Совершая практически постоянно множество движений, большинство людей даже не задумываются о том, каким образом это происходит. Это становится возможным благодаря работе более 600 мышц. Строение их на биологии в 8 классе подробно объясняется школьникам при помощи наглядных пособий и обучающих фильмов. Знания об особенностях строения и работы скелетной мускулатуры нужны не только биологам. Их используют, кроме того, врачи, спортсмены, художники.
Виды и характеристики
Общий обзор этой темы следует начать с определения и пояснения, что представляет собой мускулатура.
Мышечная система у животных и человека представляет собой всю совокупность мышечных волокон, имеющих способность к сокращению. Эти волокна (мышечные клетки) объединены в группы (пучки), из которых формируются специализированные органы — мышцы.
Однако есть случаи, когда мышечные пучки входят в состав внутренних органов, не являясь отдельным анатомическим образованием.
Мускулатуры лишены губки и одноклеточные животные. Однако они не лишены способности передвигаться, их движения совершаются при помощи других тканей и образований.
Мышечная ткань имеет довольно высокую массу. У позвоночных животных она может достигать половины веса всего тела. У взрослого человека — 40%. Работа и выполнение движений в мышцах обеспечивается посредством трансформации химической энергии в механическую и выделения теплоты.
Удобным способом изложения информации о мускулатуре человека и её функциях является таблица с указанием названий мышечных образований и выполняемых ими действий. Таким же способом можно изложить и классификацию мышечных тканей: вид мышечной ткани в таблице расположить в заголовках столбцов, а в строках — их основные характеристики.
Скелетная мускулатура
Это одно из наименований соматической мышечной системы. Сюда относятся поперечно-полосатые мышечные волокна, собранные в пучки. При помощи скелетной мускулатуры осуществляются произвольные движения тела. Имея удлинённую форму, скелетные мышцы берут начало от специальных мест (бугорков) на одних костях скелета и прикрепляются к другим его костям. Сокращаясь, они приводят соответствующие элементы скелета в движение.
Каждая мышца покрыта специальной оболочкой — фасцией.
Висцеральная мышечная ткань
Функционально эта разновидность мышечной ткани не предназначена для того, чтобы передвигать тело в пространстве, как, например, это делает скелетная мускулатура.
Висцеральная, или гладкая мышечная ткань входит в состав полых внутренних органов.
Волокна этой ткани не имеют поперечной исчерченности в проходящем свете, это и отличает их визуально от клеток поперечно-полосатой мускулатуры.
Сердечная мышца
Широко известно также её латинское название — миокард. Эта разновидность мышечной ткани изучается отдельно. Она встречается только в одном месте — сердце. Особенность миокарда заключается в том, что он сокращается всегда — на протяжении всей жизни организма, неутомимо, без отдыха. Сердечная мышца продолжает работать, даже когда организм спит. Её функция — обеспечивать циркуляцию крови по кровеносным руслам, в результате чего осуществляется перенос к периферическим органам жизненно важных веществ.
Сократительная деятельность сердечной мышцы подчиняется в некоторой степени вегетативному отделу нервной системы и может быть отрегулирована ею. С этой точки зрения миокард имеет нечто общее с гладкомышечной мускулатурой. Однако сокращение его происходит самопроизвольно, независимо ни от сознания, ни от импульсов вегетативной нервной системы, и подчиняется только импульсам специализированного нервного узла, располагающегося там же — в сердце. Есть у миокарда общая черта и со скелетной мускулатурой — это наличие поперечной исчерченности её структурных единиц в проходящем свете.
Другие классификации
В человеческом теле более 600 мышц. Все они имеют различные размеры и форму, направления волокон и функции. В связи с этим существует несколько классификаций. В частности, в зависимости от выполняемой функции выделяют:
- Сгибатели. Как видно из названия, эта группа мышц обеспечивает сгибательное движение в суставе.
- Разгибатели разгибают сустав.
- Отводящие мышцы отводят конечность от туловища.
- Приводящие мускулы обеспечивают приведение конечности.
- Вращатели, так называемые пронаторы и супинаторы, обеспечивают вращательные движения внутрь и наружу соответственно.
- Сфинктеры. Это мышцы, имеющие круговое направление волокон. Они располагаются вокруг естественных отверстий. Их функция — выполнить их замыкание, сжимание.
- Поднимающие.
- Опускающие.
- Выпрямляющие.
Мышечные пучки, выполняющие разные функции, разнятся по размеру, форме и направлению. Различаются они и по расположению.
