§ 13. Функції та будова скелетних м’язів

Пригадайте! Що таке опорно-рухова система?

Сєченов Іван Михайлович (1829-1905) – видатний фізіолог, творець природничого напрямку в психології. У своїх дослідженнях функцій рухової системи розвивав ідею про м’яз як орган пізнання навколишнього світу. За переконаннями науковця м’язи, окрім виконання рухової й захисної функцій, ще й беруть участь у розвитку мислення людини. Чи погоджуєтесь ви з таким твердженням?

Які особливості руху людини?

Рух людини здійснюється м’язовою системою і забезпечує зовнішнє переміщення в просторі та діяльність внутрішніх органів.

Таблиця 17. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РУХУ ЛЮДИНИ

Рівень організації

Сутність процесів

Рух організму визначається участю йонів Кальцію, Натрію, Калію у виникненні збудження, скоротливих білків міозину й актину, глікогену, глюкози й АТФ як джерел енергії при скороченні

В реалізації руху беруть участь м’язові клітини (міоцити, кардіоміоцити) і м’язові волокна

Функцію руху здійснюють м’язові посмугована й непосмугована м’язові тканини

Основними органами руху є м’язи: гладкі, скелетні і серцевий

М’язи утворюють м’язову систему, що є активною частиною ОРС

М’язова система людини поділяється на відділи: м’язи голови, м’язи тулуба і м’язи кінцівок, м’язи внутрішніх органів, серцевий м’яз

Рух як життєва функція має у людини свої особливості. Так, у зв’язку з прямоходінням дуже добре розвинуті м’язи нижніх кінцівок та м’язи спини, що утримують тіло у вертикальному положенні. Членороздільна мова забезпечується голосовими й мімічними м’язами та розвинутими м’язами язика, здатними виконувати дуже складні рухи. А рука як орган праці вимагає участі багатьох м’язів-згиначів й м’язів-розгиначів для забезпечення рухів кожного пальця та великої рухомості суглобів кисті.

Отже, м’язовий рух людини здійснюється активною частиною опорно-рухової системи та відрізняється особливостями, що пов’язані з прямоходінням, працею та мовою.

Які є види м’язових тканин?

М’язова тканина – це тканина, що становить основну масу м’язів і характеризується здатністю до збудливості й скоротливості. М’язові тканини відрізняються наявністю в клітинах скоротливих ниток (міофібрил), утворених з білків актину й міозину. У разі пошкоджень м’язова тканина замінюється сполучною, що утворює рубець. За структурою і функціями розрізняють такі види тканини, як непосмугована (гладка), посмугована скелетна та посмугована серцева (іл. 30).

Іл. 30. Види м’язової тканини: 1 – посмугована скелетна; 2 – непосмугована; 3 – посмугована серцева

Непосмугована тканина – це тканина, яка складається з клітин-міоцитів і є складником внутрішніх органів і судин. Клітини довжиною від 20 до 100 мкм, веретеноподібні, одноядерні, з неупорядкованим розташуванням міофібрил. Скорочення непосмугованої тканини повільне, ритмічне, без втоми, мимовільне, тобто не є підконтрольним свідомості людини. Непосмугована м’язова тканина розташована в стінках багатьох внутрішніх органів, судин і забезпечує рухи кишечника, зміну просвіту судин, сечовиділення, пологи тощо.

Посмугована скелетна тканина – це тканина, яка складається з м’язових волокон і утворює скелетні м’язи. Цю тканину називають скелетною, оскільки м’язи, що вона їх утворює, хоча б одним кінцем прикріплюються до кісток скелета. М’язові волокна мають довжину до 130 мм, є циліндричними, з багатьма ядрами й численними міофібрилами. У цитоплазмі м’язового волокна велика кількість мітохондрій та особливих молекул міоглобіну (дихальний пігмент, здатний утримувати кисень у м’язах). Саме він забарвлює м’язові волокна в червоний колір. Завдяки упорядкованому розташуванню міофібрил у волокнах скорочення тканини потужні, швидкі, із втомою й довільні. Скелетна м’язова тканина будує скелетні й мімічні м’язи, м’язи язика, діафрагми, забезпечуючи рухи тіла, міміку обличчя, мову.

