8.2. Активная часть двигательного аппарата

8.2.1. Мышцы, типы и формы мышечной ткани

Движение является одним из признаков и непременным условием жизни. В организме человека аппарат движения представлен костями, соединениями и мышцами. Но только мышцы являются активным звеном в динамической системе организма.

В теле человека насчитывается около 600 мышц. Большинство из них парные и расположены симметрично по обеим сторонам тела человека. Мышцы составляют: у мужчин — 42% веса тела, у женщин — 35%, у спортсменов — 45–52%.

Мышцы обеспечивают выполнение ряда важнейших физиологических функций: перемещение тела или отдельных его частей в пространстве, кровообращение, дыхание, передвижение пищевой кашицы в пищеварительных органах, поддержание тонуса сосудов, выделение экскрементов и т. д. Сократительная функция мышц обусловлена превращением в мышечных волокнах химической энергии биохимических процессов в механическую работу.

По происхождению, строению и даже функции мышечная ткань неоднородна. Основным свойством мышечной ткани является способность к сокращению – напряжению составляющих ее элементов. Для обеспечения движения элементы мышечной ткани должны иметь вытянутую форму и фиксироваться на опорных образованиях (костях, хрящах, коже, волокнистой соединительной ткани). Сокращение мышц не только обеспечивает движение, но и способствует улучшению кровообращения и лимфообращения, оказывает влияние на развитие и форму костей.

Типы и форма мышечной ткани

Существует 6 форм мышечной ткани: веретенообразная, двуглавая, двубрюшная, мышца с сухожильными перемычками, двуперистая мышца, одноперистая.

У высших животных имеются три типа мышц: поперечнополосатые скелетные (произвольные), поперечнополосатые сердечные (непроизвольные), гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи (непроизвольные).

Гладкие мышцы (г.м.) - сократимая ткань, состоящая, в отличие от поперечнополосатых мышц, из клеток (а не симпластов) и не имеющая поперечной исчерченности. Главные мышцы входят в состав оболочек внутренних органов: кишечника, кровеносных сосудов, дыхательных путей, выделительных и половых органов, а также многих желёз. Клетки в большинстве случаев веретенообразные, окружены волокнами соединительной ткани, образующими плотный футляр. Сократимый материал — протофибриллы — обычно располагается в цитоплазме изолированно; В г.м. найдены все три вида сократимого белка — актин, миозин и тропомиозин. В отличие от поперечнополосатых мышц, для г.м. характерно медленное сокращение, способность долго находиться в состоянии сокращения, затрачивая сравнительно мало энергии и не подвергаясь утомлению. Двигательная иннервация г.м. осуществляется отростками клеток вегетативной нервной системы, чувствительная — отростками клеток спинальных ганглиев. Не каждая клетка г.м. имеет специализированное нервное окончание

Актин- белок мышечных волокон.

Миозин- фибриллярный белок, один из главных компонентов сократительных волокон мышц — миофибрилл; составляет 40—60 % общего количества мышечных белков. При соединении М. с другим белком миофибрилл — актином — образуется актомиозин — основной структурный элемент сократительной системы мышц. Другое важное свойство М. — способность расщеплять аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ).

Поперечнополосатые мышцы (п.м.)- сократимая ткань, состоящая, в отличие от гладких мышц, из симпластов — многоядерных мышечных волокон, покрытых тонкой оболочкой — сарколеммой. П.м. имеют поперечную исчерченность, обусловленную чередованием в их миофибриллах участков с разными физико-химическими и оптическими свойствами. П. м. составляют скелетную (туловищную, или соматическую) мускулатуру и некоторые другие мышцы. П. м. осуществляют в основном функцию перемещения тела или отдельных его частей в пространстве.

Миофибриллы- [от мио... и новолат. fibrilla (уменьшительное от лат. fibra) — волоконце, ниточка] сократимые нити в протоплазме поперечнополосатых мышечных волокон скелетной мускулатуры, сердечной мышцы и мышц с двойной косой исчерченностью. Помимо свойств возбудимости и проводимости, мышцы обладают сократимостью, т. е. способностью укорачиваться или изменять степень напряжения при возбуждении. Функция сокращения возможна благодаря наличию в мышечной ткани специальных сократимых структур.

Сухожилия. Волокна в мышце объединяются в пучки, которые окружаются соединительнотканными футлярчиками. Эти футлярчики, соединяясь, образуют на концах мышц сухожилия. Они бывают разными – узкими, длинными, широкими, лентовидными. Широкие (пластинчатые) сухожилия, например, располагаются на животе, сильно развиты на стопе, где способствуют выполнению опорной функции. Толщина и прочность сухожилия зависят от действующих на него сил мышечного напряжения. Длинные и тонкие сухожилия некоторых мышц тоже заключены в футляры – каналы, которые удерживают сухожилие около костей и суставов, заставляя его двигаться в строго определённом направлении.

Как и связки, сухожилия отличаются прочностью. Так, ахиллово сухожилие (названное по имени самого быстроногого героя греческих мифов) прикрепляется к пяточной кости и способно выдержать нагрузку в 400 кг и более.

Мышечные пучки по отношению к сухожилию располагаются по-разному. В веретенообразных мышцах они почти параллельны сухожилию, а в перистых крепятся к нему с разных сторон, напоминая строение птичьего пера.

