Актин представлен как основные звенья, на которые с определенным промежутком повешены «крючки» – тропонины. Крючки прикрыты третьим белком, лежащим вдоль цепи – тропомиозином. В покое взаимодействие тонких и толстых миофиламентов невозможно, так как тропомиозин, лежащий спиралевидно вдоль цепи, блокирует крючки.
Для лучшего понимания того, что будет дальше, откройте главу «Физиология» подраздел «Потенциал действия».
Прохождение нервного импульса приводит к деполяризации мышечного волокна. Волна возбуждения распространяется по Т-системе, вызывая выделение кальция. При высокой концентрации кальция тропомиозин меняет свою структуру и открывает крючки. Головки молекул миозина связываются с крючками образуя мостики. Под влиянием этого комплекса происходит гидролиз молекулы АТФ и наклонение головки миозина, которая тянет за собой нить актина от периферии к центру. Под влиянием АТФ мостик размыкается и головки миозина возвращаются в исходное положение. Цикл повторяется со скоростью 500 раз в секунду. Когда сокращение прекращается, кальций обратно выкачивается в Т-систему. Получается, что АТФ отвечает за размыкание мостиков между актином и миозином.
На этом основан механизм трупного окоченения. При наступлении смерти, прекращается клеточное дыхание и синтез АТФ. Обратная закачка кальция в Т-трубочки после сокращения также зависит от АТФ. Без АТФ кальций перестает закачиваться обратно в Т-систему и меняет структуру тропомиозина на активную. Тропомиозин все время держит открытыми крючки и миозин за них цепляется. Актин и миозин не могут расцепиться без АТФ. Так формируется стойкое мышечное сокращение, прекращающееся только на фоне распада мышечной ткани.
П.С. Данное описание сокращения мышц следует читать с видеосопровождением, которое легко ищется на хостингах под названием «механизм сокращения мышцы».
КРАСНЫЕ И БЕЛЫЕ ВОЛОКНА
Красные мышечные волокна – медленные волокна небольшого диаметра, имеющие в своем составе большое количество митохондрий и миоглобина. Именно за счет миоглобина при микроскопии данные волокна имеют красный цвет. В таких волокнах выраженно развитая сосудистая сеть. Во всех скелетных мышцах идут процессы окисления глюкозы и жирных кислот, но у красных волокон они выраженнее чем у белых. Фактически соотношение красных и белых мышечных волокон будет зависеть от деятельности человека.
Не смотря на название «медленные», красные волокна благодаря своим метаболическим процессам лучше справляются с долгими и монотонными нагрузками, такими как бег на длинные дистанции. Медленными их называют именно за то, что окисление глюкозы и жирных кислот считаются не быстрыми процессами получения энергии.
Белые мышечные волокна – это быстрые волокна, большего диаметра. Белыми и быстрыми их называют за сниженное содержание миоглобина и высокую активность фермента АТФ-азы. Не смотря на то, что митохондрий меньше, считается, что активность фермента АТФ-азы в них значительно выше. Это приводит с быстрому восстановлению концентрации АТФ. Быстрые они потому, что используют то, что уже есть и не нужно синтезировать. Учитывая что АТФ быстро расходуется, продуктов для его образования в скоре начинает не хватать. При продолжительной интенсивной работе митохондрии вынуждены перейти на анаэробный гликолиз. Вместо 32 молекул АТФ всего лишь 2 и образование молочной кислоты. В таких случаях человек при интенсивной работе начинает чувствовать характерную боль в мышцах «от усталости мышцы».
Причины боли:
Микротравматизация мышечной ткани во время нагрузки => образование биологически-активных веществ, воздействующих на болевые рецепторы;
Образование молочной кислоты и ионов водорода. Межклеточное пространство становится кислым и водород воздействует на болевые рецепторы;
Микротравматизация сухожилий и раздражение сухожильных болевых рецепторов растяжением;
Длительная работа невысокой интенсивности позволяет митохондриям успевать вырабатывать энергию и не переходить на анаэробный гликолиз. Данный фактор позволяет человеку пробежать марафон и не превратиться в пакет молочной кислоты.
МЫШЦА КАК ОРГАН
Мясистую часть мышцы называют брюшком. Его образуют мышечные пучки. Брюшко мышцы переходит в сухожилие.
Сухожилие – это образование из соединительной ткани, являющееся «хвостом» скелетных мышц с обеих сторон. Одно сухожилие мышцы называют головкой, а другое – хвостом. С помощью головки мышца берет свое начало на кости, а хвостом крепится к другой кости. Сокращение мышцы таким образом приводит к изменению положения костей относительно друг друга.
