Знание основ анатомии, строения собственного тела вместе с пониманием смысла и структуры тренировок позволяет повысить результативность занятий спортом во много раз - ведь любое движение, любое спортивное усилие совершается при помощи мышц. Кроме того, мышечная ткань является значительной частью массы тела - у мужчин на её долю приходится 42-47% от сухой массы тела, у женщин - 30-35%, при чём физические нагрузки, в особенности спланированные силовые тренировки увеличивают удельный вес мышечной ткани, а физическое бездействие - напротив, его уменьшает.
Виды мышц
В организме человека имеется три вида мышц:
- скелетные (их ещё называют поперечно-полосатыми);
- гладкие;
- и миокард, или сердечная мышца.
Гладкие мышцы формируют стенки внутренних органов и кровеносных сосудов. Их отличительной особенностью является то, что они работают независимо от сознания человека: усилием воли невозможно остановить, например, перистальтику (римичные сокращения) кишечника. Движения таких мышц медленные и однообраные, зато они непрерывно, без отдыха, работают всю жизнь.
Скелетная мускулатура ответственна за поддержание тела в равновесии и выполнение разнообразных движений. Вам кажется, что вы «просто» сидите в кресле и отдыхаете? На самом деле в это время десятки ваших скелетных мышц работают. Работой скелетной мускулатуры можно управлять усилием воли. Поперечно-полосатые мышцы способны быстро сокращаться и столь же быстро расслабляться, однако интенсивная деятельность сравнительно быстро приводит к их утомлению.
Сердечная мышца уникальным образом сочетает в себе качества скелетной и гладкой мускулатуры. Так же как и скелетные мышцы, миокард способен иненсивно работать и быстро сокращаться. Так же как и гладкие мышцы, он практически неутомим и не зависит от волевого усилия человека.
Кстати, силовые тренировки не только «лепят рельеф» и увеличивают силу наших скелетных мышц - они также косвенно улучшают и качество работы гладкой мускулатуры и сердечной мышцы. Кстати, это привордит и к эффекту «обратной связи» — укреплённая, развитая путём тренировок выносливости сердечная мышца работает интенсивнее и эффективнее, что выражается в улучшении кровоснабжения всего организма, в том числе и скелетных мышц, колторые благодаря этому могут переносить ещё большие нагрузки. Тренированные, развитые скелетные мышцы формируют мощный «корсет», поддерживающий внутренние органы, что играет не последнюю роль в нормализации процессов пищеварения. Нормальное пищеварение в свою очередь означает нормальное питание всех органов тела, и мышц в частности.
Различные типы мышц отличаются по своему строению, мы же рассмотрим подробнее строение скелетной мышцы, как связанной непосредственно с процессом силовой тренировки.
Заострим внимание на скелетных мышцах
Основной структурной составляющей мышечной ткани является миоцит - мышечная клетка. Одной из отличительных черт миоцита является то, что его длина в сотни раз превосходит его поперечное сечение, поэтому миоцит называют также мышечным волокном. От 10 до 50 миоцитов соединяются в пучок, а из пучков формируется собственно мышца - в бицепсе, например, до миллиона мышечных волокон.
Между пучками мышечных клеток проходят мельчайшие кровеносные сосуды - капилляры, и нервные волокна. Пучки мышечных волокон и сами мышцы покрыты плотными оболочками из соединительной ткани, которые на концах своих переходят в сухожилия, прикрепляющиеся к костям.
Основное вещество мышечной клетки называется саркоплазмой. В неё погружены тончайшие мышечные нити - миофибриллы, которые и являются сократительными элементами мышечной клетки. Каждая миофибрилла состоят из тысяч элементарных частиц - саркомеров, основной особенностью которых является способность сокращаться под воздействием нервного импульса.
В ходе целенаправленных силовых тренировок увеличивается как количество миофибрилл мышечного волокна, так и их поперечное сечение. Сначала этот процесс приводит к увеличению силы мышцы,затем - и к увеличению её толщины. Однако количество самих мышечных волокон остаётся прежним - оно обусловлено генетическими особенностями развития организма и в течении жизни не меняется. Отсюда можно сделать вывод и о различных физических перспективах спортсменов - те из них, чьи мышцы состоят из большего количества волокон, имеют больше шансов увеличить толщину мышц за счёт силовых тренировок, чем те спортсмены, чьи мышцы содержат меньше волокон.
Итак, сила скелетной мышцы зависит от её поперечного сечения - то есть от толщины и количества миофибрилл, формирующих мышечное волокно. Однако возрастают показатели силы и мышечной массы не одинаково: при увеличении мышечной массы в два раза, сила мышц становится в три раза большей, и единого объяснения этого феномена у учёных пока что нет.
Типы волокон скелетной мышцы
Волокна, формирующие скелетные мушцы, делятся на две группы: «медленные», или ST-волокна (slow twitch fibers) и «быстрые», FT-волокна (fast twitch fibers). ST-волокна содржат большое количество белка миоглобина, имеющего красный цвет, поэтому их ещё называют красными волокнами. Это - выносливые волокна, но работают они при нагрузке в пределах 20-25% от максимальной силы мышц. В свою очередь, FT-волокна содержат мало миоглобина, поэому их называют ещё «белыми» волокнами. Они сокращаются в два раза быстрее «красных» волокон и способны развить в 10 раз большую силу.
При нагрузках менее 25% от максимальной мышечной силы сначала работают ST-волокна, а потом, когда наступит их истощение - в работу включаются FT-волокна. Когда и они израсходуют энергетический ресурс, наступит их истощение и мышце потребуется отдых. Если же нагрузка изначально велика - одновременно работают оба вида волокон.
Однако не стоит ошибочно ассоциировать типы волокон со скоростью движений, которые выполняет человек. То, какой тип волокон преимущественно задействован в работа в данный момент, зависит не от скорости выполняемого движения, а от усилия, которое необходимо затратить на данное действие. С этим связано и то обстоятельство, что разные типы мышц, выполняющие различные функции, имеют пазное соотношение ST- и FT-волокон. В частности, бицепс - мышца, выполняющая преимущественно динамическую работу, содержит больше FT-волокон, чем ST. Напротив, камбаловидная мышца, испытывающая в основном статические нагрузки, состоит главным образом из ST-волокон.
Кстати, как и общее количество мышечных волокон, соотношение ST/FT волокон в мышцах конкретного человека является генетически обусловленным и сохраняется постоянным на протяжении всей жизни. Это также объясняет врождённые способности к определённым видам спорта: у самых «талантливых», выдающихся бегунов-спринтеров икроножные мышцы на 90% состоят из «быстрых» волокон, а у марафонцев - напротив, до 90% этих волокон - медленные.
Впрочем, несмотря на то, что природное количество мышечных волокон, а также соотношение их быстрой и медленной разновидностей изменить невозможно, грамотно спланированные и настойчивые тренировки заставят мышцы приспособляться к нагрузкам и непременно принесут результат.
Различают два вида мышц: поперечнополосатые и гладкие. Особым строением обладает сердечная мышца.
Гладкие мышцы располагаются в стенках внутренних органов , например кишок. Поперечнополосатые мышцы называют также скелетными мышцами, так как они соединяют друг с другом отдельные части скелета. Именно этим мышцам мы уделим большее внимание. Мышцы представляют собой активную часть двигательного аппарата . Их сокращения изменяют положение костей относительно друг друга, порождая движение.
Мышцы составляют примерно третью часть общего веса человеческого тела. Человек может произвести массу сложных движений благодаря наличию в его теле нескольких сотен скелетных мышц. Они имеют различную форму , так как мышечные волокна могут располагаться параллельно, перисто и веретенообразно. Очень часто стержень мышцы разветвляется на ряд пучков, или, иначе, головок; это сложная, многоглавая мышца. К таким мышцам относится, скажем, двуглавая мышца плеча, обычно именуемая бицепсом, от латинского названия musculus biceps brachii, или же, например, очень большая четырехглавая мышца бедра, занимающая его переднюю поверхность и являющаяся сильным его разгибателем. Эта мышца имеет четыре головки, отсюда ее название.
Основу мышцы составляет мышечная ткань. Отдельные ее волокна связываются в группы, группы - в пучки. Соединение пучков образует мышцу. И волокна и пучки обволакиваются тонкой пленкой соединительной ткани , которая пронизана многочисленными кровеносными сосудами и нервами.
Волокна мышечной ткани очень тонкие и длинные. Их толщина составляет одну тысячную долю миллиметра, зато длина может достигать нескольких сантиметров. В мышечных волокнах находятся сократительные волоконца. Это тоненькие ниточки, располагающиеся вдоль длинной оси мышцы. Именно они обеспечивают основную функцию мышц - свойство сокращаться. В момент сокращения мышца укорачивается, зато утолщается в поперечнике. Сократительные волоконца построены из сегментов двух видов, светлых и темных, укладывающихся полосами. Отсюда название - поперечнополосатая мышечная ткань.
Кроме свойства сокращаться мышца обладает также эластичностью и растяжимостью. Эти свойства необходимы для ее правильного функционирования. В момент любого движения часть мышцы сокращается, в то время как остальные ее участки растягиваются. После окончания движения мышцы приобретают первоначальную длину именно благодаря своей эластичности.
Окончания мышечных волокон постепенно переходят в тонкие, но прочные нити - сухожильные концы, скрепленные с костью. Некоторые мышцы прикреплены непосредственно к кости, однако есть и такие мышцы (они очень редки), которые вообще не имеют точек прикрепления, например круговая мышца рта.
Скелетные мышцы воздействуют главным образом на кости, соединенные друг с другом при помощи суставов, и создают при этом различного вида рычаги. Если между началом и окончанием мышцы расположен только один сустав, на который воздействует эта мышца, то такая мышца называется односуставной. Иногда между началом и окончанием мышцы находится несколько суставов. Мышцы этого вида называются многосуставными. Их функции очень сложны, так как при сокращении они не только перемещают те кости, к которым прикреплены, но одновременно изменяют на своем пути положение и некоторых других костей.