В зависимости от направления волокон выделяют:
- прямые мышцы;
- поперечные;
- круговые;
- косые, которые делятся в свою очередь на группы в зависимости от того, с какой стороны мышечные волокна прикрепляются к сухожилию; с этой точки зрения выделяют одноперистые, двухперистые, многоперистые, полуперепончатые и полусухожильные разновидности косых мышц.
Строение волокон
Одним из разделов большой темы о мускулатуре является строение мышц. В 8 классе школьники могут почерпнуть эту информацию из учебника.
Длина поперечно-полосатых мышечных волокон колеблется от 1 до 10 см, они имеют цилиндрическую форму, несколько расширяясь в центральной части и утончаясь ближе к концам.
«Поперечно-полосатой» ткань назвали за интересные визуальные эффекты: в структуре такого мышечного волокна имеются диски, двоякопреломляющие проходящий свет. Под микроскопом анизотропные выглядят более тёмными, а изотропные — светлее.
Мышечное волокно (клетка) содержит расположенные по периферии множество ядер и недифференцированную цитоплазму и саркоплазму, состоящую из небольшого количества миофибрилл, состоящих в свою очередь из коллагена.
Гладкомышечные волокна отличаются от поперечно-полосатых своими размерами. Их длина колеблется от 0,02 до 0,2 мм. Форму они имеют веретенообразную, одно ядро овальной конфигурации, расположенное в центре. Поперечно-полосатой исчерченности, в отличие от скелетной мускулатуры, они не имеют.
Сократительная функция
Источником энергии для сокращения мышечных клеток являются глюкоза и жирные кислоты. Переработка этих веществ и получение энергии протекают при достаточной концентрации кислорода окружающей среды.
Способ наиболее наглядно отразить в сообщении различные группы мышц человека и их функции — таблица, сравнивающая структуру и принципы работы мускулатуры разных типов.
К каждой скелетной мышце подходят кровоснабжающие кровеносные сосуды и нервы, которые ею управляют, их называют двигательными.
По этим двигательным нервным волокнам к мышце поступает произвольный импульс, сгенерированный в центральной нервной системе, который заставляет мышцу сокращаться и приводить в движение соответствующие части скелета.
Для волокон поперечно-полосатой мускулатуры характерны сокращения быстрые, достаточно мощные, в результате чего развивается утомление. Благодаря выполнению сократительной функции поперечно-полосатой мускулатуры осуществляется передвижение человеческого тела в пространстве, а также движения туловища и конечностей.
Составляя конспект о сократительной функции мышц, следует упомянуть и защитную функцию. Её выполнение становится возможным при сокращении мышечных пучков брюшных мышц — брюшного пресса. В напряжённом виде он является своеобразной защитой для органов брюшной полости.
В результате выполнения сократительной функции гладкомышечных волокон стенки полых внутренних органов приобретают определённую подвижность. Это необходимо, например, для перистальтики кишечника, в результате чего по нему продвигается пища, или для регуляции кровяного давления.
Ещё одним примером работы гладкомышечных волокон является сужение и расширение зрачка, а также другие непроизвольные движения, происходящие внутри организма. Управлять функциями гладкой мускулатуры при помощи силы воли, то есть произвольно, человек не способен.
Для гладкомышечных волокон характерны медленные ритмичные сократительные движения, не вызывающие утомления мышечной ткани.
В качестве особого случая рассматривается сократительная функция сердечной мышцы. Она работает ритмично и постоянно, независимо от состояния организма. Отходя ко сну, можно быть уверенным, что сердечная мышца продолжит свою работу и после засыпания.
В лабораторных условиях сократительную функцию исследуют при помощи подведения к мышце электрического тока. Однако для того, чтобы на себе прочувствовать, как работают мышцы, наличия собственной лаборатории необязательно. Именно по такому принципу работает электромиостимулятор, которыми оснащены многие салоны красоты и которые имеются в свободной продаже. После прикрепления контактов на определенные участки и включения прибора субъективно ощущается напряжение скелетных мышц соответствующих групп. Такая процедура является своеобразной тренировкой для мышц, которые будут при этом задействованы, хотя и не самый эффективной.
Мышечная система — часть опорно-двигательного аппарата, выполняющая целый комплекс функций — защитную и двигательную. Несмотря на выраженные различия в структуре и функционировании скелетных и висцеральных мышечных волокон, они объединены общей природой и общим планом строения.
