Вікові особливості кістякової мускулатури
Зміни макро - і мікроструктури кістякових м’язів з віком. Формування кістякових м’язів відбувається на дуже ранніх етапах розвитку. На 8-й тиждень внутрішньоутробного розвитку помітні уже всі м’язи, а до 10-го тижня розвиваються їх сухожилля. Зв’язок первинної закладки м’язів з відповідними нервами виявляється вже на 2-му місяці розвитку. Однак рухові нервові закінчення вперше з’являються лише на 4-му місяці внутрішньоутробного розвитку.
Дозрівання м’язових волокон пов’язане із збільшенням кількості міофибрил, появою поперекової посмугованості, збільшенням числа ядер. Воно здійснюється в різних м’язових волокнах з неоднаковою швидкістю. Раніше всього диференціюються волокна м’язів язика, губ, міжреберних м’язів, м’язів спини і діафрагми. Потім – м’язи верхньої кінцівки й в останню чергу – м’язи нижньої кінцівки.
У новонароджених маса м’язів складає 23,3% (у дорослих–44,2%) від маси всього тіла. Сухожильна частина м’язу розвинута слабко і складає меншу, ніж у дорослих, частину від усієї довжини м’язу; фасції і сухожилля широких м’язів дуже тонкі, неміцні, легко від них відокремлюються. Сполучна гканина, що утворює внутрім’язові перетинки, відрізняється від сполучної тканини м’язів дорослого великою кількістю клітин і меншим числом волокон. Поперереково посмуговані волокна характеризуються дуже великим числом ядер, що мають овальну форму. Подовжній діаметр відноситься до поперечного, як 2:1. Різні м’язові волокна у новонароджених мало відрізняються в своєму діаметрі.
Маса м’язів верхніх кінцівок стосовно маси м’язів усього тіла зростає від народження до 23–25 років, коли закінчується онтогенетическое дозрівання м’язів, усього лише на 2%. Отже, до моменту народження вони вже мають досить велику масу, і подальше збільшення її йшло в повній відповідності зі збільшенням маси всього тіла. У той же час маса м’язів нижніх кінцівок стосовно маси тіла збільшується за весь період розвитку більш ніж на 16%. У м’язах верхніх кінцівок особливо різко збільшується в дошкільному і молодшому шкільному віці маса тих з них, що викликають рухи пальців. Маса м’язів – розгиначів збільшується інтенсивніше, ніж згиначів, тому що до моменту народження згиначі, що обумовлюють у період внутрішньоутробного розвитку характерну позу плоду, повинні бути вже значно розвинуті. Розгиначі, що забезпечують вертикальне положення тіла, інтенсивно дозрівають після народження дитини.
М’язи, що обумовлюють великий розмах руху, інтенсивно ростуть у довжину, а м’язи, функція яких вимагає скорочень великої сили, збільшуються в діаметрі. Розвиток їх характеризується ростом ступеня перистості.
З віком відбувається збільшення довжини сухожилля. Так, у новонародженого довжина сухожилля литкового м’язу стосовно довжини всього м’язу складає 0,25, а в 1,5 року–0,5 (Рис. 44). До 12–14 років відношення довжини сухожилля і черевця м’яза стає таким же, як і в дорослих.
Ріст м’язів у довжину може продовжуватися до 23–25 років. Він здійснюється за рахунок зони росту, розташованої на межі м’язової і сухожильної частин. У зоні росту є скупчення ядер, число яких з віком зменшується, причому особливо значно після 7 років. До 15–18 років зона росту зменшується в 3 рази. До 15–16 років закінчується формування сарколеми, коли її волокна здобувають визначену орієнтацію; вони спрямовані перпендикулярно до подовжньої осі м’язового волокна. Розвиток у постнатальному онтогенезі сполучної тканини м’язів характеризується зменшенням числа клітин, що приходяться на одиницю площі, і збільшенням числа волокон. Так, до 3–4 років число клітин сполучної тканини, що приходяться на одиницю площі, складає 25–30 (у немовляти–50–60). Навіть у 13–15 років число клітин усе ще в 2 рази більше, ніж у дорослих.
Діаметр м’язових волокон збільшується до 35 років. Зміна діаметра кожного окремого м’язового волокна і загального числа їх викликає наростання поперечника м’язів у процесі росту і розвитку організму. Різниця в діаметрі волокон одного і того ж м’язу відзначається уже в ембріональному періоді розвитку. Так, у двоголовому м’язі плеча на 5–6-м місяці внутрішньоутробного розвитку зустрічаються волокна діаметром і 2,5, і 12,5 мкм. Але особливо великою ця різниця стає після народження. Наприклад, товщина волокон великого сідничного м’язу і прямого м’яза ока в немовлят однакова, а в дорослих діаметр волокон одного м’яза більше діаметра іншого в 5 разів. Діаметр одних волокон збільшується в 5–9 разів (двоголовий м’яз плеча), інших у 4–5 разів (згинач пальців і кисті).
Найбільш інтенсивний ріст волокон відзначається в період статевого дозрівання. Так, у перші 6 місяців життя діаметр волокон двоголового м’яза плеча складає 17–19 мкм, у 2–3 роки – 20 – 22 мкм, у 9 –12 років – 20 – 25 мкм, а в дорослих – 41–5 8 мкм.
З віком росте число міофибрил за рахунок їх подовжнього розщеплення. У немовляти в кожнім м’язовому волокні міститься 50–120 міофібрил, у 1,5 року їх число стає в 2 рази більшим, у 3–4 роки воно збільшується в 5–6 разів, до 7 років у 15–20 разів.
