1.Название сустава. 2.Простой он или сложный.
3.Суставными площадками каких костей образован. 4.Добавочные элементы, если они есть, их роль в суставе. 5.Су ставная сумка. б.Связки, укрепляющие сустав. 7.Форма сустава.
8.Движение в суставе, вокруг каких осей. ПРИМЕР ОПИСАНИЯ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА: 1. Плечевой сустав.
2.Простой, т.к. образован 2-мя костями: лопаткой и плечевой костью.
3. В образовании принимают участие суставная впадина лопатки и головка плеча.
4. В суставе имеется хрящевая губа по краю суставной впадины лопатки, которая ограничивает подвижность.
5. Суставная сумка тонкая, обширная, движениям не препятствует.
6. Сустав укреплен одной связкой - ключевидно-плечевой.
7. Сустав по форме шаровидный.
8.Движение вокруг 3-х осей: сгибание и разгибание вокруг поперечной оси, отведение и приведение вокруг сагиттальной, вращение вокруг вертикальной оси.
Вопросы для самоконтроля
1. Объясните основные функции скелета.
2. Опишите строение кости как органа.
3. Расскажите о строении костной ткани, составляющей основу кости.
4. Дайте классификацию костей.
5. Опишите виды соединений костей.
6. Перечислите непрерывные соединения костей (синартрозы).
7. Дайте классификацию прерывных соединений костей (диартрозов).
8. Опишите основные элементы сустава, их функциональную роль.
9. Дайте характеристику одноосных, двухосных и многоосных суставов (с примерами).
Ю.Объясните влияние физических нагрузок на структуру костей и их соединений.
40 Лекция № 3 Тема: Общие сведения о мышечной системе
План
1.Понятие о миологии. Функции мышечной системы. 2.Морфофункциональная характеристика мышечного волокна.
Механизм его сокращения. 3.Классификация мышц.
В организме человека аппарат движения представлен костями, их соединениями и скелетными поперечнополосатыми мышцами. Раздел анатомии, изучающий мышцы, называется миологией (от лат.туоБ-Mbiunxa,logos-y4eHHe).
Мышца как орган имеет специфическую форму и строение, выполняя присущую только ей функцию. В состав ее входят мышечная ткань, рыхлая и плотная соединительные ткани, сосуды и нервы.
Существуют следующие разновидности мышечной ткани: 1)
поперечно-полосатая или исчерченная (скелетная); 2) гладкая или неисчерченная; 3) сердечная (поперечно-полосатая).
| Поперечно- | Гладкая | Сердечная мышечная ткань |
| полосатая мышечная | мышечная ткань | |
| ткань | ||
| 1)состоит из волокон - | 1) состоит из клеток - | 1)состоит из клеток (кардиомиоцитов), |
| миофибрилл (мно- | миоцитов (с 1 ядром); | образующих цепочки - сердечные |
| гоядерных); | 2) сокращается не- | мышечные волокна; ядра |
| 2 Сокращается | произвольно; | кардиомиоцитов занимают |
| произвольно; | 3) находится в стенках | центральное положение, |
| 3)покрывает скелет и | внутренних органов и | миофибриллы располагаются по |
| приводит его в движе- | сосудов. | периферии клетки; |
| ние. | 2)сокращается непроизвольно; | |
| 3)образует миокард сердца. | ||
41 Мышцы - это активная часть двигательного аппарата человека, т.к.
они, как любая биологически активная ткань, обладают рядом
физиологических свойств, таких как: 1) раздражимость; 2) возбудимость; 3)
проводимость;4) сократимость. Именно благодаря способности сокращаться
мышцы являются тем звеном в динамической цепи движения, которое,
действуя на костные рычаги, изменяет положение тела человека или его
частей в пространстве.
В теле человека около 600 мышц; из них около 400 скелетных
мышц (40-45% массы тела; у спортсменов -53%). В целом они
составляют мышечную систему организма.
Функции мышечной системы:
1) осуществление многообразия движений между частями тела
(туловищем, головой, конечностями);
2) фиксация положения тела в пространстве (в частности,
вертикального положения);
3) перемещение тела в пространстве (ходьба, бег, прыжки);
4) осуществление механизмов дыхания, жевания, глотания, речи;
5) движение органов внутри организма (сердце, язык, кишечник, кровоток и лимфоток);
6) участие в обмене веществ (в теплообмене);
7) рецепция (термо- и хеморецепторы) сигналов внешней среды;
8) участие в поддержании гомеостаза.
