Строение и свойства мышечной системы. Классификация мышц, их рост и развитие.

Мышцы тела человека образованы в основном мышечной тканью, состоящей из мышечных клеток. Различают гладкую и поперечнополосатую мышечную ткань. Гладкая мышечная ткань образует мускулатуру которая входит в состав некоторых внутренних органов, а поперечнополосатая образует скелетные мышцы. Общим свойством мышечной ткани является её возбудимость, проводимость и сократимость.

Поперечнополосатая мышечная ткань отличается от гладкой более высокой возбудимостью, проводимостью и сократимостью. Клетки поперечнополосатой мускулатуры имеют очень малый диаметр и большую длину (до 10-12 см). В связи с этим их называют волокнами.

Как и другие клетки, мышечные клетки имеют протоплазму, которая называется саркоплазмой. Внутри мышечного волокна находятся многочисленные ядра и другие составные части клеток.

В состав мышечных волокон входит большое количество ещё более тонких волоконец – миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из тончайших нитей протофибрилл. Протофибрилл это сократительный аппарат мышечной клетки, они представляют собой специальные сократительные белки – миозин и актин. Механизм мышечных сокращений представляет собой сложный процесс физических и химических превращений в мышечном волокне при обязательном участии сократительного аппарата. Запуск этого механизма осуществляется нервным импульсом а энергия для процесса сокращения поставляется АТФ кислотой. В этой связи особенностью строения мышечных волокон является большое количество митохондрий, обеспечивающих мышечное волокно необходимой энергией. Расслабление мышечного волокна, по предположению многих учёных осуществляется пассивно.

Строение, форма и классификация скелетных мышц.

Анатомической единицей самой активной части мышечной системы человека – скелетной (поперечнополосатой) мускулатуры – является скелетная мышца. Скелетная мышца – орган, образованный поперечнополосатой мышечной тканью, содержащей, кроме того, соединительную ткань; нервы и сосуды.

Каждая мышца окружена своеобразным футляром из соединительной ткани – фасцией.

Во внешнем строении мышцы различают сухожильную головку, соответствующую началу мышцы, брюшко мышцы (тело) образованное мышечными волокнами, и сухожильный конец мышцы (хвост) с помощью которого мышца прикрепляется к другой кости. Обычно хвост мышцы является подвижной точкой прикрепления а начало неподвижной. В процессе движения их функции могут меняться: подвижные точки становятся неподвижными и наоборот.

Форма мышц очень разнообразна и в значительной степени зависит от функционального назначения мышцы. Различают длинные, коротки, круговые, широкие и другие мышцы. Длинные мышцы располагаются на конечностях, короткие, там где размах движения мал (между позвонками). Широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище. Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела и при сокращении суживают их. Такие мышцы называют сфинктерами. Если мышца имеет одну головку её называют простой если две и более сложной (двуглавая и четырехглавая мышцы). Важным морфологическим признаком является расположение мышечных волокон. Различают параллельное, косое, поперечное и круговое у сфинктеров, если при косом расположении мышечных волокон они присоединяются только с одной стороны сухожилиями, то мышцы называют одноперистыми, если с двух сторон то двуперистыми.

Функционально мышцы делят на сгибатели и разгибатели, вращатели снаружи и вращатели внутри, приводящие мышцы и отводящие. Выделяют также мышцы синергисты и мышцы антагонисты. Первые образуют группу мышц содружественно выполняющих какое-либо движение, сокращение вторых вызывает противоположные движения.

Основные группы мышц.

Скелетные мышцы человека составляют около 40% массы его тела. У новорождённых детей мышцы составляют не более 20-25% от массы тела, а в пожилом возрасте отмечается постепенное уменьшение мускулатуры до 25-30% от массы тела. Всего в теле человека насчитывается более 600 мышц.

По месту расположения выделяют мышцы груди, спины, живота, головы, шеи, верхних и нижних конечностей.

Мышцы спины делятся на поверхностные и глубокие. К поверхностным относятся: трапециевидная мышца, широчайшая мышца спины, ромбовидные мышцы, зубчатые мышцы.

Эти мышцы участвуют в движениях верхних конечностей и изменении объёма грудной клетки (акт дыхания).

Глубокие мышцы прикрепляются к отросткам позвонков и участвуют в движении позвоночника назад и вперёд, расположены вдоль позвоночного столба, представлены многочисленными мышцами.

