Сокращение мышц. Принцип работы мышцы человека.

Информация

Определение мышц

Мышца (лат. muskulus) — орган тела человека и животных, образованный мышечной тканью. Мышечная ткань имеет сложное строение: клетки-миоциты и покрывающая их оболочка — эндомизий образуют отдельные мышечные пучки, которые, соединяясь вместе, образуют непосредственно мышцу, одетую для защиты в плащ из соединительной ткани или фасцию.

Мышцы тела человека можно поделить на:

  • скелетные,
  • гладкие,
  • сердечную.

https://www.youtube.com/watch?v=qrEr9hKoZ1E

Как видно из названия, скелетный тип мускулатуры крепится к костям скелета. Второе название — поперечно-полосатая (за счет поперечной исчерченности), которая видна при микроскопии.К этой группе относятся мышцы головы, конечностей и туловища. Движения их произвольные, т.е. человек может ими управлять. Эта группа мышц человека обеспечивает передвижение в пространстве, именно их с помощью тренировок можно развить или «накачать».

Гладкая мускулатура входит в состав внутренних органов — кишечника, мочевого пузыря, стенки сосудов, сердца. Благодаря ее сокращению повышается артериальное давление при стрессе или передвигается пищевой комок по желудочно-кишечному тракту.

Сердечная — характерна только для сердца, обеспечивает непрерывную циркуляцию крови в организме.

Интересно узнать, что первое мышечное сокращение происходит уже на четвертой неделе жизни эмбриона – это первый удар сердца. С этого момента и до самой смерти человека сердце не останавливается ни на минуту. Единственная причина остановки сердца в течение жизни — операция на открытом сердце, но тогда за этот важный орган работает АИК (аппарат искусственного кровообращения).

Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс. Учебник-навигатор CD
Биология. Многообразие живых организмов. 7 класс. Учебник-навигатор CD
Учебник-навигатор является основным модулем инновационного учебно-методического комплекта «Навигатор». Простая и удобная система навигации связывает текст учебника с информационным полем прилагающегося мультимедийного пособия (диска): все термины и понятия, встречающиеся в учебнике, подразделяются на основной и дополнительный материал с помощью цветовой индикации. Методический аппарат учебника составляют вопросы для самопроверки, вопросы повышенного уровня сложности (в том числе устанавливающие межпредметные связи), а также система заданий с использованием других компонентов УМК — как печатных, так и электронных, что способствует эффективному усвоению учебного материала.

Купить

Строение мышц человека

Единицей строения мышечной ткани является мышечное волокно. Даже отдельное мышечное волокно способно сокращаться, что свидетельствует о том, что мышечное волокно – это не только отдельная клетка, но и функционирующая физиологическая единица, способная выполнять определенное действие.

Отдельная мышечная клетка покрыта сарколеммой – прочной эластичной мембраной, которую обеспечивают белки коллаген и эластин. Эластичность сарколеммы позволяет мышечному волокну растягиваться, а некоторым людям проявлять чудеса гибкости – садиться на шпагат и выполнять другие трюки.

В сарколемме, как прутья в венике, плотно уложены нити миофибрилл, составленные из отдельных саркомеров. Толстые нити миозина и тонкие нити актина формируют многоядерную клетку, причем диаметр мышечного волокна – не строго фиксированная величина и может варьироваться в довольно большом диапазоне от 10 до 100 мкм.

Сокращение мышц. Принцип работы мышцы человека.

Актин, входящий в состав миоцита, — составная часть структуры цитоскелета и обладает способностью сокращаться. В состав актина входит 375 аминокислотных остатка, что составляет около 15% миоцита. Остальные 65 % мышечного белка представлены миозином. Две полипептидные цепочки из 2000 аминокислот формируют молекулу миозина. При взаимодействии актина и миозина формируется белковый комплекс — актомиозин.

Описание мышц человека сложно, и для наглядного представления можно обратиться к учебнику «Биология 8 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова, где на странице 117 на иллюстрации показано, каким образом выглядит миоцит под микроскопом.