Поперечно-полосатая мышечная ткань, составляющая скелетную
мускулатуру человека, весьма значительна. У взрослого человека она составляет 40% от массы тела (у мужчин - 40-45 %, у женщин -37-40%), у новорожденных - 20-22%, у пожилых и стариков ~ 25-30%.
Внешнее строение мышцы
|
/- брюшко; 2 - головка (фиксированная точка, начало); 3 - хвост (подвижная точка); 4 - сухожилие. Скелетная мышца образована поперечно-полосатыми
мышечными волокнами или мионами, являющимися структурно-функциональными единицами мышцы. Среднюю, широкую часть мышцы, содержащую мышечные волокна, называют телом или брюшком. Различают 2 конца: один является началом мышцы и получил название головки (фиксированной точки), другой, противоположный называется хвостом мышцы (ее подвижная точка. У обоих концов мышцы соединительная ткань образует соединительнотканное сухожилие, которым мышца прикрепляется к кости. Плоское расширенное сухожилие называется апоневрозом (у мышц живота).
Брюшко - это активно сокращающаяся часть мышцы, а сухожилие -это пассивная часть. Вначале мышечные волокна брюшка, идущие
параллельно друг другу, связываются рыхлой соединительной тканью - эндомизием, в пучки 1-го порядка.
Все пучки 1-го порядка объединяются соединительнотканной оболочкой - перимизием, составляя мышечное брюшко.
Всю мышцу в целом одевает плотный соединительнотканный футляр - эпимизий или фасция. Фасции могут покрывать и группы мышц. Великий русский хирург и анатом Николай Иванович Пирогов назвал фасции "мягким скелетом тела".
Мышца обильно снабжена кровеносными сосудами и нервами, которые проникают в нее в определенной области, называемой воротами, и распространяются по эндо- и перимизию.
43 Таким образом, мышца - это целостное образование, отдельный
высокоспециализированный орган, имеющий определенную форму,
строение и функцию.
Когда речь идет о "месте начала" (неподвижная точка мышцы) и "месте прикрепления" (подвижная точка мышцы), то это деление условно, т.к. оно зависит от конкретного случая, в котором происходит движение. Но обычно дистальное звено мышцы более подвижно, чем проксимальное. Откуда возникло название "поперечно-полосатая мышечная ткань"?
Рассмотрим строение мышечного волокна под микроскопом.
Строение мышечного волокна
1 - сарколемма (двухслойная
г л оболочка),
от слова «sarcosa-мясо;
2- саркоплазма (мышечная
цитоплазма);
3- ядра (вытянутой формы,
несколько десятков тысяч);
форма длинного цилиндра 4- миофибриллы;
(от 1-40 мм до 10-12 см) 5- митохондрии (с большим
кол-вом крист на внутренней мембране) в саркоплазме, а а также другие органеллы.
Каждое мышечное волокно состоит из сократимых нескольких десятков миофибрилл, заполняющих основную часть саркоплазмы и расположенных продольно, трофических (миоглобин, саркоплазма) и опорных (Z и М полоски, каналы Т-системы, сарколемма) структур.
Строение миофибриллы
Миофибрилла - это структурный сократительный элемент мышечного волокна.
Поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся
полосок (дисков):
44
1)двоякопреломляющих проходящий через них свет
(темные)- анизотропные диски (А-диски), длиной 1,5-2 мкм;
2) однопреломляющих свет (светлые)- изотропные диски (Y-диски), длиной 1 мкм.
Под электронным микроскопом (при увеличении 200 000) установлено, что миофибрилла состоит из протофибрилл (миофиламентов).
Миофиламеиты
тонкие, диаметром 6-9 мкм толстые, диаметром 10-17 мкм,
построены из сократительного построены из белка миозина,
белка актина и образуют светлые образуют темные анизотроп-
диски (I). ные диски (А).
