Презентация "Особенности мышечной и костной системы у детей" – проект, доклад

Особенности мышечной и костной системы у детей

Лектор ТРЕТЬЯКЕВИЧ Зоя Николаевна, доктор мед. наук, прфессор

Лекция 8 на тему:

Мышечная деятельность

Исключительная роль в онтогенезе человека принадлежит скелетной мускулатуре. В период мышечного покоя в мышцах освобождается 40% энергии, а во время мышечной деятельности освобождение энергии резко возрастает. Известный физиолог И.А. Аршавский сформулировал энергетическое правило скелетных мышц, которое позволяет понять и специфические особенности физиологических функций организма в различные возрастные периоды, и закономерности индивидуального развития. Правило гласит: «особенности энергетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменение и преобразование деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем в процессе онтогенеза находятся в зависимости от соответствующего развития скелетной мускулатуры».

Движения человека – необходимое условие его существования. Они составляют его поведение, совершаются в процессе труда, в ходе общения с окружающими с помощью речи, при удовлетворении физиологических потребностей и т. д. При мышечной деятельности существенно возрастает объем информации, поступающей из окружающей среды через внешние органы чувств – экстерорецепторы. Эта информация играет ведущую роль в рефлекторном регулировании физической и умственной работоспособности. Характер, интенсивность и продолжительность мышечной деятельности детей и подростков зависят от социальных условий: общения с окружающими людьми посредством речи, обучения и воспитания, особенно физического, участия в подвижных играх, спортивной и трудовой деятельности.

Поведение детей и подростков в школе, вне школы, в семье, их участие в общественно полезной деятельности определяются социальными закономерностями. При изменении характера функционирования скелетных мышц: происходят рефлекторные изменения строения и функций НС, возникают возрастные различия в строении и развитии скелета и двигательного аппарата, иннервации внутренних органов, их росте и развитии (в первую очередь ─ органов сердечно-сосудистой, дыхательной и пищеварительной систем). Физиологический механизм этого действия состоит в том, что при напряжении и сокращениях скелетных мышц раздражаются имеющиеся в них, в суставах и сухожилиях особые рецепторы – проприорецепторы.

Основные функции проприорецепторов: а) раздражение при мышечной деятельности – обязательное условие регуляции движений нервной системой, корригирования их координации, образования новых двигательных рефлексов и навыков; б) обеспечение высокой работоспособности НС, особенно головного мозга (в результате притока центростремительных импульсов из проприорецепторов в нервную систему ); в) рефлекторная регуляция работы внутренних органов → обеспечивает координацию движений и изменение функций внутренних органов (моторно-висцеральные рефлексы). Таким образом, мышечная деятельность → основное условие умственной и физической работоспособности.

NB!

Раздражение проприорецепторов, действие продуктов обмена (образуются во время мышечной деятельности) и поступление в кровь гормонов в результате рефлекторного усиления функций желез внутренней секреции → изменяет обмен веществ и приводит к возрастным изменениям роста и развития организма в целом и отдельных его органов. В первую очередь растут и развиваются те органы, которые несут наибольшую нагрузку при сокращениях скелетных мышц, а также те, мышцы которых больше функционируют. Обусловленное ростом накопление веществ и энергии в организме → обеспечивает дальнейшие рост и развитие, увеличивает коэффициент полезного действия; а совершенствование физиологических механизмов регуляции обмена веществ → способствует более экономному использованию веществ и энергии, приводит к уменьшению уровня обмена веществ на единицу веса тела.

нервные импульсы от экстерорецепторов

изменения функций всех внутренних органов

обмен веществ ↑

↑ кровоснабжение НС, двигательного аппарата и внутренних органов

усиление всех функций организма

ускорение роста и развития

От функций скелетной мускулатуры непосредственно зависит развитие торможения в нервной системе: возникновение торможения совпадает с появлением тонуса скелетной мускулатуры, обеспечивающего статическую неподвижность или передвижение тела в пространстве. Переломные периоды роста и развития во многом зависят от изменений тонуса скелетной мускулатуры и ее сокращений. Период грудного возраста знаменуется гипертонусом мышц верхних и нижних конечностей (до 2 и 4 мес соответственно), причем преобладает развитие мышц рук и верхнего плечевого пояса.

Переход от младенческого периода развития к преддошкольному (ясельному) связан с освоением статической позы, ходьбы и началом овладения речью. Эта деятельность скелетных мышц вызывает изменения строения нервной системы, совершенствование ее функций, строения скелета и скелетной мускулатуры, регуляции сердечнососудистой и дыхательной систем, увеличение объема и веса сердца, легких и других внутренних органов.