Сокращение мышцы может происходить при различных обстоятельствах: места прикрепления мышц в момент сокращения могут взаимно сближаться или сохранять прежнее положение с возрастающим только напряжением мышечных волокон. В первом случае мы говорим об изотоническом сокращении (не изменяется напряжение мышцы, изменяется только ее длина). Работу, которую выполняет такая мышца, принято называть динамической работой.
Второй вид работы мышцы наблюдается тогда, когда места прикрепления мышцы в момент ее сокращения не приближаются друг к другу. Длина мышцы при этом не меняется, зато возрастает ее напряжение. В этом случае мы говорим об изометрическом сокращении. Оно может иметь место, когда мы, например, держим перед собой на вытянутой руке тяжелый портфель. Эту работу мышцы мы называем статической работой. Изометрическое сокращение очень часто используется в период болезни для тренировки мышц конечностей, находящихся в гипсовых повязках. Однако обычно в организме наблюдаются оба вида мышечных сокращений , то есть таких, при которых изменяются и напряжение и длина мышцы. Эти сокращения мы называем ауксотоническими.
Работающая мышца сокращается. Это сокращение ведет к росту напряжения или к уменьшению длины мышцы. Явление это называется концентрическим сокращением. В некоторых отдельных случаях мышца выполняет работу, постепенно расслабляясь, что называется эксцентрическим сокращением. Это случается тогда, когда в действие входит сила тяжести. Для примера: человек сидит на стуле; в этот момент выпрямление ноги в колене требует работы (концентрического сокращения) четырехглавой мышцы бедра; если бы эта мышца вдруг перестала действовать, нога мгновенно и резко опустилась бы на пол под влиянием силы тяжести. В данном случае - при медленном разгибании ноги в колене - действует четырехглавая мышца бедра, постепенно расслабляясь.
Мышечная деятельность организма, как из этого следует, чрезвычайно многообразна и почти никогда не прекращается. Даже бездействуя, мышцы сохраняют некоторое напряжение, называемое мышечным тонусом.
Напряжение, которого мышца может достигнуть, зависит от степени ее растяжимости. По мере роста исходной длины мышцы напряжение в этой мышце возрастает до некоторой оптимальной величины, после чего начинает резко снижаться. Это используется для замаха перед очень сильным движением. Для примера: перед ударом по мячу нога отводится назад.
Сила мышцы зависит от величины этой мышцы в разрезе. Упрощенно можно сказать, что чем мышца толще, тем она сильнее. Сила мышцы определяется с помощью специального прибора (динамометра) в пересчете на 1 кв. см ее разреза в поперечнике. Сила, которую может развить мышца, доходит до 10 кг на 1 кв. см ее поперечника.
Мышца, поднимая тяжесть, выполняет определенную работу, прямо пропорциональную развиваемой силе и степени сокращения мышцы. Существует некая оптимальная величина нагрузки, при которой работа, выполненная в период одного сокращения мышцы, может быть наибольшей. Эта оптимальная величина равна половине той максимальной силы, которую может развить, сократившись, мышца. Закономерность эта используется при разработке упражнений с нагрузкой, нацеленных на рост мышечной силы.
Чем быстрее сокращается мышца при данной нагрузке, тем большей мощностью эта мышца обладает (работа, выполненная в единицу времени).
Рассматривая работу мышцы, следует остановиться также на эффективном объеме выполняемого движения и его частотности. С этими вопросами связано понятие выносливости, определяемой длительностью выполнения движения. Мышца, обладающая способностью в течение долгого времени многократно повторять данное движение, например сгибать руку в локтевом суставе (или же в течение долгого времени выдерживать определенную нагрузку), обладает большой выносливостью.
Каждая мышца выполняет определенную работу, в свою очередь, работа оказывает на мышцу формирующее влияние. Общеизвестно, что бездействующая мышца слабеет и атрофируется. В этом случае говорят об атрофии, вызванной бездействием. Примером может служить атрофия мышц конечности, долгое время находившейся в гипсовой повязке. Упорный труд и тренировка ведут к росту мышечной массы. Увеличиваются также сила и выносливость мышц.
Действие скелетных мышц позволяет человеку выполнять массу сложных движений. Умелое выполнение данного движения зависит от точно отрегулированных сокращений отдельных мышц и координированных действий различных мышечных групп. Это требует тесного взаимодействия с нервной системой, что обеспечивают расположенные в мышцах многочисленные нервные окончания двигательных и чувствительных нервов.
Основной функциональной единицей мышцы является так называемая нейромоторная единица. Это комплекс, в который входят нейромоторная клетка, ее моторный нейрон и группа иннервируемых им мышечных волокон. Сила сокращения мышцы регулируется меньшей или большей частотой нервных импульсов, а также меняющимся числом одновременно включенных нейромоторных единиц. Для выполнения даже очень простого движения необходима работа многих нейромоторных единиц.
Мышца получает импульсы, иначе - стимулы, приводящие ее в действие с помощью двигательных нервных волокон. При нарушении целостности такого нерва мышца становится неуправляемой. В мышцах находятся также многочисленные чувствительные нервные окончания. Они посылают в спинной и головной мозг информацию о состоянии мышц. Кроме того, мышцы обладают особой системой, регулирующей мышечное напряжение.
Сократимость мышцы - это ее самое главное функциональное свойство. Одновременно в мышце происходят химические, тепловые и электрические реакции. Для изучения мышц эти последние имеют особое значение. При помощи сложной электрической аппаратуры, к которой присоединены специальные электроды в форме пластинок или игл, в свою очередь прикрепленных к мышце, можно получить важную и обширную информацию о ее деятельности.
И статическая и динамическая работа мышцы происходит за счет совершающихся в ней реакций. Энергию, необходимую для работы, дают мышце химические преобразования, главным образом сгорание некоторых углеводных соединений.
В момент сокращения в мышце развиваются сложные химические процессы, которые можно разделить на две фазы: бескислородную и кислородную. В первой, где изменения происходят без участия кислорода, образуется молочная кислота. Окончательному результату предшествует ряд промежуточных реакций с обязательным участием производных фосфорной кислоты. Во второй фазе часть молочной кислоты под влиянием кислорода распадается на двуокись углерода и на воду.
В условиях весьма интенсивной работы мышцы, когда даже усиленный ток крови не обеспечивает достаточного поступления кислорода, скапливается избыток молочной кислоты, окисление ее значительно отстает. Это ведет к временному переокислению мышцы и нарушению ее работоспособности.
В ходе химических реакций, совершающихся в мышцах, выделяется энергия, обеспечивающая мышечную работу и дающая определенное количество тепла. Около 20 процентов энергии, высвобождающейся в результате химических реакций, затрачивается на механическую работу мышцы. Остальная энергия преобразуется в тепло, согревающее мышцу и весь организм. По этой причине температура тела во время физической работы повышается. Даже несколько энергичных движений быстро повышают температуру тела.
Зависимость деятельности мышц от нервной системы . Если рассмотреть под микроскопом тонкий срез скелетной мышцы , то можно увидеть, что в нее входит нерв, который ветвится в ее ткани и в конце концов разделяется на отдельные отростки нейронов. Каждый отросток оканчивается в группе мышечных волокон (рис. 45). Возбуждение, проводимое по нерву в мышцу, передается на ее волокна. В результате они сокращаются.
Движения в суставах. При сгибании руки в локте крупная мышца, расположенная на внутренней стороне плеча, утолщается. Это двуглавая мышца (рис. 46 , 1). Она прикреплена двумя верхними сухожилиями к лопатке, а нижним - к предплечью. Сокращаясь, двуглавая мышца притягивает предплечье к плечу и рука сгибается в локтевом суставе. Другие мышцы, лежащие на передней поверхности плеча, вместе с двуглавой осуществляют сгибание руки в локте.
Противоположное действие оказывает сокращение трехглавой мышцы (2), расположенной на задней поверхности плеча. От ее верхнего конца отходят три сухожилия: одно из них прикрепляется к лопатке, а два других - к задней поверхности плечевой кости . От нижнего конца трехглавой мышцы отходит сухожилие. Оно проходит по задней поверхности локтевого сустава и прикрепляется к локтевой кости.
При сокращении этой мышцы рука разгибается в локте и выпрямляется. Когда мы вытягиваем руку, трехглавая мышца хорошо прощупывается.
Двуглавая и другие действующие совместно с ней мышцы - это сгибатели руки в локтевом суставе, а трехглавая - разгибатель.
В суставах движения совершаются благодаря двум противоположно действующим группам мышц - сгибателям и разгибателям.
Согласованность деятельности мышц - сгибателей и разгибателей . Взаимодействие сгибателей и разгибателей суставов осуществляется благодаря центральной нервной системе.
Сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. Стоит нам, например, случайно прикоснуться рукой к горячему предмету, и мы сразу же отдергиваем руку. Как это происходит? При температурном раздражении рецепторов кожи в них возникает возбуждение. Оно проводится по длинным отросткам центростремительных нейронов в центральную нервную систему, где передается на центробежные нейроны. По их длинным отросткам возбуждение попадает в мышцы и вызывает их сокращение.
При ходьбе, беге, а также при выполнении человеком любой работы в его суставах происходят последовательные сгибания и разгибания. Этим и объясняются разнообразные движения нашего тела.
Подходящие к мышцам нервы состоят из отростков нейронов, тела которых находятся в сером веществе центральной нервной системы (см. рис. 19).
Возбуждение, проводящееся по нервам в мышцы - сгибатели сустава, вызывает их сокращение. Тогда в нейронах, отростки которых входят в мышцы - разгибатели того же сустава, развивается нервный процесс, противоположный возбуждению, - торможение, и эти мышцы расслабляются. Затем возбуждение возникает в нейронах, отростки которых заканчиваются в мышцах-разгибателях, вызывая их сокращение. Это ведет к торможению в нейронах, отростки которых заканчиваются в мышцах-сгибателях.
