłożonej siły (iloczyn siły mięśni potylicznych i długości barku, równy odległości od punktu podparcia do miejsca przyłożenia siły) odpowiada do momentu siły ciężkości przedniej części głowy (iloczyn siły ciężkości i długości barku, równy odległości od punktu podparcia do punktu przyłożenia ciężkości).
W przypadku dźwigni drugiej klasy zarówno punkt przyłożenia siły mięśniowej, jak i punkt oporu (grawitacja) znajdują się po jednej stronie punktu podparcia (osi stawu). W biomechanice istnieją dwa rodzaje dźwigni drugiego rodzaju. W pierwszym typie dźwigni drugiego typu ramię przyłożenia siły mięśniowej jest dłuższe niż ramię oporu. Na przykład ludzka stopa. Ramię do przyłożenia siły mięśnia trójgłowego łydki (odległość od guzka pięty do punktu podparcia - głów kości śródstopia) jest dłuższe niż ramię do przyłożenia siły ciężkości ciała (od osi kostki połączenie z punktem podparcia). W dźwigni tej następuje przyrost przyłożonej siły mięśniowej (dźwignia jest dłuższa) i spadek prędkości ruchu ciężaru ciała (dźwignia jest krótsza). W drugim typie dźwigni drugiego rodzaju ramię przyłożenia siły mięśniowej będzie krótsze niż ramię oporu (przyłożenie grawitacji). Ramię od stawu łokciowego do przyczepu ścięgna mięśnia dwugłowego jest krótsze niż odległość od tego stawu do dłoni, na którą działa siła ciężkości. W tym przypadku następuje zwiększenie zakresu ruchu ręki (długie ramię) i zmniejszenie siły działającej na dźwignię kostną (krótkie ramię przyłożenia siły).
Siła mięśni określana przez masę (ciężar) ładunku, który ten mięsień może unieść na określoną wysokość przy maksymalnym skurczu. Siła ta jest zwykle nazywana siłą unoszącą mięśnia. Siła nośna mięśnia zależy od liczby i grubości jego włókien mięśniowych. U ludzi siła mięśni wynosi 5-10 kg na metr kwadratowy. cm fizjologiczna średnica mięśnia. Dla cech morfofunkcjonalnych mięśni istnieje koncepcja ich przekrojów anatomicznych i fizjologicznych (ryc. 33). Przekrój fizjologiczny mięśnia to suma przekroju (powierzchni) wszystkich włókien mięśniowych danego mięśnia. Anatomiczna średnica mięśnia to wielkość (powierzchnia) jego przekroju poprzecznego w najszerszym miejscu. W przypadku mięśni z włóknami rozmieszczonymi wzdłużnie (mięśnie w kształcie wstążki, wrzecionowate) średnica anatomiczna i fizjologiczna będzie taka sama. Gdy duża liczba krótkich wiązek mięśniowych jest ułożona skośnie, jak ma to miejsce w przypadku mięśni pręcikowych, średnica fizjologiczna będzie większa niż średnica anatomiczna.
Siła obrotowa mięśnia zależy nie tylko od jego fizjologicznej lub anatomicznej średnicy czy siły nośnej, ale także od kąta przyczepu mięśnia do kości. Im większy kąt, pod jakim mięsień przyczepia się do kości, tym większy wpływ może mieć na tę kość. Bloki służą do zwiększenia kąta przyczepu mięśnia do kości.
Mięśnie ciała ludzkiego
W zależności od ich umiejscowienia w ciele i dla łatwości badania wyróżnia się mięśnie głowy, szyi i tułowia; mięśnie kończyn górnych i dolnych.
Mięśnie zlokalizowane w różnych obszarach ciała człowieka nie tylko pełnią różne funkcje, ale mają także swoje własne cechy strukturalne. Na kończynach, z długimi, kostnymi dźwigniami przystosowanymi do poruszania, chwytania i trzymania różnych przedmiotów, mięśnie mają zwykle kształt wrzecionowaty, z podłużnym lub ukośnym ułożeniem włókien mięśniowych, ścięgnami wąskimi i długimi. W obszarze tułowia, w tworzeniu jego ścian, biorą udział mięśnie w kształcie wstążki z szerokimi płaskimi ścięgnami. Tak szerokie ścięgna nazywane są rozcięgnami. W okolicy głowy mięśnie żujące zaczynają się jednym końcem na nieruchomych kościach podstawy czaszki, a drugim końcem są przymocowane do jedynej ruchomej części czaszki - żuchwy. Mięśnie twarzy zaczynają się na kościach czaszki i przyczepiają się do skóry. Kiedy mięśnie twarzy kurczą się, powstaje ulga w zmianach skórnych twarzy i wyrazie twarzy.