Классификация мышц.

Классификация мышц.

3. Основной задачей скелетной мускулатуры является совершение мышечной работы, в экспериментальной и клинической физиологии оценивают величину работы, которую совершает мышца, и мощность, развиваемую ею при работе.

Согласно законам физики, работа есть энергия, затрачиваемая на перемещение тела с определенной силой на определенное расстояние: А=FS. Если сокращение мышцы совершается без нагрузки (в изотоническом режиме), то механическая работа равна нулю. Если при максимальной нагрузке не происходит укорочения мышцы (изометрический режим), то работа также равна нулю. В этом случае химическая энергия полностью переходит в тепловую.

Согласно закону средних нагрузок, мышца может совершать максимальную работу при нагрузках средней величины.

При сокращении скелетной мускулатуры в естественных условиях преимущественно в режиме изометрического сокращения, например при фиксированной позе, говорят о статической работе, при совершении движений — о динамической.

Сила сокращения и работа, совершаемая мышцей в единицу времени (мощность), не остаются постоянными при статической и динамической работе. В результате продолжительной деятельности работоспособность скелетной мускулатуры понижается. Это явление называется утомлением. При этом снижается сила сокращений, увеличиваются латентный период сокращения и период расслабления.

Статический режим работы более утомителен, чем динамический. Утомление изолированной скелетной мышцы обусловлено прежде всего тем, что в процессе совершения работы в мышечных волокнах накапливаются продукты процессов окисления — молочная и пировиноградная кислоты. Кроме того, нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для энергообеспечения мышечного сокращения. В естественных условиях мышечное утомление при статической работе в основном определяется неадекватным регионарным кровотоком. Если сила сокращения в изометрическом режиме составляет более 15% от максимально возможной, то возникает кислородное «голодание» и мышечное утомление прогрессивно нарастает.

В реальных условиях необходимо учитывать состояние ЦНС — снижение силы сокращений сопровождается уменьшением частоты импульсации нейронов, обусловленное как их прямым угнетением, так и механизмами центрального торможения. Еще в 1903 г. И. М. Сеченов показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц одной руки значительно ускоряется при совершении работы другой рукой в период отдыха первой. В отличие от простого отдыха такой отдых называют активным.

Работоспособность скелетной мускулатуры и скорость развития утомления зависят от уровня умственной деятельности: высокий уровень умственного напряжения уменьшает мышечную выносливость.

Энергетика мышечного сокращения

В динамическом режиме работоспособность мышцы определяется скоростью расщепления и ресинтеза АТФ. При этом скорость расщепления АТФ может увеличиваться в 100 раз и более. Ресинтез АТФ может обеспечиваться за счет окислительного расщепления глюкозы. Действительно, при умеренных нагрузках ресинтез АТФ обеспечивается повышенным потреблением мышцами глюкозы и кислорода. Это сопровождается увеличением кровотока через мышцы примерно в 20 раз, увеличением минутного объема сердца и дыхания в 2—3 раза. У тренированных лиц (например, спортсмена) большую роль в обеспечении повышенной потребности организма в энергии играет повышение активности митохондриальных ферментов.

При максимальной физической нагрузке происходит дополнительное расщепление глюкозы путем анаэробного гликолиза. Во время этих процессов ресинтез АТФ осуществляется в несколько раз быстрее и механическая работа, производимая мышцами также больше, чем при аэробном окислении. Предельное время для такого рода работы составляет около 30 с, после чего возникает накопление молочной кислоты, т. е. метаболический ацидоз, и развивается утомление.

Анаэробный гликолиз имеет место и в начале длительной физической работы, пока не увеличится скорость окислительного фосфорилирования таким образом, чтобы ресинтез АТФ вновь сравнялся с его распадом. После метаболической перестройки спортсмен обретает как бы второе дыхание. Подробные схемы метаболических процессов приведены в руководствах по биохимии.

Теплообразование при мышечном сокращении

Согласно первому закону термодинамики, общая энергия системы и ее окружения должна оставаться постоянной.