Таким образом, сокращение одной группы мышц влечет за собой расслабление другой. Мышцы - сгибатели и разгибатели суставов при ходьбе, физическом труде и других сложных движениях действуют согласованно благодаря взаимодействию процессов возбуждения и торможения.
Бывает, что мышцы - сгибатели и разгибатели сустава одновременно находятся в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. Но возможно одновременное сокращение мышц - сгибателей и разгибателей сустава. Тогда он закрепляется в определенном положении.
Основные группы мышц человеческого тела . Функции различных групп мышц очень разнообразны. Их согласованная деятельность обусловливает движения нашего тела. На рисунке 47 показаны основные группы мышц тела человека.
Мышцы конечностей играют главную роль в передвижении и выполнении различных видов физической работы. Особенно разнообразны движения руки, которая для человека стала органом труда.
Движения в плечевом суставе происходят благодаря сокращению мышц, прикрепляющихся одним концом к костям плечевого пояса , а другим - к плечу. О том, как расположены сгибатели (1) и разгибатели (2) локтевого сустава руки, вы уже знаете. Очень точные движения пальцев человека происходят благодаря сокращениям и расслаблениям многих мышц, расположенных на предплечье (3), запястье (4) и пясти. Эти мышцы связаны с костями пальцев длинными сухожилиями.
Мышцы ног человека обладают большей массой, - значит, они и сильнее, чем мышцы рук. Это понятно; нижние конечности выполняют функцию ходьбы и выдерживают всю тяжесть тела. Очень сильно развита у человека икроножная мышца (5), расположенная на задней стороне голени. Сокращаясь, эта мышца сгибает ногу в колене, поднимает пятку и поворачивает стопу наружу. Эти движения играют очень важную роль при ходьбе и беге.
Большого развития достигают у человека и ягодичные мышцы (6). Они прикреплены к тазовым и бедренным костям . Находясь в напряжении, ягодичные мышцы закрепляют тазобедренный сустав . Это играет большую роль в сохранении нашим телом вертикального положения.
Мышцы спины вместе с мышцами нижних конечностей принимают участие в удержании тела человека в вертикальном положении и выполняют ряд других функций. Мышцы, расположенные на задней стороне шеи (7), прикреплены одним концом к черепу, а другим - к костям туловища. Находясь в напряжении, они поддерживают голову, не давая ей опускаться. В сохранении телом вертикального положения важное значение имеют мышцы спины, которые тянутся вдоль позвоночника и прикрепляются к его отросткам, направленным назад. Благодаря сокращению этих мышц туловище также может прогибаться назад.
Мышцы груди участвуют в движениях верхней конечности и в дыхательных движениях. Так, большая грудная мышца (8) принимает участие в опускании руки и в глубоком дыхании.
Мышцы живота (9) выполняют разнообразные функции. С сокращением различных групп этих мышц связаны наклоны туловища вперед и в стороны, его повороты вправо и влево.
При совместном сокращении этих мышц стенка живота надавливает на внутренние органы брюшной полости и сжимает их, словно пресс.
Мышцы головы по функциям разделяют на две группы. Это жевательные (рис. 48 , 1) и мимические (2, 3 и рис. 47 , 10) мышцы.
Радость, огорчение, восторг, отвращение, раздумье, гнев, ужас, удивление - все это изменяет выражение лица человека. Такие выразительные движения лица - мимика - вызываются сокращениями и расслаблениями мимических мышц, прикрепляющихся обычно одним концом к костям черепа, а другим - к коже. Мимические мышцы достигают высокого развития только у человека и обезьяны.
Жевательные мышцы, сокращаясь, поднимают нижнюю челюсть. Кроме того, эти мышцы, действуя попеременно, вызывают ограниченные движения нижней челюсти вправо и влево, вперед и назад.
■ Сгибатели суставов. Разгибатели суставов. Торможение.
? 1. Что является причиной сокращения мышц в организме? 2. Как происходит сгибание и разгибание в суставах? 3. Чем обусловлена согласованность деятельности мышц - сгибателей и разгибателей?
! 1. По принципу каких известных вам из физики простейших машин совершается работа мышц (рис. 49)? Постарайтесь объяснить, какое значение для наших движений имеют основные закономерности действия этих машин. 2. Как должны быть расположены мышцы, сгибающие и разгибающие ногу в коленном суставе (найдите их на рис. 47)?
Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определенном положении, удерживании груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу.
Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы.
Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Их называют мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели. Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трехглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему одновременно вызывает расслабление трехглавой мышцы.
Работой мышц управляет нервная система, она обеспечивает согласованность их действий, приспосабливает их работу к реальной обстановке, делает ее экономичной. Ученые установили, что деятельность скелетной мускулатуры человека имеет рефлекторный характер. Непроизвольное отдергивание руки от горячего предмета, дыхательные движения, ходьба, различные трудовые движения - все это двигательные рефлексы различной сложности.
Без работы мышцы со временем атрофируются. Однако если мышцы работают без отдыха, наступает их утомление. Это нормальное физиологическое явление. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.
Развитие утомления мышц связано прежде всего с процессами, происходящими в центральной нервной системе. Утомлению способствует и накопление в мышце в процессе работы продуктов обмена веществ. Во время отдыха кровь уносит эти вещества, и работоспособность мышечных волокон восстанавливается.
Скорость развития утомления зависит от состояния нервной системы, ритма работы, величины нагрузки, тренированности мышц.
Постоянные занятия спортом, физическим трудом способствуют увеличению обьема мышц, возрастанию их силы и работоспособности.
Гладкие мышцы: строение и работа. Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов: желудка, кишечника, матки, мочевого пузыря и других, а также большинства кровеносных сосудов . Гладкие мышцы сокращаются медленно и непроизвольно. Они состоят из одноядерных веретеновидных клеток небольшого размера.
Основой сократимости гладких мышц, так же как и поперечно-полосатых, является взаимодействие белков актина и миозина. Однако нити актина и миозина расположены в клетках гладких мышц не так упорядочение как в поперечно-полосатых. Скорость скольжения актина относительно миозина мала: в 100 раз меньше, чем в поперечно-полосатых мышцах. Поэтому гладкие мышцы и сокращаются так медленно - в течение десятков секунд. Но благодаря этому они могут оставаться в сокращенном состоянии очень долго.
При кратковременном прекращении работы, т. е. за время отдыха, работоспособность мышц быстро восстанавливается, так как кровь удаляет из них вредные продукты обмена. У тренированных людей это происходит очень быстро. У людей, не напрягающих свой организм физическими упражнениями, кровоток в мышцах слабее, поэтому продукты обмена выносятся медленно, и после физических нагрузок люди долго ощущают боль в мышцах.
- Мышцы тренированных людей способны развивать фантастические усилия. Например, атлет-супертяжеловес смог выжать на спине штангу весом 2844 кг. Это без малого три тонны! Если же человек находится в состоянии сильного возбуждения, то его физические возможности достигают порой невероятного уровня. Во время землетрясения в Японии мать вытащила ребенка из-под завала, подняв голыми руками бетонную плиту, которую потом смогли сдвинуть лишь краном. Как усилить свои мышцы? Во-первых, под влиянием постоянных тренировок мышечные клетки постепенно увеличиваются в размерах. Это происходит за счет активного синтеза новых молекул сократительных белков - актина и миозина. Чем крупнее мышечная клетка, тем большее усилие она способна развивать, а значит, мышцы становятся сильнее. Во-вторых, необходимо тренировать нервные центры, управляющие мышцами, для того чтобы эти центры смогли одновременно вовлекать в работу большее число мышечных клеток. Этот процесс называется синхронной активацией мышц.
- Даже самые простые движения требуют участия большого числа мышц. Например, для того чтобы сделать один шаг, человеку необходимо сократить и расслабить около 300 мышц.
- Коэффициент полезного действия мышц не очень высок, и значительная часть затраченной ими энергии уходит на выработку тепла. И это вовсе не плохо. Ведь нам надо поддерживать постоянную температуру тела.
А где взять тепло? Вот мышцы нас теплом и обеспечивают. Вспомните, когда нам холодно, мы начинаем подпрыгивать, хлопать руками и т. п. Таким образом мы заставляем мышцы интенсивнее сокращаться, а значит, вырабатывать больше тепла.
Проверьте свои знания
- 1. Каким образом мышцы совершают работу?
- Какая работа называется динамической? статической?
- Какая работа совершается при удерживании груза?
- Как работают мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели?
- Верно ли утверждение, что вся мышечная деятельность носит рефлекторный характер? Обоснуйте свой ответ.
- Почему мышцы устают?
- От чего зависит скорость развития утомления мышц?
Подумайте
- В чем различие между статической и динамической работой мышц
- Почему длительное стояние утомительнее ходьбы?
Сокращаясь или напрягаясь, мышцы совершают работу. Различают динамическую и статическую работу. Движения в суставах обеспечиваются как минимум двумя мышцами, действующими противоположно друг другу. Работой мышц управляет нервная система, эта работа носит рефлекторный характер.
Анисько П.Е.
Динамическая морфология: Учеб. пособие. - Гродно: ГрГУ, А67 2008. - 166 с.
15ВН 985-417-408-5.
Учебное пособие по разделу «Динамическая морфология» курса «Анатомия человека» написано в соответствии с программой по анатомии человека для студентов специальности
1-030201 - Физическая культура.
Анатомический анализ положений и движений тела рассматривается после изучения мышечной системы, что облегчает изучение динамической морфологии.
УДК 37.073(075.8) НБК75
УЧЕНИЕ О МЫШЦАХ
Скелетные мышцы построены из поперечнополосатой мышечной ткани. Они обеспечивают сохранение поз и положений тела, участвуют в его движениях, защищают расположенные под ними внутренние органы и идущие между ними сосуды и нервы от внешних воздействий; при сокращении мышц выделяется тепловая энергия, поэтому они участвуют в поддержании постоянства температуры тела. Сокращение мышц передает душевное состояние человека в виде мимики и пантомимики.
