- •Глава 7. Анатомия, физиология и гигиена опорно-двигательного аппарата
- •7.1. Строение и значение скелета
- •7.1.1. Строение и классификация костей
- •7.1.4. Скелет туловища
- •7.1.5. Скелет верхних конечностей
- •7.1.6. Скелет нижних конечностей
- •7.1.7. Возрастные особенности скелета
- •7.2.1. Строение и классификация скелетных мышц
- •I супинаторы приводящие
- •7.2.2. Свойства скелетных мышц
- •7.2.3. Работа и сила мышц
- •7.2.4. Физическая работоспособность и физическое утомление
7.2.3. Работа и сила мышц
Величина сокращения мышцы при определенной силе раздражения зависит как от ее строения, так и физиологического состояния мышечных волокон:
1. Длинные мышцы сокращаются на большую величину, чем корот кие.
2. Сила мышцы зависит от количества мышечных волокон в ней: чем больше количество сокращающихся волокон, тем больше развивае мая мышцей сила сокращения. Поэтому мышцы с перистым строением (содержащие большее количество мышечных волокон) способны развивать большую силу, чем мышцы с продольно распо ложенными волокнами.
3. Умеренное растяжение мышцы увеличивает ее сокращение. Но, при сильном растяжении сокращение мышцы ослабляется. Последнее связано с тем, что нити актина утрачивают связи с нитями миозина (не перекрываются) и сократительный аппарат волокна не способен развить активную силу.
Рабочая гипертрофия мышц и атрофия. При систематической работе мышцы увеличивается масса мышечной ткани. Это явление называется рабо- , чей гипертрофией мышечной ткани. В ее основе лежит-увеличение массы цитоплазмы, митохондрий и числа миофибрилл, что приводит к увеличению 1 диаметра мышечных волокон. В них ускоряются процессы биосинтеза нук- j леиновых кислот, белков, АТФ, гликогена. В результате сила и скорость со- J крашения мышц возрастают. При отсутствии нагрузок на мышечную систему, j в случаях длительного пребывания больного в постели, при переломах, воз- | никает противоположное состояние - атрофия (гипотрофия) мышц.
7.2.4. Физическая работоспособность и физическое утомление
Способность человека совершать длительное время физическую (мышечную) работу называют физической работоспособностью. Величина физической работоспособности человека зависит от .возраста, пола, тренированности, факторов окружающей среды (температуры, времени суток, содержания в воздухе кислорода и т.д.) и функционального состояния организма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности различных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 минуту, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физическую работоспособность ( кг*м/мин на 1кг массы тела ). В среднем уровень физической работоспособности юноши 20 лет составляет 15,5 кг*м/мин на 1кг массы тела, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние годы определение уровня физической работоспособности широко используют для оценки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.
Длительные и интенсивные физические нагрузки приводят к временному снижению физической работоспособности организма. Это физиологическое состояние называют утомлением. В настоящее время показано, что процесс утомления затрагивает, прежде всего, ЦНС, затем нервно-мышечный синапс и, в последнюю очередь - мышцу. Впервые значение нервной системы в развитии процессов утомления в организме было отмечено И.М.Сеченовым. Доказательством справедливости этого заключения можно рассматривать обстоятельство, что интересная работа долго не вызывает утомления, а неинтересная - весьма быстро, хотя мышечные нагрузки в первом случае могут даже превосходить работу, совершаемую тем же самым человеком во втором случае.
Утомление представляет собой нормальный физиологический процесс, выработанный эволюционно для защиты систем организма от систематического переутомления, которое является патологическим процессом и характеризуется расстройством деятельности нервной системы и других физиологических систем организма.
7.2.5. Возрастные особенности мышечной системы
Мышечная система в процессе онтогенеза претерпевает значительные
"фуктурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток
°разование мышц как структурных единиц мышечной системы проис-
ДИт гетерохронно, т.е. сначала образуются те скелетные мышцы, ко-
Р к необходимы для нормальной жизнедеятельности организма ре-
мыи*8 НЯ данном возрастном этапе. Процесс "чернового" формирования
проц заканчивается к 7-8 неделе пренатального развития. После рождения
есс Формирования мышечной системы продолжается. В частности,
49
интенсивный рост мышечных волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатный период. К 14 -16 годам микроструктура скелетной мышечной ткани практически полностью созревает, но утолщение мышечных волоков (совершенствование их сократительного аппарата) может продолжаться до 30 -35 лет.
Развитие мышц верхних конечностей опережает развитие мышц нижних конечностей. У годовалого ребенка мышцы плечевого пояса и рук развиты значительно лучше, чем мышцы таза и ног. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы предплечья формируются раньше мелких мышц кисти. Особенно интенсивно мышцы рук развиваются в 6 - 7 лет. Очень быстро общая масса мышц нарастает в период полового созревания: у мальчиков - в 13-14 лет, а у девочек - в 11- 12 лет. Ниже приведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в процессе постнатального онтогенеза.