Скелетная мышца превращает химическую энергию в механическую работу с выделением тепла. А. Хиллом было установлено, что все теплообразование можно разделить на несколько компонентов:

1. Теплота активации — быстрое выделение тепла на ранних этапах мышечного сокращения, когда отсутствуют видимые признаки укорочения или развития напряжения. Теплообразование на этой стадии обусловлено выходом ионов Са²⁺ из триад и соединением их с тропонином.

2. Теплота укорочения — выделение тепла при совершении работы, если речь идет не об изометрическом режиме. При этом, чем больше совершается механической работы, тем больше выделяется тепла.

3. Теплота расслабления — выделение тепла упругими элементами мышцы при расслаблении. При этом выделение тепла не связано непосредственно с процессами метаболизма.

Как отмечалось ранее, нагрузка определяет скорость укорочения. Оказалось, что при большой скорости укорочения количество выделяющегося тепла мало, а при малой скорости велико, так как количество выделяющегося тепла пропорционально нагрузке (закон Хилла для изотонического режима сокращения).

Скелетно-мышечное взаимодействие

При совершении работы развиваемое мышцей усилие передается на внешний объект с помощью сухожилий, прикрепленных к костям скелета. В любом случае нагрузка преодолевается за счет вращения одной части скелета относительно другой вокруг оси вращения.

Передача мышечного сокращения на кости скелета происходит при участии сухожилий, которые обладают высокой эластичностью и растяжимостью. В случае сокращения мышцы происходит растяжение сухожилий и кинетическая энергия, развиваемая мышцей, переходит в потенциальную энергию растянутого сухожилия. Эта энергия используется при таких формах движения как ходьба, бег, т. е. когда происходит отрыв пятки от поверхности земли.

Скорость и сила, с которой одна часть тела перемещается относительно другой, зависят от длины рычага, т. е. взаимного расположения точек прикрепления мышц и оси вращения, а также от длины, силы мышцы и величины нагрузки. В зависимости от функции, которую выполняет конкретная мышца, возможно превалирование скоростных или силовых качеств. Чем длиннее мышца, тем выше скорость ее укорочения. При этом большую роль играет параллельное расположение мышечных волокон относительно друг друга. В этом случае физиологическое поперечное сечение соответствует геометрическому Примером такой мышцы может служить портняжная мышца. Напротив, силовые характеристики выше у мышц с так называемым перистым расположением мышечных волокон. При таком расположении мышечных волокон физиологическое поперечное сечение больше геометрического поперечного сечения. Примером такой мышцы у человека может служить икроножная мышца.

У мышц веретенообразной формы, например у двуглавой мышцы плеча, геометрическое сечение совпадает с физиологическим только в средней части, в других областях физиологическое сечение больше геометрического, поэтому мышцы этого типа по своим характеристикам занимают промежуточное место

При определении абсолютной силы различных мышц максимальное усилие, которое развивает мышца, делят на физиологическое поперечное сечение. Абсолютная сила икроножной мышцы человека составляет 5,9 кг/см², двуглавой мышцы плеча — 11,4 кг/см² .

5. Мышцы головы.

Жевательные мышцы характеризуются тем, что все они одним концом фиксируются к нижней челюсти и приводят ее в движение, участвуя в акте жевания. Жевательных мышц четыре пары.

Жевательная мышца состоит из: поверхностной и глубокой Начинаются обе части от скуловой дуги, прикрепляются: к наружной поверхности угла нижней челюсти,и - к венечному отростку. Поднимает нижнюю челюсть, («раздавливающая» мышца)

Височная мышца, веерообразная, начинается от височной, теменной и клиновидной костей, прикрепляется к венечному отростку нижней челюсти. Поднимает нижнюю челюсть, ("КУСАЮЩАЯ" мышца),

Медиальная крыловидная мышца. Начинается от ямки крыловидного отростка клиновидной кости и прикрепляется к крыловидной бугристости на внутренней поверхности угла нижней челюсти. Поднимает нижнюю челюсть.

