Вікові особливості та основи гігієни будови і функцій системи м’язів

 

Внутрішньоутробний розвиток м’язів. Скелетні м’язи розвиваються з мезодерми. На 3 тижні мезодерма розділяється на соміти, у яких верхня частина утворює міотони, тобто м’язові волокна. Ці міотони дають початок майже всім посмугованим м’язам. Кожний міотон складається з міобластів, які інтенсивно розмножуються і мігрують у відповідні області, зокрема в зачатки кінцівок.

На 20 тижні міобласти зливаються в міотрубку: з неї формується м’язове волокно або міон. Частина міобластів зберігається в міоні для регенерації.

Формування м’язових волокон відбувається гетерохронно: в першу чергу розвиваються м’язи, які понад усе необхідні для виконання життєво важливих функцій. Наприклад, спочатку вони утворюються в язиці, губах, діафрагмі, міжреберних м’язах, м’язах стоп і набагато пізніше – в кінцівках. Тому до моменту народження ступінь розвитку мускулатури різна.

Постнатальний розвиток м’язів. В постнатальному періоді м’язи також розвиваються гетерохронно.

У новонароджених відносна маса м’язів менше (23% від маси тіла), ніж у дорослих (44%); при цьому у них в основному розвинені м’язи тулуба, язика, губ і украй слабко – м’язи кінцівок.

У 8 років частка м’язової маси складає 26% від маси тіла, в 15 років – 32,6%, а в 18 років – як і у дорослих – 44%.

У грудних дітей в першу чергу розвиваються м’язи живота, потім – жувальні м’язи; в період повзання і ходьби розвиваються м’язи спини і кінцівок. На руках спочатку розвиваються крупні м’язи плеча, передпліччя; значно пізніше – м’язи кисті. Тому до 6 років точна робота пальцями утруднена, що перешкоджає ранньому навчанню письму.

З початком пубертатного періоду зміцнюються зв’язки, зростає об’єм м’язів. На завершальних етапах пубертату у хлопців приріст м’язової маси (рук, спини, плечового поясу) особливо виражений.

Після 15 років інтенсивно розвиваються дрібні м’язи, що сприяє підвищенню точності рухів і координаційних можливостей.

Розвиток м’язів продовжується до 25 – 35 років.

У всіх випадках ріст м’язової маси обумовлений збільшенням діаметру і довжини м’язових волокон. Наприклад, у новонароджених їх діаметр (мкм) складає 6,5 – 8,0; в 3 роки – 12 – 16; в 7 років – 21 – 22; в 14 – 17 років – 26 – 28.

Ріст м’язового волокна в довжину відбувається за рахунок точок росту на кінцях волокна, прилеглих до сухожиль. Число ядер в м’язових волокнах з віком знижується: при народженні в 1 волокні 40 – 45 ядер, в 3 роки – 18, в 14 – 17 років – 6. Як правило, число м’язових волокон (і їх вигляд) не міняється.

Диференціювання м’язових волокон. Диференціювання волокон на швидкі (білі, анаеробні) і повільні (червоні, аероби) відбувається на 20 тиждень внутрішньоутробного розвитку, але у функціональному відношенні відмінності між ними ще довго не виявляються.

До 7 – 10 років основна маса м’язів складається з червоних м’язових волокон. За рахунок хорошої капілярізації вони забезпечують всю діяльність м’язів.

В період статевого дозрівання починають розвиватися (паралельно з відповідними мотонейронами) білі м’язові волокна, що викликає збільшення сили і швидкості м’язового скорочення і покращує координаційні здібності. Саме в ці роки вигідно розвивати швидкісні, силові і швидкісно-силові якості.

Білки м’язів. У новонароджених кількість білків, зокрема регуляторних, в м’язах в 2 рази менше, ніж у дорослих. При цьому м’язи містять фетальную форму міозину, яка володіє низькою АТФ-азной активністю, але високою антихолінестеразною активністю.

На ранніх етапах онтогенезу швидкість взаємодії актину і міозину низька, а тривалість активного стану – велика. Підвищення з віком АТФ-азной активності і роботи кальцієвих насосів, що відкачують іони кальцію в цистерни саркоплазматичного ретикулюма, сприяє зростанню швидкості м’язового скорочення.

