М’ЯЗИ, ЇХ БУДОВА І ФУНКЦІЇ – ОПОРНО-РУХОВИЙ АПАРАТ – ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

Довідник з біології

ЛЮДИНА ТА ЇЇ ЗДОРОВ’Я

ОПОРНО-РУХОВИЙ АПАРАТ

М’ЯЗИ, ЇХ БУДОВА І ФУНКЦІЇ

М’язи, або мускули (musculi), – органи тіла тварин і людини, що складаються з м’язової тканини, здатної скорочуватися під впливом нервових імпульсів. М’язи як активна частина опорно-рухової системи виконують функцію руху. Вони здійснюють ди­хальні рухи, рухи очей, ковтання, забезпечують міміку й утво­рення звуків. М’язи разом із скелетом надають форму тілу, утри­мують його в рівновазі і переміщають у просторі.

Кожний

скелетний м’яз складається з м’язових пучків, по­критих однією загальною гладкою сполучнотканинною оболон­кою. Між м’язовими пучками розташовані кровоносні судини і нерви. М’язові пучки у свою чергу утворені поперечно-полосатими м’язовими волокнами. М’язові волокна є циліндровими структу­рами з великою кількістю ядер, розташованих по периферії. Ха­рактерна ознака скелетних м’язових волокон – їх поперечна покресленість, тобто регулярна змінюваність темних і світлих дис­ків по довжині волокна.

У кожному м’язі розрізняють частину, що скорочується, – м’язове черевце

(тіло) і частину, що не скорочується, – сухожил­ля (tendo), за допомогою якого м’язи прикріпляються до кісток. Сухожилля мають велику міцність. Скелетні м’язи обома кінця­ми прикріпляються до кісток, що забезпечує рух частин тіла. Тільки мімічні м’язи прикріплені одним кінцем до кістки, а дру­гим – до шкіри.

У людини більше 400 скелетних м’язів. Вони скла­дають близько 1/3 маси тіла дорослої людини. Серед скелетних м’язів розрізняють м’язи короткі та товсті, широкі й пласкі, роз­ташовані в основному на тулубі, а також довгі та тонкі, які знахо­дяться на кінцівках. Скелетні м’язи перекидаються через один, іноді через два і більше суглобів (згиначі передпліччя, кисті, па­льців). Скорочуючись, м’яз укорочується, потовщується і руха­ється щодо сусідніх м’язів. Укорочення м’яза супроводиться зближенням його кінців і кісток, до яких він прикріпляється. У кожному русі беруть участь звичайно декілька груп м’язів. М’язи однієї групи, наприклад передні м’язи плеча, скорочуються одно­часно. їх називають синергістами. М’язи протилежної групи в цей час розслабляються. Це м’язи – антагоністи (згинач – двого­ловий м’яз і розгинач – триголовий). У кожному русі беруть участь м’язи, виконуючи його і протидіючі йому, що додає руху точність і плавність.

Рис. 88. Скелетні м’язи тіла людини: 1 – двоголовий м’яз; 2 – трицепс; 3 – м’язи передпліччя; 4 – м’язи кисті; 5 – литковий м’яз; 6 – сідничний м’яз; 7 – м’язи потилиці; 8 – великий грудний м’яз; 9 – м’язи черевного преса; 10 – мімічні м’язи обличчя.

Нервова регуляція діяльності м’язів. Рефлекторна дуга. Зла­годжене чергування скорочення і розслаблення різних груп м’язів забезпечується нервовою системою і носить рефлекторний харак­тер. Рефлекс – це відповідна реакція організму на подразнення, яка протікає за участю нервової системи. Шлях, по якому про­ходять нервові імпульси (збудження) від рецепторів до органу виконання, називається рефлекторною дугою. Рефлекторна дуга складається з 5 ланок: 1) сприймаючі подразнення рецептори; 2) доцентровий (чутливий) нейрон; 3) вставочний нейрон, або нерво­вий центр, де відбувається аналіз і перемикання збудження з чут­ливих клітин на рухові; 4) відцентровий нейрон (руховий), 5) ви­конавчий орган, який відповідає на подразнення. Рефлекторні дуги сухожильних рефлексів, наприклад колінного, складаються із двох нейронів: чутливого і рухового (немає вставочного нейрона).

Скелетні м’язи іннервують частину нервової системи, яка на­зивається соматичною нервовою системою. Вона забезпечує шви­дку реакцію м’язів на подразнення. Крім того, м’язи іннервуются і вегетативною нервовою системою, стимулюючою їх працездат­ність. Робота м’язів носить рефлекторний характер. У кожному м’язовому волокні є чутливі нервові закінчення, які сприймають інформацію про напругу м’язових волокон і ступінь їх скорочен­ня. По доцентрових волокнах збудження від рецепторів проникає в центральну нервову систему (у задні роги спинного мозку і далі – в чутливі ядра головного мозку). У центральній нервовій системі здійснюється передача збудження через вставочні нейрони на ру­хові нейрони, і по відцентрових волокнах у м’яз надходить ім­пульс, який викликає його скорочення. Одночасно в м’язах-антагоністах виникає гальмування, і вони розслабляються. При деяких положеннях тіла м’язи – антагоністи і м’язи – синергісти можуть знаходитися в однаковому стані, наприклад в розслабле­ному, коли рука звисає уздовж тіла, або в скороченому, коли рука зафіксована в ліктьовому суглобі. М’язовий рефлекс може почи­натися з подразнення зорових, слухових, дотикових рецепторів або рецепторів, що знаходяться в самому м’язі або сухожиллях.

