Возрастные особенности скелетной мускулатуры

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Строение мышцы как органа. Изменение макро- и микроструктуры мышц с возрастом

В организме человека по структуре и функции различают три типа мышц: мышцы скелета, мышцы сердца и гладкие мышцы внутренних органов и сосудов.

Активной частью опорно-двигательного аппарата являются скелетные мышцы.

Скелетные мышцы представляют собой мягкую ткань, состоящую из отдельных мышечных волокон, которые могут сокращаться и расслабляться.

Мышца состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Несколько таких первичных пучков соединяются, в свою очередь образуя пучки второго порядка и т.д. В целом мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой, образуя мышечное брюшко. Соединительно-тканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками, по концам мышечного брюшка переходят в сухожильную часть мышцы, крепящейся к кости.

Каждая мышца является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами: афферентным, являющимся проводником «мышечного чувства» (двигательный анализатор), и эфферентным, приводящим к ней нервное возбуждение. Кроме того, к мышце подходят симпатические нервы, благодаря которым мышца в живом организме всегда находится в состоянии некоторого сокращения (тонуса).

В мышцах совершается очень энергичный обмен веществ, в связи с чем они богато снабжены сосудами, которые проникают в мышцу с ее внутренней стороны через так называемые «ворота мышцы».

В мышце различают активно сокращающуюся часть - брюшко и пассивную часть, при помощи которой она прикрепляется к костям, сухожилие. Сухожилие состоит из плотной соединительной ткани и имеет блестящий светло- золотистый цвет, в отличие от красно-бурого цвета брюшка мышцы. В большинстве случаев сухожилие находится по обоим концам мышцы. Когда же оно очень короткое, то кажется, что мышца начинается от кости или прикрепляется к ней брюшком.

Мышцы богаты кровеносными сосудами, по которым кровь приносит к мышечным волокнам питательные вещества и кислород, а уносит продукты обмена веществ. Источником энергии для мышечных волокон является гликоген. В процессе его расщепления вырабатывается аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), используемая для мышечного сокращения. В мышцах расположены нервные окончания-рецепторы, которые воспринимают степень сокращения и растяжения мышцы.

Таким образом, скелетная мышца состоит из различных видов соединительной ткани (сухожилие), из нервной (нервы мышц), из эндотелия и гладких мышечных волокон (сосуды). Однако преобладающей является поперечнополосатая мышечная ткань, свойство которой (сократимость) и определяет функцию мускула как органа сокращения.

Мышцы могут иметь перистое строение, когда мышечные пучки прикрепляются к сухожилию с одной, двух или нескольких сторон. Это одноперистые, двуперистые, многоперистые мышцы.

Перистые мышцы построены из большого количества коротких мышечных пучков, обладают значительной силой. Это сильные мышцы. Однако они способны сокращаться лишь на небольшую длину. В то же время мышцы с параллельным расположением длинных мышечных пучков не очень сильные, но они способны укорачиваться до 50% своей длины. Это ловкие мышцы, они имеются там, где движение выполняется с большим размахом.

По выполняемой функции, а так же по действию на суставы выделяют мышцы - сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, сжиматели и расширители. Различают мышцы по их расположению в теле человека: поверхностные и глубокие, латеральные и медиальные, передние и задние.

Формирование скелетных мышц происходит на очень ранних этапах развития. На восьмой неделе внутриутробного развития различимы уже все мышцы, а к десятой неделе развиваются сухожилия.

Созревание мышечных волокон связано с увеличением количества миофибрилл, появлением поперечной исчерченности, увеличением числа ядер. Раньше всего различаются волокна мышц языка, губ, межреберных мышц, мышц спины и диафрагмы. Затем - мышцы верхней конечности и в последнюю очередь - мышцы нижней конечности. Мышцы верхних конечностей имеют к моменту рождения большую массу по отношению к массе тела, чем мышцы нижних конечностей. Мышцы ребенка бледнее, нежнее и более эластичны, чем мышцы взрослого человека. В процессе постнатального развития происходят дальнейшие изменения макро- и микроструктуры скелетных мышц. У грудных детей, прежде всего, развиваются мышцы живота, позднее - жевательные мышцы. К концу первого года жизни в связи с ползанием и началом ходьбы заметно растут мышцы спины и конечностей.

В 12-16 лет наряду с удлинением трубчатых костей удлиняются и сухожилия мышц, поэтому мышцы становятся длинными и тонкими и подростки выглядят длиннорукими и длинноногими. В 15-18 лет идет активный рост мышц в поперечнике. Рост мышц в длину может продолжаться до 23-25 лет, а в толщину - до 35 лет.

Химический состав мышц с возрастом также меняется. Мышцы детей содержат больше воды, они богаты нуклеопротеидами. По мере роста происходит нарастание актомиозина и АТФ, миоглобина. В связи с тем, что миоглобин является источником кислорода, увеличение его количества способствует совершенствованию сократительной функции мышцы.

