МІОЛОГІЯ

ЗАГАЛЬНА МІОЛОГІЯ

 

ПЛАН

  1. Види м’язів та їх коротка характеристика.
  2. Будова м’язів.
  3. Класифікація м’язів.
  4. Функції скелетних м’язів.
  5. Допоміжний апарат м’язів.
  6. Закономірності розташування скелетних м’язів.
  7. Фізіологічні стани скелетних м’язів.
  8. Робота м’язів. Елементи біомеханіки.
  9. Розвиток м’язів людини в онтогенезі.

 

 

  1. Види м’язів та їх коротка характеристика.

 

Розділ морфології, що вивчає будову і функцію м’язів називається міологією (від грецького myos – м’яз). Вище докладно описано будову м’язової тканини. Нагадаємо, що за морфофункціональною класифікацією м’язову тканину поділяють на дві групи: гладку і поперечнопосмуговану. Поперечнопосмугована м’язова тканина, у свою чергу, поділяється на скелетну і серцеву. Гладкі м’язи розташовані в стінках порожнистих внутрішніх  органів, кровоносних і лімфатичних судин. Вони скорочуються мимовільно, тобто не підконтрольні свідомості. Скелетні м’язи, що прикріплюються до кісток, приводять в рух певні ділянки тіла. Серцеві м’язи мають певні особливості будови і функції.

У людини є приблизно 400 скелетних м’язів, більшість з них парні. Вони скорочуються довільно під впливом нервових імпульсів, що надходять по периферійних нервах з центральної нервової системи. Скелетні м’язи, рухаючи кістками, активно змінюють положення тіла в просторі; беруть участь в утворенні стінок ротової, грудної і черевної порожнин, а також порожнини таза; входять до складу стінок глотки, верхньої частини стравоходу, гортані; приводять в рух очне яблуко і слухові кісточки; забезпечують дихальні і ковтальні рухи. Скелетні м’язи утримують тіло у вертикальному положенні, у рівновазі і переміщають його в просторі. Загальна маса скелетної мускулатури в дорослої людини складає 30-40% від маси тіла, у немовлят – 20-22%. У літніх і старих людей маса скелетних м’язів зменшується до 25-30%, коли знижується м’язова активність. При високій м’язовій активності маса м’язів зберігається до глибокої старості.

 

 

  1. Будова м’язів

 

М’яз (musculus) – це орган, який побудований з пучків поперечнопосмугованих м’язових волокон, зв’язаних між собою пухкою сполучною  тканиною, в якій проходять кровоносні судини і нерви. Одиницею будови скелетних м’язів є м’язове волокно – симпласт.

М’яз складається з м’язових волокон, кожне з яких зовні від сарколеми вкрите тонкою сполучнотканинною оболонкою – ендомізієм (endomysium). М’язові волокна формують пучки, які також оточені тонкими прошарками сполучної тканини – внутрішнім перимізієм (perimysium internum). Весь м’яз покритий зовнішнім перимізієм, його ще називають епімізієм (perimysium externum; epimysium), що разом із сполучнотканинними структурами ендомізія і внутрішнього перимізія переходить у сухожилок (tendo). Таким чином, сполучна тканина, що оточує м’язові волокна, переходить у сухожилкові волокна. Однак між заокругленим полюсом м’язового волокна (при світловій мікроскопії) і сухожилком (м’язово-сухожилкове з’єднання) є чітка границя. При електронно-мікроскопічному дослідженні ця границя представлена численними пальцеподібними виростами м’язового волокна, між якими видні заглиблення. В усі ці заглиблення проникають колагенові мікрофібрили сухожилка, які обкутані кінцями ретикулярних мікрофібрил, що входять до складу сарколеми м’язових волокон.