Для их прикрепления служат особые белковые структуры -
диафрагмы (перегородки), к которым фиксируются
вышеперечисленные миофиламеиты: телофрагма (Т) или Z-линия, за которую цепляются актиновые филаменты посредством белка - а-актинина и мезофрагма (М) или М-линия, к которой прикрепляются миозиновые филаменты (с помощью особого белка-миомезина). Филаменты актина объединены с Z-линией и нитями миозина фибриллярными нерастяжимыми молекулами небулина. Миозиновые филаменты не доходят до Z-линии, однако они фиксированы по отношению к ней растяжимыми белковыми молекулами коннектина (титана). В мышце, находящейся в расслабленном состоянии, в средней части А-диска различима светлая зона (Н-диски), в центре которой расположена М-полоска.
Участок миофибриллы между двумя телофрагмами называется саркомером, который является структурно-функциональной единицей
|
45 миофибриллы (в состоянии покоя). На участке миофибриллы длиной 5
см насчитывается более 20 000 саркомеров.
Трофические компоненты мышечного волокна обеспечивают его облик, питание и дыхание. Так, миоглобин - пигмент мышечного волокна, придающий мышцам красную окраску, депонирует кислород, необходимый для окислительно-энергетических процессов в мышечном волокне, лежащих в основе его сократимости.
Саркоплазматическая сеть формирует сеть каналов или цистерн, симметрично расположенных по отношению к поперечным каналам (Т-каналам), проводящим возбуждение с нерва на мышечное волокно. В цистернах сети накапливаются ионы кальция, необходимые для инициации сократительного акта миофиламентов.
Механизм сокращения мышечных волокон
При мышечном сокращении картина несколько меняется. Шведский
ученый А. Хаксли в 1957г. предложил теорию мышечного сокращения -теорию "скольжения" миофиламентов относительно друг друга.
Когда мышца расслаблена, в канальцах Т-системы саркоплазмы миофибрилл аккумулируются ионы Са**, интенсивно синтезируется АТФ. Под влиянием возбуждающего нервного сигнала, который распределяется по цитолемме, ионы Са** освобождаются, поступают к миофиламентам и инициируют сократительный акт. Молекулы миозина имеют длинный хвост, на одном конце которого расположены две головки. При повышении концентраций ионов кальция в области присоединения головок (шарнирный участок) молекулы миозина изменяют свою конфигурацию. При этом, поскольку между миозиновыми филаментами расположены актиновые, головки миозина связываются с актином (при участии вспомогательных белков - тропомиозина и тропонина), затем головка миозина наклоняется и тянет за собой актиновую молекулу в сторону М-линии.
46
При этом актиновые и миозиновые миофиламенты скользят относительно друг друга. В результате взаимного встречного перемещения нитей актина и миозина Z-линии (телофрагмы) сближаются, при этом саркомер укорачивается, а вместе с ним и вся миофибрилла и, вследствие этого, все мышечное волокно (и, в целом, мышцы).
При физической нагрузке светлые участки почти исчезают, становятся очень узкими. Наполовину укорачивается брюшко мышцы.
|
|
3 А
| СОКРАЩЕНА |
РАССЛАБЛЕНА
Большую роль в сокращении играет нервно- мышечный аппарат.
Двигательная единица - мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна.
Нервный импульс мышца получает по веточкам аксона двигательного нейрона. В области мышечного волокна веточки (ва) аксона разделяются на вторичные веточки (вв), заканчивающиеся на волокне нервными окончаниями (в виде пуговок, бляшек).
Таким образом, нейрон может иннервировать несколько мышечных волокон, координирует их работу и образует вместе с ними нейро-моторную (двигательную) единицу.
47 В расслаблении мышечного волокна большую роль играет
сарколемма и внутримышечная соединительная ткань, через которую
проникают капилляры, дающие питание мышечному волокну. Таким
образом, мышца-это целостное образование,
высокоспециализированный орган, имеющий определенную форму,
строение и функцию.
Известный российский ученый-анатом П.Ф. Лесгафт (1837-1909) исследовал строение мышц в связи с физическими нагрузками и предложил следующую классификацию: все мышцы подразделяются на 2 основных типа:
Красные (сильные)Белые (ловкие)
1) имеют 2-3 капилляра на 1) имеют 1 капилляр на
единицу площади; единицу площади;
2) содержат много миоглобина; 2) мало миоглобина;
3) способны к медленному.но 3) обладают быстрым
длительному соращению; сокращением;
4) мало миофибрилл, много 4) мало саркоплазмы, саркоплазмы; много миофибрилл;
5) диаметр волокон небольшой; 5) диаметр большой;
6) мало гликогена; 6) много гликогена;
7) количество нервных окончаний 7) большое количество небольшое; нервных окончаний;
8) энергообеспечение аэробного
характера. 8) анаэробное обеспе-
чение.