Наличие в мышцах специфических нервных окончаний позволяет считать их компонентом двигательной анализаторной (сенсорной) системы.
Для наименования мышц используют ряд признаков. Названия мышц происходят от их внешней формы (дельтовидная, ромбовидная, квадратная, трапециевидная, зубчатая, камбаловидная, грушевидная, червеобразная, круговая, пирамидальная, круглая), функции (сгибатель, разгибатель, отводящая, приводящая, пронатор, супинатор, поднимающая, опускающая, натягивающая, жевательная, сжиматель, расширитель и др.), строения или числа имеющихся у них головок (двубрюшная, полуперепончатая, полусухожильная, двуглавая, трехглавая, четырехглавая), положения (межреберные, грудные, подколенная и др.), начала и прикрепления (гребенчатая, плечелучевая, грудино-ключично-сосцевидная и т. д.), направления мышечных волокон (прямая, косая, поперечная), случайных признаков, основанных на отдаленных ассоциациях (близнецовые мышцы, мышцы гордецов и др.).
Форма мышц. По своей форме и размерам мышцы очень разнообразны. Есть мышцы длинные и тонкие, короткие и толстые, широкие и плоские. Различают также мышцы веерообразные, которые способны перемещать кость в пределах угла, ограниченного крайними пучками мышцы, и кольцеобразные, формирование которых связано с функциональной потребностью периодически суживать какие-либо отверстия.
Мышцы, расположенные на туловище, имеют более плоскую форму, чем мышцы, находящиеся на конечностях. Мышцы конечностей характеризуются относительно большей длиной, веретенообразной формой и проходят около одного (односуставные), двух (двусуставные) или нескольких (многосуставные) суставов.
Различия в форме мышц связаны с выполняемой ими функцией. Длинные тонкие мышцы, имеющие не значительную площадь прикрепления к костям (например, длинные сгибатели пальцев руки или ноги), как правило, участвуют в движениях с большой амплитудой. В противоположность им короткие толстые мышцы (например, квадратная мышца поясницы) участвуют в движениях с небольшим размахом, но могут преодолевать значительное сопротивление
П.Ф. Лесгафт предложил делить мышцы на два основных типа сильные мышцы и ловкие мышцы. Он писал: «Мышцы, по преимуществу сильные, начинаются и прикрепляются к большим поверхностям удаляясь, по мере увеличения поверхности прикрепления от опоры рычага, на который они действуют; они могут проявлять довольно большую силу при небольшом напряжении, почему и не так легко утомляются. Они действуют преимущественно всею своею массою и не могут производить мелких оттенков при движении; силу свою они проявляют с относительно малою скоростью и состоят чаще из коротких мышечных волокон. Мышцы второго типа, отличающиеся ловкостью в своих действиях, начинаются и прикрепляются к небольшим поверхностям, близко к опоре рычага, на который действуют;...они действуют с большим напряжением, скорее утомляются, состоят чаще из длинных волокон и могут действовать отдельными своими частями, производя различные оттенки движения. Это будут мышцы, допускающие главным образом ловкие и быстрые движения»*. Примером сильных мышц, по П.Ф.Лесгафту. могут служить мышцы-разгибатели позвоночного столба, большая ягодичная мышца, четырехглавая мышца бедра; примером ловких мышц - мышцы глаза, лица. Между крайними типами ловких и сильных мышц существуют переходные.
Все крупные мышцы состоят из нескольких отдельных мышц, которые объединяются в одно целое только анатомически, но имеют самостоятельную иннервацию и могут изолированно сокращаться. Поэтому можно считать, что в функциональном отношении они являются самостоятельными мышцами, производящими часто противоположную, «антагонистическую», работу. Лишь мелкие мышцы представляют собой нечто целое не только в анатомическом, но и в функциональном отношении. Например, такие крупные мышцы, как большая грудная, передняя зубчатая, при изолированном сокращении верхних и нижних отделов вызывают прямо противоположные движения (верхний отдел большой грудной мышцы участвует в сгибании плечевой кости, т е в движении кпереди, а нижний - в опускании), передняя часть дельтовидной мышцы при изолированном сокращении двигает руку вперед, задняя - назад, а средняя - латерально. Возможность изолированного сокращения отдельных частей одной и той же мышцы или изолированного сокращения одной мышцы (например, прямой мышцы живота или двуглавой плеча) без участия соседних мышц зависит от тренировки. Обычно сокращение мышц имеет суммарный характер, т.е. одновременно сокращается целая группа мышц.
Строение мышц. Каждая скелетная мышца построена из пучков поперечнополосатых мышечных волокон. Эти пучки связывает и окружает рыхлая соединительная ткань, прослойки которой называются внутренним перимизием. С внешней поверхности мышца покрыта наружным перимизием.
Мышечные волокна образуют среднюю мясистую часть мышцы - ее брюшко, или тело, прикрепляющееся к костям при помощи сухожильных концов мышцы. Сухожилия особенно хорошо выражены у длинных мышц.
Сухожилия построены из коллагеновых волокон и отличаются большой сопротивляемостью на растяжение. Широкие сухожилия мышц называются апоневрозами или сухожильными растяжениями. Апоневрозами называют также утолщенные фасции, находящиеся под кожей на ладонной поверхности кисти и на подошвенной поверхности стопы. Некоторые мышцы (например, прямая мышца живота) имеют вставочные сухожильные прослойки, которые подразделяют всю мышцу на отдельные части, обеспечивая возможность их изолированного сокращения.
Фасции, которыми покрыты мышцы, представляют собой фиброзные оболочки, одевающие не только отдельные мышцы, но также и группы мышц. Значение фасций в двигательном аппарате очень велико: покрывая мышцы и прикрепляясь к костям, они составляют своего рода дополнения к костному скелету. Некоторые фасции служат местом начала мышц или их прикрепления. Утолщения, образуемые фасциями между отдельными группами мышц, называются межмышечными перегородками; здесь также берут начало пучки мышечных волокон. Уплотненные участки фасций, расположенные над сухожилиями длинных мышц, выполняют роль связок и называются удерживателями сухожилий мышц (например, мышц-сгибателей или мышц-разгибателей) Сухожилия мышц, отличающиеся значительной подвижностью (главным образом в области кисти и стопы), заключены в синовиальные влагалища, которые построены из двух листков синовиальной оболочки: внутренностного, прирастающего к сухожилию мышцы, и пристеночного, срастающегося с окружающими тканями. Обращенные друг к другу листки синовиальной оболочки переходят по длине сухожилия один в другой, образуя брыжейку сухожилия - мезотендиний. Они выделяют жидкость - синовию, облегчающую скольжение сухожилия мышцы при ее сокращении или расслаблении.
Синовиальные влагалища заключены в фиброзные, а в некоторых местах (например, в области ладонной поверхности фаланг пальцев кисти) в костно-фиброзные каналы, но иногда выступают за их пределы. Вместе с окружающим их фиброзным слоем синовиальные влагалища образуют влагалища сухожилий.
Скольжение мышц облегчается благодаря синовиальным сумкам с синовиальным (слизистым) содержимым. Они имеют одну полость (простые) или несколько составных частей (сложные). Синовиальные сумки находятся не только между мышцами, но и (в некоторых местах) между мышцей и костью, а также между кожей и костью.
Фасции, синовиальные сумки, влагалища сухожилий (включая синовиальный и фиброзный слои), костно-фиброзные каналы, а также сесамовидные кости объединяют под общим названием «вспомогательные аппараты мышц».
Мышцы, участвуя в двигательной деятельности, непосредственно связаны с системами ее обеспечения (сосудистой, пищеварительной, дыхательной и др.) и регулирования (нервной, эндокринной). Сосуды и нервы проникают в мышцу в области так называемых ворот, внутри мышцы распространяются по прослойкам соединительной ткани (перимизию и эндомизию). Через сосуды мышца получает питательные вещества, кислород, гормоны и отдает продукты обмена веществ (углекислый газ, воду, соли и т.д.).
Нерв, подходящий к мышце, содержит три вида волокон: двигательные, вегетативные и чувствительные. По двигательным волокнам поступают импульсы из центральной нервной системы, побуждающие мышцу к сокращению. Вегетативные волокна проводят к мышце импульсы из соответствующих вегетативных центров, влияющих на адаптационно-трофические функции (обмен веществ, состояние стенки сосудов, рост и развитие мышцы). По чувствительным волокнам идут импульсы от мышцы в мозг. Одни из них проводят импульсы после температурных и болевых раздражений, другие сигнализируют о состоянии мышцы, натяжении, укорочении, расслаблении и т.п. Эти волокна называются проприоцептивными. Роль их особенно велика у спортсменов, так как они позволяют чувствовать положение звеньев тела, помогают ориентироваться в пространстве, обеспечивая так называемые чувство воды, чувство противника, чувство дорожки и т. п.
Состояние мышц. Каждая мышца по морфологической характеристике может находиться в трех состояниях: исходном, удлиненном и укороченном. По функциональному признаку выделяют напряженное и расслабленное состояния мышцы. Из сочетаний этих состояний возможны несколько вариантов:
г-- I -удлиненное
Следует отметить, что сочетания удлинения с расслаблением трудно достигнуть, так как при удлинении мышцы все более сказываются ее упругие свойства.
I.1. Мышца удлинена и напряжена. Места начала и прикрепления ее удалены друг от друга, мышца растянута, плотна на ощупь.
II. 1. Мышца в исходном состоянии, напряжена. Места начала и прикрепления не изменены, мышца плотна на ощупь.
111. 1. Мышца укорочена и напряжена. Места фиксации ее сближены, брюшко утолщено, мышца плотна на ощупь.
11.2. Мышца в исходном состоянии, расслаблена. Напряжение мышцы невелико и обеспечивает лишь поддержание естественного тонуса.