Сухожилки майже не розтягуються, але вони дуже міцні і витримують величезні навантаження. Міцність сухожилка на розрив досягає 5–10 кг/мм2. Наприклад, сухожилок чотириголового м’яза стегна здатний витримувати розтягнення силою 600 кг, п’ятковий сухожилок триголового м’яза литки (сухожилок Ахілла) – 400 кг. Таку міцність забезпечує щільна оформлена волокниста сполучна тканина, з якої утворені сухожилки. Нагадаємо, що сухожилки складаються з рівнобіжних пучків колагенових волокон, між якими розташовані сухожилкові клітини – тендиноцити і фібробласти. Тендиноцити (cеllulae tendіneaе) мають видовжене ядро і невелику кількість цитоплазми. Ці клітини утворюють відростки, що проникають між сухожилковими волокнами (fíbrae tendіneaе). Пучки колагенових волокон першого порядку обкутані пухкою волокнистою неоформленою сполучною тканиною – ендотендінієм (endotendineum). Пучки колагенових волокон другого порядку оточені внутрішнім перитендинієм (peritendineum internum). Сухожилок ззовні вкритий зовнішнім перитендинієм (peritendineum externum) – футляром із щільної волокнистої сполучної тканини. У сполучнотканинних прошарках між сухожилковими волокнами проходять кровоносні судини і нервові волокна.

Більшість м’язів мають стовщену середню частину – черевце (venter), що переходить з обох кінців у сухожилки (tendae). Проксимальний кінець м’яза називається головкою (cаput), вона починається сухожилком від однієї кістки, а сухожилок дистального кінця м’яза прикріплюється до іншої кістки. При цьому сполучнотканинні волокна сухожилка міцно зростаються з окістям чи з охрястям і навіть проникають у кістку (шарпеєвські волокна).

Початком м’яза прийнято називати його проксимальну частину, а дистальна частина м’яза прикріплюється вже до іншої кістки.

Початок м’яза, що скорочується, залишається нерухомим, це його точка фіксації (punctum fixum). На іншій кістці, до якої прикріплюється м’яз, розміщена рухома точка (punctum mobile). При скороченні м’яза вона переміщується. При деяких рухах точка фіксації і рухома точка міняються місцями.

Сухожилки різних м’язів розрізняються за будовою і формою. Наприклад, м’язи кінцівок переважно переходять у довгі сухожилки циліндричної форми. Плоскі м’язи, що беруть участь у формуванні стінок порожнин тіла, мають широкі і плоскі сухожилки, такий сухожилок називається апоневрозом (aponeurosis). Деякі м’язи мають два черевця, які з’єднані проміжним сухожилком (tendo intermedius). Прикладом може бути двочеревцевий м’яз шиї. Якщо вздовж м’яза є кілька проміжних сухожилків, то їх називають сухожилковими переділками (intersectiоnes tendіneaе). Такі переділки характерні для прямого м’яза живота.

 

 

  1. Класифікація м’язів.

 

М’язи підрозділяють за їх розташуванням, формою, довжиною, напрямком м’язових волокон, функціями, а також за розташуванням їх стосовно суглобів.

Виділяють м’язи поверхневі і глибокі, присередні і бічні, зовнішні і внутрішні, вони розміщені у відповідних ділянках кінцівок, у стінках порожнин тіла тощо.

За формою і будовою м’язи дуже різноманітні. Найчастіше м’язи мають веретеноподібну і стрічкоподібну форми, вони переважно розташовані на кінцівках, і прикріплюються до кісток, що є довгими і короткими важелями (наприклад, двоголовий м’яз плеча, довгий відвідний м’яз великого пальця кисті тощо). Плоскі м’язи мають вигляд широких тонких м’язових пластин (наприклад, найширший м’яз спини). Плоскі м’язи беруть участь в утворенні стінок черевної і грудної порожнин (наприклад, косі і поперечний м’язи живота). М’язові пучки веретеноподібних, стрічкоподібних і плоских м’язів орієнтовані вздовж їхньої довгої осі.

Будова скелетних м’язів дуже різноманітна. Якщо м’язові пучки розташовані з одного боку від сухожилка під гострим кутом, то такий м’яз називають одноперистим м’язом (musculus unipennatus), наприклад, присередній широкий м’яз стегна. Якщо м’язові пучки прикріплюються до сухожилка з обох боків під гострим кутом, то такий м’яз є двоперистим (musculus bipennatus), наприклад, прямий м’яз стегна. У багатоперистому м’язі (musculus multipennatus) м’язові пучки переплітаються і прикріплюються до сухожилка з різних боків (наприклад, дельтоподібний м’яз).

