Строение опорно-двигательной системы

Название «мышца» происходит от слова «мускулис», что значит «мышь».

Связано это с тем, что анатомы, наблюдая сокращение скелетных мышц, заметили, что они как бы бегают под кожей, словно мыши.

Мышца состоит из мышечных сплетений. Длина мышечных сплетений у человека достигает 12 см. Каждое такое сплетение образует отдельное мышечное волокно.

Под оболочкой мышечного  волокна располагаются многочисленные палочковидные ядра. По всей длине клетки тянется несколько сот тончайших нитей цитоплазмы – миофибрилл, способных сокращаться. В свою очередь, миофибриллы образованы 2,5 тысячами белковых нитей.

В миофибриллах чередуются светлые и тёмные диски, и под микроскопом мышечное волокно выглядит поперечно исчерченным. Сравним функцию скелетных и гладких мышц. Оказывается, поперечно полосатая мускулатура не может так сильно удлиняться, как гладкая. Зато скелетные мышцы сокращаются быстрее, чем мышцы внутренних органов. Нетрудно поэтому объяснить, почему улитка или дождевой червь, лишённые поперечнополосатой мускулатуры, медленно двигаются. Стремительность движений пчелы, ящерицы, орла, коня, человека обеспечивается быстротой сокращения поперечнополосатой мускулатуры.

Толщина мышечных волокон  разных людей не одинакова. У тех, кто занимается спортом, мышечные волокна  развиваются хорошо, масса их велика, а значит, и сила сокращения тоже большая. Ограниченность работы мышц приводит к значительному сокращению толщины волокон и массы мышц в целом, влечёт и уменьшение силы сокращения.

Всего в теле человека 656 скелетных мышц. Почти все мышцы  парные. Положение мышц, их форма, способ прикрепления к костям подробно изучен анатомией. Расположение и строение мышц особенно важно знать хирургу. Вот почему хирург прежде всего анатом, а анатомия и хирургия – родные сёстра. Мировые заслуги в развитии этих наук принадлежат нашей отечественной науке, и прежде всего Н.И Пирогову.

Нервные связи в мышцах. Неправильно думать, что мышца сама по себе может сокращаться. Трудно было бы представить хоть одно согласованное движение, если бы мышцы были неуправляемы. «Пускают» мышцу в ход нервные импульсы. В одну мышцу в среднем поступает 20 импульсов в секунду. В каждом шаге, например, принимают участие до 300 мышц, и множество импульсов согласует их работу.

Количество нервных  окончаний в различных мышцах неодинаково. В мышцах бедра их сравнительно мало, а глазодвигательные мышцы, целыми днями совершающие тонкие и точные движения, богаты окончаниями двигательных нервов. Кора полушарии неравномерно связано с отдельными группами мышц. Например, огромные участки коры занимают двигательные области, управляющие мышцами лица, кисти, губ, стопы, и относительно незначительные – мышцами плеча, бедра, голени. Величина отдельных зон двигательной области коры пропорциональна не массе мышечной ткани, а тонкости и сложности движений соответствующих органов.

Каждая мышца имеет  двойное нервное подчинение. По одним  нервам подаются импульсы из головного и спинного мозга. Они вызывают сокращение мышц. Другие, отходя от узлов, которые лежат по бокам спинного мозга, регулируют их питание.

Нервные сигналы, управляющие  движением и питанием мышц, согласуются  с нервной регуляцией кровоснабжения мышцы. Получается единый тройной нервный контроль.

Мышцы выделяют тепло. Поперечнополосатые мышцы – это «двигатели», в  которых химическая энергия превращается сразу в механическую. Мышца использует на движение 33% химической энергии, которая  освобождается при распаде животного крахмала – гликогена. 67% энергии в форме тепла передаются кровью другим тканям и равномерно согревает организм. Вот почему на холоде человек старается больше двигаться, как бы подогревая себя за счёт энергии, которую вырабатывают мышцы. Мелкие непроизвольные сокращения мышц вызывают дрожь – организм увеличивает образование тепла.

Сила и скорость сокращения мышцы. Сила мышцы зависит от числа  мышечных волокон, от площади её поперечного  сечения, величины поверхности кости, к которой она прикреплена, угла крепления и частоты нервных импульсов. Все эти факторы выявлены специальными исследованиями.

Сила мышц человека определяется тем, какой груз он может поднять. Мышцы вне организма развивают  силу в несколько раз больше той, которая проявляется в движениях человека.

Рабочее качество мышцы  связаны с её способностью внезапно изменять свою упругость. Белок мышц при сокращении становится очень  упругим. После сокращения мышцы  он опять приобретает своё первоначальное состояние. Становясь упругой, мышца  удерживает груз, в этом проявляется мышечная сила. Мышца человека на каждый квадратный сантиметр сечения развивают силу до 156,8 Н.