Посмугована серцева тканина – це тканина, яка складається з клітин-кардіоміоцитів й утворює серцевий м’яз – міокард. Клітини з’єднуються кінцями в багатоядерні м’язові волокна. Між волокнами наявні вставні диски, завдяки чому збудження швидко поширюється по всьому серцевому м’язу. Серцеві волокна мають центральне розташування ядер, у них відносно менше міофібрил і більше мітохондрій, порівняно із скелетними. Скорочується серцева тканина швидко, ритмічно, без втоми, скорочення її є мимовільними. Ця тканина забезпечує роботу серця.

Отже, м’язові тканини утворені м’язовими клітинами або волокнами і відрізняються наявністю міофібрил, збудливістю й скоротливістю.

Яка будова й функції м’язів людини?

М’ЯЗ – орган руху у тварин і людини, який складається з м’язової тканини, здатної до скорочення під впливом нервових імпульсів. Сукупність м’язів утворює м’язову систему. М’язи здійснюють такі функції: рухову (переміщують тіло в просторі, впливають на рухи органів), опорну (утримують тіло у певному положенні), захисну (захищають внутрішні органи), чутливу (мають рецептори для сприйняття подразнень), депонуючу (в м’язах накопичується глікоген), теплоутворюючу (близько 70 % теплоти вивільняється мітохондріями м’язів).

Скелетні м’язи – це скоротливі органи, які утворені з посмугованої скелетної тканини й закріплені на скелеті. Налічують приблизно 600 скелетних м’язів, що становить 44 % маси тіла в дорослої людини. У м’язі розрізняють: сухожилки (1) для прикріплення до кісток, м’язове черевце (2), м’язові пучки (3), що мають власну оболонку (4) і м’язові волокна (5) (іл. 31). А самі волокна містять упорядковано розташовані міофібрили (6), всередині яких розташовані актинові й міозинові протофібрили (7) та велика кількість мітохондрій. За формою скелетні м’язи поділяють на довгі (наприклад, триголовий м’язи плеча), короткі (наприклад, міжреберні м’язи), широкі (наприклад, широкий м’яз спини) і колові (наприклад, коловий м’яз рота). За розташуванням скелетні м’язи людини поділяють на м’язи голови, м’язи тулуба та м’язи кінцівок.

Іл. 31. Будова скелетного м’яза

Гладкі м’язи утворені непосмугованою тканиною і розташовані в стінках внутрішніх органів і кровоносних судин. Вони забезпечують проходження їжі через травний канал, фокусування зору, зміну просвіту артерій та вен. Гладкі м’язи становлять близько 8 % від маси тіла.

Серцевий м’яз утворений посмугованою серцевою тканиною і міститься лише в серці. Цей м’яз унікальний за своєю структурою завдяки розгалуженим взаємозв’язкам між його клітинами.

Отже, м’язи є скоротливими органами м’язової системи, що за особливостями будови й функцій поділяються на групи: гладкі, скелетні та серцевий.

Лабораторне дослідження

МІКРОСКОПІЧНА БУДОВА М’ЯЗОВОЇ ТКАНИНИ

Мета роботи: розвивати уміння розпізнавати та описувати будову м’язової тканин у взаємозв’язку з властивостями й функціями.

Обладнання та матеріали: мікропрепарати, мікроскопи, мікрофото атласів.

1. Розпізнайте на ілюстраціях мікропрепарат непосмугованої тканини. Зверніть увагу на форму й розміри клітин та кількість ядер. Замалюйте тканину й позначте: міоцити, ядро, міжклітинну речовину.

2. Розпізнайте мікропрепарат посмугованої скелетної тканини. Зверніть увагу на форму волокон, розташування міофібрил, кількість ядер. Замалюйте тканину та підпишіть: м’язове волокно, ядра, поперечні смужки з міофібрил, міжклітинну речовину.

3. Розпізнайте мікропрепарат посмугованої серцевої тканини. Зверніть увагу на форму клітин, розташування міофібрил, кількість ядер. Замалюйте тканину та підпишіть: кардіоміоцити, ядра, поперечні смужки з міофібрил, вставні диски.

Таблиця 18. ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДІВ М’ЯЗОВОЇ ТКАНИНИ

Непосмугована

Посмугована скелетна

Посмугована серцева

БІОЛОГІЯ + МИСТЕЦТВО Мімічні м’язи людини

Мімічні м’язи – це м’язи, які при скороченні викликають складні виразні рухи обличчя (міміку), що відображають внутрішній душевний стан, емоції людини. В анатомії мімічні м’язи мають певні наукові назви, але є у них і образні, які дають уявлення про значення цих м’язів. Так, м’яз-зморщувач брови називають м’язом болі, м’яз-підіймач верхньої губи – м’язом скупості, верхню частину колового м’язу ока – м’язом подиву тощо. А яка наукова назва м’яза, який зіграв головну роль у створенні неповторної посмішки Мони Лізи (Джоконди) Леонардо да Вінчі? Які особливості мімічних м’язів у людини?