Деякі м’язи складаються з декількох частин. У м’яза може бути 2, 3, 4 головки чи кілька сухожилків. М’язи, що мають дві головки і більше, починаються від різних кісток чи від різних частин однієї кістки. Потім ці головки об’єднуються в єдине черевце з одним загальним сухожилком. Такі м’язи мають відповідну назву: двоголовий м’яз, триголовий м’яз, чотириголовий м’яз. Одне загальне черевце може мати кілька сухожилків, що прикріплюються до різних кісток (наприклад, поверхневий м’яз-згинач пальців кисті). У деяких м’язах їхні м’язові пучки мають колове (циркулярне) розташування, тому колові м’язи зазвичай оточують природні отвори тіла. Прикладом таких м’язів можуть бути коловий м’яз ока і коловий м’яз рота. Інші колові м’язи виконують функцію замикачів (сфінктерів). Такий м’яз називається – м’язом-замикачом (musculus sphincter), наприклад, зовнішній м’яз-замикач відхідника. Назва багатьох м’язів походить від їхньої форми (ромбоподібний, трапецієподібний, квадратний, круглий), розмірів (великий грудний м’яз, довгий і короткий малогомілкові м’язи), напрямку м’язових пучків (поперечний м’яз живота, зовнішній косий м’яз живота). Назва деяких м’язів говорить про їхній початок і прикріплення (плечо-променевий м’яз, груднинно-ключично-соскоподібний м’яз), або про їх функцію: м’яз-згинач (т. flexor), м’яз-розгинач (т. extеnsor), м’яз-привертач (т. pronаtor), м’яз-відвертач (т. supinаtor), м’яз-підіймач (т. levаtor), м’яз-опускач (т. depressor), протиставний м’яз (m. oppоnens), м‘яз-замикач (m. sphinсter), м’яз-звужувач (m. constrictor), м’яз-розширювач (m. dilatator). М’язи називаються ще й за напрямком виконуваних ними рухів: відвідний м’яз (т. abductor), що відводить, наприклад, кінцівку від серединної лінії; привідний м’яз (т. adductor), що приводить, наприклад, кінцівку до серединної лінії

Стосовно суглобів м’язи розташовані неоднаково, що визначається їхньою будовою, топографією і функцією. Одні м’язи прикріплюються до суміжних кісток і діють тільки на один суглоб – це односуглобові м’язи. Інші м’язи перекидаються через два суглоби і більше – це двосуглобові і багатосуглобові м’язи. Багатосуглобові м’язи, зазвичай, найдовші і розташовуються більш поверхово. До них належать м’язи, що починаються на кістках передпліччя і прикріплюються до кісток кисті, а також м’язи гомілки, що прикріплюються до кісток стопи. Є м’язи, що починаються і прикріплюються на кістках, що не з’єднуються за допомогою суглобів (шило-під’язиковий і щелепно-під’язиковий м’язи). До таких м’язів належать також м’язи лиця і м’язи промежини.

 

 

  1. Функції скелетних м’язів:

– локомоторна: скорочуючись, скелетні  м’язи впливають на важелі, тобто на кістки та їх з’єднання, і відбувається переміщення тіла або його частин в просторі;

– статична функція: завдяки функції скелетних м’язів тіло людини знаходиться в стані рівноваги;

– формоутворююча: скелетні м’язи приймають участь в формуванні стінок порожнин тіла, наприклад, черевної порожнини;

– скелетні м’язи входять до складу багатьох внутрішніх органів і, скрочуючись, забезпечують виконання функцій органів, наприклад, м’язи гортані, м’язи язика, м’язи м’якого піднебіння, м’язи глотки;

– дихальна функція: скелетні м’язи, скорочуючись, впливають на ребра і забезпечують процеси вдиху та видиху;

– теплообмінна функція: скелетні м’язи скорочуючись, виділяють теплову енергію, яка призводить до підвищення температури тіла людини;

– скелетні м’язи, особливо, м’язи лиця, відображають психоемоційний стан людини, тобто формують міміку обличчя.

 

 

  1. Допоміжний апарат м’язів

 

М’язи мають допоміжний апарат, який забезпечує їх функцію: фасції, волокнисті і синовіальні піхви сухожилків, волокнисті та кістково-волокнисті канали, синовіальні сумки, м’язові блоки, сесамоподібні кістки.

