Мышцы человека: строение и функции¶
Мышцы человека — это совокупность мышечных тканей организма, обеспечивающих движение тела, поддержание позы, перемещение крови и ряда внутренних сред, а также участие в обмене веществ и терморегуляции. У взрослого человека мышцы составляют примерно 40 % массы тела. Различают три типа мышечной ткани: скелетную (поперечнополосатую), гладкую и сердечную. В бытовом и анатомическом смысле под «мышцами человека» чаще понимают скелетную мускулатуру, которой управляет сознание.
¶Типы мышечной ткани
¶Скелетные мышцы
Скелетная мускулатура образована поперечнополосатыми волокнами, состоящими из миофибрилл — сократительных нитей белков актина и миозина. Волокна собраны в пучки, пучки — в мышцу, покрытую соединительнотканной оболочкой (фасцией). Скелетные мышцы крепятся к костям через сухожилия и сокращаются произвольно, под контролем соматической нервной системы.
¶Гладкие мышцы
Гладкая мускулатура образует стенки внутренних органов — сосудов, желудка, кишечника, мочевого пузыря, матки, бронхов. Её клетки веретенообразны, имеют одно ядро и сокращаются непроизвольно, медленно и длительно, под управлением вегетативной нервной системы.
¶Сердечная мышца
Миокард — особая поперечнополосатая ткань, клетки которой (кардиомиоциты) соединены так, что возбуждение распространяется по всей мышце. Сердечная мышца работает непроизвольно и ритмично на протяжении всей жизни, не утомляясь в обычных условиях.
¶Строение скелетной мышцы
В типичной скелетной мышце выделяют:
- брюшко — средняя сократимая часть;
- сухожилия — плотные соединительнотканные концы, прикрепляющие мышцу к костям;
- головку и хвост — места начала и прикрепления.
Мышца пронизана кровеносными сосудами (питание и доставка кислорода) и нервами: двигательными, чувствительными и вегетативными. Двигательный нерв передаёт сигнал от спинного или головного мозга; одно нервное волокно с группой мышечных волокон образует двигательную единицу.
¶Механизм сокращения
Сокращение запускается нервным импульсом. В месте контакта нерва и мышцы (нервно-мышечном синапсе) выделяется медиатор ацетилхолин, который возбуждает мембрану волокна. Далее сигнал проникает вглубь клетки, из внутренних хранилищ выходит кальций, и по так называемой теории скользящих нитей актиновые нити вдвигаются между миозиновыми — волокно укорачивается. Энергию для процесса даёт расщепление АТФ. Расслабление происходит, когда кальций возвращается в хранилища.
Различают несколько режимов работы мышцы: динамический (изотонический), при котором меняется длина, и статический (изометрический), при котором развивается напряжение без укорочения.
¶Основные группы мышц
| Группа | Примеры | Функция |
|---|---|---|
| Мышцы головы и шеи | жевательные, мимические, грудино-ключично-сосцевидная | жевание, мимика, повороты головы |
| Мышцы туловища | прямая и косые мышцы живота, межрёберные, диафрагма | сгибание, дыхание, поддержка внутренних органов |
| Мышцы спины | трапециевидная, широчайшая, разгибатели спины | движение рук, разгибание позвоночника |
| Мышцы груди | большая и малая грудные, передняя зубчатая | движение рук, дыхание |
| Мышцы верхней конечности | двуглавая, трёхглавая, дельтовидная | сгибание и разгибание руки, подъём плеча |
| Мышцы нижней конечности | четырёхглавая, ягодичные, икроножная | ходьба, бег, поддержание тела |
Диафрагма — главная дыхательная мышца, разделяющая грудную и брюшную полости.
¶Функции
Мышцы выполняют несколько ключевых задач:
- движение — перемещение тела и его частей в пространстве;
- поддержание позы — удержание вертикального положения;
- дыхание — работа диафрагмы и межрёберных мышц;
- кровообращение — «мышечный насос» помогает венозной крови возвращаться к сердцу;
- терморегуляция — при сокращении выделяется тепло (дрожь на холоде);
- защита — мышцы живота и таза поддерживают и защищают внутренние органы;
- обмен веществ — мышцы потребляют глюкозу и влияют на уровень сахара в крови.
¶Работа и утомление
Мышца может развивать разную силу в зависимости от нагрузки и числа вовлечённых двигательных единиц. При интенсивной работе накапливаются продукты обмена (в том числе молочная кислота), истощаются запасы энергии — развивается утомление. Восстановление происходит во время отдыха, а регулярная тренировка повышает выносливость и силу за счёт роста волокон и улучшения кровоснабжения.
Различают «красные» (медленные, выносливые) и «белые» (быстрые, сильные) мышечные волокна; их соотношение у человека определяется наследственностью и влияет на предрасположенность к спринту или марафону.
¶Гигиена и тренировки
Для нормальной работы мышц важны:
- сбалансированное питание с достатком белка;
- регулярная физическая нагрузка;
- полноценный сон и восстановление;
- разминка перед нагрузкой и растяжка после неё.
Малоподвижный образ жизни ведёт к атрофии мышц и снижению тонуса; чрезмерные нагрузки без подготовки — к растяжениям, разрывам и воспалению сухожилий.
¶Заболевания и нарушения
Наиболее распространённые проблемы:
- миалгия — боль в мышцах;
- миозит — воспаление мышц;
- мышечная дистрофия — наследственное прогрессирующее ослабление мышц;
- миастения — нарушение передачи сигнала в нервно-мышечном синапсе;
- судороги — непроизвольные болезненные сокращения.
Диагностикой и лечением занимаются неврологи, ортопеды и специалисты по лечебной физкультуре; применяются электромиография, анализы и визуализирующие методы.
¶Значение в науке и практике
Изучением мышц занимается миология — раздел анатомии. Данные о работе мышц используют в спорте, медицине, реабилитации, эргономике и робототехнике. Понимание биомеханики движений лежит в основе протезирования и разработки экзоскелетов. В России исследования мышечной физиологии велись в институтах физиологии и спортивной медицины, а теория двигательной активности развивалась в трудах отечественных физиологов.
Источники: учебники по анатомии и физиологии человека, справочные медицинские издания, материалы по биомеханике и спортивной медицине.