В структуре белых мышц есть упорядоченные внутриклеточные мембраны и много мышечных волокон при сравнительно небольшом объеме клеточной жидкости; там преобладает анаэробный гликолиз. Для красных мышц характерно хаотичное расположение внутриклеточных мембран и обилие цитоплазматических органелл, в особенности митохондрий – дыхательных ферментов, осуществляющих аэробный гликолиз (а он зависит от кислорода при низкой способности расщеплять гликоген и высоком липидном обмене).
Фазические волокна крупнее по размеру, в них высока концентрация гликогена и энзимов, участвующих в анаэробном окислении. Тонические волокна меньше по размеру и имеют высокую концентрацию энзимов, участвующих в аэробном окислении; гликоген в них отсутствует.
У тонической мышцы высокая вязкость. Тонические скелетные мышцы работают как функциональное депо сердечно-сосудистой системы, то есть обеспечивают значительное поступление межклеточной жидкости в вены.
Повторим еще раз: тонические постуральные мышцы постоянно напряжены, они сокращаются медленно, выполняют длительную, постоянную работу, мало утомляясь. Чем больше у человека медленных (красных) волокон, тем он выносливее. В наши дни почти у всех людей отмечается повышение тонического напряжения постуральных мышц.
Фазические быстрые (белые) мышцы в филогенетическом отношении моложе и менее эластичные. Они сокращаются с высокой скоростью, развивают большую силу, но быстро утомляются. Чем больше у человека быстрых волокон, тем лучше он приспособлен к выполнению тяжелой физической работы. У современных людей отмечается снижение силы фазических мышц.
Если произошло небольшое растяжение быстрого волокна, то его механическая реакция сводится лишь к значительному противодействию, тогда как медленное волокно в аналогичной ситуации смещается и медленно восстанавливает необходимую длину.
Если мышца не растянута, то в одиночном мышечном волокне регистрируется низкая частота разрядов. Если раздражить чувствительный корешок или непосредственно мышцу и вызвать ее сокращение, то напряжение мышечного волокна снизится и частота разрядов уменьшится. Такое уменьшение частоты импульсации при мышечном сокращении обозначается паузой. Напротив, если таким же образом выделенное из двигательного корешка волокно отходит от сухожильного органа, то сокращение увеличивает частоту импульсации.
Совместная деятельность мышечных волокон и сухожильных органов передает периферическую чувствительную информацию о состоянии скелетных мышц, степени сокращения мышечных волокон, натяжении сухожилий, величине суставного угла и скорости движения в суставе....Рефлекс на растяжение бывает двух видов:
• быстрый, или фазический, возникающий при быстром растяжении мышцы;
• медленный, или тонический, возникающий при медленном растяжении мышцы. Он называется расслаблением .
На рис. 1.1, 1.2, 1.3 показаны поверхностные и глубокие мышцы спины человека.
Рис. 1.1. Поверхностные мышцы спины: 1 – трапециевидная мышца; 2 – ременная мышца головы; 3 – большая и малая ромбовидные мышцы; 4 – задняя зубчатая мышца; 5 – пояснично-грудная фасция; 6 – широчайшая мышца спины
Рис. 1.2. Глубокие мышцы спины (слева и кзади от мышцы, выпрямляющей позвоночник, сохранены верхняя и нижняя задние зубчатые мышцы, справа они удалены): 1 – нижняя задняя зубчатая мышца; 2 – мышца, разгибающая позвоночник; 3 – верхняя задняя зубчатая мышца; – ременные мышцы головы и шеи
Рис. 1.3. Глубокие мышцы спины (справа показан разгибатель спины, слева – поперечно-остистая мышца): 1 – полуостистая мышца головы; 2 – длиннейшая мышца головы; 3 – подвздошно-реберная мышца шеи; 4 – длиннейшая мышца груди; 5 – подвздошно-реберная мышца груди; 6 – подвздошно-реберная мышца поясницы; 7 – мышца, разгибающая позвоночник (до разделения); 8 – остистая мышца груди; 9 – полуостистая мышца груди; 10 – полуостистая мышца шеи; 11 – длиннейшая мышца шеи
Сосудистая система
Роль сосудов в работе человеческого организма чрезвычайно велика. К сожалению, большинство недугов развивается именно из-за нарушений в сосудистой системе. Приведем интересный факт, связанный с ней.