Судини і нерви м’язів. В антенатальному і ранньому постнатальному періоді характер галуження кровоносних судин в м’язах – розсипний або перехідного типу; в подальшому галуження судин набуває характеру магістрального типу.

В цілому вже в ранньому онтогенезі капілярна мережа в м’язах розвинена добре – вона густа і рясна.

Еферентні нерви скелетних м’язів дозрівають поступово і досягають «дорослого» стану до 11 – 13 років. Швидкість проведення збудження по рухових волокнах зростає в 2 рази: наприклад, в ліктьовому нерві у новонародженого вона рівна 31 м/с, а у дорослого – 62 м/с.

Зростання провідності пояснюється збільшенням діаметру нервових волокон, їх мієлінізацією, підвищенням амплітуди ПД, просторовим перерозподілом іонних каналів (концентрацією в області перехватів Ранв’є).

Нервово-м’язові синапси формуються на 13 – 14 тижні внутрішньоутробного періоду, але остаточного розвитку досягають до 7 – 8 років.

У новонароджених синапс має примітивну будову (ембріональний тип). В подальшому росте число термінальних розгалужень, ускладнюється їх форма, з’являється складчастість постсинаптичної мембрани, на якій зростає число холінорецепторів; синапси покриваються шаром шванівськіх клітин.

Дозрівання синапсів йде гетерохронно: в м’язах язика, наприклад, вони дозрівають до моменту народження, а в м’язах кінцівок – до 7 – 8 років.

З віком відбувається перехід від «множинної» іннервації до поодинокої, тобто «1 волокно – 1 синапс». Змінюється і характер передачі в синапсах: зростає швидкість передачі збудження (у новонароджених синаптична затримка рівна 4,5 мс, у дорослих – 0,5 мс) і лабільність (у новонародженого за 1 з передається до 20 ПД, у дорослих – 80 – 100 ПД).

Фізіологічні властивості м’язів. Мембранний потенціал м’язових волокон у новонароджених складає 55 – 60 мВ. За рахунок збільшення проникності для іонів калію, натрію, підвищення роботи натрій-калієвого насосу вже до 3 міс. він досягає 70 – 80 мВ.

Потенціал дії у плоду має платоподібну форму (як у серцевого м’яза). Проте до моменту народження він набуває типового для скелетних м’язів пікоподібного характеру.

В процесі онтогенезу підвищуються його амплітудні і швидкісні характеристики. Для м’язів новонароджених характерні низька збудливість і лабільність (велика тривалість абсолютної рефрактерної фази, висока реобаза і хронаксія), низька швидкість скорочення і розслаблення, а також висока чутливість до ацетилхоліну. Такі м’язи не здатні до розвитку тетанусу, зокрема гладенького.

У процесі онтогенезу всі ці властивості змінюються і досягають значень, характерних для дорослих, до 9 – 15 років.

Тонічна активність м’язів. У плоду переважає тонус м’язів-згиначів, що сприяє створенню оптимальної для нього пози.

У новонароджених навіть під час сну тонус всіх м’язів, особливо м’язів згиначів, теж підвищений.

Така своєрідна форма рухової активності важлива для терморегуляції, для стимуляції м’язового росту, а також для реалізації антигравітаційних реакцій.

Підвищений тонус згиначів пояснюється відносно високою активністю червоного ядра або незрілістю вестибулярних ядер. У міру дозрівання пірамідної системи (6 міс. і пізніше) тонус м’язів-згиначів знижується, що має важливе значення для розвитку локомоції – сидіння, стояння і ходьби.

Рухи плоду. За рахунок комплексу безумовних рухових рефлексів плід скоює рухи (локомоції), які сприймаються матір’ю як ворушіння. Частота ворушінь плоду залежить від його стану. Наприклад, незначна гіпоксія може приводити до їх почастішання, а глибока – до пригноблення. Тому реєстрація ворушінь плоду (фетоактографія) може мати велике клінічне значення для оцінки стану плоду.

Рухова активність плоду сприяє його нормальному розвитку, виконує (як і в постнатальному періоді) роль периферичного серця, створює умови для утримання плоду в головному передлежані і певною мірою забезпечує індукцію пологів, а також сам процес народження плоду.

Рухова активність дитини. Рухи новонароджених і грудних дітей хаотичні, генералізовані, носять червоподібний характер і нецілеспрямовані. Вони протікають на фоні гіпертонусу м’язів, особливо м’язів-згиначів.