У процесі дозрівання кістякової мускулатури міняється форма і кількість ядер, що приходяться на одиницю площі. До 3 років кількість ядер зменшується в порівнянні з їх числом у немовлят приблизно в 2 рази, до 5 років у 2,5 рази і до 7 років– у 3 – 4 рази. Ядра з овальних приймають паличкоподібну форму, у якій довжина перевищує поперечник у 4 рази. В міру розвитку м’язів ядра усе більш переміщаються до периферії. Розташування ядер і їх число, характерне для дорослих, відзначається вже у віці 7–10 років.
Хімічний склад м’язів з віком також міняється. М’язи дітей містять більше води, вони багаті нуклеопротеїдами. В міру росту відбувається неухильне наростання актоміозину й АТФ, креатинфосфорної кислоти, м’язового гемоглобіну (міоглобіну). У зв’язку з тим що міоглобін є джерелом кисню, збільшення його кількості сприяє удосконалюванню скорочувальної функції м’язу.
Розвиток рухових нервових закінчень відбувається особливо інтенсивно в перші місяці після народження. Але тільки до 11–13 років цілком закінчується їх структурне оформлення.
Вікові особливості функції кістякових м’язів. Морфологічний субстрат скорочувального акту формується на ранніх стадіях онтогенезу. Кістякові м’язи вже до семи тижнів внутрішньоутробного розвитку здатні скорочуватися, а до 12 тижнів виникають елементарні рефлекторні рухи у відповідь на механічні подразнення. У 12 тижнів плід може стискати кисть у кулак.
Скорочення в ембріональний період розвитку носить тонічний характер: воно повільно наростає і потім довгостроково утримується на одному рівні. Такий характер реакції обумовлюється вмістом у м’язі великої кількості волокон типу «червоних».
Процес збудження м’язового волокна, що передує його скороченню, здобуває характеристики, властиві м’язам дорослих, не відразу. У дітей мембранний потенціал і ПД відрізняються по своих характеристиках від таких у дорослих.
Збільшення змісту іонів внутрішньоклітинного калію відбувається до 9 років. Оскільки іони К визначають величину мембранного потенціалу спокою, значення її протягом перших 9 років життя в дітей менше, ніж у дорослих.
Повне функціональне дозрівання м’язів відбувається на пізніх етапах розвитку. Електрозбудливість м’язів дітей в ембріональний період і в перші місяці постнатального розвитку менше, ніж у дорослих, тобто поріг подразнення більш високий. Хронаксія кістякових м’язів тим більше, чим менше вік дитини. Величина хронаксії м’язів немовлят перевершує хронаксію м’язів дорослих у 1,5–10 разів. Величина хронаксії, характерна для м’язів дорослих, установлюється до 10–17 років. Для різних м’язів ці терміни виявляються неоднаковими. Так, хронаксія двоголового м’язу в підлітків 14–19 років більше, ніж у дорослих, а хронаксія загального згинача пальців дорівнює хронаксії дорослих.
Змінюється з віком і відношення хронаксії згиначів до хронаксії розгиначів. У дорослого воно дорівнює 1:2. У новонароджені величини хронаксії згиначів і розгиначів відрізняються дуже мало, а іноді хронаксія згиначів виявляється навіть більше хронаксії розгиначів. Співвідношення цих величин, характерне для дорослих, установлюється після 10 років.
Велика величина хронаксії в дітей у порівнянні з величиною її в дорослих служить непрямим свідченням меншої швидкості й інтенсивності протікання в них процесів, що викликають деполяризацію мембрани м’язового волокна до критичного рівня.
Чим менше вік дітей, тим менше величина лабильності їх м’язових волокон. Звідси випливає, що тривалість процесів реполяризації з віком збільшується.
Дозрівання волокон одного і того ж м’язу відбувається неодночасно. Частина волокон має лабільність, характерну для м’язів дорослих уже у віці 10–13 років, а лабільність інших волокон продовжує збільшуватися аж до 14–15 років.
Прямі визначення тривалості ПД в окремих волокнах м’язу показали, що величина його у віці 14 років складає 5,7 мсек проти 2 мсек у дорослих. З віком збільшується м’язова сила за рахунок росту діаметра м’язових волокон і їх числа Для різних м’язів найбільша величина їх сили відзначається в різному віці. Більшість м’язів верхньої кінцівки і шиї досягає найбільшої сили до 20–30 років. У той же час сила м’язів, що розгинають тулуб, стає максимальною до 16 років. Різниця між силами м’язів-згиначів і м’язів-розгиначів збільшується з віком.
Характеристикою функціонального дозрівання м’язів служить м’язова витривалість. У дошкільному і молодшому шкільному віці відбувається найбільше в порівнянні з іншими віками збільшення витривалості. Однак, навіть у 16–19 років її величина складає лише 85% від витривалості дорослого.
Вивчення характеру електричної активності м’яза при довільному максимальному його напруженні дозволило вважати, що менша здатність дітей зберігати максимальну величину статичного зусилля залежить від швидко розвиваючого в них процесу асинхронизації роботи м’язових волокон. Чим менше вік, тим менший час може зберігатися одночасне збудження волокон м’язу і тим швидше в ній настає стомлення.
Морфологічне і функціональне дозрівання опорно-рухового апарата залежить від дуже багатьох факторів: спадкоємних, умов життя, харчування, рухової активності. Правильно організовані заняття фізичною культурою і спортом сприяють формуванню як кісткової, так і м’язової системи. Під впливом цих занять збільшується діаметр м’язових волокон, росте їх число, більш досконалими стають координаційні відношения між м’язами-антагоністами. Однак варто пам’ятати, що м’язова діяльність викликає в дітей у порівнянні з дорослими значно більші зміни в діяльності всіх їх органів, що вимагає диференційованого підходу до організації всякого роду занять фізкультурою з дітьми різного віку.