Анатомия человека

Классификация мышц. В основу классификации мышц положен функциональный принцип, так как величина, форма, направление мышечных волокон, положение мышцы зависят от выполняемой ею функции и совершаемой работы.

По  форме мышцы делятся на длинные, короткие, широкие. В длинных мышцах продольный размер превалирует над поперечным. Они всегда сокращаются целиком, имеют незначительную площадь прикрепления к костям, расположены в основном на ко-нечностях и обеспечивают значительную амплитуду их движений. У коротких мышц продольный размер лишь немного больше по-перечного. Они встречаются на тех участках тела, где размах дви-жений невелик (например, между отдельными позвонками, между затылочной костью, атлантом и осевым позвонком).

Широкие мышцы  находятся преимущественно в  области тулови-ща и поясов конечностей. Эти мышцы имеют пучки мышечных воло-кон, идущих в разных направлениях, сокращаются как целиком, так и своими отдельными частями; у них значительная площадь прикрепления к костям. В отличие от других мышц они обладают не только двигательной функцией, но также опорной и защитной. Так, мышцы живота помимо участия в движениях туловища, актах дыхания, натуживания укрепляют стенку живота, способствуя удер-жанию внутренних органов.

Существенное  значение для работы мышц имеет направление  их волокон. По направлению волокон выделяют мышцы с параллельными волокнами, идущими вдоль брюшка мышцы (длин-ные, веретенообразные и лентовидные мышцы), с поперечными во-локнами и с косыми волокнами. Если косые волокна присоединя-ются к сухожилию под углом к длине брюшка с одной стороны, то такие мышцы называются одноперистыми, если же с двух сторон - двуперистыми. Одноперистые и двуперистые мышцы имеют корот-кие многочисленные волокна и при своем сокращении могут разви-вать значительную силу

Мышцы, имеющие  круговые волокна, располагаются вокруг от-верстий и при своем сокращении суживают их (например, круговая мышца глаза, круговая мышца рта). Эти мышцы называются сжимателями или сфинктерами. Иногда мышцы имеют веерообразный ход волокон. Чаще это широкие мышцы, располагающиеся в области шаровидных суставов и обеспечивающие разнообразие движений.

Мышцы скелета  имеют различную сложность устройства. Мышцы с одним брюшком и двумя сухожилиями - это про-стые мышцы. Сложные мышцы в отличие от них имеют не одно, а два, три или четыре брюшка, называемые головками, и несколько сухожилий. В одних случаях эти головки начинаются проксималь-ными сухожилиями от разных костных точек, а затем сливаются в брюшко, которое прикрепляется одним дистальным сухожилием. В других случаях мышцы начинаются одним проксимальным сухо-жилием, а брюшко заканчивается несколькими дистальными сухожилиями, прикрепляющимися к разным костям. Встречаются мышцы, где брюшко разделено одним промежуточным сухожилием или несколькими сухожильными перемычками.

По  положению в теле человека мышцы делятся на поверх-ностные, глубокие, наружные, внутренние, медиальные и лате-ральные.

Выполняя многочисленные функции, мышцы работают согла-сованно, образуя функциональные рабочие группы. Мышцы включаются в функциональные группы по направлению движения в суставе, по направлению движения части тела, по из-менению объема полости и по изменению размера отверстия. При движениях конечностей и их звеньев выделяют функциональные группы мышц - сгибающие, разгибающие, отводящие, приводящие, пронирующие и супинирующие. При движении туловища различают функциональные группы мышц - сгибающие и разгибающие, на-клоняющие вправо или влево, скручивающие вправо или влево. По отношению к движению отдельных частей тела выделяют функцио-нальные группы мышц, поднимающие и опускающие, осуществляю-щие движение вперед и назад; по изменению объема полости - функциональные группы, увеличивающие, например, внутригрудное или внутрибрюшное давление или уменьшающие его; по изменению размера отверстия - суживающие и расширяющие его.

В процессе эволюции функциональные группы мышц развива-лись парами: сгибающая группа формировалась совместно с разгибающей, пронирующая - совместно с супинирующей и т. п. Это наглядно выявляется на примерах развития суставов. Оказывается, что каждая ось вращения в суставе, выражая его форму, имеет свою функциональную пару мышц. Такие пары состоят, как прави-ло, из противоположных по функции групп мышц. Так, одноосные суставы имеют одну пару мышц, двуосные - две пары, а трехосные - три пары или соответственно две, четыре, шесть функциональных групп мышц.

Синергизм и  антагонизм в действиях мышц. Мышцы, входящие в функциональную группу, характеризуются тем, что проявляют одинаковую двигательную функцию. В частности, все они или при-тягивают кости - укорачиваются, или отпускают - удлиняются, или же проявляют относительную стабильность напряжения, раз-меров и формы.