Сухожилия различаются по форме, длине и толщине. У мышц конечностей сухожилия тонкие и длинные. У мышц, участвующих в формировании стенок брюшной полости сухожилия наоборот широкие, плоские и зовутся апоневрозами. Некоторые мышцы имеют сухожилия, расположенные по центру, между двумя брюшками (двубрюшная мышца). Так у прямой мышцы живота имеется сразу несколько сухожильных перемычек между брюшками – это и есть «пресс». Сухожилия характеризуются своей прочностью, устойчивостью к большим нагрузкам и ригидностью к растяжению.
Фасция – это соединительнотканный футляр покрывающий мышцу. У фасции есть свое предназначение: дополнительная опора для брюшка мышцы во время сокращения, защита, снижение трения о соседние структуры при движениях.
Фасция, как футляр для мышцы, служит ограничителем при любого рода патологиях: гнойная инфекция, кровь при кровоизлиянии и др. Весь плохой процесс остается внутри фасции и не распространяется на соседние ткани.
КЛАССИФИКАЦИЯ
По расположению:
Поверхностные и глубокие
Медиальные – ближе к центру тела;
Латеральные – дальше от центра тела;
Наружные и внутренние.
По форме:
Веретенообразные
Широкие
Одноперистые
Двуперистые
Многоперистые
Лентовидные
Двубрюшные.
Исходя из количества проксимальных сухожилий (головок) мышцы многут иметь соответствующие названия – двуглавая, трехглавая, четырехглавая.
По размеру мышцы могут называть: большая, малая, длинная, короткая. По направлению: прямая, косая.
По взаимодействию друг с другом:
Агонисты. Мышцы выполняют сокращения в одном направлении. Например, грудная мышца и передний пучок дельтовидной мышцы сокращаются выполняя движение в одном направлении.
Антагонисты. Мышцы сокращающиеся в противоположном друг от друга направлении. Например, бицепс и трицепс плеча работают в противоположных направлениях.
Схематические рисунки примеров мышц
А – веретенообразная; Б – двуглавая; В – двубрюшная;
Г – лентовидная(широкая); Д – одноперистая;
Столбняк – это инфекционное заболевание. Оно характерно выраженной интоксикацией и приступами одномоментных спазмов мышц всего тела. Почему же больной столбняком человек во время приступа выгибается наружу в форме арки, есл
и во время такого приступа работают как мышцы агонисты, так и антагонисты? Все дело в том, что при таком генерализованном спазме преимущество будет у тех групп мышц, которые сильнее. Мышца разгибатель спины сильнее прямой мышцы живота. В момент приступа сокращаются обе, но разгибатель спины сильнее и по этому человек образует форму арки. В названиях мышц часто бывают отражены места их прикрепления или функции. Например: грудино-ключично-сосцевидная мышца или разгибатель спины.
ТИПЫ МЫШЕЧНОЙ РАБОТЫ
При сокращении мышцы, кости, к которым она прикреплена, сближаются относительно друг друга как рычаг. Чем длиннее кость, тем длиннее рычаг. Чем длиннее рычаг тем больше необходимо приложить усилий, чтобы выполнить максимальную амплитуду.
Благодаря сокращению мышц человек может изменять положение своих конечностей в пространстве, а также преодолевать действие силы тяжести.
Преодолевающая работа. Выполняется в том случае, если сила сокращения мышцы изменяет положение части тела. (с грузом или без). Например обычное движение рукой в любом направлении является преодолевающей работой.
Уступающая работа. Работа, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести. Мышца работает, но при этом не сокращается, а удлинняется. Например человек держит в руках объект с согнутыми в локтях руками и хочет положить его на пол. В этот момент, опуская предмет, он продолжает его удерживать, напрягать мышцы руки, но в это же время руки вытягиваются вниз, а мышцы удлинняются.
Удерживающая работа. Работа, выполняемая при условии, если силой мышечных сокращений тело или объект удерживаются в определенном положении, без перемещения в пространстве. Например, человек поднимает руку перед собой и удерживает ее на месте.
Преодолевающую и уступающую работу называют «динамической» потому, что независимо от сокращения или удлиннения мышцы, ее работа выполняется при движениях. Удерживающую работу называют «статической» а само сокращение мышцы без изменения длины называют «изометрическим сокращением».
Например сокращение сердца и его расслабление называют одним сердечным циклом, который разбивают на фазы. В сердечном цикле выделяют фазу «изометрического сокращения», когда миокард равномерно напряжен, но еще не начал сокращаться.