1-6 балів. 1. Що таке рух людини? 2. Назвіть причини особливостей руху людини. 3. Що таке м’язова тканина? 4. Назвіть три види м’язової тканини. 5. Що таке м’язи? 6. Назвіть основні види м’язів людини. 7-9 балів. 7. Які особливості руху людини? 8. Які є види м’язових тканин? 9. Яка будова й функції скелетних м’язів людини? 10-12 балів. 10. Доведіть взаємозв’язок будови з функціями у різних видів м’язової тканини.

М’ЯЗОВА СИСТЕМА (МІОЛОГІЯ)

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 посмуговану. Посмугована м’язова тканина, у свою чергу, поділяється на скелетну і серцеву. Гладкі м’язи розташовані в стінках порожнистих внутрішніх органів, кровоносних і лімфатичних судим. 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.

Будова і класифікація м’язів

М’яз (musculus) – це орган, побудований з пучків посмугованих 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.

Рис. 124. Початок і прикріплення м’яза

М’яз складається з м’язових волокон, кожне з яких зовні від сарколеми вкрите тонкою сполучнотканинною оболонкою – ендомізієм (endomysium). М’язові волокна формують пучки (рис. 124), 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 ендомізію і внутрішнього перимізію 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 межа. При електронно-мікроскопічному дослідженні ця межа 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 (ахіллів сухожилок) – 400 кг. Таку міцність забезпечує щільна оформлена волокниста сполучна тканина, з якої утворені сухожилки. Сухожилки складаються з рівнобіжних пучків колагенових волокон, між якими розташовані сухожилкові клітини – тсндиноцити і фібробласти. Тендиноцити (cellulaetendineae) мають видовжене ядро і невелику кількість цитоплазми. Ці клітини утворюють відростки, що проникають між сухожилковими волокнами (fibrae tendineae). Пучки колагенових волокон першого порядку обкутані пухкою волокнистою неоформленою сполучною тканиною – ендотендиніем (endotendineum). Пучки колагенових волокон другого порядку оточені внутрішнім перитендиніем (peritendineum intetnum). Сухожилок ззовні вкритиіі зовнішнім перитендиніем (peritendineum externum) – чохлом 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 (caput), вона починається сухожилком від однієї кістки, а сухожилок дистального кінця м’яза (хвіст – cauda) 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 (origo) прийнято називати місце фіксації до кістки його проксимальної частини, а дистальна частина м’яза прикріплюється (insertio) вже до іншої кістки.

Початок м’яза, що скорочується, звичайно 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 зміні умов руху точка фіксації і рухома точка можуть мінятися 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 (intersectiones tendineae). Такі переділки характерні для прямого м’яза живота.

Класифікація м’язів. М’язи підрозділяють за їх розташуванням, формою, довжиною, напрямком м’язових волокон, функціями, а також за розташуванням їх стосовно суглобів (табл. 29).

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

ТАБЛИЦЯ 29. Класифікація м’язів

Класифікація

• – веретеноподібні
• – квадратні
• – трикутні
• – стрічкоподібні
• – колові

• – згиначі
• – розгиначі
• – обертачі
• – піднімачі
• – стискачі
• – відвідні
• – привідні

За формою і будовою м’язи дуже різноманітні (рис. 125). Найчастіше м’язи мають веретеноподібну і стрічкоподібну форму, 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).

Рис. 125. Форма м’язів

Деякі м’язи складаються з кількох 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-замикачем (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 їх початок і прикріплення (плечо-променевий м’яз, грудиинио-клю- чично-соскоподібний м’яз) або про їх функцію: м’яз- згинач (т. flexor), м’яз-розгинач (т. extensor), м’яз- привертач (m.pronator), м’яз-відвертач (т. supinator), м’яз-підіймач (т. levator), м’яз-опускач (т. depressor), протиставний м’яз (т. opponens), м’яз-замикач (т. sphincter), м’яз-звужувач (т. constrictor), м’яз- розширювач (т. 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 їх 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 поверхнево. 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.