Развитие и возрастные особенности мышц

Скелетные мышцы являются производными среднего зародышевого листка, задний отдел которого делится на ряд спинных сегментов, или сомитов. Каждый сомит дает начало двум пластинкам – медиальной и латеральной. Передняя часть медиальной пластинки, смежная с хордой, превращается в склеротом, а задняя часть – в миотом. Миотомы сливаются друг с другом и служат основой развития поперечнополосатой мышечной ткани. Мышцы формируются в тесной связи с развитием скелета и нервной системы; уже на ранних стадиях эмбриогенеза устанавливается тесная связь между будущими мышцами и их двигательными нервами.

Из миотомных частей мезодермальных сомитов образуются главным образом мышцы туловища. Миотомы разрастаются в вентральном направлении и разделяются на переднюю и заднюю части. После вторичной сегментации из глубоко расположенных дорсальных и вентральных частей миотомов развиваются мышцы спины и межреберные мышцы. Они прикрепляются к осевому скелету и находятся с ним в тесной связи, сохраняя сегментарный характер расположения. Это поперечно-остистые мышцы, межостистые мышцы, межпоперечные мышцы и межреберные мышцы.

Поверхностные части миотомов в результате тангенциального расщепления меняют свое положение, теряют сегментарность и срастаются. Эти поверхностные мышечные массы преобразуются в длинные и широкие мышцы шеи и спины (мышца, выпрямляющая позвоночник, ременная мышца головы и др.). Поверхностные мышцы области спины мигрируют из других областей тела (конечности, шея).

Мышцы латеральной и вентральной стенок живота развиваются из нижних грудных и верхних поясничных миотомов. Срастание вентральных границ миотомов приводит к образованию прямой мышцы живота. Впоследствии начинается тангенциальное расщепление миотомов, которое приводит к образованию глубоких и поверхностных мышечных слоев с волокнами, идущими в различных направлениях. Из этих слоев развиваются наружная и внутренняя косые и поперечные мышцы живота.

На ранних стадиях эмбриогенеза голова непосредственно соединяется с туловищем, границы будущих областей шеи отсутствуют. Из имеющихся головных миотомов образуются главным образом мышцы глазного яблока. Остальные мышцы головы и шеи являются производными мезенхимы жаберных дуг и затылочных миотомов.

Из мезенхимы, окружающей первую жаберную дугу, развиваются жевательные мышцы, а также челюстно-подъязычная мышца, переднее брюшко двубрюшной мышцы, мышца, напрягающая мягкое небо, и мышца, напрягающая барабанную перепонку.

Мезенхима второй жаберной дуги распространяется в область лица и шеи и является источником развития мимической мускулатуры, шилоподъязычной мышцы, заднего брюшка двубрюшной мышцы и мышц мягкого неба.

Из четвертой и пятой жаберных дуг формируются мышцы гортани и глотки.

Вентральные части затылочных и шейных миотомов дают начало трапециевидной мышце, грудино-ключично-сосцевидной, мышцам, расположенным выше и ниже подъязычной кости, диафрагме и другим мышцам шеи.

Мышцы конечностей являются производными вентральной мускулатуры туловища, и развитие их происходит одновременно с развитием скелета конечностей. На 4-й неделе на границе соприкосновения сегментированной и несегментированной мезодермы образуются парные почки верхних конечностей. Из мезенхимы почек в первую очередь развиваются мышцы пояса верхней конечности и плеча, затем предплечья и кисти, причем разгибатели дифференцируются раньше сгибателей. Кроме того, из мезенхимы почек образуется ряд мышц, которые прикрепляются к костям туловища (большая и малая грудные мышцы, широчайшая мышца спины), а также мышцы, образующиеся из мезенхимы, находящейся на туловище, но прикрепляющиеся одним концом к костям пояса верхней конечности (подключичная мышца, передняя зубчатая, мышца, поднимающая лопатку, большая и малая ромбовидная мышцы).

Развитие почек нижней конечности происходит за счет мезенхимы нижних поясничных и крестцовых сегментов. Дифференциация мышц нижней конечности осуществляется в той же последовательности, что и мышц верхней конечности, но их особенностью является то, что все они имеют аутохтонное происхождение.

В процессе закладки и развития мышечные волокна исчерченной мышечной ткани, из которой формируются скелетные мышцы, образуются из миобластов. После ряда делений миобластические одноядерные клетки сливаются друг с другом в многоядерные удлиненные волокна, в которых затем появляются универсальные органоиды и миофибриллы.