Запоминалка:
«Суп налил» – супинация. Рука как буд-то держит тарелку супа;
«Суп пролил» – пронация. Рука вращается внутрь – буд-то выливает суп из тарелки.
ТЕРМИНОЛОГИЯ ВИДОВ ДВИЖЕНИЙ
Абдукция – движение в сторону от срединной линии тела;
Аддукция – движение к срединной линии тела;
Пронация – вращение внурь;
Суппинация – вращение наружу;
Циркумдукция – круговое движение в плечевом или тазобедренном суставе. Движение в суставе описывает круг;
СИЛОВОЕ ЯДРО
Силовое ядро – это мышечные группы играющие главную роль в выполнении базовых движений. Эти группы объединяет прямохождение человека. Базовые движения – это многосуставные движения, при которых работают практически все скелетные мышцы человека. Часть мышц выполняют основную работу, часть выполняют роль координаторов движения и удержания равновесия. Основная «взрывная»работа отводится: мышцам живота, разгибателю поясницы, четырехглавой мышце бедра, ягодичным мышцам. Именно эти мышцы образуют силовое ядро. У профессиональных спортсменов в тренировочном процессе делается акцент на укреплении и тренировке этой группы. Тяжелая атлетика, пауэрлифтинг, футбол, регби, бег на короткие дистанции, единоборства и другие виды спорта – везде, где необходима «взрывная» работа – необходимо развитое силовое ядро.
МЫШЦЫ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ
Мышцы передней поверхности грудной клетки крепятся в той или иной точке верхнего плечевого пояса и при сокращении заставляют верхние конечности двигаться вперед относительно фронтальной оси.
Большая грудная мышца. Берет свое начало от ключицы, грудины, прямой мышцы живота, проходит вдоль ребер наверх и крепится к проксимальной части плечевой кости. При сокращении: приводит плечо к туловищу, опускает поднятое плечо. При фиксированных конечностях приподнимает ребра, участвуя в акте вдоха. Участие в дыхании непостоянное, так как данная мышца является «вспомогательной мускулатурой» и активна только при одышке. Например человек пробежал несколько километров, остановился, опираясь на скамейку (фиксирует конечности), пытается отдышаться.
Малая грудная мышца берет свое начало от III-V ребер и проходя вдоль них наверх, крепится к лопатке. При сокращении: тянет лопатку вперед и вниз и тоже играет роль «вспомогательной мускулатуры» при дыхании.
Передняя зубчатая мышца берет свое начало от I-XI ребра и прикрепляется к лопатке. При сокращении: тянет лопатку вниз и от срединной линии(латерально).
Глубокие мышцы груди: межреберные (внутренние и наружные), подреберные, поднимающие ребра и поперечную мышцу груди. Все они относятся к вспомогательной дыхательной мускулатуре.
В норме при вдохе и выдохе у человека работает диафрагма, которая при сокращении участвует в создании отрицательного давления в плевральной полости. Отрицательное давление помогает засасывать воздух в легкие. На вдохе и выдохе циркулируют малые объемы воздуха. Их вполне хватает для поддержания необходимого газового состава крови.
При физической нагрузке или других состояниях, когда появляется потребность увеличить объем воздуха и частоту дыхательных движений, подключается вспомогательная мускулатура.
МЫШЦЫ СПИНЫ
Мышцы спины делят на две большие группы: поверхностные и глубокие. Сокращаясь, поверхностные мышцы помогают притянуть что-либо к туловищу, а глубокие двигают позвоночником. Глубокие делят на медиальный и латеральный тракты.
Поверхностные мышцы:
Трапециевидная. Начинается от затылочной кости, идет вдоль остистых отростков VII шейного и всех грудных позвонков, и прикрепляется к ключице и лопатке. Сокращаясь, приближает лопатку к позвоночнику, поднимает вверх, а при сокращении с двух сторон наклоняет голову назад, разгибая шейный отдел позвоночника.
Широчайшая. Начинается от остистых отростков шести нижних грудных позвонков и всех поясничных, проходит по задней поверхности крестца, подвздошной кости и IX-XII ребрам. Вверху ее конечная часть крепится к плечевой кости. Сокращаясь, приводит плечо к туловищу , тянет его кзади и поворачивает кнутри. Если руки фиксированы (например человек висит на турнике или взял объект в руки), подтягивает к ним туловище.