Фасція (fascia) – це сполучнотканинна перетинка (у перекладі з латинського – смуга), що утворює чохол для м’яза. Фасції побудовані із щільної оформленої сполучної тканини. Пучки колагенових волокон утворюють сітку, яка змінює свою структуру при скороченні м’яза. Фасції відокремлюють м’язи і групи м’язів одну від іншої, виконують механічну функцію – полегшують роботу м’язів при скороченні і зменшують коефіцієнт тертя між м’язами. Фасціальні футляри м’язів перешкоджають поширенню гнійно-запальних процесів за межі однієї фасціальної піхви. М’язи з’єднані з фасціями за допомогою пухкої неоформленої сполучної тканини. Окрім того, деякі м’язи починаються від фасцій і міцно з ними зрощені (на гомілці, передпліччі).

Розрізняють власні фасції, поверхневі і глибокі. Поверхнева фасція (fascia superficialis) містяться під шкірою і вкриває ззовні всі м’язи. Тонка власна фасція (fascia propria) цілком огортає один м’яз. Якщо м’язи розташовані кількома шарами, то між ними залягає глибока фасція (fascia profunda). Фасції можуть розщеплюватись на окремі перетинки, що відокремлюють шари і групи м’язів, а також утворювати сполучнотканинні піхви для судин і нервів. Фасції в багатьох ділянках прикріплюються до кісток, а вже від них відходять міжм’язові перегородки (septa intermuscularia), що відокремлюють різні за функцією групи м’язів.

У ділянках з’єднання фасцій між собою утворюються стовщення – фасціальні вузли. Вони зміцнюють фасціальні піхви судин і нервів, охороняючи їх від стиснення. Фасції, що міцно з’єднуються з кістками, формують волокнистий скелет, який ще називають м’яким скелетом. Деякі фасції утворюють стінки певних каналів, наприклад, пахвинного і стегнового.

Будова фасцій залежить від функції м’язів, зокрема, від сили їх скорочення. Там, де розташовані потужні м’язи, фасції товстіші і щільніші (наприклад, широка фасція стегна, фасція гомілки). Навпаки, менш потужні м’язи оточують пухкі фасції. У місцях, де фасція проходить над судинно-нервовими пучками, вона потовщується і утворює сухожилкову дугу (аrcus tendіneus). У ділянці променево-зап’ясткового і надп’ятково-гомілкового суглобів фасції стовщуються і прикріплюються до кісткових виступів, утворюючи тримачі м’язів (retinacula musculоrum). У розташованих під ними просторах містяться волокнисті піхви (vaginae fibrosae), в яких проходять сухожилки м’язів, вкритих синовіальними піхвами (vaginae synoviales). Синовіальні піхви відіграють роль ковзаючих підшипників. В одних фіброзних піхвах можуть проходити декілька сухожилків, в інших кожний сухожилок має свою самостійну піхву. Тримачі м’язів запобігають зміщенню сухожилків при скороченні м’язів.

Синовіальна піхва (vagina synoviаlis) відокремлює сухожилок, що рухається, від нерухомих стінок волокнистої піхви і зменшує тертя між ними. Синовіальна піхва має замкнуту щілиноподібну порожнину з незначною кількістю синовіальної рідини. Стінки цієї порожнини утворені нутрощевим і пристінковим листками синовіальної перетинки. Нутрощевий (внутрішній) листок (lamina visceralis) оточує з усіх боків сухожилок і зростається з ним. Пристінковий (зовнішній) листок (lamina parietalis) вистилає стінки волокнистої піхви і зростається з нею. Обидва листки з’єднуються між собою на кінцях піхви. Окрім того, пристінковий листок синовіальної піхви переходить у нутрощевий листок уздовж сухожилка з його внутрішньої, зверненої до кістки поверхні, утворюючи подвоєння –  брижу сухожилка (mesotendineum). У брижі проходять кровоносні судини і нерви до сухожилка. Іноді пристінковий листок переходить у нутрощевий листок тільки в окремих ділянках синовіальної піхви, тоді утворюються вуздечки сухожилка (vicula tendinum).

При русі сухожилка у волокнистій піхві разом з ним рухається нутрощевий листок, який завдяки синовіальній рідині вільно ковзає уздовж зовнішнього листка. Синовіальна піхва може оточувати один чи кілька сухожилків, якщо вони проходять в одному волокнистому каналі. Сусідні піхви можуть сполучатися між собою.

