Строение мышц, их функции. Как изменяется строение мышц в зависимости от возраста и занятия спортом

В мышечных волокнах у  детей содержится сравнительно больше ядер, они короче и тоньше, однако с возрастом и их длина, и толщина  увеличиваются. Мышечные волокна у  новорожденных тонки, нежны, поперечная исчерченность их сравнительно слабая и окружена большими прослойками рыхлой соединительной ткани. Относительно больше места занимают сухожилия. Многие ядра внутри мышечных волокон лежат не у мембраны клетки. Четкими прослойками саркоплазмы окружены миофибриллы.

Наблюдается следующая  динамика изменения структуры скелетных мышц в зависимости от возраста.

1. В 2–3 года мышечные  волокна в два раза толще,  чем у новорожденных, они располагаются  плотнее, количество миофибрилл  увеличивается, а саркоплазмы  – уменьшается, ядра прилегают  к мембране.

2. В 7 лет толщина мышечных волокон в три раза толще, чем у новорожденных, и их поперечная исчерченность отчетливо выражена.

3. К 15–16 годам строение  мышечной ткани становится таким  же, как у взрослых. К этому  времени формирование сарколеммы  завершается.

Созревание мышечных волокон прослеживается по изменению частоты и амплитуды биотоков, регистрируемых с двуглавой мышцы плеча при удержании груза: у детей 7–8 лет по мере увеличения времени удержания груза все больше уменьшаются частота и амплитуда биотоков. Это доказывает незрелость части их мышечных волокон; у детей 12–14 лет частота и амплитуда биотоков не изменяются в течение 6–9 с удержания груза на максимальной высоте либо уменьшаются в более поздние сроки. Это указывает на зрелость мышечных волокон.

У детей в отличие от взрослых мышцы прикрепляются к костям дальше от осей вращения суставов, следовательно, их сокращение сопровождается меньшей потерей силы, чем у взрослых. С возрастом значительно изменяется соотношение между мышцей и ее сухожилием, растущим более интенсивно. В результате изменяется характер прикрепления мышцы к кости, поэтому увеличивается коэффициент полезного действия. Приблизительно к 12–14 годам происходит стабилизация отношения «мышца – сухожилие», которое характерно для взрослого. В поясе верхних конечностей до 15 лет развитие мышечного брюшка и сухожилий происходит одинаково интенсивно, после 15 и до 23–25 лет сухожилие растет более интенсивно.

Эластичность детских  мышц больше примерно в два раза по сравнению с мышцами взрослых. При сокращении они больше укорачиваются, а при растяжении больше удлиняются.

Мышечные веретена появляются на 10-14-й неделе утробной жизни. Увеличение их длины и поперечника происходит в первые годы жизни ребенка. В  период с 6 до 10 лет поперечный размер веретен изменяется незначительно. В период 12–15 лет мышечные веретена заканчивают свое развитие и имеют такое же строение, как и у взрослых в 20–30 лет.

Начало формирования чувствительной иннервации происходит в 3,5–4 месяца утробной жизни, и к 7–8 месяцам нервные волокна достигают значительного развития. К моменту рождения центростремительные нервные волокна активно миелинизируются.

Мышечные веретена единичной  мышцы имеют одинаковое строение, но их число и уровень развития отдельных структур в разных мышцах неодинаковы. Сложность их строения зависит от амплитуды движения и силы сокращения мышцы. Это связано с координационной работой мышцы: чем она выше, тем больше в ней мышечных веретен и тем они сложнее. В некоторых мышцах нет не подвергающихся растягиванию мышечных веретен. Такими мышцами, например, являются короткие мышцы ладони и стопы.

Двигательные нервные  окончания (мионевральные аппараты) появляются у ребенка еще в  утробный период жизни (в возрасте от 3,5–5 месяцев). В разных мышцах они  развиваются одинаково. К моменту рождения количество нервных окончаний в мышцах руки больше, чем в межреберных мышцах и мышцах голени. У новорожденного двигательные нервные волокна покрыты миелиновой оболочкой, которая к 7 годам сильно утолщается. К 3–5 годам нервные окончания значительно усложняются, к 7-14 годам еще более дифференцируются, а к 19–20 годам достигают полной зрелости.

Возрастные изменения  возбудимости и лабильности мышц. Для работы мышечного аппарата имеют  значение не только свойства самих  мышц, но и возрастные изменения физиологических свойств двигательных нервов, их иннервирующих. Для оценки возбудимости нервных волокон используется относительный показатель, выражающийся в единицах времени, – хронаксия. У новорожденных отмечается более удлиненная хронаксия. В течение первого года жизни происходит снижение уровня хронаксии примерно в 3–4 раза. В последующие годы значение хронаксии постепенно укорачивается, но у детей школьного возраста она все еще превышает показатели хронаксии взрослого человека. Таким образом, уменьшение хронаксии с рождения и до школьного периода свидетельствует о том, что возбудимость нервов и мышц с возрастом увеличивается.

