Назва реферату: М’язи як частина опорно-рухової системи
Розділ: Біологія
М’язи як частина опорно-рухової системи
Опорно-рухова система – комплекс кісток, хрящів, суглобів, зв’язок і м’язів, який дає опору тілу і забезпечує пересування в просторі, а також рух окремих частин тіла відносно один одного.
У людини – близько 600 скелетних м’язів. Які дають змогу їй пересуватися у просторі – ходити, бігати, рухати окремі частини тіла; підтримувати рівновагу та певну позу тіла. Вони є місцем, де запасається глікоген. Скелетні м’язи містять специфічні рецептори м’язового чуття, які дають змогу контролювати положення тіла. Один з результатів м’язового скорочення є вироблення тіла. М’язи виконують захисну функцію – м’язи живота (органи черевної порожнини від зовнішніх факторів) та беруть участь у дихальних рухах – діафрагма, міжреберні м’язи.
Основними фізіологічними функціями м’язів є збудливість і скоротливість.
М’язи – це активна підсистема опорно-рухової системи.
В організмі людини є три види м’язової тканини: поперечно-смугаста скелетна (посмугована), поперечно-смугаста серцева та гладенька (непосмугована). М’язи, що прикріплюються до кісток скелета і прииводять в рух тіло складаються з поперечно-смугастої м’язової тканини скелетної.
Особливості будови та функції посмугованих (скелетних) м’язів.
Скелетних м’язів налічується близько 6000 (становлять 44% загальної маси тіла.
Кожний скелетний м’яз являє собою складну конструкцію, котра побудована з:
- посмугованої м’язової тканини (формує скоротливу частину – тіло м’яза або м’язове черевце).
- Сполучної тканини (формує нескоротливу частину – сухожилля та оболонки і фасції м’яза). Як правило, м’яз має 2 сухожилки, якими він прикріплюється до кісток (місце прикріплення сухожилка до кістки позбавлене окістя і називається горбистістю.
- Нервової тканини (чутливі нервові закінчення).
- Кровоносних судин, котрі кровопостачають м’яз.
Скелетний м’яз, складається з м’язових клітин (міоцитів) або м’язових волокон. Вони мають циліндричну форму і розташовані паралельно одне одному. Це багатоядерні клітини 0,01-0,1 мм у діаметрі, завдовжки близько 12 см. Зовні вкриті сарколемою (сполучна тканина). Кожне волокно має велику кількість міофібрил – м’язових ниток (скорочувальні волоконця). Міофібрили складаються з двох типів протофібрил: товстих – утворених скоротливим білком міозином; тонких – утворених білком актином.
Протофібрили надають м’язовим клітинам смугастості, що можна побачити у мікроскоп.
У клітинах м’яза є величезні запаси глікогену. Вони потрібні йому як джерело енергії під час скорочення, а організм може використати ці запаси у надзвичайних ситуаціях. Оскільки робота м’язової клітини дуже напружена і потребує багато енергії й кисню, то в ній міститься багато мітохондрій.
М’язові волокна утворюють пучки, оточені сполучнотканинною оболонкою – фасцією, яка відокремлює різні групи м’язів робить їх відносно самостійними.
Скелетні м’язи повністю вкривають скелет людини; тільки в деяких місцях кістки розміщені безпосередньо під покриттям шкіри. Тому не тільки скелет, але й м’язи визначають фігуру людини.
За кольором розрізняють білі та червоні м’язи. В основі такого поділу лежить більший (червоні м’язи) або менший (білі м’язи) вміст білкового пігменту міоглобіну. Міоглобін зв’язує кисень, завдяки чому в червоних м’язах запаси кисню більші і вони можуть довше працювати без втоми. Білі м’язи, навпаки, втомлюються швидше, але зате відрізняються сильнішими та більш швидкими скороченнями.
У дорослої людини кількість м’язових волокон стала, а їхній діаметр залежить від тренованості м’язів. Чим частіше і напруженіше працює м’яз, тим його волокна товщі, а отже, сам м’яз міцніший.Початковий нерухомий відділ м’яза називають головкою, а протилежний, перекинутий через суглоб до іншої кістки - хвостом, між ними потовщена частина – його тіло або черевце.
За формою м’язи поділяються на:
- Веретеноподібні (більшість м’язів, кінцівок).
- Прямі (м’язи спини, грудей).
- Кругові (м’язи рота, ока).
- Двоперисті (міжкісткові м’язи кисті, стопи).
- Одноперисті.
Веретеноподібні м’язи можуть мати кілька головок, що визначає їх назву: двоголовий м’яз плеча, триголовий м’яз гомілки, чотириголовий м’яз стегна.
За розмірами розрізняють м’язи: довгі, короткі, широкі.
У відповідності з функцією можна розглядати м’язи, як і згиначі та розгиначі; відвідні та привідні; привертачі та відвертачі; стискачі або сфінктери.
За видами рухів м’язи умовно поділяють на антагоністи, синергісти.
Роль нервової та гуморальної системи у регуляції діяльності м’язів.
Характер роботи скелетних м’язів – довільний. Узгоджене чергування скорочень і розслаблень різних груп м’язів контролюється нервовою системою (соматичною) і носить рефлекторний характер. Часто м’язові рефлекси виникають у відповідь на подразнення рецепторів, які містяться в самих м’язах або сухожилках (колінний рефлекс).