Мышцы, совместно  действующие в одной функциональной группе, называются синергистами. Синергизм проявляется не только при движениях, но и при фиксации частей тела и их отпускании. Мышцы противоположных по действию функциональных групп мышц называются антагонистами. Так, мышцы-сгибатели бу-дут антагонистами мышц-разгибателей, пронаторы - антагониста-ми супинаторов и т. п. Однако истинного антагонизма между ними нет. Он проявляется лишь в отношении определенного движения или определенной оси вращения.

Следует отметить, что при движениях, в которых  участвует од-на мышца, синергизма может  не быть. Вместе с тем антагонизм имеет место всегда, и только согласованная  работа мышц-синергистов и мышц-антагонистов обеспечивает плавность движений и пре-дотвращает травмы. Фиксация частей тела достигается лишь путем синергизма всех мышц, окружающих тот или иной сустав. По отно-шению к суставам различают мышцы одно-, двух- и многосу-ставные. Односуставные мышцы фиксируются к соседним костям скелета и переходят через один сустав, а многосуставные мышцы переходят через два и более суставов, производят движения в них.

Двигательная  функция мышц. Поскольку каждая мышца фиксируется преимущественно к костям, то внешне двигательная функ-ция ее выражается в том, что она либо притягивает кости, либо удерживает, либо отпускает их.

Мышца притягивает  кости, когда она активно сокращается, брюшко ее укорачивается, места прикреплений сближаются, рас-стояние между костями и угол в суставе уменьшаются в сторону тяги мышцы.

Удержание костей происходит при относительно постоянном напряжении мышцы, почти незаметном изменении ее длины.

Если движение осуществляется при эффективном  действии внешних сил, например силы тяжести, то мышца удлиняется до оп-ределенного предела и отпускает кости; они отдаляются друг от друга, причем движение их происходит в обратном направлении по сравнению с тем, которое имело место при притягивании костей.

Для понимания  функции скелетной мышцы необходимо знать:

с какими костями  связана мышца,

через какие  суставы она переходит,

какие оси вращения пересекает,

с какой стороны пересекает ось вращения,

при какой опоре действует  мышца и где наиболее подвижное  место приложения ее усилия.

Морфо-функциональное состояние мышц. Как при статических положениях тела (относительно неподвижных, фиксированных по-зах), так и при движениях мышца может быть в различных состоя-ниях. При статических положениях мышцы могут быть в следую-щих состояниях: исходном расслабленном, исходном напряженном, укороченном расслабленном, укороченном напряженном и удлинен-ном напряженном. При движении мышца постоянно меняет свои размеры, форму, напряжение, тягу и пр. При этом, когда она не-прерывно укорачивается с напряжением, говорят, что она «сокра-щается», а когда непрерывно удлиняется, говорят «растягивается» (неверно говорить «расслабляется»).

Так, при переходе из положения  лежа в положение сидя мышцы живота сокращаются с понижающимся напряжением, а при перехо-де из положения сидя в положение лежа - растягиваются с нарастающим напряжением. Примером растягивания мышц с уменьша-ющимся напряжением может быть состояние мышц передней по-верхности тазо-бедренного сустава при опускании ног из угла в висе в вис.

Укорочение  и удлинение мышцы фактически связано с измене-нием длины ее брюшка. Наибольшее укорочение мышцы может произойти на ¹/₃-¹/₂ длины брюшка мышцы, что обеспечивает движение по той амплитуде, которая допустима в суставе. Этому способствует то, что большинство мышц прикрепляется вблизи су-ставов. Такие мышцы могут сместить кость в суставе на больший угол, чем те, которые прикрепляются далеко, так как из-за недоста-точности укорочения (активная недостаточность) мышца может «не дотянуть» кость и перестать участвовать в своей функциональ-ной группе. Недостаточность укорочения характерна для многосу-ставных мышц, которые не могут обеспечить движение в суставах соответственно их суммарной амплитуде. Недостаточность укоро-чения многосуставных мышц компенсируется тягой односуставных мышц-синергистов.

При удлинении  односуставные мышцы обычно растягиваются  настолько, что не препятствуют движению кости. Недостаточность же растягивания (пассивная недостаточность) многосуставных мышц может ограничить движение в соответствующих суставах. Посредством специальных упражнений можно несколько умень-шить как недостаточность укорочения, так и недостаточность рас-тяжения мышц.

Тонус мышц. В организме каждая скелетная мышца всегда на-ходится в состоянии определенного напряжения, готовности к дей-ствию. Минимальное непроизвольное рефлекторное напряжение мышцы называется тонусом мышцы. Тонус мышц различен у детей и взрослых, у мужчин и женщин, у лиц, занимающихся и не зани-мающихся физическим трудом. Физические упражнения повышают тонус мышц, влияют на тот своеобразный фон, с которого начина-ется действие скелетной мышцы. У детей тонус мышц меньше, чем у взрослых, у женщин меньше, чем у мужчин, у не занимающихся_ спортом меньше, чем у спортсменов. Направление тяги мышцы,' приводящей в движение ту или иную часть тела, определяется рав-нодействующей сил, которая в длинных, широких и веерообразных мышцах проходит по линии, соединяющей середину места начала мышцы с серединой места прикрепления.