III.2. Мышца укорочена и расслаблена. Места начала и прикрепления сильно сближены; мышца мягка на ощупь и провисает в силу своей собственной тяжести, несмотря на постоянный естественный тонус.
Между названными состояниями имеются переходные, зависящие от степени сокращения или расслабления мышцы, а также от величины ее укорочения или удлинения.
Обладая способностью к укорочению и растягиванию, мышца характеризуется особым состоянием - постоянным непроизвольным напряжением, так называемым тонусом, в силу которого мышца сопротивляется растягиванию. О степени тонуса обычно судят по консистенции мышцы.
Тонус мышцы регулируется центральной нервной системой и имеет рефлекторный характер, т.е. зависит от импульсов (проприоцептивных), возникающих в самой мышце, особенно при ее растягивании. При перерезке подходящих к мышце нервов она оказывается парализованной и ее тонус снижается.
К этому нужно добавить, что и деятельное состояние мышцы при сокращении бывает двоякого рода: при изометрическом сокращении мышца сокращена, но движения не происходит, длина ее не изменяется, работа мышцы носит статический характер; при изотоническом сокращении мышцы происходит движение, длина ее изменяется, работа носит динамический характер.
Сила мышцы зависит (кроме утомления, состояния нервной системы, условий тренировки и пр.) от площади сечения, перпендикулярного к ходу всех мышечных волокон, входящих в состав данной мышцы. У так называемой веретенообразной мышцы направление волокон параллельно длине мышцы. Площадь поперечного сечения волокон перпендикулярна к длине мышцы. У перистой мышцы определение площади поперечного сечения несколько труднее. Ввиду того, что ее особенностью является наличие сухожилия, идущего посредине (двуперистая) или с краю (одноперистая мышца), площадь поперечного сечения каждого волокна проходит наискось по отношению к длине мышцы. Суммируя сечения отдельных волокон, нетрудно убедиться, что общая их площадь значительно превышает площадь поперечного сечения веретенообразной мышцы. Поэтому перистые мышцы обладают значительно большей подъемной силой.
Величина укорочения, на которую мышца может сокращаться, очень значительна и в отдельных случаях достигает трети и даже половины длины мышечных пучков.
Анатомический поперечник веретенообразной мышцы, соответствующий разрезу, перпендикулярному к ее длине, одинаков с физиологическим поперечником, перпендикулярным к ходу всех ее волокон, в то время как у перистой мышцы физиологический поперечник больше анатомического. При определении физиологического поперечника мышцы ее объем делят на среднюю длину одного волокна. Перистые мышцы имеют значительные прослойки плотной соединительной ткани, поэтому они трудно растяжимы и могут производить большую, чем веретенообразные мышцы, работу статического характера. Прослоек плотной соединительной ткани у веретенообразных мышц почти нет. У них легко чередуются состояния сокращения и растяжения (портняжная мышца).
Сила мышцы, имеющей площадь поперечного сечения 1 см 2 , равна 8-10 кг. Если исходить из этой цифры, то сила мышц составляет для сгибателей предплечья приблизительно 160 кг. для сгибателей голени - 480 кг. Эти цифры на первый взгляд могут показаться преувеличенными, так как тяжести, которые может поднять человек, сгибая предплечье или голень, гораздо меньше. Однако не следует забывать, что поднимаемая тяжесть имеет на конечности место приложения, находящиеся обычно на значительном расстоянии от того сустава, в котором происходит движение, в связи, с чем момент этой силы очень велик. В то же время мышцы, производящие данное движение, проходят вблизи сустава и во многих случаях прикрепляются в непосредственном соседстве с ним, что уменьшает их момент силы, так как эффект вращательного движения зависит не только от величины этих сил, но и от расстояния, на котором действуют силы.
Места начала и прикрепления мышц. Когда речь идет о «месте начала или опоры» и «месте прикрепления» мышцы, или же о «неподвижной» или «подвижной» точке мышцы, то следует это понимать условно. Например, плечевая мышца, проходящая спереди от локтевого сустава, обычно описывается как сгибатель предплечья. Местом ее начала принято считать плечевую кость, а местом прикрепления - локтевую кость. Однако если предплечье или кисть фиксированы, как, например, при подтягивании на перекладине, то плечевая мышца сгибает плечо. Таким образом, место начала мышцы и место ее прикрепления, в зависимости от того, какое звено тела в конкретном случае более подвижно, могут взаимно меняться. В большинстве случаев дистальное звено более подвижно, чем проксимальное. При этом сила, с которой данная мышца притягивает проксимальное звено к дистальному и одновременно дистальное к проксимальному, всегда остается одинаковой согласно закону Ньютона о равенстве действия и противодействия.
Парадоксальное действие мышц. Многосуставные мышцы могут вызывать движения в нескольких суставах, около которых они проходят. Двусуставные мышцы, сокращаясь, вызывают в суставах моменты сил противоположной направленности, длина мышц изменяется очень мало. Односуставные мышцы вызывают движения только в одном суставе, однако косвенным путем они влияют на движения в суставах, расположенных проксимально и дистально по отношению к данному суставу. Например, при сгибании в локтевом суставе обычно одновременно происходит некоторое разгибание в плечевом суставе. Эта косвенная работа односуставных мышц представляет собой так называемое парадоксальное действие мышц. Разгибанию в плечевом суставе способствует то, что центр массы всей руки при сгибании в локтевом суставе продолжает оставаться под плечевым суставом, так как перемещение одной части массы руки вперед компенсируется перемещением другой части назад. В силу этого вся рука несколько смещается кзади, чем сохраняется положение ее равновесия. Другая причина, благодаря которой происходит разгибание в плечевом суставе, заключается в том, что при сгибании предплечья растягивается трехглавая мышца плеча, расположенная на его задней поверхности, и тонус ее повышается. Так как эта мышца является двусуставной и длинной своей головкой начинается от лопатки, то одновременно с увеличением натяжения она производит некоторое разгибание в плечевом суставе, около которого проходит. Разгибающее действие ее возрастает по мере сгибания в локтевом суставе.
Цепь звеньев. Обычно происходит одновременно движение нескольких звеньев тела, неразрывно связанных между собой. Если цепь звеньев замкнута, то каждая даже односуставная мышца оказывает косвенное действие на звенья человеческого тела, входящие в состав этой цепи, вызывает их перемещение в пространстве. Когда человек двумя ногами стоит на земле, то сокращение, например, подколенной мышцы вызывает движения голени и бедра, а окольным путем - движения таза, бедра и голени другой стороны тела. Если же цепь не замкнута, то происходит смещение главным образом дистального звена. Так, когда человек опирается о землю одной ногой, т.е. нет замкнутой системы «нога - таз - нога - земля», то при сокращении на другой ноге подколенной мышцы могут перемещаться только голень и стопа. Сопутствующие движения и в этих случаях возможны, но они гораздо менее заметны. Их может и не быть, если проксимальный отдел тела фиксирован (например, если человек, сгибая голень, сидит на какой-либо неподвижной поверхности опоры).
Антагонисты и синергисты. Действительного антагонизма в работе мышц нет, так как мышцы не только содружественного, но и противоположного действия работают согласованно, совместно обеспечивая выполнение того или иного движения. Однако отдельные мышцы или группы мышц, участвующие в прямо противоположных движениях, принято условно называть антагонистами. Например, группа мышц, которая сгибает стопу, является антагонистом по отношению к той группе, которая ее разгибает, т.е. мышцы расположенные на задней и на передней поверхностях голени- антагонисты Мышцы, которые выполняют общую работу, участвуя в одном и том же движении, т.е. мышцы, расположенные по одну сторону данной оси сустава, являются синергистами. Односуставные мышцы одноосных суставов выполняют в отношении этих суставов всегда только одну функцию. Например, плечевая мышца является постоянным сгибателем предплечья в локтевом суставе и постоянным антагонистом для локтевой мышцы. В отношении многоосных суставов, особенно шаровидных, функция одних и тех же мышц (как много-, так и односуставных) может быть различной, в зависимости от исходного положения соединяющихся костей. Так, мышцы, приводящие бедро, оказываются его сгибателями, если оно было разогнуто. Они же могут работать как пронаторы бедра, если это было чрезмерно повернуто кнаружи, и наоборот, могут помогать супинации, если бедро было сильно повернуто внутрь.
Мышцы, являющиеся для одного движения синергистами, для другого могут становиться антагонистами. Например, при сгибании кисти ее локтевой и лучевой сгибатели работают как синергисты. При движениях же кисти вокруг переднезадней оси лучезапястного сустава эти мышцы работают уже как антагонисты: локтевой сгибатель участвует в приведении кисти, а лучевой сгибатель - в ее отведении.
Гораздо сложнее работа мышц, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Они образуют содружественно работающие комплексы, обусловливающие возможность выполнения данного движения. Например, наружная косая мышца живота одной стороны тела и внутренняя косая другой, работая содружественно, принимают участие во вращении туловища вокруг его вертикальной оси. Не менее сложные комплексы образуют такие мышцы, как трапециевидная и передняя зубчатая, участвуя во вращении лопатки нижним углом кнаружи, или малая грудная и нижний отдел большой ромбовидной мышцы, вызывая противоположные движения. В каждом движении, как правило, участвует не одна мышца и даже не одна группа мышц, а несколько содружественно действующих мышечных групп. Среди них всегда можно выделить мышцы, которые производят данное движение непосредственно, и мышцы, способствующие укреплению тех отделов тела, на которые опирается действующее звено.