Длина земного экватора составляет около 40 000 км. Если бы все сосуды человека (артерии, вены, капилляры, венулы, артериолы) удалось вытянуть в одну линию, то ею можно было бы семь раз опоясать Землю. И все это множество сосудов не только умещается в теле каждого человека, но и занимается важной работой: доставкой питательных веществ и кислорода к тканям и органам, а также удалением ненужных, отработанных веществ.
Как бы внимательны и осторожны мы ни были, никто не застрахован от растяжения мышц и связок, от неизвестно откуда прилетевшего камешка. Каждый может споткнуться на дороге, упасть, удариться обо что-то. И тогда боль, пусть даже слабая, станет отравлять жизнь. При любой травме возникает отек, а затем сосудам в поврежденном месте требуется некоторое время на восстановление (а иногда они так и не восстанавливаются полностью). Порой такие изменения остаются надолго, с годами их накапливается все больше и больше. И в какой-то момент постоянная боль начинает изматывать человека.
...Сердце (насос), крупные кровеносные сосуды (распределяющие и собирающие трубки) и обширная сеть капилляров, артериол и венул, которые осуществляют быстрый обмен веществ между тканями, составляют сердечно-сосудистую систему человека.
Человеческое сердце состоит из двух последовательно работающих насосов:
• Первый проталкивает кровь через легкие, то есть идет легочная циркуляция. Так образуется легочный круг кровообращения, по которому протекает обмен кислорода и углекислого газа.
• Через второй кровь попадает ко всем остальным органам и тканям тела, то есть идет системная циркуляция.
Рассмотрим полный цикл кровообращения .
Кровь проходит через сердце только в одном направлении благодаря створкам клапана. Хотя сердечный выброс прерывист, на периферию организма кровь поступает сплошным (непрерывным) потоком за счет растяжения аорты и ее ветвей при сокращениях желудочков сердца (систола) и за счет эластической тяги стенок крупных артерий при поступательном проталкивании крови во время расслабления желудочков (диастола).
От сердца кровь идет в аорту и ее артериальные ветви. Ближе к периферии эти ветви становятся уже, а их стенки – тоньше. Кроме того, ткани стенок сосудов имеют здесь другое строение. В частности, аорта – преимущественно эластическая структура, тогда как в стенках периферических артерий содержится больше мышечных волокон, а в стенках артериол вообще преобладает мышечный слой.
Сопротивление, производимое трением крови о стенки сосуда, в крупных артериях невелико, и давление в них лишь немного ниже, чем в аорте. А вот мелкие артерии сопротивляются движению крови гораздо сильнее. Максимальное же сопротивление кровотоку наблюдается в артериолах, которые иной раз метко называют «кранами» сердечно-сосудистой системы. Таким образом, сильнее всего давление падает в малых артериях и артериолах, вернее в их окончаниях.
...В артериолах не только понижается давление, но и пульсирующее движение крови заменяется равномерным. От каждой артериолы ответвляется множество гораздо более узких капилляров, по которым кровь течет еще медленнее.
Итак, капилляры состоят из коротких трубок со стенками толщиной всего в одну клетку, скорость кровотока в них низкая, поэтому здесь образуются идеальные условия для обмена веществ между кровью и тканями.
Когда кровь устремляется из капилляров к сердцу, она проходит через венулы, а затем – через вены (сосуды большего размера, чем венулы). Давление внутри них постоянно снижается, пока кровь не попадает в правое предсердие. По мере приближения к сердцу число вен становится меньше, меняются толщина и морфологическое строение их стенок, сокращается общая площадь поперечного сечения венозного русла, а скорость кровотока увеличивается.