Наряду с белыми и красными существуют и промежуточные волокна.
Существуют также переходные типы волокон, например: сильные мышцы: 1) мышцы-разгибатели позвоночного столба;
2) большая ягодичная мышца;
3) четырехглавая мышца бедра; ловкие мышцы: мышцы глаза, лица.
48
Вспомогательный аппарат мышц формируют:
1) фасции;
2) синовиальные влагалища;
3) синовиальные сумки;
4) мышечные блоки;
5) сесамовидные кости.
Их значение:
1) образуют дополнительную опору для мышц;
2) обусловливают направление тяги мышц;
3) увеличивают силу мышц;
4) способствуют кровообращению и лимфооттоку.
Фасции - плотные фиброзные образования, которые покрывают
отдельные мышцы и их группы. Функции: 1) создают опору для мышц и нервов, а также сосудов; 2) препятствуют смещению мышц в сторону; 3) определяют направление мышечной тяги.
Синовиальные влагалища сухожилий — находятся в области кисти и стопы, там где повышенное трение; представляют из себя двухслойный замкнутый мешок, заполненный синовиальной жидкостью, через который проходит сухожилие; облегчают скольжение сухожилия при сокращении мышцы.
Синовиальные сумки - замкнутые полости со слизистым содержимым (по расположению их делят на подсухожильные; суставные; подкожные), облегчают движение мышц вблизи суставов или сухожилий.
Мышечные блоки - места, где сухожилия мышцы изменяют свое направление, перебрасываясь через костные или фиброзные образования, мышца при сокращении не смещается в сторону.
Сесамовидные кости - располагаются в толще сухожилий, вблизи мест их прикрепления (надколенник); увеличивают плечо силы мышц. Классификация скелетных мышц
Единой классификации скелетных мышц нет. Мышцы
подразделяются по их форме, по положению в теле человека, по
направлению мышечных волокон, по функции, по отношению к суставам.
Ь По топографии: 1 )поверхностные (например грудино-_ключично-сосцевидная мышца);
49 глубокие (глубокие мышцы шеи); 2)наружные-внутренние
(межреберные мышцы); Уулатеральные-медиальные (латеральная широкая мышца бедра, тонкая мышца бедра, полусухожильная мышца).
2. По величине:
(размеру): 1) длинные (портняжная мышца);
2) короткие (квадратная мышца поясницы,
межпоперечные, межостные мышцы стопы);
3) широкие (широчайшая мышца спины).
| 3. По форме: |
1)трапециевидная, 2) квадратная мышца бедра, 3)ромбовидная,4)треугольная,5)двубрюшная, 6)двуглавая, 3-х, 4-х главая и т.д.
| 4. По направлению мышечных волоки: |
1) прямые (мышцы живота, мышцы бедра);
2) косые (наружная косая мышца живота);
3) поперечные (поперечная мышца живота);
4) круговые (круговаяя мышца рта; наружный сфинктер заднего прохода).
5. По отношению 1) односуставные (дельтовидная, локтевая
к суставам: мышца);
2) двусуставные (двуглавая мышца плеча,
квадратная мышца бедра);
3) многосуставные (поверхностный сгибатель
пальцев кисти, длинный сгибатель пальцев
стопы).
б.По Функции: 1) мышцы-сгибатели-разгибатели (локтевой сгибатель запястья; длинный разгибатель большого
пальца кисти); 2) мышцы отводящие-приводящие (отводящие мышцы большого пальца, приводящие мышцы бедра); 3) мышцы супинаторы-пронаторы (мышцы пред-
плечья: круглый и квадратный пронаторы, супинатор);
4) мышцы-вращатели (глубокие мышцы спины);
5) противопоставляющие мышцы (мышца,проти-вопоставляющая большой палец кисти);
6) сфинктеры (суживатели);
7) дилататоры (расширители).