Синовіальна сумка (bursa synovialis) має вигляд плоского сполучнотканинного мішечка, який вистелений зсередини синовіальною оболонкою і заповнений синовіальною рідиною. Синовіальні сумки розташовані у ділянках, де сухожилок певного м’яза перекидається через кістку, або через сусідній м’яз, чи в місцях, де два сухожилки контактують між собою. Зовнішня поверхня стінки сумки зростається зі структурами м’яза, що рухається. Розміри сумок можуть бути різними – від декількох міліметрів до декількох сантиметрів. Деякі синовіальні сумки з’єднуються з порожниною суглоба. Крім описаних глибоких синовіальних сумок, є ще поверхневі (підшкірні) сумки, що розташовані в ділянках найбільшого механічного тиску і тертя. Наприклад, синовіальні сумки розташовані під сухожилками м’язів біля передньої верхньої клубової ості, сідничного горба, наколінка, в ділянці плечо-фалангових і ліктьового суглобів тощо. Іноді синовіальна сумка розташована між сухожилком і м’язовим блоком.

М’язовий блок (trochlea muscularis) забезпечує постійний напрямок руху сухожилка і є його точкою опори. Крім того, завдяки кістковому виступу на блоці, збільшується кут між кісткою і сухожилком, що прикріплюється до неї, при цьому збільшується важіль прикладання сили.

Сесамоподібні кістки (ossa sesamoidea) розміщуються в товщі деяких сухожилків поблизу їхнього прикріплення до кістки (наприклад, наколінок, горохоподібна кістка). Одна з поверхонь сесамоподібної кістки звернена убік порожнини суглоба. Сесамоподібні кісточки, віддаляють сухожилки від кісток. Завдяки цьому зменшується тертя сухожилка об кістку і змінюється напрямок вектора дії сили. Як бачимо, функція м’язових блоків і сесамоподібних кісток майже подібна.

 

 

  1. Закономірності розташування скелетних м’язів.

 

  1. Згідно законам симетрії скелетні м’язи є парними або утворені двома частинами.
  2. Топографія скелетних м’язів визначається особливостями їх розвитку в ембріогенезі:

– аутохтонні скелетні м’язи – залишаються в місці їх утворення і не мігрують в подальшому розвитку;

– гетерохтонні  скелетні м’язи – мігрують з місця своєї закладки.

  1. Скелетні м’язи розташовані за найкоротшою відстанню між місцем свого початку і місцем свого прикріплення.
  2. Скелетні м’язи розташовані відповідно осям суглоба, на який вони діють – м’язи розташовані перпендикулярно до тієї осі суглоба, на яку вони впливають. Кожній осі рухів в суглобі відповідає, як правило, не менше двох груп м’язів, які розташовані по обидві сторони вісі.

 

 

  1. Фізіологічні стани скелетних м’язів.

 

Існує  три фізіологічних стани скелетних м’язів за морфологічними ознаками:

– вихідний стан;

– подовжений стан;

– укорочений стан;

За функціональною ознакою виділяють такі стані:

– стан напруження;

– стан розслаблення;

Тонус скелетних м’язів – це постійне недовільне напруження скелетного м’яза, в наслідок чого м’яз протидіє розслабленню. Про тонус скелетного м’яза свідчить його консистенція. Тонус скелетного м’яза регулюються центральною нервовою системою і має рефлекторний характер.

 

  1. Робота м’язів. Елементи біомеханіки.

 

Основною властивістю скелктної поперечнопосмугованої м’язової тканини є скоротливість. Скорочуючись під впливом нервових імпульсів, м’яз переміщує кісткові важелі, що з’єднуються між собою у суглобі – рухома точка наближається до точки фіксації. В одновісних суглобах (обертовий, блокоподібний) кісткові важелі роблять рух тільки навколо однієї осі. М’язи, що розташовуються з двох боків стосовно такого суглоба, діють на нього в двох напрямках, наприклад: згинання – розгинання, приведення – відведення, обертання до середини – обертання назовні, привертання – відвертання. М’язи, які виконують протилежну функцію (наприклад, згиначі і розгиначі), є антагоністами. На кожен суглоб діють в одному напрямку, як правило, два і більше м’язів. Такі м’язи, що виконують однакову функцію називаються синергістами. Коло двовісних суглобів (еліпсоподібний, двовиростковий, сідлоподібний) м’язи групуються відповідно до двох осей обертання, навколо яких відбуваються рухи. Стосовно кулястого суглоба, наприклад, біля плечового суглоба, розміщені групи м’язів, що здійснюють рухи навколо трьох осей, а також колове обертання.

