Spis treści

Mięśnie

W organizmie człowieka występuje ok. 640 mięśni, które stanowią od 30% do 50% masy ciała. Odpowiadają one nie tylko za ruch organizmu, ale również za przesuwanie treści pokarmowej w jelitach, wydawanie artykułowanych dźwięków czy regulację ciśnienia krwi.

Mięśnie odpowiadają za ruchy kończyny.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

- jakie elementy stanowią bierny, a jakie czynny aparat ruchu,

- z jakiej tkanki zbudowane są mięśnie szkieletowe umożliwiające ruch ciała.

Twoje cele

- Wskażesz funkcje układu mięśniowego.

- Wykażesz związek budowy mięśnia z pełnioną przez niego funkcją.

- Opiszesz działanie antagonistyczne mięśni.

- Wyjaśnisz, w jaki sposób mięśnie zdobywają energię do intensywnej pracy.

1. Mięśnie szkieletowe

Mięśnie poprzecznie prążkowane szkieletowe stanowią czynną część układu ruchu. Przyczepione do kości umożliwiają ich przemieszczanie się względem siebie (i tym samym ruch organizmu), uczestniczą w utrzymaniu postawy ciała, umożliwiają oddychanie. Człowiek w dużym stopniu świadomie kontroluje ruchy mięśni szkieletowych, dzięki czemu może je trenować.

Mięśnie szkieletowe różnią się wielkością, kształtem, położeniem, pełnionymi funkcjami.

Niektóre z nich, takie jak mięsień dwugłowy ramienia (zwany bicepsem), leżące powierzchownie, można wyczuć dotykiem lub zaobserwować ich pracę. Inne są niewidoczne, umieszczone głęboko pod skórą lub bardzo małe. Mięśnie twarzy, zwane mimicznymi, jedną stroną są przyczepione do kości czaszki, a drugą do skóry twarzy. Umożliwiają wyrażanie różnych stanów emocjonalnych.

Mięśniem mającym największe znaczenie dla wykonywania ruchów wdechowych jest przepona. Oddziela ona jamę brzuszną od piersiowej. Jej skurcz powoduje wdech.

Układ mięśniowy człowieka – widok z przodu.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Układ mięśniowy człowieka – widok z tyłu.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przepona jest mięśniem płaskim.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Największym pod względem objętości mięśniem w organizmie człowieka jest mięsień pośladkowy wielki, który waży ok. 1 kg. Z kolei największą zmiennością osobniczą u ludzi charakteryzuje się mięsień szeroki szyi. U niektórych osób nie występuje, u innych jest silnie rozbudowany i przykrywa całą okolicę szyi, bywa też węższy od palca.

2. Budowa mięśnia szkieletowego ramienia

Mięśnie szkieletowe zwykle mają kształt wrzecionowaty. Największą ich część stanowi zdolny do skurczów brzusiec zbudowany z długich włókien mięśniowych. Na jego końcach znajdują się ścięgna, które przymocowują mięśnie do kości. Ścięgna zbudowane są z tkanki łącznej, która nie potrafi się kurczyć, ale pod wpływem skurczu brzuśca ulega naprężeniu. Brzusiec na jednym z końców może się rozdzielać i tworzyć głowy, jak mięsień dwugłowy ramienia, który ma jeden brzusiec i 2 głowy.

Mięsień dwugłowy ramienia.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

Wiedząc, że ścięgna występują po obu stronach brzuśca i są częścią mięśnia łączącą go z kością, ustal i napisz, w ilu miejscach przyczepia się do kości mięsień czworogłowy uda.

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Kulturyści, którzy zadziwiają silnie rozbudowaną muskulaturą, nie mają więcej komórek mięśniowych niż osoby słabo wytrenowane. Przyrost masy mięśniowej odbywa się w wyniku produkcji białek tworzących włókienka kurczliwe znajdujące się w komórkach mięśniowych. Jest to wynik forsownych treningów wspomaganych specjalną dietą.

3. Praca mięśni szkieletowych

Żeby wywołać ruch, mięsień musi się skurczyć. Skurcz odbywa się dzięki obecnym w komórkach mięśniowych włóknom białkowym. Pod wpływem sygnału pochodzącego z układu nerwowego (impulsu nerwowego) wsuwają się one pomiędzy siebie, a w efekcie cały mięsień skraca się i grubieje. Gdy jest przyczepiony do 2 kości (których nasady tworzą staw) powyżej i poniżej stawu, skracając się, przyciąga jedną kość do drugiej.

