Мышечная ткань. Работа мышц

Мышцы, сухожилия, вспомогательный аппарат мышц. Классификация мышц.

Классификация суставов. Биомеханика суставов.

В зависимости от количества суставных поверхностей, участ­вующих в образовании сустава и их взаимоотношений между собой, суставы делятся на простые (две суставные поверхности), сложные (более двух), комплексные и комбинированные. Если два или более анатомически самостоятельных сустава функцио­нируют совместно, то они называются комбинированными (на­пример, оба височно-нижнечелюстные суставы). Комплексные — это суставы, в которых между сочленяющимися поверхностями имеются диск или мениски, разделяющие полость сустава на два отдела.

Форма сочленяющихся поверхностей обусловливает количество осей, вокруг которых может совершаться движение. В зависимости от этого суставы делятся на одно-, двух- и многоос­ные (рис. 42).

Для удобства форму су­ставной поверхности срав­нивают с отрезком тела вращения. При этом каж­дая форма сустава допус­кает то или иное число осей движения. Так, ци­линдрические и блоковид-ные суставы одноосные. При вращении прямой образующей линии вокруг параллельной ей прямой оси возникает цилиндри­ческое тело вращения. Ци­линдрические суставы — это срединный атлантоосе-вой, проксимальный луче-локтевой. Блок представ­ляет собой цилиндр с бо­роздой или гребнем, рас­положенными перпенди­кулярно оси цилиндра, и наличием соответствующе­го углубления или выступа на другой суставной по­верхности. Примерами блоковидных суставов яв­ляются межфаланговые су­ставы кисти. Разновид­ностью блоковидных суста­вов является винтообраз­ный. Отличие винта от блока в том, что борозда расположена не перпенди­кулярно оси, а по спирали. Примером винтообразного сустава может служить плечелоктевой сустав.

Эллипсовидные, мыщелковые и седловидные суста­вы являются двухосными. При вращении половины эллипса вокруг его диаметра образуется тело вращения — эллипс. Лучезапястный сустав является эллипсовидным. Мыщелковый сустав по форме близок к блоковидному и эллипсовидному, его суставная головка — подобие эллипса, однако в отличие от первого суставная поверхность располагается на мыщелке. Например, коленный и атлантозатылочный суставы являются мыщелковыми (первый является также комплексным, второй — комбинирован­ным).

Суставные поверхности седловидного сустава представляют собой два «седла» с пересекающимися под прямым углом осями. Седловидным является запястно-пястный сустав большого пальца, который характерен только для человека и обусловливает проти­вопоставление большого пальца кисти остальным. У неандер­тальца этот сустав был уплощенным. Преобразование сустава в типично седловидный связано с трудовой деятельностью.

Шаровидные и плоские суставы — многоосные. При вращении половины окружности круга вокруг его диаметра образуется шар. Кроме движения по трем осям, в них еще совершается и круговое движение. Например, плечевой и тазобедренный суставы. Послед­ний считают чашеобразным благодаря значительной глубине сус­тавной ямки.

Плоские суставы относятся к многоосным. Движения в них хотя и могут производиться вокруг трех осей, отличаются малым объемом. Объем движения в любом суставе зависит от его строе­ния, разности угловых размеров суставных поверхностей, а в плос­ких суставах величина дуги движения незначительна. К плоским относятся, например, межзапястные, предплюсне-плюсневые сус­тавы.

В суставах вокруг фронтальной оси производится сгибание (flexio) и разгибание (extensio); вокруг сагиттальной — приве­дение (adductio) и отведение (abdiictio); вокруг продольной — вращение (rotatio). При комбинированном движении вокруг всех описанных осей выполняется круговое движение, при этом сво­бодный конец описывает окружность.

В раннем детском возрасте суставы развиваются интенсивно, окончательное формирование всех элементов суставов заканчива­ется в возрасте 13—16 лет. Подвижность суставов больше у детей и молодых людей, у женщин она больше, чем у мужчин. С возра­стом подвижность уменьшается, это связано со склерозированием фиброзной мембраны и связок, ослаблением мышечной актив­ности. Лучшее средство для достижения высокой подвижности суставов и профилактики возрастных изменений — это постоян­ные физические упражнения.

Мышцы (muscus) — активная часть двигательного аппарата человека. Кости, связки, фасции образуют его пассивную часть.

Все скелетные мышцы нашего тела: мышцы головы, туловища и конечностей, состоят из исчерченной мышеч­ной ткани. Сокращение таких мышц происходит произ­вольно.