У групі м’язів, що виконують той чи інший рух, можна виділити основні м’язи, що забезпечують певний рух, і допоміжні м’язи, які доповнюють і моделюють цей рух.

Для функціональної характеристики м’язів використовують поняття їхнього анатомічного і фізіологічного перетину. Анатомічний перетин характеризує величину м’яза – його товщину, площу поперечного перерізу м’яза на рівні найширшої частини його черевця. Фізіологічний поперечник дорівнює сумарній площі поперечного переріза всіх м’язових волокон, що входять до складу м’яза. Оскільки сила м’яза, що скорочується, залежить від величини поперечного переріза м’язових волокон, фізіологічний поперечник м’яза характеризує його силу. У м’язів веретеноподібної і стрічкоподібної форми з рівнобіжним розташуванням волокон анатомічний і фізіологічний поперечники збігаються. З двох рівновеликих м’язів, що мають однаковий анатомічний поперечник, у перистого м’яза фізіологічний поперечник буде більшим, ніж у веретеноподібного, але м’язові волокна коротші. Тому перисті м’язи мають більшу силу, але менший розмах рухів. Перисті м’язи розташовані там, де необхідна значна сила м’язових скорочень при порівняно невеликому розмаху рухів (м’язи гомілки, стопи, деякі м’язи передпліччя). Веретеноподібні і стрічкоподібні м’язи побудовані з довгих м’язових волокон, тому вони мають великий розмах рухів. Наприклад, кравецький м’яз стегна, що складається з довгих м’язових волокон, при скороченні може перемістити стегно на велику відстань, хоча його сила невелика. Багатоперистий дельтоподібний м’яз, що складається з численних коротких м’язових волокон, переміщує плече на невелику відстань, але розвиває при цьому велику силу.

Для обчислення абсолютної сили м’язів, необхідно масу максимального вантажу (кг), що може підняти м’яз, поділити на площу його фізіологічного поперечника (см2). Цей показник у людини для різних м’язів коливається від 6,2 кг/см2 до 16,8 кг/см2. Наприклад, абсолютна сила триголового м’яза литки дорівнює 5,9 кг/см2, двоголового м’яза плеча – 11,4 кг/см2. Сила скорочення одного поперечнопосмугованого м’язового волокна дорівнює 0,1–0,2 г, а м’яз з площею поперечного перерізу 1 мм2  при скороченні розвиває силу 124 г.

Шляхом множення сили м’яза на швидкість його скорочення можна обчислити потужність м’яза. Швидкість скорочення м’яза показує величину її укорочення за одиницю часу. Ця швидкість залежить від навантаження (сили опору), що її долає м’яз при скороченні.

Скелетні м’язи передають силу свого скорочення через сухожилки до кісткових важелів. Оскільки сухожилки м’яза прикріплюються до кісток, то при скороченні м’яза його рухома точка наближається до точки фіксації, а сам м’яз при цьому виконує певну роботу.

При скороченні м’язи можуть виконувати такі види роботи:

долаюча робота м’яза. Наприклад, при скороченні дельтоподібного м’яза плече відводиться, при цьому м’яз долає силу протидії – вагу кінцівки, або вантажу, що утримує кисть. При такій роботі кінцівка або інша частина тіла переміщується в просторі, тобто виконується динамічна робота;

утримуюча робота м’яза виконується тоді, коли силою м’язового скорочення вантаж утримується у визначеному положенні без переміщення в просторі. Наприклад, людина нерухомо сидить чи стоїть, або відведена рука тримає вантаж. При такій роботі сила м’язового скорочення врівноважує масу частини тіла або вантажу. При цьому м’яз скорочується без зміни своєї довжини (ізомеричне скорочення), тобто виконується статична робота;

уступаюча робота м’яза виконується тоді, коли сила м’яза уступає силі маси тіла чи його частини, або утримуваного вантажу. М’яз працює, але не коротшає, а навпаки, подовжується. Наприклад, відведена рука з вантажем поступово приводиться. Або людина, що утримує вантаж в обох руках, опускає його на землю. Уступаюча робота м’язів також є динамічною.