2. Основные группы мышц и функции

В зависимости от расположения в теле и для удобства изучения мышцы человека разделяют на мышцы головы, мышцы туловища, мышцы верхних и нижних конечностей. Скелетные мышцы выполняют множество функций, имеющих отношение к самым различным сторонам жизнедеятельности организма.

Мышцы головы подразделяют на мимические и жевательные.

К жевательным мышцам относятся височная, жевательная, крыловидная мышцы. Они участвуют в движении нижней челюсти, благодаря чему происходит процесс жевания.

Мимические мышцы одним, а иногда двумя своими концами прикрепляются к коже лица. При сокращении они смещают кожу, вызывая соответствующую мимику, т.е. то или иное выражение лица. Круговые мышцы глаз и рта также относятся к числу мимических.

К мышцам шеи относят мышцы, которые располагаются в ее передней и боковых областях, где выделяют поверхностные и глубокие мышцы. Мышцы шеи запрокидывают голову, наклоняют ее и поворачивают. Лестничные мышцы поднимают ребра, участвуя во вдохе. Мышцы, прикрепленные к подъязычной кости, при сокращении изменяют положение языка и гортани при глотании и произнесении различных звуков.

Мышцы туловища делятся на мышцы груди, мышцы живота и мышцы спины.

К мышцам груди относятся большая грудная мышца и малая грудная мышца. Под большой грудной мышцей располагается малая грудная мышцы. К глубоким мышцам груди относятся наружные межреберные и внутренние межреберные мышцы.

Наружные межреберные мышцы (мышцы вдоха) раздвигают ребра, поднимают их вверх, за счет чего увеличивается объем грудной полости и создаются условия для вдоха, т.е. для поступления воздуха в легкие при вдохе.

Внутренние межреберные мышцы (мышцы выдоха) сужают и опускают ребра, способствуя тем самым выходу воздуха из легких при выдохе.

Мощно развитые мышцы груди приводят в движение и укрепляют на туловище верхние конечности (большая и малая грудная, передняя зубчатая мышцы).

Диафрагма - самая главная мышца процесса дыхания, это самостоятельная мышца. Она отделяет грудную полость от брюшной, имеет вид купола, который вдается в грудную полость. На вдохе купол диафрагмы опускается, на выдохе - поднимается.

Мышцы живота образуют область живота, брюшной пресс, который образован следующими мышцами: прямой, поперечной, наружной косой и внутренней косой мышцами живота. Эти мышцы участвуют в образовании передних и боковых стенок брюшной полости, благодаря своему тонусу удерживают внутренние органы от смещения, опускания, выпадения. Сокращение мышц брюшного пресса способствуют движению крови в венозной системе, осуществлению дыхательных движений, влияют на работу кишечника, участвуют в сгибании туловища.

Мышцы спины парные, располагаются на задней поверхности туловища, на всем его протяжении и подразделяются на поверхностные и глубокие.

К поверхностным мышцам спины относятся широчайшая и трапециевидная мышцы спины. Они участвуют в движениях верхних конечностей и грудной клетки.

Глубокие мышцы прикрепляются главным образом к отросткам позвонков. Эти мышцы участвуют в движениях позвоночного столба назад и в сторону.

Глубоко вдоль позвоночного столба располагается мышца, выпрямляющая позвоночник. Эта мышца является сильнейшим разгибателем туловища.

Мышцы верхней конечности включают в себя мышцы пояса и мышцы свободной части верхней конечности. Пояс верхней конечности соединяется с туловищем лишь в области грудинно-ключичного сустава. Укреплен пояс верхней конечности мышцами туловища.

Мышца пояса конечностей приводят в движение верхнюю конечность в плечевом суставе. Среди них важнейшая - дельтовидная мышца. При сокращении эта мышца сгибает руку в плечевом суставе и отводит руку до горизонтального положения.

В области плеча располагаются двуглавая мышца плеча (бицепсы) и трехглавая мышца плеча (трицепсы). Бицепсы участвуют в сгибании, трицепсы- в разгибании.

Среди мышц кисти различают длинную ладонную мышцу, сгибатели пальцев. На тыльной стороне кисти мышц нет, там проходят лишь длинные сухожилия мышц- разгибателей пальцев.

Мышцы нижней конечности участвуют в движении. Эти мышцы крупные, сильные, они составляют более 50% массы всех мышц тела человека. На нижних конечностях мышцы располагаются так, чтобы создать максимальную устойчивость телу и обеспечить им силу при передвижениях.

Мышцы нижней конечности подразделяются на мышцы тазового пояса и свободной части нижней конечности. В переднюю группу мышц входит одна крупная мышца - подвздошно-поясничная; в заднюю - большая, средняя и малая ягодичные мышцы. Ягодичных мышц шесть, по три с двух сторон.