Сократимая часть мышцы, образованная мышечными волокнами, с обоих концов переходит в сухожилие. С по­мощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям ске­лета. В некоторых случаях (мимические мышцы лица) сухожилия вплетаются в кожу. Сухожилия мало растяжимы, построены из оформленной плотной волокнистой соединительной ткани, они очень прочны. Например, пяточное (ахиллово) сухо­жилие, принадлежащее трехглавой мышце голени, вы­держивает нагрузку в 400 кг, а сухожилие четырехглавой мышцы бедра — более полутонны (600 кг). Широкие мышцы туловища имеют плоские сухожильные растяже­ния — апоневрозы. Сухожилия состоят из параллельных пучков коллагеновых волокон, между которыми расположены фиброциты и небольшое количество фибробластов. Это пучки первого по­рядка. Рыхлая волокнистая неоформленная соединительная ткань (эндотендиний) окутывает несколько пучков первого порядка, образуя пучки второго порядка. Сухожилие снаружи покрыто перитендинием — футляром из плотной волокнистой соединитель­ной ткани. В соединительно-тканных прослойках проходят сосуды и нервы.

Скелетные мышцы взрослого человека составляют 40% от всей массы его тела. У новорожденных и детей на мышцы приходится не более 20—25% массы тела, а в старости отмечается постепенное уменьшение массы мускулатуры до 25—30% от массы тела. Всего в теле человека около 600 скелетных мышц.

Мышцы снабжены вспомогательными аппаратами. К ним от­носятся фасции, фиброзные и синовиальные влагалища сухожи­лий, синовиальные сумки, блоки. Фасция — это соединительно-тканная оболочка мышцы, которая образует ее чехол. Фасции отграничивают мышцы друг от друга, выполняют механическую функцию, создавая опору для брюшка при сокращении ослабляют трение мышц. Мышцы с фасциями соединены, как правило, с помощью рыхлой неоформленной соединительной ткани. Однако некоторые мышцы начинаются от фасции и прочно с ними сраще­ны (на голени, предплечье). Различают фасции собственные и поверхностные. Поверхностная фасция располагается под кожей и целиком окутывает все мышцы какой-либо области (например, плечо, предплечье), собственные фасции расположены глубже и окружают отдельные мышцы и группы мышц. Межмышечные перегородки разделяют группы мышц, выполняющих различную функцию. Фасциалъные узлы, утолщения фасций расположены в участках соединения фасций друг с другом. Они укрепляют фасциальные влагалища сосудов и нервов. Строение фасций зависит от функции мышц, от силы, кото­рую фасция испытывает при сокращении мышцы. Там, где мышцы развиты хорошо, фасции более плотные, имеют сухожильное строение (например, широкая фасция бедра, фасция голени), и наоборот, мышцы, выполняющие небольшую нагрузку, окружены рыхлой фасцией. В местах, где сухожилия перекидываются через костные выступы, фасции утолщаются в виде сухожильных дуг. В области голеностопного, лучезапястного суставов утолщенные фасции прикрепляются к костным выступам, образуя удерживатели сухожилий и мышц. В расположенных под ни­ми пространствах в костно-фиброзных или фиб­розных влагалищах про­ходят сухожилия. В ряде случаев фиб­розные влагалища не­скольких сухожилий об­щие, в других каждое сухожилие имеет самосто­ятельное влагалище. Удерживатели предо­твращают боковые смеще­ния сухожилий при сокра­щении мышц.

Синовиальное влагали­ще отделяет движущееся сухожилие от неподвиж­ных стенок фиброзного влагалища и устраняет трение их друг от друга. Синовиальное влагалище представляет собой запол­ненную небольшим коли­чеством жидкости замкну­тую щелевидную полость, ограниченную висцеральным и париетальным листками. Удвоенный листок влагалища, соединяющий внутренний и наружный листки, называется брыжейкой сухожилия (мезотендиний). В нем про­ходят кровеносные сосуды, нервы, снабжающие сухожилие.

В зонах расположения суставов, где сухожилие или мышца перекидывается через кость или через соседнюю мышцу, имеются синовиальные сумки, которые, подобно описанным влагалищам, устраняют трение. Синовиальная сумка представляет собой пло­ский двустенный мешочек, выстланный синовиальной оболочкой и содержащий небольшое количество синовиальной жидкости. Наружная поверхность стенок сращена с движущимися органами (мышца, надкостница). Размеры сумок варьируют от нескольких мм до нескольких см. Чаще сумки находятся вблизи суставов у мест прикрепления. Часть из них сообщается с полостью сустава.

Классификация мышц

По форме – Веретенообразная (Головка, Брюшко, Хвост), Квадратная, Треугольная, Лентовидная, Круговая.

По количеству головок – Двуглавая, Трехглавая, Четырехглавая.

По количеству брюшек – Двубрюшная.

По направлению мышечных пучков – Одноперистая, Двуперистая, Многоперистая.

По функции – Сгибатель, Разгибатель, Вращатель (Кнаружи (пронатор), Кнутри (супинатор)), Подниматель, Сжиматель (сфинктер), Отводящая (абдуктор), Приводящая (аддуктор), Напрягатель.

По расположению – Поверхностная, Глубокая, Медиальная, Латеральная.

Мышечная ткань. Работа мышц.

Имеются два типа мышечной ткани: гладкая (неисчерченная) и поперечно-полосатая (исчерченная).