Когда кровь устремляется из капилляров к сердцу, она проходит через венулы, а затем – через вены (сосуды большего размера, чем венулы). Давление внутри них постоянно снижается, пока кровь не попадает в правое предсердие. По мере приближения к сердцу число вен становится меньше, меняются толщина и морфологическое строение их стенок, сокращается общая площадь поперечного сечения венозного русла, а скорость кровотока увеличивается.
Фактически скорость кровотока обратно пропорциональна площади поперечного сечения сосудов на любом участке тела человека. Количество сосудов от аорты до капилляров возрастает примерно в 3 000 000 000 раз, а общая площадь поперечного сечения сосудов увеличивается примерно в 500 раз. Основная часть крови в сосудах большого круга кровообращения находится в венах и венулах (67%); лишь 5% от ее общего объема – в капиллярах, и 11% – в аорте, артериях и артериолах. Кровь малого (легочного) круга кровообращения делится почти равными долями между артериальными, капиллярными и венозными сосудами. Площадь поперечного сечения полых вен, идущих к сердцу, больше, чем у аорты, поэтому скорость передвижения крови в полых венах ниже, чем в аорте.
Из правого предсердия кровь поступает в правый желудочек, потом идет в легочные артерии. Затем она поступает в легочные капилляры, где избавляется от углекислого газа и обогащается кислородом, после чего движется по легочным венам в левое предсердие. И наконец, левый желудочек направляет ее на периферию. Все, цикл завершен.
Если человек здоров, то количество крови в организме постоянно; изменение объема крови в каком-нибудь одном месте влечет за собой его изменение в другом. Как говорится, если где-то убыло, значит, где-то должно прибыть. Но все-таки сердечный выброс левого желудочка и сократительная способность артериол в разных участках тела определяют объем циркулирующей в них крови.
...Значение легких в функционировании всего организма также велико, ведь они поглощают кислород и выделяют двуокись углерода (углекислоту). Без последней человек не смог бы жить: она влияет на проницаемость клеточных мембран, участвует в распределении ионов натрия в тканях, регулирует возбудимость нервных клеток и ферментативную активность.
В крови должно содержаться не менее 7–7,5% углекислого газа (для сравнения: концентрация углекислоты в воздухе – около 0,03%). Частично организм получает его из воздуха, а частично производит сам при переработке белков, жиров и углеводов.
Наверное, многие замечали, что во время поездок на природу появляются головные боли, голова кружится, сердце щемит, накатывает усталость, появляется сонливость. У некоторых вообще развиваются кризы. Особенно часто такое случается с немолодыми людьми. Это происходит из-за того, что концентрация углекислого газа в крови уменьшилась.
Описанное состояние подчас обусловлено тем, что нетренированный человек начинает чересчур глубоко дышать и вследствие усиленной вентиляции легких углекислота слишком быстро покидает организм. А из-за недостатка углекислого газа снижается иммунитет, ослабляются защитные функции, нарушается работа желез внутренней секреции и клеток нервной системы.
Высокий уровень кровотока, постоянное движение крови, коллатеральная компенсация мозгового кровотока через артериальный круг основания мозга и сосудистую оболочечную сеть – всем этим занимается сосудистая артериальная система головного мозга . У нее есть принципиальные особенности, которые способны повлиять на развитие нарушений мозгового кровообращения – инсультов при сужении или закупорке того или иного сосуда мозга.
Головной мозг нуждается в высоких дозах кислорода. Так, ему требуется в десять раз больше кислорода, чем поперечно-полосатым мышцам, и в четыре раза больше, чем тканям миокарда. Мозговая ткань повреждается, если кровоснабжение отсутствует хотя бы несколько минут. А если его нет пять минут и больше, то может наступить ее омертвение.
У некоторых людей магистральные артерии головы имеют ряд анатомо-физиологических особенностей. Вместо того чтобы исправно функционировать и доставлять мозгу необходимое количество крови, они создают предпосылки для нарушения мозгового кровообращения. Но только при определенных условиях.