Одна из самых сильных  мышц – икроножная. Она может  поднимать груз в 130 кг. Каждый здоровый человек способен «стать на цыпочки» на одной ноге и даже поднять при этом дополнительный груз. Эта нагрузка приходится в основном на икроножную мышцу.

Находясь под влиянием постоянных нервных импульсов, мышцы  нашего тела всегда напряжены, или, как  говорится, находятся в состоянии  тонуса – длительного сокращения. Вы можете на себе проверить тонус мышц: закройте с силой глаза, и вы почувствуете дрожание сокращённых мышц в области глаза.

Известно, что любая  мышца может сокращаться с  разной силой. Например, в поднятии маленького камня и пудовой гири участвуют одни и те же мышцы, но затрачивают они разную силу. Скорость, с которой мы можем приводить наши мышцы в движение, различна и зависит от тренировки организма. Скрипач производит 10 движений в секунду, а пианист – до 40.

Утомление и отдых

Причины утомления. Утомление – показатель того, что организм не может работать в полную силу. Почему наступает утомление мышцы? Для науки этот вопрос долго был неразрешённым. Создавались разные теории.

Одни учёные предполагали, что мышца истощается от недостатка питательных веществ; Другие говорили, что наступает её «задушение», нехватка кислорода. Высказывались предположения, что утомление наступает из-за отравления, или засорения, мышцы ядовитыми продуктами выделения. Однако, все эти теории не объясняли удовлетворительно причин утомления. В результате возникло предположение, что причина утомления кроется не в мышце. Была высказана гипотеза об утомлении нервов. Однако, выдающийся русский физиолог, один из учеников И. М. Сеченова, профессор Н. Е. Ввденский на примере доказал, что нервные проводники практически не утомляемы.

Путь к разгадке тайны  утомления был открыт русским  физиологом И. М. Сеченовым. Он разработал нервную теорию утомления. Он установил, что правая рука после длительной работы восстанавливала работоспособность, если в период её отдыха производились движения левой рукой. Нервные центры левой руки как бы заряжали энергией утомлённые нервные центры правой руки. Оказалось, что утомление быстрей снимается, когда отдых работающей руки сочетается с работой другой руки, чем при полном покое. Этими опытами И. М. Сеченов наметил пути снятия утомления и способы их разумной организации отдыха, тем самым осуществив своё благородное стремление облегчить труд человека.

Статика и динамика человеческого  тела

Условия равновесия. Каждое тело обладает массой и имеет центр тяжести. Отвесная линия, проходящая через центр тяжести (линия тяжести), всегда падает на опору. Чем ниже центр тяжести и чем шире опора, тем устойчивее равновесие. Так, при стоянии центр тяжести помещается примерно на уровне второго крестцового позвонка. Линия тяжести находится между обеими стопами ног, внутри площади опоры.

Устойчивость тела значительно  увеличивается, если расставить ноги: увеличивается площадь опоры. При  сближении ног площадь опоры  уменьшается, а следовательно, уменьшается и устойчивость. Устойчивость человека, стоящего на одной ноге, ещё меньше.

Наше тело обладает большой  подвижностью, и центр тяжести  постоянно смещается. Например, когда  несёшь ведро воды в одной руке, для устойчивости наклоняешься в противоположную сторону, причём другую руку вытягиваешь почти горизонтально. Если нести на спине тяжёлый предмет, то тело наклоняется вперёд. Во всех этих случаях линия тяжести приближается к краю опоры, поэтому равновесие тела устойчиво. Если проекция центра тяжести тела выйдет за пределы площади опоры, произойдёт падение тела. Его устойчивость обеспечивается смещением центра тяжести, соответствующим изменением положению тела. Для создания противовеса туловище наклоняется в сторону, противоположную нагрузке. Линия тяжести остаётся внутри площади опоры.

Выполняя различные  гимнастические упражнения, вы можете определить, как сохраняется равновесие и устойчивость, если центр тяжести  выходит за пределы точки опоры.

Канатоходцы для большей  устойчивости берут в руки шест, который наклоняют то в одну, то в другую сторону. Балансируя они перемещают центр тяжести на ограниченную опору.

Спорт нужен каждому

Тренировка мышц. Активная физическая деятельность – одно из обязательных условий гармоничного развития человека.

Постоянные упражнения удлиняют мышцы, вырабатывают их способность  лучше растягиваться. При тренировке масса мускулатуры увеличивается , мышцы становятся более сильными, нервные импульсы вызывают сокращение мышц большой силы.