Гладкие мышцы осуществляют движения стенок внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. В стенках внут­ренних органов они, как правило, располагаются в виде двух слоев: внутреннего кольцевого и наружного продольного. В стен­ках артерий они формируют спиралевидные структуры. Структурная единица гладкой мышечной ткани — миоцит. Функциональная единица — группа миоцитов, окружен­ных соединительной тканью и иннервируемых нервным волокном, где нервный импульс передается с одной клетки на другую по межклеточным контактам. Однако в некоторых гладких мышцах (например, сфинктер зрачка) иннервируется каждая клетка. В миоците имеются тонкие актиновые (толщиной 7 нм), толстые миозиновые (толщиной 17 нм) и промежуточные (толщиной 10—12 нм) филаменты. Одной из важных особенностей строения миоцита является наличие в нем плотных телец, содержащих а -актинин, прикрепляющихся к плазматической мембране и нахо­дящихся в большом количестве в цитоплазме. Незернистая эндоплазматическая сеть (саркоплазматический ретикулум) представлена узкими трубочками и прилежащими к ним пузырьками-кавеолами, которые являются впячиваниями плазматической мембраны. Считают, что они проводят нервные импульсы. Гладкие мышцы совершают длительные тонические сокраще­ния (например, сфинктеры полых органов, гладкие мышцы кро­веносных сосудов) и относительно медленные движения, которые зачастую ритмичны (например, маятникообразные и перистальтические движения кишечника). Гладкие мышцы отличаются высокой пластич­ностью — после рас­тяжения они долго сохраняют длину, ко­торую получили в связи с растяжением.

Скелетные мыш­цы образованы преи­мущественно исчер­ченной (поперечно­полосатой) мышеч­ной тканью. Они при­водят в движение кости, активно изме­няют положение тела человека и его частей, участвуют в образова­нии стенок грудной, брюшной полостей, таза, входят в состав стенок глотки, верх­ней части пищевода, гортани, осуществля­ют движения глазно­го яблока и слуховых косточек, дыхатель­ные и глотательные движения. Скелетные мышцы удерживают скелетной мускулатуры у взрослого человека составля­ет 30—35 % массы тела, у новорожденных — 20—22 %; у пожи­лых и старых людей мышечная масса несколько уменьшается (25—30%). У человека около 400 поперечно-полосатых мышц, сокращающихся произвольно под воздействием импульсов, посту­пающих по нервам из центральной нервной системы. Скелетная мышца как орган состоит из пучков поперечно­полосатых мышечных волокон, каждое из которых покрыто соединительно-тканной оболочкой (эндомизий). Пучки волокон различной величины отделены друг от друга прослойками соединительной ткани, которые образуют внутренний перимизий. Мышца в целом покрыта наружным перимизием (эпимизип), которые вместе с соединительно-тканными структурами перимизия и эндомизия переходят в сухожилие. Из эпимизия в мышцу проникают кровеносные сосуды, разветвляющиеся во внутреннем перимизий и эндомизий. В последнем располагаются капилляры и нервные волокна. Поперечно-полосатые мышечные волокна длиной от 1 до 40 мм, толщиной до 0,1 мм имеют цилиндрическую форму, много ядер, расположенных по периферии вблизи плазматической мем­браны волокна — сарколеммы, и большое количество митохонд­рий, лежащих между миофибриллами. Саркоплазма богата белком миоглобином, который, подобно гемоглобину, может связывать кислород. В зависимости от толщины волокон и содержания в них миоглобина различают красные, белые и промежуточные попе­речно-полосатые мышечные волокна. Красные волокна богаты миоглобином и митохондриями, однако они самые тонкие, мио­фибриллы в них расположены группами. Более толстые про­межуточные волокна беднее миоглобином и митохондриями. И, наконец, самые толстые белые волокна содержат меньше всего миоглобина и митохондрий, но количество миофибрилл в них больше и располагаются они равномерно. Структура и функция волокон неразрывно связаны между собой. Так, белые волокна сокращаются быстрее, но быстрее устают; красные способны сокращаться длительнее. У человека мышцы содержат все типы волокон; в зависимости от функции мышцы ⁽в ней преобладает тот или иной тип волокон.

Работа мышц. Если мышца при своем сокращении поднимает груз, то она производит внешнюю работу, величина которой определяется произведением массы груза на высоту подъема и выражается в килограммо­метрах (кгм). Например, человек поднимает штангу массой 100 кг на высоту 2 м, при этом совершенная им работа равна 200 кгм.

Наибольшую работу мышца производит при некоторых средних нагрузках. Это явление получило название закона средней нагрузки.

Оказалось, что этот закон верен не только по отноше­нию к отдельной мышце, но и к целому организму. Человек совершает наибольшую работу по поднятию или переносу тяжести, если груз не слишком тяжел и не слишком легок. Большое значение имеет ритм работы: и слишком быстрая, и слишком медленная, монотонная работа быстро приводит к утомлению, а в итоге количество выполненной работы мало. Правильная дозировка наг­рузки и ритма работы лежит в основе рационализации тяжелого физического труда.