Мышцы груди делятся на мышцы относящиеся к плечевому поясу и верхней конечности (большая и малая грудные мышцы, подключичная и зубчатая мышцы), и собственные мышцы груди (наружные и внутренние межрёберные мышцы). Они приводят в движение и укрепляют на туловище верхние конечности и участвуют в функции дыхания. К дыхательным мышцам принадлежит и диафрагма (она отделяет грудную полость от брюшной).

Мышцы живота представлены наружной и внутренней косыми, поперечной и прямой мышцами живота, а также квадратной мышцей поясницы.

Прямые мышцы участвуют в сгибании туловища вперёд, а косые обеспечивают наклоны позвоночника, и повороты вместе с грудной клеткой влево, вправо. Мышцы живота не только участвуют в движениях туловища и грудной клетки. Они образуют стенку брюшной полости и благодаря своему тонусу, удерживают внутренние органы в их нормальном положении. Своим сокращением они повышают внутрибрюшное давление, образуя так называемый брюшной пресс. Мышцы брюшного пресса облегчают опорожнение кишечника, мочеиспускание, а у женщин изгнание плода при родах. Сокращение мышц брюшного пресса способствует движению крови в венозной системе и осуществлению дыхательных движений.

Среди мышц головы различают жевательные мышцы и мимические. К жевательным относят: височную, жевательную и крыловидные мышцы. Сокращение этих мышц вызывает сложные жевательные движения. Мимические отличаются от других мышц тем что одним а иногда двумя своими концами прикрепляются к коже лица. Сокращение этих мышц определяет мимику человека. Проявление сложных эмоции (ощущений) определяется многочисленными комбинациями сокращений мимических мышц подчинённых импульсам идущим к ним от коры головного мозга по лицевому нерву. Мышцы шеи запрокидывают голову наклоняют и поворачивают её. Мышцы, прикреплённые к подъязычной кости, при сокращении изменяют положение языка и гортани при произнесении звуков и глотании.

Мышцы верхней конечности подразделяются на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности. Мышцы плечевого пояса окружают плечевой сустав, обеспечивая многочисленные движения в нём. Среди них важнейшая дельтовидная мышца. При сокращении эта мышца сгибает руку в плечевом суставе и отводит руку до горизонтального положения.

К мышцам свободной верхней конечности относят: мышцы плеча, предплечья, кисти.

В области плеча спереди расположена группа мышц сгибателей, а сзади разгибателей. Среди мышц передней группы наиболее важная бицепс, а задней трёхглавая мышца плеча.

Мышцы предплечья также представлены на передней поверхности сгибателями, на задней разгибателями. Мышцы кисти расположены только на ладонной поверхности. Среди них выделяют длинную ладонную мышцу и сгибатели пальцев. Благодаря наличию собственного мышечного аппарата, пальцы кисти приобретают большую подвижность и способны к разнообразным движениям, в том числе к максимальному сгибанию и разгибанию что немаловажно при работе.

Мышцы расположенные в области пояса нижних конечностей, приводят в движение ногу в тазобедренном суставе, а также при фиксированной конечности сгибают позвоночник в поясничном отделе. В переднюю группу мышц входит одна крупная мышца – подвздошно-поясничная. Среди задненаружной группы мышц тазового пояса – большая, средняя и малая ягодичные мышцы.

Нижние конечности имеют более массивный скелет чем верхние их мускулатура обладает большой силой, но вместе с тем меньшим разнообразием и ограниченным размахом движений.

На бедре спереди находится самая длинная мышца в человеческом теле портняжная мышца. Она сгибает ногу в тазобедренном и коленном суставах. Четырёхглавая мышца бедра лежит глубже портняжной, облегая бедренную кость почти со всех сторон. Основная функция этой мышцы – разгибание коленного сустава. При стоянии четырёхглавая мышца не даёт коленному суставу сгибаться. На стопе различают тыльную и подошвенную мышцы. Эти мышцы участвуют в сгибании и разгибании пальцев стопы, а также в их сближении и разведении.

Развитие мышечной системы.

