С возрастом происходит увеличение длины сухожилия. Так, у
А Б
Рис. 96. Возрастные изменения соотношений брюшка икроножной мышцы и ее сухожильного отдела:
А — новорожденный; Б — ребенок 1 года 6 месяцев; В — ребенок 6—7 лет.
новорожденного длина сухожилия икроножной мышцы по отношению к длине всей мышцы составляет 0,25, а в 1,5 года — 0,5 (рис. 96). К 12—14 годам отношение длины сухожилия и брюшка мышцы становится таким же, как и у взрослых.
Рост мышц в длину может продолжаться до 23—25 лет. Он осуществляется за счет зоны роста, расположенной на границе мышечной и сухожильной частей. В зоне роста имеется скопление ядер, число которых с возрастом уменьшается, причем особенно значительно после 7 лет. К 15—18 годам зона роста уменьшается в 3 раза. К 15—16 годам заканчивается формирование сарколеммы, когда ее волокна приобретают определенную ориентацию; они направлены перпендикулярно к продольной оси мышечного волокна. Развитие в прстнатальном онтогенезе соединительной ткани мышц характеризуется уменьшением числа клеток, приходящихся на единицу площаДи, и увеличением числа волокон. Так, к 3—4 годам число клеток соединительной ткани, приходящихся на единицу площади, составляет 25—30 (у новорожденного — 50—60). Даже в 13—45 лет число клеток все еще в 2 раза больше, чем у взрослых.
Диаметр мышечных волокон увеличивается до 35 лет. Изменение диаметра каждого отдельного мышечного волокна и общего числа их вызывает нарастание поперечника мышц в процессе роста и развития организма. Разница в диаметре волокон одной и той же мышцы отмечается уже в эмбриональном периоде развития. Так, в двуглавой мышце плеча на 5—6 месяце внутриутробного развития встречаются волокна диаметром и 2,5, и 12,5 мкм. Но особенно больщой эта разница становится после рождения. Например, толщина волокон большой ягодичной мышцы и прямой мышцы глаза у новорожденных одинакова, а у взрослых диаметр волокон одной мышцы больше диаметра другой в 5 раз. Диаметр одних волокон увеличивается в 5—9 раз (двуглавая мышца плеча), других—в 4—5 раз (сгибатель пальцев и кисти).
Наиболее интенсивный рост волокон отмечается в период полового созревания. Так, в первые 6 месяцев жизни диаметр волокон двуглавой мышцы плеча составляет 17—19 мкм, в 2—3 года— 20—22 мкм, в 9—12 лет—20—25 мкм, а у взрослых — 41 — 58 мкм.
С возрастом растет число миофибрилл За счет их продольного расщепления. У новорожденного в каждом мышечном волокне содержится 50—120 миофибрилл, в 1,5 года их число становится в 2 раза большим, в 3—4 года оно увеличивается в 5—6 раз, к 7 годам— в 15—20 раз (Л. К- Семенова).
В процессе созревания скелетной мускулатуры меняется форма и количество ядер, приходящихся на единицу площади. К 3 годам количество ядер уменьшается по сравнению с их числом у новорожденных примерно в 2 раза, к 5 годам в 2,5 раза и к 7 годам — в 3—4 раза. Ядра из овальных принимают палочковидную форму, в которой длина превышает поперечник в 4 раза. По мере развития мышц ядра все более перемещаются к периферии. Расположение ядер и их число, характерное для взрослых, отмечается уже в возрасте 7—10 лет.
Химический состав мышц с возрастом также меняется. Мышцы детей содержат больше воды, они богаты нуклеопротеидами. По мере роста происходит неуклонное нарастание актомиозина и АТФ, креатинфосфорной кислоты, мышечного гемоглобина (миоглобина). В связи с тем что миоглобин является источником кислорода, увеличение его количества способствует совершенствованию сократительной функции мышцы.
Развитие двигательных нервных окончаний происходит особенно интенсивно в первые месяцы после рождения. Но только к 11 — 13 годам полностью заканчивается их структурное оформление.
Возрастные особенности функции скелетных мышц. Морфологический субстрат сократительного акта формируется на ранних стадиях онтогенеза. Скелетные мышцы уже к семи неделям внутриутробного развития способны сокращаться, а к 12 неделям возникают элементарные рефлекторные движения в ответ на механические раздражения. В 12 недель плод может сжимать кисть в кулак.
Сокращение в эмбриональный период развития носит тонический характер: оно медленно нарастает и затем длительно удерживается на одном уровне. Такой характер реакции обусловливается содержанием в мышце большого количества волокон типа «красных».