Большая ромбовидная. Начинается от остистых отростков I-V грудных позвонков, а крепится к лопатке. Сокращаясь, тянет лопатку к позвоночнику и вверх. Вместе с передней зубчатой мышцей прижимает лопатку к грудной клетке.
Малая ромбовидная. Начинается от остистых отростков двух нижних шейных позвонков, а концом крепится к лопатке. При сокращении выполняет ту же функцию, что и большая ромбовидная. Находясь локально выше большой ромбовидной, увеличивает амплитуду движения лопатки.
Верхняя задняя зубчатая. Начинается от остистых отростков VI-VII шейных и I-II грудных позвонков и крепится к II-V ребрам. Сокращаясь, поднимает ребра. Относится к группе вспомогательной дыхательной мускулатуры.
Нижняя задняя зубчатая. Начинается от остистых отростков XI-XII грудных и I-II поясничных позвонков и крепится к нижним краям IX-XII ребер. При сокращении опускает ребра. Относится к группе вспомогательной дыхательной мускулатуры.
Глубокие мышцы:
Выпрямляющая позвоночник. Начинается от крестца и подвздошной кости, идет наверх по остистым отросткам поясничных и нижних грудных позвонков. Крупная и очень мощная мышца, которая удерживает тело в вертикальном положении и разгибает позвоночник.
Мелкие околопозвоночные мышцы. Начинаются на отростках позвонков и крепятся к отросткам вышележащих позвонков. Сокращаясь: разгибают, наклоняют и поворачивают соответствующие им отделы позвоночника.
Стереотипные суждения встречаются среди людей, что подтягивания и другие упражнения на поверхностные мышцы спины укрепляют спину.
При сокращении глубокие мышцы разгибают, поворачивают и наклоняют позвоночник. Соответствующие движения будут их поддерживать в тонусе и укреплять. По этой же причине повороты, наклоны, разгибания корпуса и шеи необходимо добавлять в разминку для хорошего тонуса мышц перед основной тренировкой. Если у человека есть грыжи в позвоночнике, мышцы будут служить дополнительными амортизаторами и такая разминка поможет предотвратить случайную травму и не обострить имеющуюся.
МЫШЦЫ ПЕРЕДНЕЙ БРЮШНОЙ СТЕНКИ
Группа мышц живота имеет свои функции: защищает внутренние органы от механического воздействия извне, рефлекторно сокращается при патологических процессах внутри, удерживает тело в вертикальном положении, сгибает корпус и поворачивает его влево и вправо. Перед описанием мышц живота ознакомимся с белой линией живота. Сухожилия широких мышц называются апоневрозами. Белая линия живота – это место сращения апоневрозов прямой, поперечной и косых мышц по срединной линии живота.
Прямая мышца. Начинается от лобковой кости, идет наверх вдоль всего живота, крепится к V-VII ребрам и мечевидному отростку грудины. Сокращаясь, опускает грудную клетку, сгибает позвоночник. Если фиксировать грудную клетку, прямая мышца живота будет поднимать таз.
Наружная косая мышца. Начинается от наружной поверхности V-XII ребер и прикрепляется к подвздошной кости, лобковой кости и белой линии живота. Сокращаясь, поворачивает туловище в противоположную от себя сторону, а при двустороннем сокращении сгибает позвоночник.
Внутренняя косая мышца. Начинается от подвздошной кости, фасции разгибателя поясницы, крепится к нижним ребрам и белой линии живота. Сокращаясь, поворачивает туловище в свою сторону, а при двустороннем сокращении сгибает туловище и позвоночник.
Поперечная мышца. Крепится на внутренней поверхности нижних ребер, подвздошной кости, фасции разгибателя поясницы и крепится к белой линии живота. При двустороннем сокращении втягивает живот и уменьшает объем брюшной полости.
Люди с излишним весом напрягают поперечную мышцу живота и таким образом втягивают живот. Такое уменьшение объема живота у людей с лишним весом создает давление в брюшной полости. Сдавливаются органы и сосуды, снабжающие их кровью.
Одна из проблем людей с лишним весом – диарея, вызванная нарушением кровообращения кишечника. Одна из причин нарушения кровообращения – постоянное втягивание живота. Это еще один аргумент в пользу улучшения самочувствия человека из-за снижения веса. Когда качаете пресс, необходимо сгибать туловище, а не поднимать его выпрямленным. Сгибая туловище вы заставляете сокращаться прямую мышцу живота. В противном случае мышцы живота будут удерживать корпус практически не сокращаясь. Такая нагрузка даст тонус, но не рост.
МЫШЦЫ КОНЕЧНОСТЕЙ
МЫШЦЫ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ
