Изменения в скелетных мышцах под влиянием физической тренировки. Возрастные особенности мышечной ткани

ОТВЕТ: При регулярных физических нагрузках поперечник мышечных волокон возрастает, то есть происходит рабочая гипертрофия мышцы. Мышечные волокна не способны к клеточному делению с образованием новых волокон, и гипертрофия мышцы происходит за счет утолщения (увеличения объема) существующих мышечных волокон. Можно выделить два крайних типа рабочей гипертрофии мышечных волокон: саркоплазматический и миофибриллярный.

Саркоплазматическая рабочая гипертрофия – это утолщение мышечных волокон за счет преимущественного увеличения объема саркоплазмы, т. е. несократительной их части. Гипертрофия этого типа происходит за счет повышения содержания митохондриальных белков, а также метаболических резервов мышечных волокон: гликогена, креатинфосфата, миоглобина и др. Значительное увеличение числа капилляров в результате тренировки также может вызывать некоторое утолщение мышцы. Наиболее предрасположены к саркоплазматической гипертрофии медленные (I) и быстрые окислительные (II-А) волокна. Рабочая гипертрофия этого типа мало влияет на рост силы мышц, но зато значительно повышает способность к продолжительной работе, т. е. увеличивает их выносливость.

Миофибриллярная рабочая гипертрофия связана с увеличением числа и объема миофибрилл, т. е. собственно-сократительного аппарата мышечных волокон. При этом возрастает плотность укладки миофибрилл в мышечном волокне. Происходит существенное увеличение абсолютной силы мышцы. Наиболее предрасположены к миофибриллярной гипертрофии быстрые (II-B) мышечные волокна.

В реальных ситуациях гипертрофия мышечных волокон представляет собой комбинацию двух этих типов с преобладанием одного из них. Преимущественное развитие того или иного типа рабочей гипертрофии определяется характером мышечной тренировки. Длительные динамические упражнения, развивающие выносливость, с относительно небольшой силовой нагрузкой на мышцы вызывают главным образом саркоплазматическую. Напротив, упражнения с большими мышечными напряжениями способствуют развитию рабочей гипертрофии преимущественно миофибриллярного типа.

В основе рабочей гипертрофии лежит интенсивный синтез и уменьшенный распад мышечных белков. Креатин, содержание которого увеличивается в сокращающейся мышце, может стимулировать усиленный синтез актина и миозина и таким образом способствовать развитию рабочей гипертрофии мышечных волокон. Очень важную роль в регуляции объема мышечной массы, в частности в развитии гипертрофии мышц, играют андрогены (мужские половые гормоны).

Развитие мышечной системы у детей происходит неравномерно и связано со становлением функций. У грудных детей сначала развиваются мышцы живота, затем – жевательные мышцы, в период появления навыков ползанья и ходьбы – мышцы спины и конечностей. На руках развиваются сначала крупные мышцы, значительно позднее (после 15 лет) – мышцы кисти.

Масса мышц у новорождённого составляет 23% массы тела, в 8 лет – 26%, в 15 лет – 32,6%, начиная с 18 лет – 44%.

Дифференцировка мышечных волокон на белые и красные происходит на 20 неделе внутриутробного развития, но функциональные различия между ними долго не проявляются. До 7 – 10 лет основную массу мышц составляют красные волокна, в период полового созревания интенсивно развиваются белые волокна, что обеспечивает рост силы и скорости мышечного сокращения. Количество белков в мышцах у новорождённых в два раза меньше, чем у взрослых. Скорость взаимодействия актина и миозина низкая. Повышение с возрастом АТФ-азной активности и эффективности работы кальциевых насосов способствуют росту скорости мышечного сокращения.