В то время как синергические группы мышц обусловливает возможность выполнения данного движения, другие мышцы благодаря своему напряжению это движение тормозят Разучивание движений, особенно имеющих характер рывка или толчка, и тренировка идут по линии выработки более изолированного сокращения тех мышц и мышечных групп, которые для данного движения необходимы. Для выполнения же плавных движений необходима работа антагонистов, так как без их регулирующего влияния сокращение одних только синергистов может вызвать порывистые, толчкообразные движения. Начальный период разучивания движений обычно связан с сокращением (в большей или меньшей степени) всех мышц данной области, как тех. которые для этого движения необходимы, так и тех, которые его затормаживают. Этот период характеризуется тем, что в коре большого мозга происходят процесс возбуждения в корковом отделе двигательного анализатора и иррадиация этого возбуждения. При таком неразученном движении действующая группа мышц должна преодолевать внутреннее сопротивление со стороны других мышц.
Характеристика работы мышц. Мышцы могут выполнять преодолевающую, уступающую и удерживающую работу. При преодолевающей работе мышца преодолевает тяжесть данного звена тела или какое-либо сопротивление, когда момент силы мышцы или группы мышц больше момента силы тяжести. При уступающей работе мышца, оставаясь напряженной, постепенно расслабляется, уступая действию силы тяжести или действию сопротивления; момент силы мышцы при этом меньше момента силы тяжести или сопротивления. При удерживающей работе мышцы происходит уравновешивание действия сопротивления, моменты сил равны, в результате чего движение отсутствует. Так, дельтовидная мышца при отведении руки в сторону, удерживании ее в горизонтальном положении и во время медленного приведения ее к туловищу напряжена, но работа ее не одинакова: в первом случае она преодолевающая, во втором - удерживающая, а в третьем - уступающая Уступающая работа мышц очень важна для спортсменов, так как позволяет увеличить и силу, и скорость движения. Происходящее при уступающей работе растягивание мышц приводит к накоплению в них энергии упругой деформации, которая в последующем используется организмом для осуществления «возвратного» движения, причем в большей мере, если напряжение мышц следует тотчас за предварительным растягиванием мышц, без паузы. Установлено, что при подпрыгивании на носках с прямыми ногами в икроножной мышце и в пяточном сухожилии накапливается 45 Дж энергии. при беге со скоростью 3.9 м/с в мышцах нижней конечности - 46-50 Дж, при приседании с грузом в тех же мышцах - 730 Дж, без груза - 394 Дж. Свойство мышц накапливать энергию упругой деформации зависит от соотношения быстрых и медленных волокон в них; чем выше процент медленных волокон, тем лучше используется энергия упругой деформации. Подготовительные фазы движений, стартовые положения (приседание перед прыжком, замах перед броском снаряда и др.) способствуют растягиванию мышц, выполняющих основное движение. Уступающую работу иначе называют релаксацией.
Различают также баллистическую работу мышц - резкое, быстрое, преодолевающее сокращение после предварительного растягивания мышц (например, на верхней конечности при метании). При этом мышца дает толчок звену и расслабляется, последующее движение данного звена продолжается по инерции.
Направление тяги. Упрощенно направлением тяги мышцы считается прямая линия, соединяющая центры мест ее начала и прикрепления. Для уточнения хода этой линии необходимо произвести поперечные сечения мышцы на разных уровнях. Линия, соединяющая центры сечений, будет равнодействующей мышечных сил всех волокон (центроидой мышц); обычно она несколько изогнута.
Сложение сил, направленных в одну сторону. Для определения величины и места приложения равнодействующей группы мышц-синергистов, векторы которых параллельны, следует последовательно сложить силы всех мышц данной группы. Если она состоит в простейшем случае из двух мышц, то равнодействующая будет равна сумме сил этих двух мышц, а точка ее приложения будет находиться на прямой, перпендикулярной к направлению равнодействующих этих двух мышц, на расстоянии, обратно пропорциональном силе каждой из этих мышц. Если группа мышц-синергистов состоит не из двух, а из большего числа мышц, то равнодействующая их также равна сумме сил всех мышц. Местом приложения этой равнодействующей является точка, расположенная между местами прикрепления данных мышц.
При сложении сил, оказывающих влияние на движение определенного звена тела, слагаемым может быть не только сила мышц, но и сила тяжести данного звена.
Вычитание сил. Если к кости прикрепляются мышцы, которые тянут ее в противоположные стороны, то движение в этом случае происходит под действием разности сил. Равнодействующая при вычитании сил равняется разности между ними и направлена в сторону большей силы. Когда силы мышц, двигающих данную кость в разных направлениях, равны, они уравновешивают друг друга и кость остается неподвижной. Лишь немногие мышцы тянут кости, к которым они прикрепляются, в диаметрально противоположных направлениях. Большинство мышц, прикрепляющихся к одной кости с разных ее сторон, образуют тяги, направленные под некоторым углом одна к другой. Однако эти тяги можно разложить на составляющие таким образом, что они могут оказаться идущими в противоположных направлениях и участвовать в противоположных движениях.
Силы, действующие под углом. В тех случаях, когда мышцы тянут кость в двух разных, но не диаметрально противоположных направлениях, равнодействующая сил выражается диагональю параллелограмма, построенного на векторах этих сил. Например, направление тяги каждой из наиболее крупных мышц, приводящих плечо, - большой грудной мышцы и широчайшей мышцы спины - не совпадает с направлением движения при приведении плеча. Мало того, даже не существует такой мышцы, направление силы, тяги которой совпадало бы с направлением движения при приведении плеча. Названные две мышцы своей равнодействующей заменяют силу отсутствующей мышцы, необходимой для выполнения данного движения.
Правило параллелограмма сил относится не только к двум, но и к нескольким мышцам, тянущим данную кость в различных направлениях. В таких случаях для определения общей равнодействующей необходимо построить параллелограмм равнодействующих каждых двух мышц, а затем параллелограммы между диагоналями первых параллелограммов, пока, наконец, не будет найдена общая равнодействующая всей данной группы мышц.
Пара сил. Как известно, каждое вращение есть результат действия пары сил, поэтому и вращение во всех суставах можно рассматривать как результат действия пары сил. В большинстве случаев одной силой в этой паре является мышечная тяга, а другой - то сопротивление, которое оказывает данной кости соседняя, сочленяющаяся с ней кость. Сила сопротивления направлена параллельно и противоположно силе мышечной тяги. Кратчайшая прямая между направлениями этих двух сил составляет плечо пары сил, и произведение этого плеча на величину данной силы, в частности, силы мышечной тяги. - момент вращения пары сил. Если предположить, что данный сустав разрушен, т.е. одна из сил в этой паре (именно - сила сопротивления со стороны соседней кости) выключена, то произошло бы не вращение данного звена, а смещение его по направлению равнодействующей названной группы мышц.
При вращательных движениях лопатки, головы, нижней челюсти, позвоночного столба обе силы в паре сил представлены в значительной мере мышечной тягой.
Степень участия мышцы в том или ином движении, как и степень ее тормозящего действия на движение в суставе, зависят не только от величины ее силы, но также от плеча силы - величины перпендикуляра, опущенного из оси вращения на направление силы, а в конечном итоге от вращающего момента силы мышцы, который представляет собой произведение величины ее силы на плечо этой силы.
Из этого следует, что небольшая мышца с малой подъемной силой, но с большим плечом силы может иметь большое значение для того или иного движения.
Увеличению плеча силы мышц и, следовательно, их момента вращения способствуют бугорки, бугристости, гребни, шероховатости, к которым прикрепляются мышцы, а также сесамовидные кости. Они находятся в толще сухожилий некоторых мышц в области прохождения их около сустава, несколько проксимальнее его щели, и увеличивают плечо силы тяги мышцы. Наиболее крупной сесамовидной костью является надколенник, который увеличивает плечо силы четырехглавой мышцы бедра.
Во многих местах мышцы, направляясь к точке прикрепления, перекидываются через костные выступы, увеличивающие плечо силы этих мышц (например, медиальная и латеральная лодыжки). Увеличению плеча силы мышц служат также блоки и петли (например, фиброзная петля, прикрепляющая сухожилие двубрюшной мышцы к подъязычной кости). Соответственно увеличивается и момент вращения этих мышц.
Законы рычага и работа мышц. Принято различать рычаги двух родов - первого и второго. В том случае, если две силы расположены с двух сторон от точки опоры твердого тела, около которой возможно вращение, и действуют в одном направлении, тело является рычагом первого рода. Когда силы приложены только с одной стороны по отношению к точке опоры тела и направлены в разные стороны, тело образует рычаг второго рода. Мышечные силы могут быть приложены не перпендикулярно к рычагу, а под некоторым углом к нему. Если данная сила приложена к рычагу под острым или тупым углом, действие этой силы на рычаг можно определить путем разложения ее на составляющие, из которых одна будет направлена по длине рычага, а другая - перпендикулярно к ней. Первая сила для объяснения данного движения не принимается в расчет, так как ее действие вызывает только сжатие рычага, большее или меньшее придавливание друг к другу суставных поверхностей или же, если рычаг не был достаточно закреплен, смещение его по длине. Вторая сила является полезной составляющей, она и производит движение.
Рычаг первого рода. В отношении двигательного аппарата человека рычаг первого рода называется еще «рычагом равновесия». Таким равновесием отличается положение всех вышележащих звеньев тела по отношению к нижележащим (например, головы по отношению к позвоночному столбу, таза по отношению к бедру). В первом примере основными силами, которые способствуют наклону головы вперед, являются сила тяжести и сила мышечной, а также связочной тяги. При прямом держании головы вертикаль ее центра тяжести, располагающегося несколько сзади турецкого седла, проходит спереди от поперечной оси атлантоза-тылочного сочленения. Равнодействующая силы мышечной и связочной тяги, приложенная к затылочной кости, проходит сзади этой оси. Условием равновесия является равенство вращающих моментов этих двух сил. Так как сила тяжести имеет всегда вертикальное направление, то ее плечо расположено горизонтально. Сила мышечной, а также связочной тяги идет несколько наискось. Следовательно, ее плечо располагается не горизонтально, а несколько наклонно.