7. По особенностям расположения мышечных пучков относительно сухожильной части:
1) одноперистые (их мышечные
волокна
прикрепляются к одной поверхности сухожилия);
2) двуперистые (их мышечные волокна с
двух сторон под углом прикрепляются
к сухожилию).
Сухожилия у разных мышц неодинаковы. Так, у мышц конечностей они узкие и длинные. Мышцы, участвующие в формировании стенок брюшной полости, имеют широкие плоские сухожилия, называемые сухожильными растяжениями или апоневрозами. Изменчиво также и число сухожилий. Так, общие сгибатели и разгибатели пальцев кистей и стоп имеют по несколько сухожилий (до 4), благодаря чему сокращение одного мышечного брюшка вызывает движение сразу нескольких пальцев.
Вопросы для самоконтроля.
1. Дайте сравнительную морфофункциональную характеристику мышечных тканей в организме человека.
2. Перечислите функции скелетных мышц.
3. Дайте описание строения поперечно-полосатого мышечного волокна.
4. Расскажите о строении миофибриллы как структурно-сократительном элементе мышечного волокна.
5. Опишите вспомогательный аппарат скелетных мышц.
6. Объясните механизм сокращения мышечного волокна.
7. Представьте классификацию мышц по П.Ф. Лесгафту.
8. Изложите современную классификацию скелетных мышц.
| ИЗОМЕТРИЧЕСКИЙ длина мышцы не изменяется 1) внешняя работа нулевая; 2) движение в суставе отсутствует, происходи фиксация сустава. |
Лекция № 4 Тема: Функциональная характеристика мышц
План
1. Двигательная функция мышц. Типы мышечного сокращения.
Сила мышц и факторы, влияющие на ее величину.
2. Понятие о мышцах - антагонистах и мышцах-синергистах. Виды
работы мышц.
3. Работа мышц по принципу рычага.
4. Адаптация мышечной системы к физическим нагрузкам.
1. Двигательная функция мышц. Типы мышечного сокращения. Сила мышц и факторы, влияющие на ее величину
Поскольку каждая мышца фиксируется преимущественно к костям, то чисто внешне ее двигательная функция выражается в том, что она либо притягивает кости, либо удерживает, либо отпускает их. Таким образом, двигательная функция мышц внешне выражается в следующем:
а) сближение костей (т.е. близлежащих костных звеньев). При этом
мышца активно сокращается (за счет укорочения брюшка), места
прикреплений мышцы сближаются, расстояние между костями и угол в
суставе уменьшаются в сторону тяги мышцы;
б) удержание костных звеньев в определенном положении. Это
происходит в результате относительно постоянного напряжения мышцы
при незаметном изменении ее длины;
в) отдаление костных звеньев друг от друга. Это движение
осуществляется при эффективном действии внешних сил; при этом
мышца удлиняется до определенного предела и отпускает кости, угол в
суставе увеличивается (т.е. мышца находится в напряженном состоянии).
Обладая способностью к укорочению и растягиванию, мышцы характеризуются также особым состоянием - так называемым тонусом, в силу которого мышца сопротивляется растягиванию. Даже в состоянии
52 относительного покоя мышца всегда находится в тонусе, т.к.
постоянно активируется центральной нервной системой (в частности, для
поддержания определенной позы).
Мышечный тонус — это минимальное непроизвольное (рефлекторное) напряжение мышцы. Полностью мышечный тонус исчезает только после смерти. О степени тонуса обычно судят по консистенции мышцы. Тонус мышцы регулируется центральной нервной системой и имеет рефлекторный характер, т.е. зависит от импульсов, возникающих в самой мышце, особенно при ее растягивании.
Тонус зависит от следующих факторов:
1) от возраста (у детей тонус меньше, чем у взрослых);
2) от пола (у женщин тонус меньше, чем у мужчин);
3) от физического развития организма;
4) от физиологического состояния мышц;
5) от эмоционального состояния (тонус ниже в подавленном
состоянии).