Скорочення спричиняють нервові імпульси, що надходять руховими нервами з ЦНС – зі спинного та головного мозку і мозочка. На кінці кожного нервового волокна є мембрана, яка містить пухирці з спеціальною рідиною – медіатором. Коли мембрана збуджується. Рідина з пухирців потрапляє у простір між нервом і м’язовою тканиною й передає їй імпульс збудження.
Чим інтенсивніше збудження рухових нервів, тим сильніше скорочення. Якщо нерви уражені, м’яз стає нерухомим і атрофується.
Посмуговані м’язи ніколи не бувають у стані повного розслаблення. Вони завжди трохи скорочені, тобто мають певний тонус. Це відбувається тому, що вони постійно одержують імпульси з головного і спинного мозку.
Механізми скорочення м’язових клітин.
Актин і міозин називають скоротливими білками, але самі вони не здатні скорочуватися. Скорочується лише актиноміозиновий комплекс за рахунок того, що нитки міозину глибше заходять між нитками актину.
Для скорочення м’яза і виконання певної роботи потрібна енергія. В м’язах використовується хімічна енергія поживних речовин, переважно глюкози. Але хімічна енергія глюкози не йде безпосередньо на виконання механічної роботи. Ця енергія, внаслідок гліколізу, накопичується в хімічних зв’язках, АТФ. При ферментативному відщепленні від АТФ однієї молекули фосфорної кислоти утворюється АДФ і виділяється енергія. Ферментом, який розщеплює АТФ, є актиноміозиновий комплекс, він утворюється в момент збудження м’яза внаслідок з’єднання головки міозинової протофібрили з актиновою, що відбувається лише в присутності іонів Са, а останні викидаються в цитоплазму м’язового волокна під впливом нервового імпульсу. Енергія, що виділяється при розщеплення АТФ, використовується на втягування міозинових протифібрил поміж актиновими.
Під час скорочення м’яза не вся хімічна енергія переходить у механічну, частина її виділяється у вигляді тепла і йде на зігрівання організму. Тому, коли людина працює фізично, їй стає гаряче.
Робота м’язів. Статистична і динамічна робота м’язів, їх втомлюваність та її фізіологічні причини.
Під час скорочення м’язи здатні виконувати механічну роботу. Величезна робота м’яза (А) визначається добутком сили (Р) на відстань (S), на яку дана сила перемістить
вантаж, або добутком маси (m) на висоту (h) піднімання даного вантажу.Величина роботи залежить від швидкості скорочення м’язів і максимальна при середній швидкості скорочення.
Більш точним і важливим показником ефективності роботи м’язів є коефіцієнт корисної дії (ККД). Це відношення виконаної механічної роботи (А) до загальних енергетичних витрат (Q). Q складається із витрат на механічну роботу і на утворення тепла (Н), тобто
Q = А + Н, звідки ККД = А/Q.
ККД м’язів людини складає 25-30%, тобто тільки 30% всієї енергії скорочення витрачається на механічну роботу, а 70% розсіюється у вигляді тепла. Це тепло необхідне для підтримання сталої температури тіла.
Робота м’язів супроводжується витратами енергії. Енергія для скорочення м’язів утворюється при розпаді та окисненні органічних сполук (вуглеводів). Для процесів окиснення потрібен кисень.
Поживні речовини, кисень постачаються м’язам, а продукти розпаду виносяться від м’язів кров’ю.
Робота (працездатність) залежить від правильного підбору величини нагрузок, темпу і величезне значення має стан нервової системи (свідомість).
Роботу м’язів поділяють на статичну і динамічну:
- статична (утримання вантажу, пози) – м’язи при цьому знаходяться в тривалій напрузі, але не змінюють свого положення в просторі.
- динамічна (біг. Їзда на велосипеді) – м’язи при цьому по черзі скорочуються і розслаблюються, тобто здійснюється їхнє переміщення. Ця робота менше втомлива.
Тривала безперервна робота викликає поступове зниження працездатності – втому.
Втома розвивається тим швидше, чим більша нагрузка на м’язи і частіше їх скорочення. Це закономірний результат попередньої роботи, вона запобігає надмірному виснаженню.
Причини стомлення м’язів.
1.Нервово-м’язовий синапс, по якому збудження передається з нерва на м’яз, стомлюється раніше, ніж м’язові волокна.
2.Накопичення в м’язі недоокислених продуктів розпаду (молочної кислоти) внаслідок нестачі кисню, а також використання в ньому енергетичних запасів, (нестача О2 в органі – гіпоксія).
Усунення причин стомлення м’язів
1. Відновлення працездатності стомлених м’язів відбувається швидше при переключенні з одного виду роботи на інший. Такий відпочинок Сєченов назвав активним відпочинком. Наприклад. Стомлена рука відпочиває швидше, коли працюють м’язи іншої руки.
2. При розслабленні стомленого м’яза (стан спокою) кров виносить з нього продукти розпаду і приносить м’язу поживні речовини і кисень, стомлення зникає.
3. Під час відпочинку відбувається не тільки відновлення, але навіть їх збільшення (понадвідновлення). Завдяки цьому м’язи можуть виконувати ще більшу роботу, ніж до стомлення.