Самое большое ответвление подключичной артерии – позвоночная артерия . Одна ее часть отходит от подключичной артерии справа под острым углом (60–80°), другая часть – слева под прямым углом. На уровне VII шейного позвонка позвоночная артерия огибает поперечный его отросток, то есть образуется изгиб, и на уровне VI шейного позвонка она входит в костный канал. По нему обе части позвоночной артерии устремляются строго вверх. Затем в области II шейного позвонка сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии выходит из канала межпозвонковых суставов и под углом 45° входит в отверстие удлиненного поперечного отростка I шейного позвонка (атланта). Потом, миновав его, сосудисто-нервный пучок позвоночной артерии круто меняет курс, идет уже горизонтально, огибает сзади тело I шейного позвонка и, повернув вверх и вперед, пронизывает шейно-затылочную мембрану и твердую мозговую оболочку.
Место огибания сосудисто-нервным пучком тела I шейного позвонка очень уязвимо: в нормальных физиологических условиях при повороте головы в сторону происходит сдавливание противоположной позвоночной артерии . При наклоне головы в сторону артерия сдавливается со своей стороны. А если голову откинуть назад и особенно если одновременно вскинуть обе руки вверх – сдавливаются обе подключичные артерии, от которых отходят позвоночные. Из-за этого уменьшается кровоток в позвоночных артериях, и при малейшей патологии могут появиться симптомы недостаточности кровоснабжения головного мозга.
Сужение или закупорка позвоночной артерии могут быть постоянными или временными и зависят от врожденной особенности (угол отхождения от подключичной артерии, патологическая извитость в области шейно-затылочного сочленения) или приобретенной (сдавливание межпозвонковой грыжей и др.), а также от внешних причин, вызывающих нарушение проходимости позвоночных артерий, например от резких движений головой.
После того как позвоночная артерия выходит из костного канала на уровне реберно-поперечного отростка II шейного позвонка, ее дальнейший путь лежит вблизи атлантоосевого сустава (атлант – I шейный позвонок). У некоторых людей она вообще располагается в его капсуле.
Как правило, в нормальных физиологических условиях такая близость артерии к атлантоосевому суставу способствует сдавливанию одной из позвоночных артерий во время движений в этом суставе .
...Самый первый отрезок позвоночной артерии между С2 – C1 позвонками имеет извитой вид, он находится между мышцами шеи и образует две «резервные петли». Именно они не позволяют кровотоку нарушаться в момент поворота головы. В извитых позвоночных артериях пульсовая волна не может быть очень сильной, поэтому кровь течет равномерно. Но слишком удлиненные артерии иногда могут перегибаться, что служит причиной нарушений кровотока при движениях головой .
У 70% людей одна из позвоночных артерий, обычно левая, шире правой в 1,5–2 раза. У 10–15% одна из позвоночных артерий недоразвита или вообще отсутствует. И если у последних кровоток уменьшается из-за сдавливания позвоночной артерии, это подчас грозит сосудистой катастрофой.
Кстати, некоторые ученые склонны считать, что храп – признак преходящего паралича продолговатого мозга при недоразвитии одной из позвоночных артерий.
Во внутричерепном отделе позвоночника ветви позвоночной артерии идут к твердой мозговой оболочке задней части черепа. Если наблюдается недостаточность кровоснабжения в позвоночно-основной артерии, то следом ухудшается и кровоснабжение твердой мозговой оболочки. Такие изменения раздражают нервные рецепторы блуждающего и тройничного нервов. Отсюда и резкие боли, из затылка иррадиирующие в теменную, височную, лобную области и глазницу.
В том же внутричерепном отделе от позвоночной артерии ответвляются задние и передние спинномозговые артерии. Они снабжают кровью четыре верхних сегмента спинного мозга. Тяжелые параличи и другие спинальные расстройства развиваются потому, что сдавливается одна из позвоночных артерий.