Новонароджені здатні до плавального рефлексу, прояв якого особливо виражений на 30 – 40-й день життя: дитина здатна самостійно утримуватися у воді до 15 хвилин. Якщо рефлекс не розвивати, то він згасає.

В процесі постнатального онтогенезу відбувається поетапне становлення різних форм рухів, в основі якого лежить процес координації рухових систем мозку.

Координація м’язів очей, що спостерігається на 2 – 3 тижні, відображає перший прояв становлення механізмів цілеспрямованої рухової діяльності і координації. Вона виявляється у фіксації погляду дитини на яскравому предметі, стеженні за рухом високо піднятої іграшки.

В 1,5 – 2 місяці з’являється здатність до координації м’язів шиї (утримання голівки у вертикальному положенні при вертикальній позі дитини або підйом її при положенні на животі), в 2 – 2,5 міс. – до координації м’язів рук (наближення руки до ока або до носа, потирання руками ока або носа, обмацування своїх рук, перебирання пальцями ковдри або пелюшки).

Потім формуються механізми, що забезпечують цілеспрямовані рухи – утримання іграшки двома руками (3,5 міс.), активне простягання руки до предмету, хапання предмету (5 міс.), ножницеподібне хапання предметів за рахунок стулення великого і середнього пальців (9 – 10 міс.), клещеподібне хапання предметів, тобто захоплення з використанням кінцевих фаланг великого і вказівного пальців (12 – 13 міс.).

Координація м’язів спини виявляється в тому, що дитина здійснює оберт із спини на бік (4 міс.), із спини на живіт (5 міс.), поворот з живота на спину (5 – 6 міс.).

Завдяки координації м’язів ніг у дитини з’являється здатність самостійно сидіти (6 міс.), повзати з перехресним рухом рук і ніг вперед (7 – 8 міс.), пересуватися рачки, тобто повзати з підведеним животом (8 міс.).

Важливим етапом в становленні координаційних механізмів є реалізації пози стоячи (8 – 9 міс.) і ходьби (10 – 11 міс. – перші кроки; 12 – 16 міс. – ходьба на зігнутих в колінному і кульшовому суглобах ногах; 2 – 3,5 роки – ходьба на «витягнутих пальчиках», тобто не згинаючи ніг; 4 – 5 років – зріла хода з синхронними крокуючими (маршируючими) рухами рук).

За рахунок появи координації між м’язами ніг, рук, тулуба і шиї в 4 – 15 років удосконалюється ходьба, збільшується довжина кроку, формується правильна постановка стоп (під кутом 35° до сагітальної вісі), правильне поєднання рухів рук при ходьбі і правильна постава при ходьбі.

У процесі розвитку формуються і інші види координації, які забезпечують збереження рівноваги при ходьбі (3 – 4 роки), здійснення бігу (3 – 15 років) і стрибків (4 – 15 років).

У цілому послідовний розвиток координаційних здібностей людини призводить до того, що до 3 – 5 років формуються всі природні види руху.

В 4 – 5 років дитині доступні такі складні локомоції, як біг, стрибання, катання на ковзанах, плавання, гімнастичні вправи. В цьому віці діти можуть малювати, грати на музичних інструментах. Але всі ці рухи багато в чому недосконалі, і лише до 15 років (за рахунок багатократного повторення і навчання) вони позбавляються цього недоліку.

Період статевого дозрівання вносить в цей процес тимчасові «негативні» корективи. В цілому вік від 6 до 14 років – це найпродуктивніший період розвитку рухових навиків і фізичної досконалості, а період від 18 до 30 років є «золотим» віком для розвитку моторики.

Розвиток рухових якостей дитини. В процесі росту і розвитку дитини розвиваються її основні рухові якості і координаційні здібності. Для кожної якості існує свій сенситивний період, тобто найсприятливіший для ефективного його розвитку.

Розвиток м’язової сили відбувається переважно за рахунок зростання м’язової маси (гіпертрофії) і за рахунок підвищення ефективності управління м’язами. Він йде гетерохронно: різні групи м’язів розвиваються в різний час. Наприклад, сила м’язів-розгиначів спини досягає максимуму в 16 років, а м’язів-згиначів спини – в 20 років. Розвиток м’язової сили йде нерівномірно: найінтенсивніше він відбувається в підлітковому віці; до 18 років приріст сили сповільнюється, а до 25 – 26 років припиняється. Наприклад, м’язова сили кисті в 7 років складає 12 – 13 кг, в 10 років – 17 – 20 кг, в 14 років – 27 – 35 кг, в 17 – 31 – 48 кг; станова сила в 7 років досягає 31 – 34 кг, в 10 років – 38 – 42 кг, в 14 років – 53 – 54 кг.