Мимические мышцы. Выражение лица – одно из проявлений богатой эмоциональной жизни человека – зависит от одинакового набора мышц. Подсчитано, что их на лице и шее около 25%. Лицевые мышцы называют мимическими мышцами. Одним своим концом они крепятся к кости, а другим – вплетаются в кожу. При сокращении мимических мышц изменяется натяжение кожи и становится иным рельеф лица. Так и формируется определённое выражение лица. Не зря говорят: «У него на лице всё написано».

В учебниках анатомии названия мимических мышц подчинены строгому порядку. Но у них есть и образные обозначения. О лобном мускуле упоминают как о мышце внимания или злобы; о мускуле, сдвигающем брови, - как о мускуле боли; о верхней части круговой мышцы глаза – как о мышце размышления, удивления, благочестия; о скуловой мышце – как о мышце радости; о нижней части круговой мышцы глаза – как о мышце приветливости и покорности; о мышце, поднимающей верхнюю губу, - как о мускуле плача, горючих слёз или скупости. В окружности рта выделяют ещё мышцы смеха, зависти, горя, отвращения.

Мышечная ткань, окружающая рот, включается в работу ещё до рождения человека. Именно она у зародыша, а затем у младенца обеспечивает сосание, т.к. создаёт вакуум в полости рта.

Ещё одна мышца лица – щёчная. Её иногда называют мышцей трубачей, т.к. сильнее всего она развита у них, не считая стеклодувов. В окружности глазной щели есть очень быстро сокращающаяся мышца – круговая; зато в нижнем веке мышц нет вовсе. Хорошо развиты жевательные мышцы, действующие на единственную подвижную кость черепа – нижнюю челюсть. «Тонкую» работу выполняют мышцы в области подъязычной кости – это связано с хорошим развитием мускулатуры языка, губ, глотки и гортани. Именно такие мышцы необходимы для речи.

2. Состав мышц и механизм мышечных сокращений

Скелетные мышцы. Продольноволокнистая мышца состоит из первичных пучков, содержащих 20 - 60 волокон. Отдельное волокно покрыто истинной клеточной оболочкой - сарколеммой. Сразу под ней, примерно через каждые 5 мкм по длине, расположены ядра. Волокна имеют характерную поперечную исчерченность.

Волокно образовано множеством (1000 - 2000 и более) плотно упакованных миофибрилл (диаметр 0,5 - 2 мкм), тянущихся из конца в конец. Между миофибриллами рядами расположены митохондрии, где происходят процессы, необходимые для снабжения мышцы энергией.

Белковый состав скелетной мышцы.

Белок	Молекулярная масса, дальтон, тыс.	Содержание белка, %
Миозин	460	55 - 60
Актин-р	46	20 - 25
Тропомиозин	70	4 - 6
Комплекс тропонина (ТпТ, Тп1, Тпс)	76	4 - 6
Актинин-и Другие белки (миоглобин, ферменты и пр.)	180	1 - 2 5 - 10

Механизм мышечного сокращения.

В обычных условиях скелетные мышцы возбуждаются импульсами, которые поступают по волокнам двигательных нейронов (мотонейронов), находящихся в передних отделах спинного мозга или в ядрах черепно-мозговых нервов. В зависимости от количества концевых разветвлений нервное волокно образует синаптические контакты с большим или меньшим числом мышечных волокон. Мотонейрон, его длинный отросток (аксон) и группа мышечных волокон, иннервируемых зтим аксоном, составляют двигательную, или нейромоторную, единицу.

Чем более тонка, специализированна в работе мышца, тем меньшее количество мышечных волокон входит в нейромоторную единицу. Малые двигательные единицы включают лишь 3 - 5 волокон (например, в мышцах глазного яблока, мелких мышцах лицевой части головы), большие двигательные единицы - до нескольких тысяч волокон (в крупных мышцах туловища и конечностей). В большинстве мышц двигательные единицы соответствуют первичным мышечным пучкам, каждый из которых содержит от 20 до 60 мышечных волокон. Двигательные единицы различаются не только числом волокон, но и размером нейронов - большие двигательные единицы включают более крупный нейрон с относительно более толстым аксоном.

Нейромоторная единица работает как единое делое: импульсы, исходящие от мотонейрона, приводят в действие мышечные волокна.

Сокращению мышечных волокон предшествует их электрическое возбуждение, вызываемое разрядом мотонейронов.

Возникающий под влиянием медиатора потенциал вызывает генерацию потенциала действия, распространяющегося в обе стороны вдоль мышечного волокна.

Сокращение - это изменение механического состояния миофибриллярного аппарата мышечных волокон под влиянием нервных импульсов. Сокращение проявляется в изменении длины мышцы или степени ее напряжения, или одновременно того и другого.

После смерти мышцы остаются напряженными, наступает так называемое трупное окоченение.

Максимальную силу мускулатура человека набирает к 30 годам, оставаясь такой до 45-50 лет. В это время мышцы достигают наибольшей площади в поперечном сечении, в них обильное кровоснабжение и развитый нервный аппарат. Затем мышцы постепенно слабеют, в особенности после 70 лет. Это одна из причин, почему у многих стариков отвисает живот и горбится спина.