Для детей 8-11 лет, как  и для взрослых, характерно превышение хронаксии сгибателей над хронаксией разгибателей. Наиболее сильно различие в хронаксии мышц-антагонистов выражено на руках, чем на ногах. Хронаксия дистальных мышц превышает таковую у проксимальных мышц. Например, хронаксия мышц плеча приблизительно в два раза короче, чем хронаксия мышц предплечья. У менее тонизированных мышц хронаксия длиннее, чем у более тонизированных. Например, у двуглавой мышцы бедра и передней большеберцовой мышцы хронаксия длиннее, чем у их антагонистов – четырехглавой мышцы бедра и икроножной мышцы. Переход из света в темноту удлиняет хронаксию, и наоборот.

В течение дня у  детей младших школьных возрастов  хронаксия изменяется. После 1–2 общеобразовательных  уроков наблюдается уменьшение двигательной хронаксии, а к концу учебного дня она часто восстанавливается  до прежнего уровня или даже увеличивается. После легких общеобразовательных уроков двигательная хронаксия чаще всего уменьшается, а после трудных уроков – увеличивается.

По мере взросления колебания  двигательной хронаксии постепенно уменьшаются, в то время как хронаксия  вестибулярного аппарата увеличивается.

Функциональная подвижность, или лабильность, в отличие от хронаксии определяет не только наименьшее время, необходимое для возникновения  возбуждения, но также время, необходимое  для завершения возбуждения и  восстановления способности ткани давать новые последующие импульсы возбуждения. Чем быстрее реагирует скелетная мышца, чем больше импульсов возбуждения проходит через нее в единицу времени, тем больше ее лабильность. Следовательно, лабильность мышц возрастает при увеличении подвижности нервного процесса в двигательных нейронах (ускорении перехода возбуждения в торможение), и наоборот – при увеличении скорости сокращения мышцы. Чем медленнее реагируют мышцы, тем меньше их лабильность. У детей лабильность с возрастом повышается, к 14–15 годам она достигает уровня лабильности взрослых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

Человек рождается с  очень гибким скелетом. Поэтому в  детском возрасте особенно внимательно  нужно следить за осанкой ребенка, позой ученика за партой. Слабо  развитые мышцы и неправильная осанка ребенка могут привести к развитию искривления позвоночника, сутулости, которые нарушают нормальную деятельность органов грудной полости и пищеварения. Для предупреждения плоскостопия (уплощение свода стопы) не следует в период активного роста человека носить тесную обувь, а также длительно носить обувь на высоком каблуке. На формировании опорно-двигательного аппарата организма положительно сказываются активный образ жизни, подвижные игры, регулярные занятия физкультурой и спортом.

Сила сокращения зависит не от того, хорошо ли сократились ее волокна, а от общего числа сократившихся волокон. Простые рефлекторные, движения осуществляются на уровне спинного мозга (отдергивание руки от огня). Осуществление произвольных движений зависит о работы головного мозга.

Высшие двигательные центры находятся в коре больших полушарий. Координация движений осуществляется мозжечком. При физической нагрузке в мышцах возникает утомление. Большую роль в этом играет состояние нервных двигательных центров, а не усталость самих мышц. Скорость развития утомления зависит от физической нагрузки, приходящейся на мышцу, и частоты мышечных сокращений. При динамических нагрузках утомление наступает медленнее, чем при статических на грузках. Регулярные физические нагрузки и занятия спортом приводят к тренированно мышечной системы, проявляющего в улучшении координации и автоматизации движений, утолщению мышечных волокно и всей мышцы. Благодаря тренировкам повышается мышечная сила и работоспособность, совершенствуется способности мышц к восстановлению после утомления. Снижение физической нагрузки - гиподинамия, приводит к слабости сердечной мышцы, накоплению жира в организме развитию атеросклероза.

Библиография

1. Гальперин С.И. Анатомия  и физиология человека / С.И. Гальперин. - М.: Высшая школа, 2000 – 554с.

2. Косицкий Г.И. Физиология  человека / Г.И. Косицкий - М.: Медицина, 2006 – 456с.

3. Матюшонок М.Т., Турин  Г.Г., Крюкова А.А. Физиология и  гигиена детей и подростков / М.Т. Матюшонок, Г.Г Турин, А.А. Крюкова. - М.: Высшая школа, 2005 – 350с.

4. Ноздрачев А. Д.  Общий курс физиологии человека  и животных: В 2 т. Т. 2 / А. Д. Ноздрачев - М.: Высшая школа, 2001 – 450с.

5. Хрипкова А.А. Возрастная  физиология / А.А. Хрипкова - М.: Просвещение, 2008 – 256с.