Развитие мышечной системы
Развитие мускулатуры начинается на 3-й неделе. Начало почти всем поперечно-полосатым мышцам дают миотомы. У 4-х недельного эмбриона миотомы состоят из одноядерных округлых клеток, позднее – из веретенообразных клеток, миобластов. Они интенсивно размножаются и мигрируют в прилегающие области, в том числе в зачатки конечностей. В возрасте 5-ти недель в миобластах начинается синтез мышечных белков – миозина, актина и др., из которых образуются сократительные нити – миофиламенты.
На 5-10-й неделе образуются многоядерные миотрубки. В них усиливается формирование миофиламентов, а затем и миофибрилл. В дальнейшем (20 недель) миотрубки превращаются в мышечные волокна. Миофибриллы заполняют их внутреннее пространство, а ядра оттесняются под сарколемму. Сокращение регистрируется после формирования миофибрилл (5 неделя) и отчетливо проявляются на 10-15 неделях. Сокращение мышц в данный период способствует правильному формированию скелета. Двигательная активность плода проявляется либо в кратковременных толчках, либо в мощных разгибательных движениях, вовлекающих в работу все группы мышц.
Развитие мышечных волокон происходит не одновременно. У плода мышечные волокна в первую очередь образуются в языке, губах, диафрагме, межреберных и мышцах спины. В конечностях волокна развиваются позднее сначала в мышцах рук, затем ног. Таким образом, сначала формируются мышцы, которые более необходимы для выполнения важных функций.
Наиболее интенсивный рост мышц происходит в 1-2 года. Увеличение длины осуществляется благодаря точкам роста на концах волокон, примыкающих к сухожилиям. Рост мышц в толщину происходит за счет увеличения количества миофибрилл в мышечной клетке: если у новорожденного в мышечной клетке их содержится от 50 до 150, то у 7-ми летнего ребенка от 1000 до 3000. Количество клеток возрастает первые 4 месяца после рождения, а затем не изменяется. В 12-15 лет происходит очередное преобразование структуры мышц. Мышечные клетки очень плотно прилегают друг к другу, теряют округлую форму и на поперечном срезе выглядят уплощенными.
В процессе развития ребенка отдельные мышечные группы растут неравномерно. У грудных детей, прежде всего, развиваются мышцы живота, позднее – жевательные. К концу первого года жизни в связи с ползанием и началом ходьбы заметно растут мышцы спины и конечностей. За весь период роста ребенка масса мускулатуры увеличивается в 35 раз. В период полового созревания (12-16 лет) наряду с удлинением трубчатых костей удлиняются и сухожилия мышц. Мышцы в это время становятся длинными и тонкими, и подростки выглядят длинноногими и длиннорукими. В 15-18 лет продолжается дальнейший рост поперечника мышц. Развитие мышц продолжается до 25-30 лет. Мышцы ребенка бледнее, нежнее и более эластичны, чем мышцы взрослого человека.
Мышечный тонус. В период новорожденности и в первые месяцы жизни детей тонус скелетных мышц повышен. Это связано с повышенной возбудимостью красного ядра среднего мозга. По мере усиления влияний, поступающих из структур головного мозга по пирамидной системе и регулирующих функциональную активность спинного мозга, тонус мышц снижается. Снижение тонуса отмечается во втором полугодии жизни ребенка, что является необходимой предпосылкой для развития ходьбы. Тонус мышц играет важную роль в осуществлении координации движений.
Сила мышц. Увеличение мышечной массы и структурные преобразования мышечных волокон с возрастом приводят к увеличению мышечной силы. В дошкольном возрасте сила мышц незначительна. После 4-5 лет увеличивается сила отдельных мышечных групп. Школьники 7-11 лет обладают еще сравнительно низкими показателями мышечной силы. Силовые и особенно статические упражнения вызывают у них быстрое утомление. Дети этого возраста более приспособлены к кратковременным скоростно-силовым динамическим упражнениям.