Каждая мышца по морфологической характеристике может находиться в трех состояниях: исходном, удлиненном и укороченном. В зависимости от изменения длины мышц выделяют следующие типы мышечного сокращения:
Типы мышечного сокращения
| ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ (плиометрический) |
КОНЦЕНТРИЧЕСКИЙ
| мышца удлиняется 1) совершается отрицательная внешняя работа; 2) движение в суставе происходит с замедлением. |
(миометрический) мышца укорачивается
1) совершается положительная внешняя работа;
2) движение в суставе происходит с ускорением.
Концентрический и эксцентрический типы мышечного сокращения, т.е. сокращения, при которых мышца изменяет длину, относятся к динамической форме сокращения. Изометрический тип мышечного сокращения, при котором мышца не изменяет своей длины, относится к статической форме сокращения. В естественных двигательных актах наблюдаются все три типа мышечного сокращения.
Одной из главных характеристик мышцы является ее сила. Сила мышцы характеризуется величиной максимального напряжения, которое она способна развить при возбуждении.
Для измерения силы мышцы определяют либо тот максимальный груз, который она может поднять, либо максимальное напряжение, которое она может развить при изометрическом сокращении. Сила мышцы зависит как от ее морфологических свойств, так и от ее физиологического состояния.
Факторы, влияющие на величину силы мышцы:
1) длина мышцы: длинные мышцы сокращаются на большую
величину, чем короткие (укорочение мышцы происходит на 1/3, иногда на
50%);
2) количество мышечных волокон (чем большее количество волокон
входит в состав мышцы, тем больше ее сила);
3) толщина мышечных волокон (толстые волокна развивают
большее напряжение, чем тонкие);
4) направления волокон, составляющих мышцу (с косыми волокнами
сила мышцы больше, т.к. у них больше физиологическое поперечное
сечение, большая подъемная сила);
5) исходная длина мышцы (эффективнее работает мышца после ее умеренного растяжения);
6) величина площади прикрепления мышцы (чем больше площадь прикрепления, тем большую силу может развить мышца);
54 1) плечо силы (чем больше плечо силы мышечной тяги, тем
больше сила мышцы);
8) иннервация (чем большее количество мотонейронов,
иннервирующих данную мышцу, возбуждено, тем больше двигательных
единиц приведено в действие, тем больше величина напряжения или
сокращения мышцы; при учащении нервных импульсов, приходящих к
мышце, ее сократительная сила возрастает).
Различают абсолютную и относительную силу мышц.
Относительная сила мышцы - это отношение ее максимальной силы к анатомическому поперечнику (площади поперечного сечения мышцы, проведенного перпендикулярно ее длине).
Абсолютная сила мышцы - это отношение ее максимальной силы к физиологическому поперечнику (сумме площадей поперечных сечений всех мышечных волокон, образующих мышцу). Рисунок 1.
Рис. 1. Схема анатомического (сплошная линия) и физиологического (прерывистая
линия) поперечников мышц различной формы: / — лентовидная мышца, // — веретенообразная мышца, /// — одноперистая мышца
Для характеристики сократительной способности большое значение
имеет определение абсолютной силы мышцы. Необходимо иметь в виду,
что физиологический поперечник (т.е. площадь поперечного сечения всех
волокон мышцы в целом) часто не совпадает с анатомическим
поперечником (т.е. площадью поперечного сечения мышцы). Это
| Статическая это работа, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но практически не укорачиваются; движения тела или его частей не происходит. 1) удерживающая работа при выполнении данной работы видимого действия не наблюдается, но мышца сокращена; происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты силы тяги |
55
совпадение есть только у параллельноволокнистых и
веретенообразных мышц, построенных из длинных мышечных волокон. У
перистых мышц, по типу которых постороено большинство скелетных
мышц человека, физиологический поперечник несколько больше
анатомического. Благодаря этому перистые мышцы являются более
сильными, чем параллельноволокнистые или веретенообразные.
Абсолютная сила мышц человека выражается в среднем следующими
величинами (в килограммах на 1 см2): икроножная + камбаловидная -
6,24; разгибатели шеи - 9,0; жевательные - 10,0; двуглавая плеча - 11,4;
плечевая - 12,1; трехглавая плеча - 16,8.
Между силой и скоростью сокращения мышцы существует
определенное соотношение: чем выше сила, развиваемая мышцей, тем
меньше скорость ее сокращения, и наоборот, с нарастанием скорости
сокращения падает величина усилия (соотношение сила - скорость, по А.
Хиллу).