В тех случаях, когда равновесие нарушается и вращающий момент одной силы становится больше или меньше вращающего момента другой силы, происходит сгибание или разгибание головы. Например, когда при прямом держании головы мышцы выйной области расслабляются, голова наклоняется кпереди, поскольку вращающий момент силы мышц становится меньше момента силы тяжести. Наоборот, если сила тяги мышц затылка увеличивается и их вращающий момент становится больше момента силы тяжести головы, то она наклоняется назад.
Наклон головы происходит не только благодаря влиянию силы ее тяжести, но также при некотором, хотя бы незначительном, участии мышц, расположенных спереди шейного отдела позвоночного столба. К этим мышцам принадлежат не только все мышцы, прикрепляющиеся к подъязычной кости и идущие к ней снизу и сверху, но и. главным образом, мышцы, лежащие непосредственно на передней поверхности позвоночного столба (длинная мышца головы и длинная мышца шеи). Поэтому было бы правильнее говорить не о вращающем моменте силы тяжести, а о моменте сил, способствующих наклону головы кпереди,
Рычаг второго рода. Различают две разновидности этого рычага. Первую обычно называют «рычагом силы». Он характеризуется тем, что плечо силы мышечной тяги больше плеча силы тяжести. Примером такого рычага может служить стопа во время подъема на полупальцы. Местом опоры в данном случае являются главным образом головки плюсневых костей, через которые проходит ось вращения всей стопы. Сила мышечной тяги, если обозначить ее направление в виде прямой, идущей от пяточной кости в направлении тяги трехглавой мышцы голени (как наиболее энергичного сгибателя стопы), имеет большее плечо, чем сила тяжести. Последняя передается через кости голени на стопу и давит непосредственно на таранную кость, способствуя опусканию стопы. Движения рычага этого вида довольно ограничены, здесь имеется выигрыш в силе за счет проигрыша в амплитуде и в скорости движения. Вторую разновидность рычага второго рода принято называть «рычагом скорости». Он характеризуется тем, что сила мышечной тяги приложена вблизи оси вращения и имеет значительно меньшее плечо, чем противодействующая ей сила тяжести или сила какого-либо иного сопротивления. Например, во время сгибания предплечья сокращаются мышцы, равнодействующая которых проходит спереди поперечной оси локтевого сустава. Плечо этой равнодействующей равняется приблизительно 2 см, а плечо силы тяжести, если человек удерживает кистью при согнутом предплечье груз в 16 кг, приблизительно 20 см, т.е. плечо силы сопротивления примерно в 10 раз больше, чем плечо мышечной силы. Условием равновесия является равенство вращающих моментов этих двух сил. Отсюда понятно, почему при подъемной силе мышц-сгибателей предплечья, равной приблизительно 160 кг, нетренированный человек может удержать при согнутом предплечье только около 16 кг. В самом деле, 160x2 = = 16x20. т.е. каждый момент вращения равняется 320.
При таком рычаге второго рода имеется проигрыш в подъемной силе, но значительный выигрыш в амплитуде и скорости движения. Действительно, при сгибании в локтевом суставе можно кистью, а тем более концами пальцев производить движения со значительно большей амплитудой и скоростью, чем движения пяткой стопы при подъеме на носки. Но, поднимаясь на носки, человек приподнимает тяжесть всего тела, которая к тому же может быть увеличена каким-либо дополнительным грузом, а кистью - тяжесть значительно меньшую.
Степень развития мускулатуры у разных людей крайне различна. Она зависит от возраста, пола, профессии и других факторов. Нередко встречаются также индивидуальные особенности развития мышечной системы. Помимо этих особенностей, обычно называемых вариантами мышц, бывают аномалии развития мышечной системы. Например, некоторые мышцы могут отсутствовать (даже такая крупная мышца, как большая грудная) или же, наоборот, могут быть дополнительные мышцы (например, грудинная): иногда мышцы имеют дополнительные пучки, головки (например, не две, а три, четыре или даже пять головок у двуглавой мышцы плеча), сухожилия и т.д.
Общая масса мышц у человека составляет около 35-40 % веса тела. У женщин этот процент несколько ниже, чем у мужчин. У детей, особенно у новорожденных, мышцы, составляют относительно меньшую массу - 20-22 %. С возрастом этот процент повышается, а к старости опять уменьшается - до 25-30 %. У спортсменов с хорошо развитой мускулатурой общий вес мышечной массы может достигать даже 50 % веса тела.
МЫШЦЫ ГОЛОВЫ И ШЕИ
Мышцы головы делятся на две группы, мимические и жевательные. Следует подчеркнуть, что в ряде случаев они функционируют совместно (членораздельная речь, жевание, глотание, зевота).
Работа мышц с элементами биомеханики.
Основным свойством мышечной ткани, на котором основана работа мышц является сократимость. При сокращении мышцы происходит укорочение её и сближение двух точек, к которымона прикреплена. Из этих двух точек подвижный пункт прикрепления притягивается к неподвижному, в результате происходит движение данной части тела.
Т. к. опорой для всего тела служит позвоночный столб, расположенный по средней линии тела, то начало мышцы, совпадающее обычно с неподвижной точкой, расположено ближе к средней плоскости (медиально), а на конечностях - ближе к туловищу (проксимально); прикрепление мышцы, совпадающее с подвижной точкой, находится дальше от середины (латерально), а на конечностях - дальше от туловища (дистально).
Подвижная и фиксированная точки могут меняться местами в случае укрепления подвижной точки и освобождения фиксированной. Например, при стоянии, подвижной точкой прямой мышцы живота будет её верхний конец (сгибание верхней части туловища), а при висе тела с помощью рук на перекладине - нижний конец (сгибание нижней части туловища).
Для функциональной характеристики мышц используются такие показатели, как их анатомический и физиологический поперечник. Анатомический поперечник - площадь поперечного сечения, перпендикулярно длиннику мышцы и проходящего через брюшко в наиболее широкой его части. Этот показатель характеризует величину мышцы, её толщину (фактически определяет объём мышцы). Физиологический поперечник представляет собой суммарную площадь поперечного сечения всех мышечных волокон, входящих в состав мышцы. А поскольку сила сокращающейся мышцы зависит от величины поперечного сечения мышечных волокон, то физиологический поперечник мышцы характеризует её силу.
У мышц веретенообразной и лентовидной формы с параллельным расположением волокон анатомический и физиологический поперечник совпадают. Иначе у перистых мышц. Из двух равновеликих мышц, имеющих одинаковый одинаковый анатомический поперечник, у перистой мышцы физиологический поперечник будет больше, чем у веретенообразной. В связи с этим перистая мышца обладает большей силой, однако размах сокращения её коротких мышечных волокон будет меньше, чем у веретенообразной мышцы. Поэтому перистые мышцы имеются там, где необходима значительная сила мышечных сокращений при сравнительно небольшом размахе движений (мышцы стопы, голени, некоторые мышцы предплечья). Веретенообразные, лентовидные мышцы, построенные из длинных мышечных волокон, при сокращении укорачиваются на большую величину. В то же время силу они развивают меньшую, чем перистые мышцы, имеющие одинаковый с ними анатомический поперечник.
Кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, образуют в механическом смысле рычаги, т. е. как бы простейшие машины для передвижения тяжестей. В биомеханике выделяют рычаг первого рода, когда точки сопротивления и приложения силы находятся по разные стороны от точки опоры, и рычаг второго рода, в котором обе силы прилагаются по одну сторону от точки опоры, но на разном расстоянии от него.
Рычаг первого рода - двуплечий, носит название "рычаг равновесия ". Точка опоры располагается между точкой приложения силы (сила мышечного сокращения) и точкой сопротивления (сила тяжести или масса органа). Примером может служить соединение позвоночника с черепом. Равновесие достигается при условии, если вращающий момент прилагаемой силы (произведение силы, действующей на затылочную кость на длину плеча, которая равна расстоянию от точки опоры до точки приложения силы) равен вращающему моменту силы тяжести (произведение силы тяжести на длину плеча, равную расстоянию от точки опоры до точки приложения силы тяжести). По-правде говоря я и сам физику терпеть не могу, поэтому на все эти вращающие моменты и подобную поебень можно забить. Просто постмотрите на рисунок и всё станет понятно.
Рычаг второго рода одноплечий, в биомеханике (в отличие от механики) бывает двух видов. Вид рычага зависит от места расположения точки приложения силы и точки действия силы тяжести, которые и в том и вдругом случае находятся по одну сторону от точки опоры.
Первый вид рычага второго рода - "рычаг силы " - имеет место в том случае, если плечо приложения мышечной силы длиннее плеча сопротивления (силы тяжести). Рассматривая в качестве примера стопу, можно видеть, что точкой опоры (ось вращения) служат головки плюсневых костей, точкой приложения мышечной силы (трёхглавая мышца голени) является пяточная кость, а точка сопротивления (тяжесть тела) приходится на место сочленения костей голени со стопой (голеностопный сустав). В этом рычаге происходит выигрыш в силе (плечо приложени силы длиннее) и проигрыш в скорости перемещения точки сопротивления (её плечо короче).
У второго вида одноплечевого рычага - "рычаг скорости " - плечо приложения мышечной силы короче, чем плечо сопротивления, где приложена противодействующая сила, сила тяжести. Для преодоления силы тяжести, точка приложения которой отстоит на значительное расстояние ото точки вращения в локтевом суставе (точка опоры), необходима значительно большая сила мышц сгибателей, прикрепляющихся вблизи локтевого сустава (в точке приложения силы). При этом происходит выигрыш в скорости и размахе движения более длинного рычага (точка сопротивления) и проигрыш в силе, действующей в точке приложения этой силы.
Т.о. чем дальше от места опоры будут прикрепляться мышцы, тем выгоднее, ибо благодаря увеличению плеча рычага лучше может быть использована их сила.