Сила мышц и прочность костей взаимосвязаны. При занятиях спортом кости становятся толще, и соответственно развитые мышцы имеют достаточную опору. Более крепким и устойчивым к нагрузкам и травмам становится весь скелет. Хорошая двигательная нагрузка – необходимое условие нормального роста и развития организма. Малоподвижный образ жизни вредит здоровью. Недостаток движений – причина дряблости и слабости мышц. Физические упражнения, труд, игры развивают работоспособность, выносливость, силу, ловкость и скорость.

Труд и спорт. Движения в труде и спорте – это формы мышечной деятельности. Труд и спорт взаимосвязаны, дополняют друг друга.

Два ученика пришли в  мастерскую, впервые встали у верстака. Один занимается спортом, другой –  нет. Легко заметить, как быстро обучается  спортсмен трудовым навыкам.

Спорт развивает важные двигательные качества – ловкость, быстроту, силу, выносливость.

Эти качества совершенствуются и в труде.

Трудовое и физическое воспитание помогают друг другу. Они  благоприятствуют умственному труду. При движениях мозг получает от мышц обилие нервных сигналов, которые поддерживают его нормальное состояние и развивают. Преодоление утомления при физическом труде повышает работоспособность при умственных занятиях.

Спортсменом может стать  всякий. Нужно ли обладать какими-либо природными качествами, чтобы стать спортсменом? Ответ может быть только один: нет. Трудолюбие и систематическая тренировка обеспечивают достижение высоких спортивных результатов. Иногда рекомендуется учитывать общие особенности телосложения для выбора того или иного вида спорта.

Да и это не всегда обязательно. Некоторые спортсмены достигли первоклассных результатов  в таких видах спорта, к которым, казалось бы, они не имеют никаких  данных. Виталий Ушаков, несмотря на небольшую ёмкость лёгких до занятий спортом, стал первоклассным пловцом и дал лучшие показатели, чем некоторые другие спортсмены с «природной плавучестью».

Знаменитый борец И. М. Поддубный писал, что борцами  не рождаются, борьба развивает человека и он из обыкновенного парнишки становится могучим силачом.

Желание и настойчивость, тренировка и вдумчивое отношение  к физическим занятиям делают чудеса. Даже больные, физически слабые и  изнеженные люди могут стать прекрасными  спортсменами. Например, чемпион Европы по спортивной ходьбе А. И. Егоров в детстве болел рахитом, не ходил до 5 лет. Под наблюдением врача он стал заниматься спортом и достиг высоких показателей.

Великие люди о пользе физических упражнений.

Гимнастика как средство физического воспитания возникла ещё  в Древнем Китае и Индии, но особенно развилась в Древней Греции. Греки обнажёнными занимались спортом под лучами южного солнца. Отсюда, собственно, и происходит слово «гимнастика»: в переводе с древнегреческого «гимнос» значит «обнажённый».

Ещё великие мыслители  древности Платон, Аристотель, Сократ отмечали влияние движений на организм. Они сами до глубокой старости занимались гимнастикой.

Первым поднял голос  в защиту здоровья русского народа М. В. Ломоносов. Он сам отличался  большой физической силой и атлетическим сложением. Ломоносов считал необходимым «стараться всячески быть в движении тела». Он думал ввести Олимпийские игры в России. Великий учёный говорил о пользе двигательной активности после напряжённой умственной работы. «Движение, - по его словам, - вместо лекарства служить может».

А. И. Радищев глубоко  верил, что физическим воспитанием  можно «укрепить тело, а с ним  и дух».

А. В. Суворов ввёл, и  сам делал военную гимнастику, требовал тренировки и закаливания  войск. «Потомство моё, - говорил великий  полководец, - прошу брать мой пример».

Современники А. С. Пушкина  писали о нём, что он был самого крепкого сложения, мускулистый, гибкий, и этому способствовала гимнастика.

Л. Н. Толстой увлекался  ездой на велосипеде, на лошади. В 82 года он за день совершал верхом прогулки по 20 и более вёрст. Он любил косить, копать, пилить. В 70 лет Толстой побеждал в беге на коньках молодёжь, гостившую в Ясной Поляне. Он писал: «При усидчивой умственной работе без движения и телесного труда сущее горе. Не походи я, не поработай я ногами и руками в течение хоть одного дня, вечером я уже никуда не гожусь: ни читать, ни писать, ни даже внимательно слушать других, голова кружится, а в глазах звёзды какие-то, и ночь проводится без сна».

Максим Горький увлекался  греблей, плаванием, игрой в городки, зимой ходил на лыжах и катался на коньках.

И. П. Павлов до глубокой старости занимался  спортом и любил физический труд. Он много лет руководил гимнастическим кружком врачей в Петербурге.