Мышечная система ребёнка в процессе онтогенеза претерпевает значительные изменения. Мышцы приобретают присущую им форму и структуру ещё в первой половине внутриутробного периода развития. В дальнейшем их длина и толщина быстро увеличивается. Они растут в длину соответственно с ростом костей скелета путём удлинения мышечных волокон и особенно сухожилий, при помощи которых мышцы прикрепляются к костям. Рост в толщину в небольшой степени происходит за счёт образования новых волокон из находящихся в мышцах остатков первичной мышечной ткани. Однако в основном рост в толщину происходит путём увеличения диаметра волокон. У новорождённых он не превышает 10-15 тысячных долей миллиметра, а к 3-4 годам увеличиваются в 2-2,5 раза. В последующие годы диаметр мышечных волокон в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей организма, главным образом от двигательной активности. Начиная с 14-15 лет, микроструктура мышечной ткани практически не отличается от взрослого. Однако утолщение мышечных волокон может продолжаться до 30-35 лет.

У новорождённого на долю мышц приходится 20-22% массы всего тела, т.е. примерно вдвое меньше, чем у взрослого человека, мускулатура которого чаще всего составляет 35-45% массы тела. Следовательно, за весь период от рождения до взрослого состояния увеличение массы мускулатуры должно быть более интенсивным, чем увеличение массы тела. Однако в первое время, пока ребёнок не начал ходить, мышцы растут даже медленнее, чем весь организм в целом. Так за первые 4 месяца жизни общая масса тела увеличивается вдвое, а масса мышц возрастает только на 60% и составляет 16% массы тела. С конца первого года жизни под влиянием естественной тренировки рост мышц постепенно становится более интенсивным, и к шести годам на долю мышц снова приходится около 22% общей массы тела, а к 8 годам 27%. Особенно интенсивно растут мышцы от 14-15 лет до 17-18 лет. Так на долю мышц в 14 лет в среднем приходится 30% массы тела, а в 18-20 лет 40%. Формирование мышечных клеток и образование мышц как структурных единиц мышечной системы происходит гетрохронно, т.е. сначала образуются те скелетные мышцы которые необходимы для нормальной жизнедеятельности на данном возрастном этапе. Развитие мышц верхних конечностей обычно предшествует развитию нижних конечностей. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких мышц. Например, мышцы плеча и предплечья формируются быстрее мелких мышц кисти. У годовалого малыша мышцы верхних конечностей и плечевого пояса развиты лучше, чем мышцы таза и нижних конечностей. Особенно интенсивно мышцы рук развиваются в 6-7 лет.

Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц. Увеличивается возбудимость и лабильность мышечной ткани. Изменяется мышечный тонус. У новорождённого отличается повышенный мышечный тонус, а мышцы вызывающие сгибание костей, преобладают над мышцами разгибателями. С этим обычно связана скованность движений детей.

С возрастом способность мышц к расслаблению увеличивается и примерно после 15 лет движения подростков становятся более пластичными.

К 13-15 годам заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора, которое особенно интенсивно проходит в возрасте 7-12 лет. В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость и выносливость. Их развитие происходит неравномерно. Прежде всего развиваются быстрота и ловкость движений. Быстрота движений характеризуется числом движений, которое ребёнок в состоянии произвести за единицу времени. Она значительно возрастает у детей 4-5 лет и к 13-14 годам достигает уровня взрослого.

До 13-14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая связана со способностью детей, осуществлять точные и быстрые движения. Наиболее важен для развития ловкости дошкольный и младший школьный возраст. На развитие ловкости существенное влияние оказывает спортивная тренировка и у 15-16 летних спортсменов точность движений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста. Таким образом, дети, до 6-7 лет не способны совершать тонкие и точные движения в предельно короткое время.

Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и старшем дошкольном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10-12 до 13-15 лет. У девочек прирост силы происходит несколько раньше 10-12 лет, а у мальчиков с 13-14 лет. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек, но особенно чёткое различие проявляется в 13-14 лет. Позже других качеств развивается выносливость, характеризующаяся тем временем, в течение которого сохраняется достаточный уровень работоспособности организма.

Существуют возрастные, половые и индивидуальные отличия в выносливости. Выносливость детей дошкольного возраста находится на низком уровне, особенно к статической работе. Наиболее интенсивно выносливость увеличивается с 11-12 лет, и в целом к 17-18 годам выносливость школьников составляет около 85% уровня взрослого. Своего максимального уровня она достигает к 25-30 годам.