Костная и хрящевая ткань образуют только каркас тела - скелет, который сам по себе двигаться не может. Движения всего тела (бег, ходьба, прыжки) или отдельных его частей (например, движения пальцев) обеспечиваются сокращением и расслаблением скелетных мышц. Кроме движения, эти мышцы поддерживают также определенное положение тела, его осанку (например, во время сидения или стояния).

Каковы особенности строения скелетных мышц? Как вы помните, скелетные мышцы относятся к исчерченным. Любая скелетная мышца образована группами удлиненных мышечных клеток - волокон, собранных в пучки и соединенных между собой прослойками соединительной ткани (рис. 125).

Рис. 125. Общее строение скелетной мышцы: 1 - кость; 2 - сухожилие; 3 - соединительнотканная оболочка мышечного волокна; 4 - мышечные волокна

Рис. 126. Схематическое строение мышечного волокна

Соединительнотканные прослойки на концах мышц переходят в сухожилие мышцы, с помощью которого она крепится к кости. Сверху каждая мышца укрыта тонкой соединительнотканной оболочкой - фасцией. Фасции отделяют одну мышцу от другой, обеспечивая их независимое сокращение.

Мышца состоит из головки (начало мышцы), тела (средняя часть) и хвоста (конечная часть). Сократительная часть мышцы состоит из тысяч удлиненных цилиндрических клеток, расположенных параллельно друг к другу, - мышечных волокон, или миоцитов (рис. 125). Каждое мышечное волокно - это вытянутая многоядерная клетка, окруженная соединительнотканной оболочкой. Основой мышечных клеток являются сократительные элементы - миофибриллы. Они состоят из многих одинаковых продольных сегментов, отделенных друг от друга мембранами. В каждом сегменте упорядоченно расположены тонкие и толстые нити. Тонкие состоят из сократительного белка актина, а толстые - из сократительного белка миозина (рис. 126). Участки перекрытия актиновых и миозиновых нитей под световым микроскопом имеют вид темных полос. Между ними расположен более светлый участок, в котором есть лишь белок миозин. Светлыми являются также участки соседних сегментов, которые содержат лишь нити актина. Такая очередность темных и светлых дисков в миофибриллах обуславливает исчерченность скелетных мышц.

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Микроскопическое строение скелетных мышц

Оборудование и объекты исследования: микроскопы, микропрепараты мышечных тканей: исчерченных (скелетной, сердечной мышцы) и неисчерченных.

1. Рассмотрите под микроскопом микропрепараты исчерченных и неисчерченных мышечных тканей. Сравните увиденное.

2. Выявите особенности строения скелетной мышечной ткани, которые обеспечивают выполнение ее функций.

Кровеносная система снабжает скелетные мышцы питательными веществами и кислородом, которые используются для образования энергии, необходимой для их работы. Мышечное сокращение сопровождается выделением значительного количества теплоты. Это важно для поддержания нормальной температуры тела. Конечные продукты обмена веществ выводятся из мышцы также при участии кровеносной системы. Следовательно, в мышцах происходит интенсивный обмен веществ и превращение энергии.

Какие различают основные группы мышц? По форме скелетные мышцы подразделяют на длинные, короткие и широкие. Длинные мышцы расположены преимущественно на конечностях. Они веретеновидной формы и имеют 2-4 головки. Между отдельными ребрами, позвонками или в глубоких слоях возле позвоночника расположены короткие мышцы. Широкие мышцы находятся преимущественно на туловище и имеют форму слоев разной толщины (мышцы живота, диафрагма и т. п.).

Мышцы еще различают по характеру работы, которую они выполняют. Мышцы, сгибающие конечность в суставе, называют сгибателями (например, двуглавая мышца плеча), а те, которые ее разгибают, - разгибателями (трехглавая мышца плеча и др.). Мышцы, которые приближают конечность к срединной линии тела, называют приводящими (например, большая приводящая мышца нижней конечности), а те, которые отдаляют, - отводящими (некоторые мышцы кисти и стопы). Несколько мышц, которые производят совместную работу, обеспечивая одно и то же движение в определенном суставе, называют синергистами, а мышцы противоположной группы - антагонистами. Например, мышцы, сгибающие предплечье, - синергисты, а разгибающие их - антагонисты.

Мышцы человека делят также на группы в соответствии с местом их расположения: мышцы головы, шеи, груди, живота, спины, верхней и нижней конечностей. Мышцы головы человека по своим функциям делят на мимические и жевательные. Мимические мышцы - тоненькие пучки мышечных волокон, которые одним концом прикреплены к костям черепа, а другим - вплетены в кожу. Некоторые из них, например круговые мышцы рта и глаза, связаны лишь с кожей. Сложно скоординированные сокращения мимических мышц образуют складки кожи в разных участках лица, придают определенную конфигурацию губам, ноздрям, бровям, векам. В результате этого формируется выражение лица - мимика. Кроме того, мимические мышцы участвуют в образовании речи.

