Мышцы соединяются с костями при помощи сухожилий, которые представляют собой плотную соединительную ткань. Они очень прочные, но при этом исключительно податливые. Сухожилия также оказывают существенное влияние на стабильность суставов, но отвечают менее чем за 10 % от их общей гибкости. Таким образом, в упражнениях на растяжку сухожилия не требуют к себе большого внимания.

Человеческое тело состоит примерно из 215 пар скелетных мышц, которые составляют около 40 % общей массы тела. Скелетные мышцы названы так потому, что большая их часть крепится к скелету, обеспечивая его движение и, соответственно, движение всего тела.

Скелетные мышцы окружены огромным количеством кровеносных сосудов и нервов, что напрямую связано с их сокращением – первостепенной функцией скелетных мышц. К каждой скелетной мышце, как правило, подходит одна магистральная артерия, которая переносит к этой мышце питательные вещества через кровоток, а также несколько вен, через которые выводятся продукты метаболизма. Кровеносные сосуды и нервы, как правило, входят в середину мышцы, но иногда они входят в мышечное волокно с одного конца, проникая затем в эндомизий.

Волокна скелетных мышц бывают трех типов: красные, медленно сокращающиеся, волокна; промежуточные, быстро сокращающиеся, и белые, быстро сокращающиеся. Цвет каждого из них зависит от количества присутствующего в них миоглобина, который представляет собой хранилище кислорода. Миоглобин способен повышать скорость диффузии кислорода, поэтому красные, медленно сокращающиеся, волокна способны сокращаться на протяжении более длительного времени, что особенно важно при выполнении упражнений на выносливость. В белых, быстро сокращающихся волокнах отмечается более низкое содержание миоглобина. Поскольку они полагаются на запасы гликогена (энергии), они быстро сокращаются, но так же быстро устают, поэтому их обычно задействуют спринтеры или спортсмены, деятельность которых требует коротких, но быстрых движений, например тяжелоатлеты. Считается, что в икроножной мышце марафонцев мирового уровня находится 93–99 % медленно сокращающихся волокон, а в той же мышце спринтеров мирового класса содержится всего 25 % таких волокон (Wilmore & Costill, 1994).

Волокно каждой скелетной мышцы представляет собой единичную мышечную клетку цилиндрической формы, окруженную цитоплазматической клеточной мембраной – сарколеммой. Сарколемма представляет собой своеобразные отверстия, ведущие к трубочкам, известным как поперечные трубочки миоцита (или Т-трубочки). (Сарколемма является своего рода ячейкой для сохранения потенциала мембраны, что позволяет импульсам, – в частности, это касается саркоплазматического ретикулума (СР) – либо генерировать, либо ингибировать сокращения.)

Каждая скелетная мышца может состоять из сотен, а иногда и тысяч мышечных волокон, собранных вместе и «обернутых» в соединительнотканную оболочку, известную как эпимизий, которая и обеспечивает мышце ее форму, а также является поверхностью, вдоль которой перемещаются окружающие мышцы. Фасция, соединительная ткань вне эпимизия, окружает и разделяет мышцы.

Рис. 1.2. Каждое волокно скелетной мышцы представляет собой единичную мышечную клетку цилиндрической формы

Части эпимизия направлены вовнутрь, разделяя мышцу на отделы. Каждый отдел содержит пучок мышечных волокон (латин. fasciculus – «маленький пучок из веточек»), который окружен слоем соединительной ткани – перимизием – и включает некоторое количество мышечных клеток. Мышечная клетка внутри каждого пучка окружена эндомизием – тонкой оболочкой из рыхлой соединительной ткани.

Для скелетных мышц характерно разнообразие форм, что связано как с расположением пучков мышечных волокон, так и расположением и подвижностью мышцы. У параллельных мышц пучки размещены параллельно длинной оси мышцы – примером может служить портняжная мышца. В перистых мышцах короткие пучки волокон под углом присоединены к сухожилию, проходящему вдоль центра мышцы, и они имеют, соответственно, форму пера, например прямая мышца бедра. Суживающиеся (треугольные) мышцы являются широкими у основания, а затем пучки волокон сужаются к одному сухожилию, например большая грудная мышца. Пучки волокон круговых мышц (сфинктеров) представляют собой кольца, сконцентрированные вокруг отверстия, например круговая мышца глаза.

Рис. 1.3. Формы мышц: а – параллельные; b – перистые; c – суживающиеся; d – круговые

Рис. 1.4. Миофиламенты внутри саркомера. Саркомер связан с обеих сторон Z-линией; M-линия является центром саркомера; I-полоса состоит из актина, A-полоса – из миозина

Каждое мышечное волокно состоит из небольших структур, называемых мышечными фибриллами, или миофибриллами (латин. mio – «мышца»). Миофибриллы расположены параллельно друг другу и придают мышечной клетке «слоистый» внешний вид, поскольку состоят из одинаково упорядоченных миофиламентов. Миофиламенты – это цепочки протеиновых молекул, которые под микроскопом выглядят как светлые и темные полосы. Светлые изотропные (I) полосы состоят из белка актина, темные анизотропные (A) – из белка миозина. (Третий вид белка, известный как титин, был идентифицирован и отвечает примерно за 11 % от общего содержания белка в мышцах.) При сокращении мышцы филаменты актина двигаются между филаментами миозина, образуя поперечные мостики, что приводит к укорачиванию и утолщению миофибрилл (см. «Физиология мышечного сокращения»).

Зачастую эпимизий, перимизий и эндомизий простираются за пределы мясистой части мышцы, так называемого брюшка, формируя толстое «кабельное» [1] сухожилие или широкую, плоскую, слоистую сухожильную ткань, известную как апоневроз. Сухожилие и апоневроз формируют непрямые места «прикрепления» мышц к надкостнице или соединительной ткани других мышц. Более сложные мышцы могут иметь несколько мест прикрепления, например, четырехглавая мышца имеет четыре крепления. Поэтому, как правило, мышца перекрывает сустав и крепится по обе стороны кости при помощи сухожилий. Один конец мышцы остается в относительно зафиксированном или стабильном положении, в то время как другой ее конец двигается в результате мышечного сокращения.