Кістки, що з’єднані між собою суглобами, при скороченні м’язів діють як важелі. Якщо на важіль (кістку) діють із двох боків дві сили, то одна з них буде діючою, інша протидіючою. В організмі людини діючою силою є сила м’язового скорочення, а протидіюча – сила ваги тіла, або сила скорочення інших м’язів – антагоністів. Плечем сили є частина тіла, його сегмент, на кінець якого діє ця сила. Чим довше плече важеля, на який діє сила, тим ефективніша робота важеля. Розташування точки опори стосовно точок прикладання діючої і протидіючої сил визначає тип важеля.

Скелетні поперечнопосмуговані м’язи людини виконують рухову функцію за законами механіки, за якими сила, що прикладається до одного плеча важеля, передається через вісь обертання на інше плече важеля. У такій біомеханічній системі м’язи розвивають силу, кістки служать важелями, а суглоби є точками опори, тобто осями обертання (руху) частин тіла.

Виділяють важелі першого і другого роду. Важіль першого роду двоплечовий, він є важелем рівноваги і працює за принципом гойдалки, де вісь обертання (точка опори) розміщена між точкою прикладання сили (сила м’яза) і точкою ваги опору (ваги тіла або його частин, чи сила інших м’язів). Прикладом важеля першого роду є з’єднання хребтового стовпа з черепом. Точці опори відповідає вісь обертання – лобова вісь, яка проходить через обидва атланто-потиличні суглоби. Точкою прикладання сили є місце прикріплення на потиличній кістці м’язів – розгиначів голови задньої ділянки шиї. Протидіючою силою (силою опору) є сила ваги голови. У даному випадку рівновага досягається відповідністю моменту обертання діючої сили м’язів і моменту обертання протилежної сили ваги голови. Величина прикладання сили дорівнює добутку величини м’язової сили, що діє на потиличну кістку, на довжину важеля від точки опори до точки прикладення сили. Величина сили ваги голови дорівнює добутку сили ваги на довжину важеля, від точки опори до точки опору – крайньої передньої точки обличчя.

Важіль другого роду одноплечовий, у ньому точка прикладення сили і точка опору розміщені по один бік від точки опори. У залежності від місця прикладання сили м’язів і сили опору важіль другого роду поділяють на важіль сили та важіль швидкості.

У важелі сили плече прикладання м’язової сили довше від плеча сили опору (сили ваги певної частини тіла), тобто точка опору розміщена між точкою опори (віссю обертання) і точкою прикладання сили. Прикладом такої системи є піднімання п’яти над землею. Віссю обертання (точкою опори) в цій системі є лобова вісь, яка проходить через усі плесно-фалангові суглоби. Більша частина стопи утворює важіль сили. Точкою прикладання сили, яку розвиває триголовий м’яз литки, є п’ятковий горб, а точкою опору (вага тіла) – надп’ятково-гомілковий суглоб. Завдяки цьому велика вага тіла людини врівноважується скороченням триголового м’яза литки, але швидкість пересування невелика.

У важелі швидкості плече прикладання м’язової сили значно коротше від плеча сили опору – сили протидії, тобто у даному випадку точка прикладання сили розташована між точкою опори (віссю обертання) і точкою опору. Прикладом, важеля швидкості є згинання передпліччя в ліктьовому суглобі. У цьому важелі точкою опори (віссю обертання) є лобова вісь, що проходить через ліктьовий суглоб. Точкою прикладання сили м’язів-згиначів передпліччя є горбистості на променевій і ліктьовій кістках, що розташовані поблизу ліктьового суглоба (коротке плече прикладення сили). Плече сили опору (протидії) є значно довшим, бо точка опору, наприклад, кисть розміщена на значній відстані від осі обертання. При цьому швидкість і розмах руху є найбільшими.

 

 

  1. Розвиток м’язів людини в онтогенезі.

 

Більшість скелетних поперечнопосмугованих м’язів людини розвивається з міотомів – задньоприсередньої частини сомітів. Нагадаємо, що соміти є сегментованою частиною мезодерми, вони розташовані з боків від спинної струни і нервової трубки. У 4-тижневого зародка вже є понад 40 сомітів: 3 вушні, 4 потиличні, 8 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових і 4-5 куприкових. М’язи лиця (мімічні м’язи), жувальні м’язи, трапецієподібний і груднинно-ключично-соскоподібний м’яз розвиваються з мезенхіми зябрових дуг.