На бедре спереди располагается самая длинная в человеческом теле портняжная мышца. Она сгибает ногу в тазобедренном и коленном суставах. Четырехглавая мышца бедра лежит глубже портняжной мышцы, основная функция ее - разгибание коленного сустава.

На задней поверхности голени располагается икроножная мышца, которая сгибает голень, сгибает и вращает наружу стопу.

мышца возраст движение

3. Механизм мышечного сокращения

Скелетные мышцы обладают такими свойствами, как возбудимость, проводимость и сократимость. Возбуждение и сокращение мышцы вызывается нервными импульсами, поступающими из нервных центров. Нервные импульсы, приходящие в область контакта нерва и мышцы, приводят к выделению медиатора ацетилхолина, вызывающего потенциал действия. Под влиянием потенциала действия происходит высвобождение кальция, запускающего всю систему мышечного сокращения. В присутствии ионов Са под влиянием активного фермента миозина начинается расщепление аденозинтрифосфата (АТФ), являющегося основным источником энергии при мышечном сокращении. При передаче этой энергии на миофибриллы белковые нити начинают перемещаться относительно друг друга, в результате чего изменяется длина миофибрилл - мышцы сокращаются. Мышцы действуют на костные рычаги, приводят их в движение. В каждом движении участвует несколько мышц. Мышцы, действующие в одном направлении, называются синергистами, действующие в разных направлениях - антагонистами.

Человек может длительное время сохранять одну и ту же позу. Это статическое напряжение мышц. К ним относятся: стояние, держание головы в вертикальном положении и др. При статическом усилии мышцы находятся в состоянии напряжения.

При динамической работе поочередно сокращаются различные группы мышц. Мышцы, производящие динамическую работу, быстро сокращаются и скоро утомляются. Но обычно различные группы мышечных волокон при динамической работе сокращаются поочередно, что дает мышце длительное время совершать работу.

Работа мышц - необходимое условие их существования. Длительная бездеятельность мышц ведет к их атрофии и потере ими работоспособности.

4. Масса и сила мышц в различные возрастные периоды

В человеческом организме насчитывается более 600 поперечнополосатых мышц. Они составляют от 35 до 40% веса взрослого человека, у женщин несколько меньше, чем у мужчин, у новорожденных до 20-22%, у стариков до 30%.

Сокращаясь, мышцы выполняют работу. Работа мышц зависит от их силы. Мышцы тем сильнее, чем больше в ней мышечных волокон, т. е. чем она толще.

Сила мышц зависит и от особенностей прикрепления их к костям. Кости вместе с прикрепляющимися к ним мышцами являются своеобразными рычагами, и мышца может развивать тем большую силу, чем дальше от точки опоры рычага и ближе к точке приложения силы тяжести она прикрепляется.

Сила действия мышцы определяется массой того груза, который эта мышца может поднять на определенную высоту при своем максимальном сокращении. Такую силу называют подъемной силой мышцы. Она зависит от количества и толщины ее мышечных волокон. У человека мышечная сила составляет 5-10 кг. на 1 см физиологического поперечника мышцы.

К моменту рождения мышцы практически сформированы. Их количество (более 600) соответствует таковому у взрослого человека.

В раннем детстве мышцы туловища развиваются значительно быстрее мышц верхней и нижней конечности. К году мышцы верхней конечности более развиты, чем мышцы нижней конечности. К 4-5 годам мышцы плеча и предплечья обгоняют в развитии мышцы кисти. Ускорение развития мышц кисти происходит в 6-7 лет, когда ребенок приучается к труду и письму. Развитие мышц - сгибателей начинает опережать развитие мышц -разгибателей. У сгибателей масса больше, чем у разгибателей.

Масса мышц интенсивно нарастает, когда ребенок начинает ходить, и к 2-3 годам составляет примерно 23% массы тела, далее повышается к 8-ми годам до 27%. У подростков 15 лет она составляет 32,6% массы тела. Наиболее быстро масса мышц нарастает в возрасте от 15 до 17-18 лет и составляет 44,2%.

Увеличение мышечной массы достигается как их удлинением, так и увеличением их толщины, в основном за счет диаметра мышечных волокон. К 3-4 годам диаметр мышц возрастает в 2-2,5 раза. С возрастом резко увеличивается количество миофибрилл. К 7 годам по сравнению с новорожденным оно увеличивается в 15-20 раз. В период от 7 до 14 лет рост мышечной ткани происходит как за счет структурных преобразований мышечного волокна, так и в связи со значительным ростом сухожилий.