Т.к. движения совершаются в двух противоположных направлениях (сгибание-разгибание, приведение-отведение и др.), то для движения какой-либо одной оси необходимо не менее двух мышц, располагающихся на противоположнвх сторонах. Такие мышцы, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонистами . При каждом сгибании действует не только сгибатель, но обязательно и разгибатель, который постепеноо уступает сгибателю и удерживает его от чрезмерного сокращения. Поэтому антагонизм обеспечивает плавность и соразмерность движений. Каждое движение т. о. есть результат действия антагонистов.
В отличие от антагонистов, мышцы, равнодействующая которых проходит в одном направлении, называются синергистами . В зависимости от характера движения и функциональной комбинации мышц, одни и те же мышцы могут выступать то как синергисты, то как антагонисты.
Тело человека и его части, при сокращении соответствующих мышц изменяют своё положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести или, наоборот, уступают этой силе. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определённом положении без выполнения движения. Исходя из этого различают преодолевающюю, уступающюю и удерживающюю работу мышц.
Преодолевающая работа выполняется в том случае, если сила сокращения мышцы изменяет положение части тела, конечности, или её звена, с грузом или без него, преодолевая силу сопротивления.
Уступающей работой называют работу при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести части тела (конечности) и удерживаемого её груза. Мышца работает, однако она не укорачивается при этом виде работы, а наоборот, удлиняется, например, когда тело, имеющее большую массу, невозможно поднять или удержать на вису. При большом усилии мышц приходится опустить это тело на пол или на другую поверхность.
Удерживающая работа выполняется, если силой мышечных сокращений тело или груз удерживается в определённом положении без перемещения в пространстве. Например, человек стоит или сидит не двигаясь, или держит груз. Сила мышечных сокращений уравновешивает вес тела или груза, при этом мышцы сокращаются изометрически, т. е. без изменения их длинны.
Преодолевающая и уступающая работа, когда сила мышечных сокращений обусловлена перемещением тела или его частей в пространстве, можно рассматривать как динамическую работу. Удерживающая работа, при которой движения всего тела или части тела не происходит, является статической. Нам это важно с той позиции, что все эти виды мышечной работы могут быть использованы в бодибилдинге. для стимуляции роста мышц. Используя тот или иной вид работы, вы можете значительно разнообразить свою тренировку и сделать её более эффективной. Вполне возможно, что вы уже этим пользовались, просто не осознавали этого раньше, а это тоже имеет большое значение. Я считаю, что к результату всегда легче прийти, когда знаешь, что делаешь.
Да, вот ещё один момент, всё что я описывал имеет сугубо анатомическую основу, с точки же зрения физиологии, например, выделяют несколько другие виды работы, о чём тоже неплохо бы знать, но об этом я напишу в другой раз. Вот, пожалуй и всё, что необходимо знать из общей миологии. Следующий раз речь пойдёт о конкретных мышцах.
Единой классификации скелетных мышц нет. Мышцы подразделяются по их положению в теле человека, по форме, направлению мышечных волокон, функции, по отношению к суставам.
По форме мышцы очень разнообразны. Наиболее часто встречаются веретенообразные мышцы (muskuli fusiformes), характерные для конечностей (прикрепляются к костям, выполняющим роль рычагов), и широкие мышцы, участвующие в образовании стенок туловища. […]Единой классификации скелетных мышц нет. Мышцы подразделяются по их положению в теле человека, по форме, направлению мышечных волокон, функции, по отношению к суставам.
По форме мышцы очень разнообразны. Наиболее часто встречаются веретенообразные мышцы (muskuli fusiformes), характерные для конечностей (прикрепляются к костям, выполняющим роль рычагов), и широкие мышцы, участвующие в образовании стенок туловища. Примером первой может служить двуглавая мышца плеча, второй — прямая мышца живота, наружная, внутренняя косые и поперечная мышца живота, широчайшая мышца спины, имеющие значительную ширину.
Сложность строения мышцы может заключаться в наличии у некоторых из них двух, трех или четырех головок, двух или нескольких сухожилий — “хвостов”. Так, мышцы, имеющие две головки и больше, начинаются на различных рядом лежащих костях или от различных точек одной кости. Затем эти головки соединяются и образуют общее брюшко и общее сухожилие. Такие мышцы имеют соответствующее их строению название: m. biceps — двуглавая, m. triceps — трехглавая, m. quadriceps — четырехглавая.
Одни мышцы получили свое название соответственно форме (m. romboideus — ромбовидная, m. trapezius — трапециевидная, m. quadratus — квадратная), другие — по величине (большая, малая, длинная, короткая), третьи по направлению мышечных пучков или самой мышцы (m. obliquus — косая, m. transversus — поперечная). В названии мышц отражно их строение (двуглавая, трехглавая, двубрюшная и т. д.), их начало и прикрепление (плечелучевая, грудинно-ключично-сосцевидная мышцы), функция, которую они выполняют: сгибатель (m. flexor), разгибатель (m. extensor), вращатель (кнутри — m. extensor, кнаружи — m. supinator), подниматель (m. levator). Называют мышцы по направлению выполняемого движения (m. abductor — отводящая от срединной линии, m. adductor — приводящая к срединной линии).
Основное свойство мышечной ткани , сократимость приводит к изменению длины мышцы под влиянием нервных импульсов. Мышцы действуют на суставы, изменяя положение костных рычагов. При этом каждая мышца действует на сустав только в одном направлении. У одноосного сустава (цилиндрический, блоковидный) движение костных рычагов совершается только вокруг одной оси. Мышцы располагаются по отношению к такому суставу с двух сторон и действуют на него в двух направлениях. Например, в локтевом суставе одни мышцы — сгибатели, другие — разгибатели. Друг по отношению к другу эти мышцы, действующие на сустав в противоположных направлениях, являются антагонистами. На каждый сустав в одном направлении, как правило, оказывают действие две или более мышцы. Такие содружественные по направлению действия мышцы называют синергистами. У двуосного сустава (эллипсоидный, мыщелковый, седловидный) мышцы группируются соответственно двум его осям, вокруг которых совершается движение. К шаровидному суставу, имеющему три оси движения (многоосный сустав), мышцы прилежат с нескольких сторон и действуют на него в разных направлениях. Так, например, в плечевом и имеются мышцы — сгибатели и разгибатели, осуществляющие движение вокруг фронтальной оси, отводящие и приводящие — вокруг саггитальной оси и вращатели — вокруг продольной оси: вовнутрь — пронаторы, и кнаружи — супинаторы.
В группе мышц, выполняющих то или иное движение, можно выделить мышцы главные, обеспечивающие данные движения, и вспомогательные, о подсобной роли которых говорит само название. Они дополняют, моделируют движение, придают ему индивидуальные особенности.
Для функциональной характеристики мышц используются такие показатели, как их анатомический и физиологический поперечники. Анатомический поперечник — это площадь поперечного сечения, перпендикулярного длиннику мышцы и проходящего через брюшко в наиболее широкой его части. Этот показатель характеризует величину мышцы, ее толщину. Физиологический поперечник представляет собой суммарную площадь поперечного сечения всех мышечных волокон, входящих в состав мышцы. Поскольку сила сокращающейся мышцы зависит от величины поперечного сечения мышечных волокон, то физиологический поперечник мышцы характеризует ее силу. У мышц веретенообразной, лентовидной формы с параллельным расположением мышечных волокон анатомический и физиологический поперечник совпадают. Иначе у перистых мышц. Из двух равновеликих мышц, имеющих одинаковый анатомический поперечник, у перистой мышцы физиологический поперечник будет больше, чем у веретенообразной, поскольку всю длину мышцы перистого строения образуют множество отдельных, располагающихся по общей длине мышцы мышечных частей, зачастую располагающихся под некоторым углом к продольной оси самой мышцы. Поэтому суммарное поперечное сечение мышечных волокон у перистой мышцы больше, а сами волокна короче, чем у веретенообразной. В связи с этим перистая мышца обладает большей силой, однако размах сокращения ее коротких мышечных волокон будет меньше, чем у веретенообразной или лентовидной мышцы. Поэтому перистые мышцы имеются там, где необходима значительная сила мышечных сокращений при сравнительно небольшом размахе движений (мышцы голени, стопы, некоторые мышцы предплечья). Веретенообразной, лентовидной формы мышцы, построенные из длинных мышечных волокон, при сокращении укорачиваются на большую величину. В то же время силу они развивают меньшую, чем перистые мышцы, имеющие одинаковый с ними анатомический поперечник.
Поскольку концы мышцы прикреплены на костях, то точки ее начала и прикрепления при сокращении мышцы приближаются друг к другу, а сами мышцы при этом выполняют определенную работу. Таким образом, тело человека или его части при сокращении соответствующих мышц изменяют свое положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести или, наооборот, уступают этой силе. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определенном положении без выполнения движения. Исходя из этого, различают преодолевающую, уступающую и удерживающую работу мышцы.
Преодолевающая работа выполняется в том случае, если сила сокращения мышцы изменяет положение части тела, конечности или ее звена, с грузом или без него, преодолевая силу сопротивления. Уступающей называют работу, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести части тела (конечности) и удерживаемого ею груза. Мышца работает, однако она не укорачивается при этом виде работы, а наоборот, удлиняется: например, когда тело (отягощение), имеющее большую массу, невозможно поднять или удержать на весу и приходится его опускать.
Удерживающая работа выполняется, если силой мышечных сокращений тело или груз (отягощение) удерживается в определенном положении без перемещения в пространстве. Например, человек стоит или сидит, не двигаясь, и держит груз. Сила мышечных сокращений уравновешивает массу (вес) тела и груза. При этом мышцы сокращаются без изменения их длины (изометрическое сокращение).
Преодолевающую и уступающую работу, когда сила мышечных сокращений обусловливает перемещение тела или его частей в пространстве, выполняя определенные движения, можно рассматривать как динамическую работу. Удерживающая работа, при которой движения всего тела или части тела не происходит, является работой статической.
В практике тренинга зачастую используется смешанный тип работы, обусловленный необходимостью выполнения работы по срыву, подъему, удержанию и опусканию отягощения.