В дошкольный период прекращается поддерживание относительного постоянства температуры тела в покое путем напряжения скелетной мускулатуры, → скелетная мускулатура в покое полностью расслабляется. Двигательные нейроны ГМ приобретают форму, характерную для взрослого. Увеличивается вес головного мозга (в три раза больше, чем у новорожденного). Совершенствование функций ГМ (особенно торможения) приводит к снижению уровня обмена веществ на 1 кг веса тела, появлению тормозящего влияния НС на сердечную и дыхательную деятельность, увеличению периода бодрствования и уменьшению периода сна.

В результате усложнения и увеличения числа движений и большой мобильности к началу младшего школьного возраста в основном заканчивается развитие нейронов головного мозга, совершенствуются его функции. Прежде всего это относится к торможению, обеспечивающему координацию тонких и точных движений. В основном к этому возрасту завершается формирование тормозящего влияния НС на сердце, увеличивается вес сердца и легких. Совершенствование регуляции обмена веществ влечет за собой снижение его уровня на 1 кг веса тела. При смене молочных зубов на постоянные происходит дальнейшая перестройка пищеварительного канала, что связано с потреблением пищи, соответствующей взрослому.

Переход к подростковому возрасту характеризуется началом полового созревания, изменением функций скелетных мышц, усиленным их ростом и развитием, овладением двигательными навыками труда, физических упражнений. Происходит завершение морфологического созревания двигательного аппарата, почти достигшего совершенного уровня функционирования, свойственного взрослым. Практически заканчивается формирование двигательной зоны в головном мозге, частота пульса и дыхания уменьшается, происходит дальнейшее снижение относительного уровня обмена веществ, который все-таки еще больше, чем у взрослого. Завершается смена молочных зубов на постоянные.

Переход к юношескому возрасту характеризуется усиленным ростом мышц и образованием массивных мышечных волокон, резким увеличением их силы, существенным усложнением и расширением деятельности двигательного аппарата. Вес головного и спинного мозга почти достигает уровня взрослого человека. Начинается процесс окостенения сесамовидных костей.

Доказательства зависимости роста и развития детей от деятельности скелетной мускулатуры: При заболевании (например, воспалении двигательных нервов) возникает ограничение движений, → происходит задержка развития не только скелетной мускулатуры и скелета (например, развития грудной клетки), но и резкое замедление роста и развития внутренних органов – сердца, легких и др. Дети, переболевшие полиомиелитом, поэтому существенно ограниченные в движениях, отличаются от неболевших детей большей частотой сердцебиений и дыхательных движений грудной клетки.

Рост мышц в длину происходит в месте перехода мышечных волокон в сухожилие. Этот процесс продолжается до 23-25 лет. С 13 до 15 лет сократимый отдел мышцы растет особенно быстро. К 14-15 годам дифференцировка мышц достигает высокого уровня. Рост волокон в толщину продолжается до 30-35 лет. Поперечник мышечных волокон утолщается: к 1 году – в 2 раза; к 5 годам – в 5 раз; к 17 годам – в 8 раз; к 20 годам – в 17 раз. Средний вес скелетных мышц в процентах к весу тела распределяется так: у новорожденных – 23,3; в 8 лет – 27,2; в 12 лет – 29,4; в 15 лет – 32,6; в 18 лет – 44,2. Масса мышц особенно интенсивно увеличивается у девочек в 11-12 лет, у мальчиков – в 13-14 лет. Вес скелетных мышц у подростков достигает ~33 % по отношению к весу тела, при этом значительно возрастает сила мышц. Значительно развивается мускулатура спины, плечевого пояса, рук и ног → усиленный рост трубчатых костей. Гармоническому развитию скелетных мышц способствует правильный подбор физических упражнений.

Возрастные особенности скелетных мыщц

Химический состав и строение скелетных мышц с возрастом также изменяются. В мышцах детей содержится больше воды и меньше плотных веществ, чем у взрослых. Биохимическая активность красных мышечных волокон больше, чем белых. Кроме того, у детей содержится относительно меньше сократительных белков – миозина и актина. С возрастом это различие уменьшается. Эластичность детских мышц больше ~ в 2 раза по сравнению с мышцами взрослых. При сокращении они больше укорачиваются, а при растяжении больше удлиняются.