Название мышц человека

Когда анатомы в Средние века начали темными ночами выкапывать трупы, чтобы изучить строение человеческого тела, встал вопрос о названиях мускулов. Ведь нужно было объяснить зевакам, которые собрались в анатомическом театре, что же ученый в данный момент кромсает остро заточенным ножом.

Ученые решили их называть либо по костям, к которым они крепятся (например, грудинно-ключично-сосцевидная мышца), либо по внешнему виду (например, широчайшая мышца спины или трапециевидная), либо по функции, которую они выполняют (длинный разгибатель пальцев). Некоторые мышцы имеют исторические названия. Например, портняжная названа так потому, что приводила в движение педаль швейной машины. Кстати, эта мышца — самая длинная в человеческом теле.

Влияние растяжения на силу сокращений: кривая растяжения в покое[править | править код]

рис. 2. Зависимость силы сокращений от длины саркомера

Наибольшую силу сокращений мышечные волокна развивают при длине 2-2,2 мкм. При сильном растяжении или укорочении саркомеров сила сокращений снижается (рис. 2). Эту зависимость можно объяснить механизмом скольжения филаментов: при указанной длине саркомеров наложение миозиновых и актиновых волокон оптимально;

рис. 4. Влияние предварительного растяжения на силу сокращения мышцы. Предварительное растяжение повышает напряжение мышцы. Результирующая кривая, описывающая взаимоотношения длины мышцы и силы ее сокращения при воздействии активного и пассивного растяжения, демонстрирует более высокое изометрическое напряжение, чем в покое

Важным фактором, влияющим на силу сокращений, является величина растяжения мышцы. Тяга за конец мышцы и натяжение мышечных волокон называются пассивным растяжением. Мышца обладает эластическими свойствами, однако в отличие от стальной пружины зависимость напряжения от растяжения не линейна, а образует дугообразную кривую.

Данный физиологический механизм объясняется эластическими элементами мышцы — эластичностью сарколеммы и соединительной ткани, располагающимися параллельно сократительным мышечным волокнам.

Также при растяжении изменяется и наложение друг на друга миофиламентов, однако это не оказывает влияния на кривую растяжения, т. к. в покое не образуются поперечные связи между актином и миозином. Предварительное растяжение (пассивное растяжение) суммируется с силой изометрических сокращений (активная сила сокращений).

  1. Harrison BC. et al. 2011. lib or not lib? Regulation of myosin heavy chain gene expression in mice and men. Skeletal Muscle. 1 (1): 5. doi: 10.1186/2044-5040-1-5.
  2. Andersen, J.L., et al. 1994. Myosin heavy chain isoforms in single fibres from m. vastus lateralis of sprinters: Influence of training. Acta Physiologica Scandinavica 151 (2): 135-42.
  3. 3,03,1Andersen T.L, Aagaard P. 2000. Myosin heavy chain IIX overshoot in human skeletal muscle. Muscle Nerve. 23 (7): 1095-104.
  4. Andersen, L.L., et al. 2010. Early and late rate of force development: Differential adaptive responses to resistance training? Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 20 (1): el62-69. doi:10.1111/j.l600-0838.2009.00933.x.
  5. Anderson, K., and Behm, D.G. 2004. Maintenance of EMG activity and loss of force output with instability. Journal of Strength and Conditioning Research 18:637-40.
  6. Aagaard, R, et al. 2011. Effects of resistance training on endurance capacity and muscle fiber composition in young top-level cyclists. Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 21 (6): e298-307. doi:10.1111/j. 1600-0838.2010.01283.x.
  7. Henneman, E., Somjen, G., and Carpenter, D.O. 1965. Functional significance of cell size in spinal motoneurons./. Neurophysiol. 28:560-580.
  8. 8,08,1Latash, M.L. 1998. Neurophysiological basis of movement. Champaign, IL: Human Kinetics.
  9. Brooks, G.A., Fahey, T.D., and White, T.P. 1996. Exercise physiology: Human bioenergetics and its applications. 2nd ed. Mountainview, CA: Mayfield.
  10. Schmidtbleicher, D. 1992. Training for power events. In Strength and power in sport, ed. P.V. Komi, 381-95. Oxford, UK: Blackwell Scientific.
  11. Wiemann, K., and Tidow, G. 1995. Relative activity of hip and knee extensors in sprinting—Implications for training. New Studies in Athletics 10 (1): 29-49.