У регуляції безумовно-рефлекторних рухів бере участь мозо­чок. Рухи, що стали автоматичними в результаті багатократного повторення протягом життя, регулюються підкірковими ядрами головного мозку. Кора здійснює умовно-рефлекторну регуляцію довільних рухів, центри яких знаходяться в передній централь­ній звивині (зона рухового аналізатора).

В організмі м’язи ніколи не бувають повністю розслабленими. Навіть коли м’язи не працюють, вони знаходяться в деякій напрузі – тонусі, завдяки чому забезпечують стійкість тіла та рівновагу.

Робота м’язів може бути виміряна добутком маси піднятого вантажу на висоту його підняття. Робота м’яза рівна нулю, якщо вона скорочується без вантажу. При збільшенні маси вантажу робота зростає до певного рівня, а потім починає знижуватися. При своєму скороченні м’яз здатний підняти великий вантаж, який у багато разів перевищує масу самого м’яза. Сила м’яза ви­мірюється максимальною масою вантажу, який він може підняти, і залежить від числа його м’язових волокон і їх товщини. Найбі­льшу роботу по підняттю або перенесенню вантажу людина може вчинити, якщо вантаж не дуже важкий і не дуже легкий. Якщо вантаж дуже великий і м’яз не може його підняти, робота також стає рівною нулю. Велике значення має ритм роботи: і дуже шви­дка, і дуже повільна робота швидко приводить до стомлення, в результаті обсяг виконаної роботи значно знижується. При серед­ньому для даного м’яза навантаженні і різному ритмі його піднят­тя найбільшою виявиться робота м’яза при середньому ритмі ско­рочень. Вплив темпу і навантаження м’язів на їх працездатність встановлений російським фізіологом І. М. Сєченовим. Середні величини навантажень і темп неоднакові для різних людей і за­лежать від їх професії.

М’язи скорочуються у відповідь на різні подразнення. У про­цесі м’язового скорочення беруть участь АТФ, білки міофібрил та іони кальцію. При подразненні м’яза іони кальцію спрямовують­ся всередину м’язового волокна і активують білок міозин. У ре­зультаті цього АТФ розщеплюється на АДФ і фосфорну кислоту і звільняється енергія, яка йде на скорочення м’яза. Тонкі нитки міофібрил втягуються в проміжки між товстими, що приводить до укорочення міофібрилл і скорочення м’яза. Енергія, необхідна для синтезу АТФ, звільняється в результаті гліколізу – розщеп­лювання глюкози до молочної кислоти і подальшого її розпаду з участю кисню до СО2 і Н,0. При важкій м’язовій роботі завдяки нервовій регуляції посилюються функції дихання і кровообігу, внаслідок чого поліпшується постачання м’язів киснем і глюкозою.

При тривалій роботі виникає стомлення, яке розвивається тим швидше, чим більше навантаження на м’язи і частіше їх ско­рочення. Зниження працездатності м’язів обумовлено двома ос­новними причинами. Першою є накопичення в м’язах у зв’язку з недоліком кисню недоокислених продуктів обміну (молочної кис­лоти тощо). Вони викликають стомлення нервових центрів, які управляють роботою м’язів. Другою причиною є виснаження в м’язах енергетичних запасів (в першу чергу глікогену), оскільки при тривалій інтенсивній роботі кров не встигає забезпечувати м’язи поживними речовинами. Коли м’яз припиняє роботу і зна­ходиться в стані спокою, кров виносить з нього продукти обміну, приносить кисень і поживні речовини, і працездатність м’яза від­новлюється. В основі раціональної організації фізичної праці ле­жить правильне дозування навантаження і ритму роботи.

Систематична інтенсивна робота м’язів приводить до поси­лення кровопостачання м’язів і кісток, до яких вони прикріпля­ються. У результаті збільшується маса м’язової тканини, що спричиняє за собою посилене зростання кістки. Слабкі м’язи по­гано підтримують тулуб в потрібному положенні, з’являється су­тулість, викривлення хребта, які порушують нормальну діяль­ність серцево-судинної системи, органів дихання і травлення. При хорошому розвитку м’язів міцнішим стає скелет і зміцнюється здоров’я. Для попередження розвитку плоскостопості (сплощення зведення стопи) у період зростання організму не можна носити тісне взуття, а також тривало носити взуття на високих підборах. Високі підбори сприяють розвитку патологічних відхилень у бу­дові стопи і функції нижньої кінцівки, оскільки центр тягаря пе­реноситься на більш слабу передню частину стопи. За цих умов розслабляються зв’язки стопи і передні м’язи гомілки, можливе розтягування і розриви зв’язок, вивихи. При плоскостопості у людей під час ходьби і при довгому стоянні виникає біль у зведен­ні стопи. Таким чином, фізичні вправи і дотримання гігієнічних вимог до носіння взуття сприяють правильному формуванню ске­лета і допомагають зберегти здоров’я.