Краткое содержание: Параграф § 43 / Биология 9 класс Часть 1

Особенности и функции скелетных мышц

Параграф «Строение и работа мышц» посвящен ключевым аспектам анатомии и физиологии скелетных мышц, которые являются активной частью опорно-двигательного аппарата. В теле человека насчитывается около 600 скелетных мышц, выполняющих двигательную функцию: они, прикрепляясь к костям, действуют как рычаги, приводя части тела в движение. Основной объем скелетных мышц (около 35–45% массы тела у мужчин и 30–35% у женщин) находится под кожей. Функциональные свойства скелетных мышц включают: возбудимость (способность отвечать на раздражение), проводимость (передача возбуждения), растяжимость и эластичность, и главное — сократимость (способность укорачиваться, действуя на костные рычаги).

Строение мышц

Скелетная мышца состоит из брюшка (активная часть) и сухожилий (соединяют брюшко с костью). Брюшко формируется из поперечно-полосатой мышечной ткани. Мышечное брюшко состоит из большого числа мышечных волокон, собранных в пучки. Каждый пучок и вся мышца покрыты тонкими соединительнотканными оболочками, в том числе внешней оболочкой, называемой фасцией. Фасция устраняет трение между мышцами и служит опорой. Мышцы крепятся к костям сухожилиями. Головка мышцы прикрепляется к неподвижной кости, а хвост — к подвижной. Мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели пальцев кисти и стопы имеют одно брюшко, от которого отходят несколько хвостов.

Механизм работы мышц и принцип рычага

Работа мышц основана на их способности укорачиваться (сокращаться). В процессе сокращения происходит сближение точек начала и прикрепления мышцы, что приводит к движению или фиксации частей тела. В опорно-двигательном аппарате кость выступает в роли твердого тела рычага, а сустав — как точка опоры. Обязательными элементами рычага являются точка опоры, сила тяги мышцы и сила тяжести (сопротивления). В скелете человека выделяют три рода рычагов: равновесия (точка опоры между силами, например, атлантозатылочный сустав, уравновешивающий голову), силы (сила тяги мышцы ближе к точке опоры, чем сила тяжести, например, двуглавая мышца плеча, сгибающая предплечье), и скорости (сила тяжести ближе к точке опоры, чем сила тяги, например, рычаги стопы).

Сила мышц и ее определение

Сила мышцы — это максимальный вес груза, который мышца способна поднять при сокращении. Эта сила называется подъемной силой мышцы. Она зависит от количества и площади физиологического поперечника мышечных волокон (суммарной площади поперечного сечения всех волокон). Чем больше диаметр мышцы и чем больше в ней мышечных волокон, тем она сильнее. Работу мышцы также определяет длина волокон: чем они длиннее, тем более способны укорачиваться. Сила мышц определяется с помощью прибора динамометра, основанного на законе Гука \( F = k \Delta x \) (сила упругости пропорциональна деформации).

Виды мышечной работы и утомление

Мышцы могут выполнять динамическую и статическую работу. При динамической работе происходит перемещение тела или его частей в пространстве (мышца укорачивается), а при статической работе тело или его части фиксируются в определенном положении (мышца напряжена, но ее длина не меняется). При статической работе утомление наступает быстрее, чем при динамической. Утомление — временное снижение работоспособности, возникающее из-за нагрузки. Оно зависит от физической нагрузки, ритма работы и состояния нервных центров. Максимальная мышечная работа достигается при средних нагрузках и средних скоростях сокращения. Утомленная мышца восстанавливается, но для полного восстановления работоспособности необходимо переходить к активному отдыху (переключение на другие группы мышц).

Движения: произвольные и непроизвольные

Непроизвольные движения (рефлекторные, помимо воли, например, отдергивание руки от горячего) управляются низшими нервными центрами (ствол головного и спинной мозг). Произвольные движения (подчиненные воле) управляются высшими нервными центрами (кора больших полушарий). Они возникают из-за импульсов, поступающих от чувствительных органов в центральную нервную систему (ЦНС), где происходит их обработка и формирование ответного двигательного импульса. Состояние постоянного непроизвольного напряжения мышц называется мышечным тонусом, который готов к сокращению. Мышечный тонус регулируется ЦНС и имеет рефлекторный характер.