Розвиток швидкості рухових актів пов’язаний з підвищенням швидкості м’язового скорочення, проведення збудження по нерву і синапсу, швидкості обробки сенсорної інформації і ухвалення рішення в корі великих півкуль. Він починається з 4 – 5 років, досягає максимуму в 14 – 30 років; сенситивний період доводиться на вік від 6 до 14 років.

Точність руху відображає ступінь координації рухових актів, яка залежить від розвитку рухового аналізатора. В 4 – 5 років діти не можуть скоювати тонкі, точні рухи. Зростання точності починається з 6 – 7 років, досягає максимуму до 25 – 30 років; сенситивний період доводиться на 11 – 16-річний вік.

Спритність, тобто здатність максимально швидко виконати точний рух, є комбінацією двох якостей – швидкості і точності. Вона розвивається після 6 років, досягає максимуму до 17 років, а її сенситивний період доводиться на 8 – 13 років.

Розвиток витривалості до тривалого виконання статичної і динамічної роботи (загальна витривалість) визначається зростанням і анаеробної продуктивності аероба організму, а також формуванням механізмів, перешкоджаючих розвитку стомлення. Розвиток витривалості відбувається поволі, переважно в період статевого дозрівання. Тому дітям до 12 – 13 років слід уникати тривалих навантажень. Максимальних значень витривалість досягає в 25 – 30 років. Одним з показників витривалості до статичних навантажень є тривалість розвитку кистьовими м’язами зусиль, що становлять 50% від максимуму: в 7 років вона рівна 57 – 59 с, в 10 років – 84 – 88 с, в 14 років – 94 – 105 с, а в 17 років – 108 – 114 с.

Показником загальної витривалості або працездатності є величина максимального споживання кисню, а також потужність фізичної роботи, при якій ЧСС досягає 170 уд./хв. З розрахунку на кг маси тіла ця величина складає в 10 років 11 – 12 кгм/хв., в 14 років – 14 – 15 кгм/хв., а в 16 років – 15 – 17 кгм/хв.

Здатність до відновлення м’язової працездатності вже достатньо добре виражена у 7–9-річних дітей. В період статевого дозрівання процеси реституцій тимчасово знижуються, а після 16 – 18 років вони досягають максимуму. Сенситивний період розвитку гнучкості доводиться на вік від 3 до 8 років.

Оптимальне рухове навантаження. Унаслідок кинезофілії, тобто біологічної потреби організму в русі, для оптимального фізичного і інтелектуального розвитку кожна дитина щодня повинна виконувати певний об’єм м’язового навантаження.

В 3 – 4 роки її величина складає 9 – 12 тис. кроків в день (що еквівалентне 5 – 6- годинній руховій довільній активності дитини), в 5 – 6 років – 11 – 15 тис. кроків (5 – 5,5 год.), в 7 – 10 років – 15 –20 тис. кроків (4 – 5 год.), в 11 – 14 років – 18 – 25 тис. кроків (3,5 – 4,5 год.), а в 15 – 17 років для хлопців – 25 – 30 тис. кроків (3 – 4 год.), для дівчат – 20 – 25 тис. кроків (3 – 4,5 год.).

Гіпокінезія, як і гиперкинезія, порушує темпи розвитку організму.

 

Таким чином, морфологічна і функціональна зрілість опорно-рухового апарату обумовлена багатьма факторами: спадковістю, умовами життя, харчування, ступенем рухової активності. Вірна організація занять фізкультурою і спортом сприяє формуванню як кісткової, так і м’язової системи. Під впливом цих занять збільшується діаметр м’язових волокон, збільшується їх число, покращується координація між роботою м’язів-антагоністів. Але слід пам’ятати, що підвищена м’язова активність дітей у більшій ступені, ніж у дорослих, обумовлює підвищену активність у роботі внутрішніх органів. Це вимагає диференційованого підходу до дозування будь-яких фізичних навантажень.