Классификация мышц

Единой классификации не существует, и мускулы классифицируются по различным признакам.

По расположению:

  • головы; в свою очередь делятся на:
    • – мимические
    • – жевательные
  • шеи
  • туловища
  • живота
  • конечностей

По направлению волокон:

  • прямые
  • поперечные
  • круговые
  • косые
  • одноперистые
  • двуперистые
  • многоперистые
  • полусухожильные
  • полуперепончатые

Мускулы крепятся к костям, перекидываясь через суставы, чтобы осуществлять движение. В зависимости от количества суставов, через которое перекидывается мускул:

  • односуставные
  • двусуставные
  • многосуставные

По типу выполняемого движения:

  • сгибание- разгибание
  • отведение, приведение
  • супинация, пронация (супинация – вращение кнаружи, пронация – вращение кнутри)
  • сжатие, расслабление
  • поднятие, опускание
  • выпрямление

Для обеспечения движений тела и перемещения с места на место, мускулы работают слаженно и группами. Причем по своей работе делятся на:

  • агонисты – берут на себя основную нагрузку при выполнении определенного действи (например, бицепс при сгибании руки в локте)
  • антагонисты – работают в разных направления (трехглавая мышца, участвующая в разгибании конечности в локтевом суставе, будет антагонистом трицепсу); агонисты и антагонисты в зависимости от того действия, что мы хотим совершить, могут меняться местами
  • синергисты – помощники при выполнении действия, либо стабилизаторы
Биология.Человек. 8кл. Учебник-навигатор
Биология.Человек. 8кл. Учебник-навигатор
Данный учебник является многоуровневым пособием: разделы, помеченные звёздочкой, предназначены для учащихся, проявляющих особый интерес к предмету. Кроме того, все термины и понятия, встречающиеся в учебнике, подразделяются на основной и дополнительный материал с помощью цветовой индикации. Простая и удобная система навигации связывает текст учебника с информационным полем прилагающегося мультимедийного пособия (диска).

Купить

Скорость укорочения мышечных волокон[править | править код]

рис.3. Зависимость скорости укорочения от нагрузки

Скорость укорочения мышцы зависит от нагрузки на эту мышцу (закон Хилла, рис. 3). Она максимальна без нагрузки, а при максимальной нагрузке практически равна нулю, что соответствует изометрическому сокращению, при котором мышца развивает силу, не изменяя своей длины.

Функции мышц человека

Кости скелета и скелетная мускулатура, объединившись, составляют опорно-двигательный аппарат.

Гладкая мускулатура входит в состав стенок различных полых органов — мочевого пузыря, стенок сосудов и сердца, которое сокращается под влиянием вегетативной нервной системы, т.е. не зависит от желания и воли человека. Хотя рассказывают, что некоторые йоги могут силой мысли замедлить частоту сердечных сокращений практически до нуля.

Наверняка, вы все замечали, что при интенсивной и длительной пробежке сердце начинает биться быстрее. А у некоторых, даже хорошо подготовленных учеников, перед сложным экзаменом начинается медвежья болезнь и они то и дело бегают в туалет. Все это обусловлено гормональными всплесками, которые влияют на работу организма.

К основным функциям скелетной мускулатуры относят:

  • двигательную
  • опорную или статическую — поддержание положения тела в пространстве

Иногда эти две функции объединяют в одну стато-кинетическую функцию.

Также мышечная система участвует в дыхании, пищеварении, мочеиспускании и термогенезе.Более подробно о функции каждой группы скелетной мускулатуры написано в учебнике «Биология 8 класс» под редакцией В.И.Сивоглазова.

#ADVERTISING_INSERT#

Оцените статью
Спорт и ЗОЖ