Увеличение мышечной массы и структурные преобразования (растяжимость, эластичность) мышечных волокон приводят к увеличению с возрастом мышечной силы. В дошкольном возрасте сила мышц незначительна. После 4-5 лет увеличивается сила отдельных мышечных групп. Наиболее интенсивно мышечная сила увеличивается в подростковом возрасте. У мальчиков прирост силы начинается в 13-14-лет, у девочек - с 10-12 лет. В 13-14 лет проявляются половые различия в мышечной силе, показатели относительной силы мышц девочек значительно уступают соответствующим показателям мальчиков.

В 18 лет рост силы замедляется и к 25-26 годам заканчивается.

Сила мышц, осуществляющих разгибание туловища, достигает максимума в 16 лет. Максимум силы разгибателей и сгибателей верхних и нижних конечностей отмечается в 20-30 лет.

У стариков средняя масса скелетных мышц уменьшается до 25-30% от массы тела.

Расчет величины максимальной силы на 1 кг. веса тела позволяет оценить совершенство нервной регуляции, химизма и строения мышц. Отмечено, что в возрасте от 4-5 до 6-7 лет нарастание максимальной силы почти не сопровождается изменениями ее относительного показателя. Причиной указанного роста являются несовершенство нервной регуляции и функциональная незрелость мотонейронов, не позволяющих эффективно мобилизовать увеличенную к этому возрасту мышечную массу. В дальнейшем в возрасте после 6-7 до 9-11 лет для мышц рост относительной силы становится особенно заметным. В это время наблюдаются быстрые темпы совершенствования нервной регуляции произвольной мышечной деятельности, а также изменения биохимической и гистологической структуры мышц. Это положение подтверждается тем, что в возрастной период от 4до 30 лет мышечная масса возрастает в 8 раз, а сила мышц в 9-14 раз.

5. Формирование двигательных навыков. Совершенствование координации движений с возрастом

Формирование двигательных навыков является многоступенчатым процессом. От элементарных умений, составляющих основу целесообразной двигательной деятельности человека и ставших в результате неоднократного повторения навыками, осуществляется переход к усвоению более сложных навыков и умений.

Двигательная активность и координация движений у новорожденного далеко несовершенна. Набор его движений весьма ограничен и имеет только безусловно-рефлекторную основу.

Развитие движений ребенка обусловлено не только созреванием опорно-двигательной и нервной системы, оно зависит также и от условий воспитания. Все основные естественные движения, свойственные человеку (ходьба, лазанье, бег, прыжки и т.д.), и их координация формируются у ребенка до 3-5 лет. При этом большое значение для новорожденного имеют первые недели жизни.

Нарастание тонуса затылочных мышц позволяет ребенку 1,5-2 месяцев, положенному на живот, поднимать голову. В 2,5-3 месяца развиваются движения рук по направлению к видимому предмету. В 4 месяца ребенок поворачивается со спины на бок, а в 5 месяцев переворачивается на живот и с живота на спину. В возрасте от 3 до 6 месяцев ребенок готовится к ползанию: лежа на животе, все выше поднимает голову и верхнюю часть туловища; к 8 месяцам он способен проползать довольно большие расстояния.

В возрасте от 6 до 8 месяцев благодаря развитию мышц туловища и таза, ребенок начинает садиться, вставать, стоять и опускаться, придерживаясь руками за опору. К концу 1-го года жизни ребенок свободно стоит и, как правило, начинает ходить. Но в этот период шаги ребенка короткие, неравномерные, положение тела неустойчивое. Постепенно длина шага увеличивается, но шаги все еще неравномерные.

В 3-4 года дети овладевают основными навыками бега. В это же время формируются правильно координированные движения рук при ходьбе и беге, а в 7 лет почти все дети овладевают правильной координацией движений рук и ног. В этом же возрасте дети осваивают такие движения, как прыжок, подпрыгивание, метание и др. действия с мячом.

В возрасте 4-5 лет в связи с развитием мышечных групп и совершенствованием координации движений детям доступны более сложные движения, дети учатся навыкам пользования инструментами. Однако дошкольники в связи с несовершенством механизмов регуляции трудно усваивают навыки, связанные с точностью движения рук. Известный советский физиолог Н.А. Бернштейн охарактеризовал моторику дошкольного возраста как « грациозную неуклюжесть».

С 6-7 лет дети овладевают письмом и другими движениями, требующими тонкой координации. Формирование координационных механизмов движений заканчивается к подростковому возрасту, и все виды движений становятся доступными для мальчиков и девочек.

К 12-14 годам происходит повышение меткости бросков, метаний в цель, точности прыжков. Однако происходит ухудшение координации движений, что связывается с гормональной перестройкой в организме ребенка. Это временное явление, которое обычно после 15 лет бесследно исчезает. Общее формирование всех координационных механизмов заканчивается в подростковом возрасте, а к 18-25 годам они полностью соответствуют уровню взрослого человека. Возраст 18-30 лет считают «золотым» в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двигательных способностей.

Размещено на Allbest.ru