Większość ruchów ciała opiera się na pracy par mięśni (pojedynczych lub działających w grupach) – gdy jeden się kurczy, drugi ulega rozluźnieniu. Kości i mięśnie podczas wykonywania ruchów współpracują ze sobą i razem działają jak dźwignie. Kiedy zginane jest przedramię, mięsień dwugłowy ramienia kurczy się, jego ścięgna napinają się i przyciągają kości przedramienia do ramienia. W tym czasie antagonista mięśnia dwugłowego – mięsień trójgłowy (triceps), musi zostać rozluźniony. Za wyprostowanie przedramienia w stawie łokciowym odpowiada skurcz mięśnia trójgłowego.

Biceps jest położony na przedniej stronie ramienia, a triceps – na tylnej. Mięsień, który kurcząc się, przyciąga przedramię, to zginacz ramienia, a ten, który ulega w tym czasie rozluźnieniu, to prostownik. Podczas kurczenia się prostownika kończyna prostuje się w łokciu. Praca mięśnia dwugłowego ramienia i mięśnia trójgłowego ramienia ma charakter przeciwstawny (antagonistyczny).

Animacja przedstawia szkielet kończyny górnej z dwoma mięśniami: dwugłowym i trójgłowym ramienia.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1YeqrmZJKNYF

Przeciwstawne działanie mięśni ramienia.

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Animacja przedstawia szkielet kończyny górnej z dwoma mięśniami: dwugłowym i trójgłowym ramienia.

Ciekawostka

Mięśnie brzucha i grzbietu to mięśnie działające przeciwstawnie. Współdziałając ze sobą, pomagają utrzymać wyprostowaną postawę ciała. Dlatego też należy ćwiczyć i utrzymywać je w dobrej kondycji, ponieważ wspomagają pracę kręgosłupa.

Polecenie 2

Odwróć rękę wewnętrzną stroną do góry. Zegnij palce. Zaobserwuj, gdzie znajdują się mięśnie zginacze palców. Opisz, co zmienia się w obrębie przedramienia podczas zginania palców.

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Obserwacja 1

Problem badawczy: Jak działają mięśnie podudzia podczas chodzenia?

Hipoteza 1

Podczas chodzenia mięśnie przedniej i tylnej strony podudzia działają przeciwstawnie.

Hipoteza 2

Co będzie potrzebne

- twoja osoba.

Instrukcja

1. Postaw stopy płasko na podłożu.

2. Obejmij dłonią podudzie w połowie jego długości.

3. Oderwij palce stopy od podłoża i unieś jak najwyżej. Zaobserwuj, jak pracują mięśnie po przedniej i tylnej stronie podudzia.

4. Postaw stopę płasko na podłożu, stań na palcach. Zaobserwuj, jak pracują mięśnie po przedniej i tylnej stronie podudzia.

5. Wpisz do tabeli w odpowiednich miejscach słowa skurcz lub rozluźnienie oraz zapisz wnioski.

Wyniki:

Polecenie 3

Wpisz do tabeli w odpowiednich miejscach słowa skurcz lub rozluźnienie.

Nazwa i położenie mięśnia

Zginanie stopy

Prostowanie stopy

mięsień piszczelowy – przód podudzia

mięsień trójgłowy łydki – tył podudzia

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wnioski:

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

4. Praca mięśni wymaga energii

Do wykonania skurczu mięśnie potrzebują dużej ilości energii, której źródłem są związki organiczne. Krew dostarcza do komórek mięśniowych glukozę i tlen. W mitochondriach zachodzi reakcja oddychania komórkowego, podczas której dochodzi do przemiany energii. Energia zawarta w cząsteczkach cukru (energia chemiczna) zostaje uwolniona, a następnie przekształcona w energię mechaniczną, wykorzystywaną do pracy mięśni, oraz w energię termiczną. Podczas intensywnej pracy mięśni zwiększa się ich zapotrzebowanie na tlen, niezbędny do uwolnienia większych ilości energii. W efekcie zwiększa się częstotliwość oddechów i bicia serca.

Gdy wysiłek jest krótkotrwały i bardzo intensywny, szybko zaczyna brakować tlenu. Mięsień staje się niedotleniony, co oznacza, że cukier nie rozkłada się do dwutlenku węgla (tlenku węgla (IV)) i wody, tylko przekształca się w kwas mlekowy w procesie fermentacji. Do niedawna sądzono, że gromadzący się w mięśniach kwas mlekowy jest przyczyną ich sztywności i bólu odczuwanych kilka dni po intensywnych ćwiczeniach. Obecnie uważa się, że są one objawami tzw. zespołu opóźnionego bólu mięśniowego będącego wynikiem mikrourazów włókien mięśniowych doznanych w czasie nadmiernego wysiłku.

Poziom kwasu mlekowego w mięśniach zależy od intensywności wysiłku fizycznego.