Процесс возбуждения мышечного волокна, предшествующий его сокращению, приобретает характеристики, свойственные мышцам взрослых, не сразу. У детей мембранный потенциал и ПД отличаются по своим характеристикам от таковых у взрослых. Увеличение содержания ионов внутриклеточного калия происходит до 9 лет. Поскольку ионы К определяют величину мембранного потенциала покоя, значение ее в течение первых 9 лет жизни у детей меньше, чем у взрослых.
Полное функциональное созревание мышц происходит на поздних этапах развития. Электровозбудимость мышц детей в эмбриональный период и в первые месяцы постнатального развития меньше, чем у взрослых, т. е. порог раздражения более высокий. Хронаксия скелетных мышц тем больше, чем меньше возраст ребенка. Величина хронаксии мышц новорожденных превосходит хронаксию мышц взрослых в 1,5—10 раз. Величина хронаксии, характерная для мышц взрослых, устанавливается к 10—17 годам. Для разных мышц эти сроки оказываются неодинаковыми (табл. 13). Так, хронаксия двуглавой мышцы у подростков 14— 19 лет больше чем у взрослых, а хронаксия общего сгибателя пальцев равна хронаксии взрослых (Л. В. Латманизова).
Таблица 13
Стандарты моторной хронаксии в мс для различных возрастов
(по И. М. Вулу, 1935)
|
|
Возраст |
|
|
|
|
|
|
Нормы Буръгннона |
Мышцы |
|
|
|
для взрослых |
|
4—5 лет |
6—7 лет |
8—9 лет |
|
Двуглавая плеча |
0,08—0,24 |
0,08—0,20 |
0,06—0,16 |
0,08—0,16 |
Общий сгибатель |
|
|
|
|
пальцев |
0,16—0,40 |
0,16—0,36 |
0,16—0,36 |
0,20—0,36 |
• Общий разгибатель |
|
|
|
|
пальцев |
0,40—1,00 |
0,40—0,92 |
0,36—0,78 |
0,44—0,72 |
Меняется с возрастом и отношение хронаксии сгибателей к хронаксии разгибателей. У взрослого оно равно 1:2. У новорожденных величины хронаксии сгибателей и разгибателей отличаются очень мало, а иногда хронаксия сгибателей оказывается даже больше хронаксии разгибателей. Соотношение этих величин, характерное для взрослых, устанавливается после 10 лет.
Большая величина хронаксии у детей по сравнению с величиной ее у взрослых служит косвенным свидетельством меньшей скорости и интенсивности протекания у них процессов, которые вызывают деполяризацию мембраны мышечного волокна до критического уровня.
Чем меньше возраст детей, тем меньше величина лабильности их мышечных волокон. Отсюда следует, что длительность процессов реполяризации с возрастом увеличивается.
Созревание волоконодной и той же мышцы происходит неодновременно. Часть волокон имеет лабильность, характерную для мышц взрослых уже в возрасте 10—13 лет, а лабильность других волокон продолжает увеличиваться вплоть до 14—15 лет.
Прямые определения длительности ПД в отдельных волокнах мышцы показали, что величина его в возрасте 14 лет составляет 5,7 мс против 2 мс у взрослых. С возрастом увеличивается мышечная сила за счет роста диаметра мышечных волокон и их числа.
Для разных мышц наибольшая величина их силы отмечается в разном возрасте. Большинство мышц верхней конечности и шеи достигает наибольшей силы к 20—30 годам. В то же время сила мышц, разгибающих туловище, становится максимальной к 16 годам. Разница между силами мышц-сгибателей и мышц-разгибателей увеличивается с возрастом.
Характеристикой функционального созревания мышц служит мышечная выносливость. В дошкольном и младшем школьном возрасте происходит наибольшее по сравнению с другими возрастами увеличение выносливости. Однако даже в 16—19 лет ее величина составляет лишь 85% от выносливости взрослого.
Изучение характера электрической активности мышцы при произвольных максимальных ее напряжениях позволило считать, что меньшая способность детей сохранять максимальную величину статического усилия зависит от быстро развивающегося у них процесса ^синхронизации работы мышечных волокон. Чем меньше возраст, тем меньшее время может сохраняться одновременное возбуждение волокон мышцы и тем быстрее в ней наступает утомление.
Морфологическое и функциональное созревание опорно-двигательного аппарата зависит от очень многих факторов: наследственных, условий жизни, питания, двигательной активности. Правильно организованные занятия физической культурой и спортом способствуют формированию как костной, так и мышечной системы. Под влиянием этих занятий увеличивается диаметр мышечных волокон, растет их число, более совершенными становятся координационные отношения между мышцами-антагонистами. Однако следует помнить, что мышечная деятельность вызывает у детей по сравнению со взрослыми значительно большие изменения в деятельности всех их органов, что требует дифференцированного подхода к организации всякого рода занятий физкультурой с детьми различного возраста.