Возраст
0- 10 дней
8 лет
12 лет
15 лет
18 лет
Масса мышц, % к общей массе тела
23,3 27,2 29,4 32,6 44,2
Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц. Увеличивается возбудимость и лабильность мышечной ткани. Изменяется мышечный тонус. У новорожденного отмечается повышенный мышечный тонус, а мышцы-сгибатели конечностей преобладают над мышцами-разгибателями. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще в согнутом состоянии. У них плохо выражена способность мышц к расслаблению (с этим связана некоторая скованность движений детей), которая с возрастом улучшается. Только после 13 - 15 лет движения становятся более пластичными. Именно в этом возрасте заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора.
В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость и выносливость. Их развитие происходит неравномерно. Прежде всего, развиваются быстрота и ловкость.
Быстрота (скорость) движений характеризуется числом движений, которое ребенок в состоянии произвести за единицу времени. Она определяется тремя показателями:
скоростью одиночного движения,
временем двигательной реакции и
частотой движений.
Скорость одиночного движения значительно возрастает у детей с 4 -5 лет и к 13-15 годам достигает уровня взрослого. К этому же возрасту уровня взрослого достигает и время простой двигательной реакции, которое обусловлено скоростью физиологических процессов в нервно-мышечном аппарате. Максимальная произвольная частота движений увеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7 -10 лет она выше, чем у девочек, а с 13 - 14 лет частота движений девочек превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная частота движений в заданном ритме также резко увеличивается в 7 - 9 лет. В целом, скорость движений максимально развивается к 16-17 годам.
До 13- 14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая связана со способностью детей и подростков осуществлять точные, координированные движения. Следовательно, ловкость связана:
с пространственной точностью движений,
с временной точностью движений,
с быстротой решения сложных двигательных задач.
Наиболее важен для развития ловкости дошкольный и младший школьный период. Наибольший прирост точности движений наблюдается с 4 - 5 до 7 - 8 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказывает благотворное влияние на развитие ловкости и у 15 - 16 летних спортсменов точность движений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста. Таким образом, до 6 - 7 лет дети не в состоянии совершать тонкие точные движения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается пространственная точность движений, а за ней и временная. Наконец, в последнюю очередь совершенствуется способность быстро решать двигательные задачи в различных ситуациях. Ловкость продолжает улучшаться до 17-18 лет.
Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и старшем школьном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10 - 12 лет до 16 -17 лет. У девочек прирост силы активируется несколько раньше, с 10 - 12 лет, а у мальчиков - с 13 - 14 лет. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек.
Позже других двигательных качеств развивается выносливость, характеризующаяся тем временем, в течение которого сохраняется достаточный уровень работоспособности организма. Существуют возрастные, половые и индивидуальные отличия в выносливости. Выносливость детей дошкольного возраста находится на низком уровне, особенно к статической ра-°те. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюда-ся с 11 - 12 лет т/а^ если принять объем динамической работы детей 7 лет за 100%, то у Ю-летних он составит 150%, а у 14-15-летних - более 400%. нак же интенсивно с 11-12 лет у детей нарастает выносливость к статическим ^ТУзка В целом, к 17-19 годам выносливость составляет около 85% от
уровня взрослого. Своего максимального уровня она достигает к 25 - 30 годам.
Развитие движений и механизмов их координации наиболее интенсивно идет в первые годы жизни и в подростковый период. У новорожденного координация движений очень несовершенна, а сами, движения имеют только бузусловно-рефлекторную основу. Особый интерес вызывает плавательный рефлекс, максимальное проявление которого наблюдается примерно к 40 дню после рождения. В этом возрасте ребенок способен совершать в воде плавательные движения и держаться на ней до 15 минут. Естественно, что голова ребенка должна поддерживаться, так как его собственные мышцы шеи еще очень слабы. В дальнейшем рефлекс плавания и другие безусловные рефлексы постепенно угасают, а им на смену формируются двигательные навыки. Все основные естественные движения, свойственные человеку (ходьба, лазанье, бег, прыжки и т.д.) и их координация формируются у ребенка в основном до 3 - 5 лет. При этом большое значение для нормального развития движений имеют первые недели жизни. Естественно, что и в дошкольном возрасте координационные механизмы еще очень несовершенны. Несмотря на это, дети способны овладевать относительно сложными движениями. В частности, именно в этом возрасте они учатся орудийным движениям, т.е. двигательным умениям и навыкам пользоваться инструментом (молотком, ключом, ножницами). С 6 - 7 лет дети овладевают письмом и другими движениями, требующими тонкой координации. К началу подросткового периода формирование координационных механизмов в целом завершается, и все виды движений становятся доступными для подростков. Конечно, совершенствование движений и их координации при систематических упражнениях возможно и в зрелом возрасте (например, у спортсменов, музыкантов и др.).
Совершенствование движений всегда тесно связано с развитием нервной системы ребенка. В подростковом периоде очень часто координация движений вследствие гормональных перестроек несколько нарушается. Обычно к 15 - ] 6 годам это временное ухудшение бесследно исчезает. Общее формирование координационных механизмов заканчивается в конце подросткового возраста, а к 18 - 25 годам они полностью достигают уровня взрослого человека. Возраст в 18-30 лет считают «золотым» в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двигательных способностей. 7.3. Школьное пй«