Жевательные мышцы обеспечивают разнообразные движения нижней челюсти при жевании, глотании пищи, разговоре.

Мышцы шеи приводят в движение голову (поворачивают, наклоняют и т. п.) и шею.

Мышцы туловища состоят из мышц груди, спины и живота (рис. 127). Мышцы груди делят на мышцы, которые одним концом присоединены к грудной клетке, а другим - к костям плечевого пояса и верхних конечностей, и собственно грудные мышцы. Первая группа мышц двигает кости плечевого пояса и свободной верхней конечности (большая и малая грудные мышцы). Вторая группа (внешние и внутренние межреберные мышцы) обеспечивает дыхательные движения. В дыхательных движениях, как вы уже знаете, участвует и диафрагма, отделяющая грудную полость от брюшной.

Мышцы живота образуют переднюю и боковые стенки брюшной полости. Совокупность мышц стенки живота имеет название брюшной пресс (при одновременном сокращении они давят на органы брюшной полости). Они также обеспечивают сгибание туловища вперед и в стороны.

Мышцы спины делят на поверхностные (трапециевидная мышца, широчайшая мышца спины) и глубокие (рис. 127). Поверхностные мышцы обеспечивают движения лопатки и (частично) рук, а при фиксированном плечевом поясе — движения головы. Глубокие мышцы спины расположены по обе стороны от позвоночника и разгибают его, поддерживая тело в вертикальном положении.

Рис. 127. Скелетные мышцы человека: А - вид спереди; Б - вид сзади

Мышцы верхней и нижней конечностей состоят из мышц соответствующего пояса и мышц свободной конечности. Самой большой мышцей пояса верхней конечности является дельтовидная мышца, которая поднимает руку в горизонтальное положение. Мышцы верхней свободной конечности делят на мышцы плеча, предплечья и кисти. Каждую из этих групп делят на переднюю и заднюю группу: все мышцы передней группы являются сгибателями, а задней — разгибателями. Самой большой мышцей передней группы плеча является двуглавая мышца, а задней - трехглавая.

Самыми крупными мышцами тазового пояса являются ягодичные мышцы, которые вместе с другими мышцами этой группы выпрямляют согнутое вперед туловище и обеспечивают движения бедра (рис. 127). Мышцы нижней свободной конечности делят на мышцы бедра, голени и стопы. Среди них есть сгибатели и разгибатели, обеспечивающие соответствующие движения нижних конечностей. На передней поверхности бедра самая крупная

среди всех мышц человека четырехглавая мышца бедра, которая разгибает ногу в коленном суставе. На задней поверхности бедра находится двуглавая мышца. На передней части бедра расположена портняжная мышца. Она сгибает ногу в тазобедренном и коленном суставах. На голени выделяют переднюю, заднюю и боковую группы мышц. К передней группе относятся: передняя большая берцовая мышца (поднимает стопу), мышцы — разгибатели пальцев. Трехглавая икроножная мышца сгибает стопу.

Ключевые термины и понятия: фасция, миоцит, миофибрилла, миозин, актин.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

• Сокращение скелетных мышц обеспечивает движение всего тела или отдельных его частей, а также поддержание осанки тела. Скелетная мышца состоит из сократительной и несократительной частей. По форме скелетные мышцы бывают длинные, короткие и широкие.

• Мышцы, которые производят совместную работу, обеспечивая одно и то же движение в определенном суставе, называют синергистами, а мышцы противоположной группы - антагонистами.

• Мышцы человека делят также на группы в соответствии с местом их расположения: мышцы головы, шеи, груди, живота, спины, верхней и нижней конечностей.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Каково строение скелетных мышц? 2. Какие функции выполняют скелетные мышцы в организме человека? 3. На какие группы делят скелетные мышцы по форме? 4. На какие группы делят скелетные мышцы по функциям? Какие мышцы называют синергистами, а какие - антагонистами?

Выберите один правильный ответ

Укажите белки, которые входят в состав сократительных элементов мышечных волокон: а) актин, миозин; б) гемоглобин, миоглобин; в) миозин, коллаген; г) коллаген, гемоглобин.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Охарактеризуйте функциональную взаимосвязь костей и мышц на примере пояса верхних конечностей.

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Составьте таблицу «Суставы и мышцы, обеспечивающие их движения».