Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Устройство может показаться нелепым, но мы кое-что выигрываем. Однофунтовый вес на длинном отрезке рычага поднимает вверх 10 дюймов на каждый дюйм силы, с которой мы давим на короткий отрезок рычага. Допустим, мы привязали к концу короткого отрезка рычага какой-то тяжелый предмет, который весит достаточно много, чтобы уравновесить небольшой вес на конце короткого отрезка. Теперь мы добавляем собственный вес к короткому отрезку рычага, так что предмет на конце длинного отрезка поднимается, описывая широкую дугу с большей скоростью, чем если бы мы могли двигать его с помощью непосредственного воздействия силы. Мы расходуем силу, чтобы выиграть в расстоянии, и получаем катапульту. То же самое верно и для такого положения, когда вес и сила находятся по одну сторону точки опоры, причем вес находится дальше от точки опоры, чем сила.

Давайте снова вернемся к бицепсу. Сокращаясь, он тянет предплечье вверх. Кости предплечья образуют рычаг с точкой опоры в локте. Бицепс прикрепляется к лучевой кости на расстоянии, которое составляет приблизительно одну четверть от всего расстояния от локтя до ладони, поэтому сила, поднимающая руку, прилагается, видимо, в 3 дюймах от локтя (точки опоры). Вес, который должен быть поднят, однако, сосредоточен в ладони на расстоянии около 12 дюймов от точки опоры. На каждый фунт сосредоточенного в вашей ладони веса, который вы должны поднять, бицепс должен израсходовать силу 4 фунта. Однако ему необходимо всего лишь сократиться на 1 дюйм, чтобы поднять вес на 4 дюйма, и, умножая силу, он придает руке катапультирующее действие, которое дает возможность развить значительную скорость движения.

Именно с помощью таких катапультирующих действий подающий в бейсболе может совершать быструю подачу мяча, а лошади способны переставлять ноги достаточно быстро, чтобы пуститься вскачь.

Величина силы, которую может приложить мышца, совершенно удивительная. Когда вы поднимаетесь с корточек, мышцы, распрямляющие коленный сустав, должны приложить силу около 10 фунтов на каждый фунт поднимаемого веса. Любой человек, который в состоянии поднять 200-фунтовый вес на спину (а это не слишком трудно крупному мужчине в хорошей физической форме), прилагает силу 2000 фунтов, когда распрямляет ноги, по полтонны на каждую ногу.

Мышцы составляют около 40 процентов веса мужчины и около 30 процентов веса женщины. Другими словами, среднестатистический мужчина будет иметь почти 60 фунтов мышц, а среднестатистическая женщина – около 35 фунтов. (Эта разница в весе мышц и объясняет тот факт, что мужчины сильнее женщин, по крайней мере физически.) Такая большая мускульная масса необходима любому животному, которому нужно быстро передвигаться, но в процессе эволюции позвоночных произошли основательные изменения в распределении, если не в количестве мышц.

Рыбы передвигаются в воде с помощью латеральных движений тела, когда хвост бьет по воде из стороны в сторону. Конечности у них небольшие и используются лишь для равновесия и разворота, а не для движения вперед. В результате именно мускулатура туловища приобретает значение, и, когда мы едим рыбу, потребляем именно мышцы туловища. (Это дает нам шанс заметить, что эти самые мышцы туловища имеют явно сегментированную структуру.)

Главным способом передвижения является отталкивание конечностей от земли или, в случае с птицами, от воздуха. Следовательно, мускулатура конечностей постепенно приобретала большее значение, а мышцы туловища постепенно уменьшились. Когда мы едим мясо птиц и животных, то потребляем в основном мышцы конечностей, и они не сегментированы.

Было бы довольно утомительно пытаться перечислить все мышцы человеческого тела; их около 650 (почти все парные), со сложными взаимодействиями между ними. Тем не менее будет полезно упомянуть еще несколько достойных внимания мышц.

Начнем с головы. Тут имеется жевательная мышца , которая с одной стороны прикрепляется к скуловой кости, а с другой – под углом к нижней челюсти. Как следует из ее названия, эта мышца работает при пережевывании пищи. Вы можете почувствовать, как она напрягается сразу за зубами с наружной стороны, когда сжимаете челюсть.

Среди многих мышц, которые управляют движениями головы, имеются трапециевидная и груди но-ключично-сосцевидная мышцы. Первая проходит сзади шеи и тянет голову назад, в то время как последняя спускается вниз по боковой стороне шеи и тянет голову набок. Под грудино-ключично-сосцевидной мышцей находится splenitis (от греческого слова «повязка», потому что эта мышца по виду напоминает повязку), которая дает нам возможность качать головой.

Сразу под самым дальним краем плеча находится дельтовидная мышца (то есть треугольная, потому что большая греческая буква «дельта» имеет форму треугольника). Она с одной стороны крепится к ключице и лопатке, а с другой – к плечевой кости и используется для поднятия руки в направлении от тела. Вы можете почувствовать, как она напрягается, когда вы это делаете.

Действие, противоположное тому, что выполняет дельтовидная мышца, уравновешивается действием грудной мышцы , которая лежит под кожей каждой из грудей. С одной стороны она крепится к ключице и грудине, а с другой – тоже к плечевой кости. Она тянет руку в направлении к телу, и если вы совершите такое действие, то почувствуете (если вы мужчина), что мышца под кожей груди напрягается.

Вдоль грудной клетки проходит целый ряд мышц, которые называются межреберными и тянутся, как следует из названия, от одного ребра к соседнему. Их функция состоит в том, что они обеспечивают расширение и сокращение грудной клетки в процессе дыхания, и изо всех мышц эти наиболее наглядно демонстрируют сегментацию, присущую всем позвоночным.

Под ребрами расположен живот, самая большая область тела, не защищенная костями. Для среднестатистического четвероногого это не слишком опасно, поскольку живот находится внизу и является наименее открытой частью тела, но, обретя вертикальное положение, человек поставил мягкое подбрюшье четвероногого в уязвимое положение. Оно уязвимо не только для вражеских действий, но также и в том смысле, что расположение внутренних органов человека ухудшилось.

В обычном положении четвероногого животного мышцы живота служили «дном» для кишечника и других внутренних органов, и для этой цели оно было хорошо приспособлено за несколько сотен тысяч лет эволюционного развития. Когда человек принял вертикальное положение, дно стало стенкой (ее часто называют брюшной стенкой ), а для этого оно не слишком хорошо приспособлено. Если мышцы не тренировать постоянными физическими упражнениями, они станут вялыми и будут выпячиваться наружу, образовывая неприглядный (но очень часто встречающийся) выступающий живот.