Źródło: Anita Mowczan, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 4

Gdy idziemy krokiem spacerowym, czujemy, że jest nam przyjemnie ciepło. Gdy biegniemy, odczuwamy gorąco. Wyjaśnij, z czego wynika ta różnica.

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Sportowcy, przygotowując się do zawodów, np. biegu maratońskiego, przed startem spożywają dużo węglowodanów, by zgromadzić w wątrobie zapasy cukru – glikogenu.

Podsumowanie

- Układ mięśniowy umożliwia poruszanie się, utrzymywanie postawy ciała, a także pracę narządów wewnętrznych, takich jak jelita czy naczynia krwionośne.

- Kości, mięśnie, stawy i ścięgna, współpracując ze sobą, umożliwiają ruch organizmu. Mięśnie szkieletowe stanowią czynną część układu ruchu, a kości i ich połączenia – bierną.

- Mięsień szkieletowy jest zbudowany ze zdolnego do skurczów brzuśca oraz ścięgien przyłączających go do kości.

- Z układem ruchu współpracują m.in. układ krwionośny i nerwowy.

- Ruch realizowany jest przez mięśnie działające antagonistycznie, czyli przeciwstawnie. W momencie skurczu mięśni zginaczy, prostowniki tego samego stawu pozostają rozluźnione i odwrotnie.

- Mięśnie potrzebują do pracy dużych ilości energii uwalnianej w procesie oddychania komórkowego.

- W warunkach niedoboru tlenu w mięśniach odkłada się kwas mlekowy, będący produktem fermentacji.

Praca domowa

Ćwiczenie 1

Wiedząc, że kwas mlekowy nagromadzony w mięśniach jest z nich odprowadzany przez krew, zaproponuj i zapisz jedno działanie, które pozwoli organizmowi szybko pozbyć się zakwasów.

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

Wymień substraty, z których czerpiesz energię potrzebną do gry w koszykówkę czy joggingu.

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

brzusiec

środkowa część mięśnia zbudowana z kurczliwych włókien mięśniowych

impuls nerwowy

rodzaj impulsu elektrycznego przebiegającego wzdłuż komórki nerwowej; forma, w jakiej informacja jest przekazywana przez komórki nerwowe

przepona

główny mięsień wdechowy zbudowany z tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej; oddziela klatkę piersiową od jamy brzusznej

ścięgno

część mięśnia łącząca go z kością

układ ruchu

część organizmu złożona ze szkieletu, połączeń kości i mięśni szkieletowych, odpowiedzialna za utrzymanie postawy ciała i ruch organizmu

Zadania

Ćwiczenie 1

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeanalizuj schemat i uzupełnij luki w tekście, przeciągając odpowiednie kafelki w puste miejsca.

Podczas unoszenia ciężaru     zbliża się do ramienia. Brzusiec mięśnia     kurczy się, a mięsień     -    .

obojczyk     trójgłowy ramienia     rozluźnia     kurczy     wytwarza dużo energii     brzuchaty łydki     napina     dwugłowego ramienia     przedramię     kość ramienna

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 2

Oceń prawdziwość poniższych zdań.

Stwierdzenie

Prawda

Fałsz

Praca mięśni związana jest z przetwarzaniem energii mechanicznej na energię chemiczną i cieplną.

Energia uwolniona w mitochondriach włókien mięśniowych jest potrzebna do wykonania pracy przez mięśnie.

Skurcz mięśnia szkieletowego pobudzany jest przez impuls wysłany z układu nerwowego.

Źródło: Monika Zaleska-Szczygieł, licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 3

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rozpoznaj na ilustracji element zaznaczony znakiem X i wskaż jego opis.

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- Zbudowany jest z włókien mięśniowych.

- Kurcząc się, powoduje zginanie palca.

- Jest miejscem przyczepu mięśnia do kości.

- Nie może się kurczyć.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 4

Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rozpoznaj na ilustracji element zaznaczony znakiem Y i wskaż jego opis.

Zaznacz prawidłowe odpowiedzi.

- Zbudowany jest z tkanki mięśniowej.

- Jest elementem łączącym mięsień z kością.

- Jest więzadłem i prostownikiem dłoni.

- Może się kurczyć pod wpływem działania mięśnia.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 5

Zaznacz zdanie prawdziwe.

Zaznacz prawidłową odpowiedź.

- Energia potrzebna do wykonania ruchu uwalniana jest w komórkach kostnych.

- Podczas zginania palca kurczą się mięsień zginacz i prostownik palca.

- Ruch jest możliwy dzięki temu, że mięśnie aktywnie się rozluźniają.

- Kości i ich połączenia tworzą bierną część układu ruchu.

Źródło: Monika Zaleska-Szczygieł, licencja: CC BY 3.0.

Notatnik

Uzupełnij

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.