Латеральная крыловидная мышца. Начинается от большого крыла клиновидной кости и от крыловидного отростка и прикрепляется к мыщелковому отростку нижней челюсти, капсуле височно-нижнечелюстного сустава. При двустороннем сокращении выдвигает нижнюю челюсть вперед, при одностороннем сокращении смещает ее в противоположную сторону.

6. Мимические мышцы построены из тонких пучков, не имеют фасций и фиксируются к костям только одним концом. Второй конец их вплетается в кожу. Некоторые мышцы обоими концами вплетаются в кожу. Поэтому напряжение мимических мышц образует на лице складки, ямки, борозды, что придает лицу определенное выражение (мимику). В области лица мимические мышцы расположены кольцеобразно или по радиусу вокруг естественных отверстий: глазниц, рта, носа, обеспечивая замыкание или расширение этих отверстий.

Затылочно-лобная (надчерепная) мышца имеет затылочное брюшко и лобное брюшко, которые соединяются друг с другом апоневрозом -сухожильным шлемом. Сокращение затылочного брюшка тянет кожу головы назад, сокращение лобного брюшка поднимает брови, образует поперечные складки на лбу, и расширяет глазную щель.

Круговая мышца глаза – суживает глазную щель, тянет брови вниз. Разглаживает поперечные складки на лбу, смыкает глазную щель, расширяет слёзный мешок.

Круговая мышца рта - сжимает губы, вытягивает их вперед, закрывает рот (мышца « поцелуев»).

Мышца, сморщивающая бровь, - мышца боли, страдания, удивления - сближает брови, образуя между ними вертикальные складки.

Мышца, поднимающая угол рта, участвует в акте смеха.

Щечная мышца образует боковую стенку полости рта (ее мышечную основу). При сокращении оттягивает угол рта назад, прижимает щеку к зубам, участвует в акте сосания, способствует, игре на духовых инструментах «мышца трубачей».

Мышца смеха - непостоянная, тянет угол рта латерально.

7. Мышцы шеи подразделяют на поверхностные и глубокие.

К поверхностным мышцам шеи относятся: подкожная мышца шеи, грудино-ключично-сосцевидная мышца и мышцы, прикрепляющиеся к подъязычной кости. Последние, выделяются в отдельную срединную группу.

Мышцы шеи, прикрепляющиеся к подъязычной кости, подразделяются на мышцы, расположенные выше подъязычной кости, - надподъязычные и мышцы, лежащие ниже этой кости, - подподъязычные мышцы.

Надподъязычных мышц четыре.

1) Двубрюшная мышца

2) Шилоподъязычная мышца

3) Челюстно-подъязычная мышца образует дно полости рта (диафрагму рта).

4) Подбородочно-подъязычная мышца.

Все названные мышцы поднимают кверху подъязычную кость, а с ней и гортань, участвуя в глотании и произношении звуков. При фиксированной подъязычной кости опускают нижнюю челюсть (за исключением шилоподъязычной мышцы).

Подподъязычных мышц также четыре.

1) Грудино-подъязычная мышца

2) Грудино-щитовидная мышца

3) Щитоподъязычная мышца

4) Лопаточно-подъязычная мышца верхнего.

При своем сокращении эти мышцы опускают подъязычную кость, при этом мышцы, связанные с гортанью, опускают ее (кроме щитоподъязычной мышцы).

Глубокие мышцы шеи разделяют на латеральную (боковую) и медиальную (срединную, предпозвоночную) группы.

Латеральная группа представлена лестничными мышцами.

Все лестничные мышцы поднимают верхние ребра, действуя как дополнительные дыхательные мышцы; при фиксированных ребрах сгибают шейную часть позвоночника кпереди. Медиальная (предпозвоночная) группа мышц располагается на передней поверхности позвоночного столба по сторонам от срединной линии и представлена длинными мышцами шеи и головы, передней и латеральной прямыми мышцами головы.

Вопросы для контроля усвоения материала

1. Дайте определение мышцы как органа.

2. Назовите основные принципы классификации мышц..

3. Перечислите вспомогательные аппараты мышц.

4. Какие функции присущи скелетным мышцам?

5. Какова роль мимических и жевательных мышц?

⇐ Предыдущая 12