Клітини міотомів видовжуються і перетворюються в міобласти, що поділяються шляхом мітозу. Частина міобластів, що диференціюється, містить гранулярну ендоплазматичну сітку і полірибосоми, на яких синтезуються міофіламенти. Ці клітини згодом перетворюються на міосимпласти – поперечнопосмуговані м’язові волокна. З інших міобластів виникають міосателітоцити.

У процесі розвитку скелетних м’язів частина міобластів з’єднується між собою полюсами, потім у зонах контактів плазмолема руйнується і клітини об’єднуються, формуючи міосимпласти. До них мігрують менш диференційовані міобласти, що перетворюються на міосателітоцити. Ці клітини оточені єдиною з міосимпластом базальною мембраною. Одночасно міофіламенти орієнтуються поздовжньо. Плазмолема утворює заглиблення, що вростають усередину міосимпласта, формуючи поперечні трубочки. Продовжується формування міофібрил, що розташовуються упорядковано в центрі міосимпласта, відтискуючи ядра на периферію під плазмолему. Міофібрилогенез закінчується формуванням поперечної смугастості. У процесі диференціювання міосимпластів гранулярна ендоплазматична сітка замінюється агранулярною ендоплазматичною сіткою. Процес завершується формуванням тріад.

Міобласти міотомів розростаються сегментарно у вентральному і дорсальному напрямках. На цій стадії розвитку м’язів кожний з міотомів „зв’язаний” з відповідною ділянкою нервової трубки – невромером, від якого до міотома підходить нервові волокна майбутнього спинномозкового нерва. З дорсальної частини міотомів розвиваються глибокі м’язи спини, що інервуються задніми гілками спинномозкових нервів. З вентральної частини міотомів розвиваються глибокі м’язи грудей, передньої та бічної стінок черевної попрожнини, більшість м’язів кінцівок. Ці м’язи інервуються передніми гілками спинномозкових нервів.

Як бачимо, одночасно з формуванням скелетних м’язів відповідно розвиваються і галузятся нервові волокна. Отже, рівень відходження нерва до м’яза вказує на рівень його закладки. Наприклад, діафрагма, що розвивається з 4 і 5 шийних міотомів і опускається до рівня нижнього отвору грудної клітки, іннервується діафрагмовим нервом із шийного нервового сплетення.

Усі скелетні м’язи, що розвиваються з одного міотома, іннервуються одним спинномозковим нервом. М‘язи, що утворюються з декількох міотомів, іннервуються кількома нервами, наприклад, прямий м’яз живота.

У процесі розвитку скелетної мускулатури в пренатальному отногенезі людини відбувається переміщення багатьох м’язів. М’язи, які розвиваються з міотомів на тулубі і не переміщується називаються аутохтонними м’язами (від грецьких autos – сам і chton – земля; autochtonos – місцевий). До них належать глибокі м’язи спини, міжреброві м’язи, м’язи живота. М’язи, які перемістилися з тулуба чи голови на кінцівки називаються трункофугальними м’язами (від латинських truncus – тулуб і fugere – бігти, тікати). Вони розвиваються з вентральних частин міотомів та зябрових дуг. Ці м’язи починаються на кістках черепа і тулуба, а прикріплюються до кісток кінцівок. До трункофугальних м’язів належать: груднинно-ключично-соскоподібний, трапецієподібний, великий і малий ромбоподібні, передній зубчастий, лопатково-під’язиковий і підключичний м’язи, а також м’яз-підіймач лопатки. Ще виділяють трункопетальні м’язи (від латинських truncus – тулуб і petere – спрямовувати, тобто спрямовувати до тулуба), які у процесі розвитку переміщуються з кінцівок на тулуб і прикріплюються до його кісток. До трункопетальних м’язів належать найширший м’яз спини, великий і малий грудні м’язи.

Часто трапляються різноманітні варіанти і аномалії розвитку скелетних м’язів, особливо на кінцівках: відсутність окремих м’язів; утворення нових м’язів; зміни форми, розмірів і положення м’язів; відсутність або недостатність розвитку окремих частин м’яза та його сухожилків; зміна початку і прикріплення м’язів тощо.