Большинство мышечных волокон появляется в период внутриутробного развития, а в конце первого года жизни скелетные мышцы уже имеют необходимое число волокон. В дальнейшем количество их увеличивается незначительно. После рождения также в каждом волокне увеличивается число ядер.

Таким образом, к моменту рождения мышцы практически сформированы. Их количество (более 600) соответствует таковому у взрослого человека. Однако в период постнатального развития они удлиняются и утолщаются, сохраняя соразмерность с растущим скелетом и соответствие функциональным физическим нагрузкам. Эти перестройки обеспечиваются изменением их внутренней структуры и развитием вспомогательного аппарата. Мышечные волокна удлиняются, в них увеличивается количество ядер и миофибрилл. В мышечных волокнах постепенно разрастается и уплотняется соединительнотканный каркас скелетных мышц.

Отмечается интенсивное развитие соединительнотканного сухожильного компонента, образующего сухожилия мышцы, окончательно формируются фасции, слизистые и синовиальные сумки, сесамовидные кости в сухожилиях. Места фиксации мышц к костям на протяжении жизни не изменяются, но площадь их прикрепления может увеличиваться в связи с повышенной физической нагрузкой.

Ряд особенностей отмечается в развитии мышц различных областей тела.

У детей мышцы развиваются неравномерно во времени, гетерохронно: раньше развиваются те группы мышц, которые обеспечивают двигательные функции, имеющие определяющее значение для жизни (участвующие в дыхании и т. д.), а также мышцы, которые участвуют в процессе обучения и воспитания у детей определенных навыков.

Функционально зависимые изменения особенно демонстративны при развитии жевательных мышц, которые активно формируются начиная с периода прорезывания зубов. Так, направление поверхностных пучков жевательной мышцы почти параллельно у ребенка и веерообразно у взрослого. Сухожилие этой мышцы, очень короткое у новорожденного (рис. 441), у взрослого достигает почти половины длины мышцы.

Рис. 441. Височная и жевательная мышцы, m. temporalis et m. masseter, правые (новорожденный).

Височная мышца у новорожденного прикрепляется по краю чешуйчатой части височной кости, а у взрослого она, занимая всю поверхность височной ямки, своими верхними пучками достигает нижней височной линии теменной кости (см. рис.441).

Определенные изменения происходят также в строении и положении диафрагмы. Начиная с рождения, под влиянием дыхательных движений прежде всего изменяется высота ее стояния, и этот процесс продолжается с возрастом, так как он связан не только с механизмом вдоха и выдоха, но зависит от положения печени, степени наполнения желудка, индивидуальных особенностей строения туловища. Пучки соединительнотканных волокон в области сухожильного центра, ближе к грудинной части диафрагмы, имеют полукруглый ход с изогнутостью, обращенной к позвоночному столбу (рис. 442). После рождения пучки теряют изогнутость и постепенно ориентируются в основном по сагиттальной оси.

Рис. 442. Диафрагма, diaphragma; вид сверху (новорожденный).

В раннем детстве мышцы туловища развиваются значительно быстрее мышц верхней и нижней конечностей (рис. 443).

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 начинает приучаться к труду и письму. Развитие мышц-сгибателей начинает опережать развитие мышц-разгибателей. У сгибателей масса и физиологический поперечник больше, чем у разгибателей.

Мышцы взрослого человека составляют до 40-45 %, а у новорожденного – от 20 до 22 % от общей массы тела. Этот показатель значительно уменьшается в возрасте 6-8 мес. (начало прорезывания зубов), составляя 16 % от общей массы тела, а к 6 годам снова увеличивается до 22 %, в 8 лет – до 27%, в 12 лет – до 29%, в 15 лет – до 32%, в 18 лет – до 44%.

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

Рис. 443. Мышцы руки (А) и ноги (Б), правых (новорожденный).

У подростков за 2-3 года масса скелетных мышц увеличивается на 12 %, в то время как в предшествующие 7 лет – всего на 5 %. Масса скелетных мышц может достигать у подростков 35 % по отношению к массе тела, при этом возрастает сила мышц.

В процессе усиленного роста скелета в препубертатном периоде значительно ускоряется развитие мускулатуры спины, пояса верхней конечности, таза, свободных отделов верхней и нижней конечностей.