Наиболее интенсивно мышечная сила увеличивается в подростковом возрасте. У мальчиков прирост силы начинается в 13-14 лет, у девочек раньше – с 10-12 лет, что, возможно, связано с более ранним наступлением у девочек полового созревания. В 13-14 лет четко проявляются половые различия в мышечной силе, показатели относительной силы мышц девочек значительно уступают соответствующим показателям мальчиков. Поэтому в занятиях с девочками-подростками и девушками следует особенно строго дозировать интенсивность и тяжесть упражнений. С 18 лет рост силы замедляется и к 25-26 годам заканчивается. Установлено, что скорость восстановления мышечной силы у подростков и взрослых почти одинакова: у 14-летних – 97,5%, у 16-летних и у взрослых – 98,9% от исходных величин.
Развитие силы разных мышечных групп происходит неравномерно. Сила мышц, осуществляющих разгибание туловища, достигает максимума в 16 лет. Максимум силы разгибателей и сгибателей верхних и нижних конечностей отмечается в 20-30 лет.
Быстрота, точность движений и выносливость. Быстрота движения характеризуется как скоростью однократного движения, так и частотой повторяющихся движений. Скорость однократных движений увеличивается в младшем школьном возрасте, приближаясь в 13-14 лет к уровню взрослого. К 16-17 годам темп увеличения этого показателя несколько снижается. К 20-30 годам скорость однократного движения достигает наибольшей величины. Это связано с увеличением скорости проведения сигнала в нервной системе и скорости протекания процесса передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе.
С возрастом увеличивается максимальная частота повторяющихся движений. Наиболее интенсивный рост этого показателя происходит в младшем школьном возрасте. В период от 7 до 9 лет средний ежегодный прирост составляет 0,3-0,6 движений в секунду. В 10-11 лет темп прироста снижается до 0,1-0,2 движения в секунду и вновь увеличивается (до 0,3-0,4 движения в секунду) в 12-13 лет. Частота движений в единицу времени у мальчиков достигает высоких показателей в 15 лет, после чего ежегодный прирост снижается. У девочек максимальных значений этот показатель достигает в 14 лет и далее не изменяется. Увеличение с возрастом максимальной частоты движений объясняется нарастающей подвижностью нервных процессов, обеспечивающей более быстрый переход мышц-антагонистов из состояния возбуждения в состояние торможения и обратно.
Точность воспроизведения движений также существенно изменяется с возрастом. Дошкольники 4-5 лет не могут совершать тонкие точные движения, воспроизводящие заданную программу. В младшем школьном возрасте возможность точного воспроизведения движений по заданной программе существенно возрастает. С 9-10 лет организация точных движений происходит по типу взрослого. В совершенствовании этого двигательного качества существенную роль играет формирование центральных механизмов организации произвольных движений, связанных с деятельностью высших отделов ЦНС.
В течение длительного периода онтогенеза формируется и выносливость (способность человека к продолжительному выполнению того или иного вида умственной или физической деятельности без снижения их эффективности). Выносливость к динамической работе еще очень невелика в 7-11 лет. С 11-12 лет мальчики и девочки становятся более выносливыми. Хорошим средством развития выносливости являются ходьба, медленный бег, передвижение на лыжах. К 14 годам мышечная выносливость составляет 50-70%, а к 16 годам – около 80% выносливости взрослого человека.
Выносливость к статическим усилиям особенно интенсивно увеличивается в период от 8 до17 лет. Ее наиболее значительные изменения отмечаются в младшем школьном возрасте. У 11-14-летних школьников самыми выносливыми являются икроножные мышцы. В целом выносливость к 17-19 годам составляет 85% уровня взрослого, а максимальных значений она достигает к 25-30 годам.
Темпы развития многих двигательных качеств особенно высоки в младшем школьном возрасте, что, учитывая интерес детей к занятиям физкультурой и спортом, дает основание целенаправленно развивать двигательную активность в этом возрасте.