В зависимости  от направления мышечных пучков равнодейст-вующую силу мышцы можно разложить по правилу параллело-грамма сил на составляющие.

Если тяга отдельных  пучков в мышце имеет параллельное на-правление, то величина силы тяги всей мышцы будет равна сумме сил тяги всех ее пучков (равнодействующая сила определяется по правилу сложения параллельных сил, направленных в одну сторо-ну). Если же тяга пучков мышцы развивается под разными углами, равнодействующая сила определяется по правилу параллелограм-ма сил.

В тех случаях, когда мышцы не имеют прямого  хода и своим сухожилием огибают  кости, связки и пр., возникают дополнительные направления тяги: от места прикрепления мышцы - к точке опоры у места изгиба и от последней точки - к месту начала мышцы.

Направление тяги функциональной группы мышц устанавлива-ется по тем же правилам, что и направление  тяги отдельной мышцы.

Правильная  ориентация в направлении тяги отдельных  мышц и функциональной группы мышц, в отношении равнодействующей силы к осям вращения суставов способствует определению действия силы мышц и анализу участия их в движениях.

Силовая характеристика мышцы. Проявление силы мышцы в движениях или в укреплении звеньев тела при тех или иных позах зависит от ряда условий: анатомических, механических, физиологи-ческих, психических. Анатомические условия определяются струк-турными особенностями, количеством и направлением мышечных волокон. Чем больше в мышце мышечных волокон, тем больше ее сила. Некоторое представление о силовых возможностях мышцы может дать площадь силового поперечника мышцы - суммарная площадь поперечного сечения всех мышечных волокон. В мышцах с параллельным направлением волокон она совпадает с площадью анатомического поперечника (площадь сечения мышцы, произве-денного перпендикулярно ее длине), в перистых - больше, чем пло-щадь анатомического поперечника, что указывает на их большую силу. Установлено, что мышца с площадью силового поперечника 1 см² может проявить силу тяги равную 8-10 кг.

Из механических факторов на проявление силы мышц оказыва-ют влияние величина площади прикрепления мышцы к кости и угол, под  которым мышца к ней подходит. Чем больше площадь прикрепления мышцы и чем больше угол, под  которым мышца дей-ствует на кость, тем лучшие условия для проявления силы. Если мышца подходит к кости под прямым углом, то почти вся сила мышцы идет на обеспечение движения; если под острым, то лишь часть силы мышцы используется как полезная, другая часть идет на сдавливание рычага, сжатие его и т. п. Не безразлично для проявления силы расположение прикрепления мышцы по отношению к точке движения. Чем дальше прикрепляется мышца от точки вра-щения, тем в большей мере она выигрывает в силе.

Из физиологических  условий следует указать на степень воз-буждения нервной системы. Чем большее число мотонейронов, а следовательно, и мышечных волокон возбуждается одновременно, тем суммарная сила больше. Чем чаще поступают импульсы в мышцу, тем также сила больше. Имеет значение и плечо силы - величина перпендикуляра от точки опоры в суставе до направления равнодействующей силы мышцы. Произведение силы мышцы на плечо, под которым она действует, называется моментом силы. Чем больше плечо силы, тем больше момент силы и, следовательно, эффект ее действия. Увеличению плеча силы способствуют костные выступы, блоки, сесамовидные кости. Некоторое возбуждение нервной системы повышает проявление силы, угнетенное состоя-ние - понижает.

Силовая характеристика мышцы зависит и от состояния, с которого начинается ее тяга, так как в мышце при напряжении проявляются упругие силы, возникающие вследствие деформации коллагеновых и эластических волокон (особенно эти силы проявляются при глотании). Поэтому целесообразно начинать сокращение мышцы после предварительного некоторого ее растяжения.

Рычаги двигательного  аппарата. Структура двигательного ап-парата, позволяющая совершать движения частей тела, может быть уподоблена простым механизмам - рычагам. Каждый рычаг, как известно, имеет четыре компонента: твердое, тело, точку опоры и две силы, приложенные к твердому телу.

Тело человека имеет свои живые рычаги, в которых  твердым телом оказывается кость, точкой опоры кости служит контактная суставная поверхность со своей  осью вращения, на кость действуют  силы сопротивления (например, сила тяжести части тела, вес спор-тивного снаряда, сила действия партнера и т. п.) и сила тяги мышц.

В зависимости  от взаиморасположения этих компонентов  разли-чают три вида рычагов. В первом точка опоры находится между  точками приложения противоположно действующих сил. Во втором и третьем обе силы приложены по отношению к опорной точке на одной стороне твердого тела - кости. Но во втором виде рычагов мышечная сила приложена ближе к опорной точке, чем сила тяжести. Подобные рычаги двигательного аппарата создают выигрышные условия для развития скорости. Это обстоятельство позволило в анатомии дать им условное название «рычага скоро-сти». В третьем виде рычагов точка приложения силы мышцы ока-зывается дальше точки приложения силы тяжести. Такое соотно-шение компонентов рычага дало основание к его условному назва-нию - «рычаг силы».