Начало формирования чувствительной иннервации происходит в 3,5-4 месяца, а к 7-8 месяцам нервные волокна достигают значительного развития. К моменту рождения центростремительные нервные волокна активно миелинизируются. Мышечные веретена единичной мышцы имеют одинаковое строение, но их число и уровень развития отдельных структур в разных мышцах неодинаковы. Сложность строения мышц зависит от амплитуды движения и силы сокращения. Это связано с координационной работой мышцы: чем она выше, тем больше в ней мышечных веретен и тем они сложнее. В некоторых мышцах нет не подвергающихся растягиванию мышечных веретен. Такими мышцами, например, являются короткие мышцы ладони и стопы.

Возрастные изменения возбудимости и лабильности мышц

Для работы мышечного аппарата имеют значение не только свойства самих мышц, но и возрастные изменения физиологических свойств двигательных нервов. Возбудимость нервов и мышц с возрастом увеличивается. В отличие от произвольного напряжения скелетных мышц процесс их произвольного расслабления достигается труднее. Данная способность с возрастом увеличивается, поэтому скованность движений уменьшается у мальчиков к 12-13, у девочек – к 14-15 годам. Затем происходит обратный процесс: скованность движений снова увеличивается с 14-15 лет, при этом у юношей 16-18 лет она значительно больше, чем у девушек. Мышцы пронизаны кровеносными сосудами, по которым с кровью поступают питательные вещества и кислород, удаляются продукты обмена. Кроме того, мышцы богаты и лимфатическими сосудами.

Основные группы мышц человеческого тела

Форма и величина мышц зависят от выполняемой ими работы. Различают мышцы длинные (на конечностях), широкие (на туловище, в стенках полостей тела), короткие (между позвонками) и круговые (сфинктеры – вокруг отверстий тела). По функции мышцы делятся на сгибатели, разгибатели, приводящие и отводящие мышцы, а также мышцы, вращающие внутрь и наружу.

Основные свойства мышечной ткани

Дети 7-11 лет имеют невысокий показатель выносливости к динамической работе, однако с 11-12 лет мальчики и девочки становятся более выносливыми. К 14 годам мышечная выносливость составляет 50-70 %, а к 16 годам – около 80 % выносливости взрослого человека (тренировки!). В 7-10 лет ускоренными темпами развивается ловкость движений. В этом возрасте у детей еще недостаточно совершенен механизм регуляции движений, однако они успешно овладевают основными элементами таких сложных действий, как плавание, катание на коньках, езда на велосипеде и др. К 12-14 годам повышается меткость бросков, метания в цель, точности прыжков. В то же время, по некоторым данным, наблюдается ухудшение координации движений у подростков, связанное с морфофункциональными изменениями в период полового созревания.

Подростковый возраст имеет большой потенциал для совершенствования двигательного аппарата. Подтверждением являются достижения подростков в художественной и спортивной гимнастике, фигурном катании, других видах спорта. Однако при организации физического воспитания в старших классах нужно учитывать, что процесс формирования организма у 16-17-летних школьников еще не завершен, поэтому для тех, кто систематически не занимается спортом, нужно дозировать нагрузки, связанные с проявлением максимальной силы и выносливости. Кроме того, развитие моторики варьируется в широких пределах у детей одного возраста. Поэтому физическое воспитание должно учитывать функциональные возможности каждого ребенка, не забывая при этом о возрастных особенностях. Ребенка нужно учить умениям и навыкам, для достижения которых у него уже имеются морфофункциональные предпосылки.

Нормирование двигательной активности

Чем больше ребенок ежедневно двигается, тем лучше для развития его двигательных функций! У здоровых, правильно развивающихся школьников ТОЛЬКО спонтанная двигательная активность и уроки физкультуры не могут обеспечить нужного суточного объема движений. Урок физкультуры компенсирует в среднем 11 % необходимого суточного числа движений. Для детей 7-11 лет суммарно утренняя гимнастика, гимнастика перед началом уроков в школе, физкультурные паузы на уроках, подвижные игры на переменах и прогулках составляют до 60 % необходимого суточного объема движений. Доказано, что 5-6 ч занятий физическими упражнениями в неделю (2 урока физкультуры, ежедневные физкультурно-оздоровительные формы работы, занятия в спортивной секции) способствуют благоприятному физическому развитию, улучшению общей физиологической и иммунной реактивности организма и являются средней оптимальной и необходимой нормой.

Ежедневные 15-20-минутные подвижные игры для детей 1-2х классов после третьего урока в 3-4 раза повышают умственную работоспособность. Для подростков необходим активный отдых после 3-4 урока и перед приготовлением домашних заданий. А занятия физкультурой или подвижный отдых после пятого или шестого урока приводят к ухудшению работоспособности и угнетению фагоцитарной активности лейкоцитов крови. Увеличение двигательной активности детей и подростков ведет к позитивным изменениям в костной системе (укрепляет кости и делает их более устойчивыми к нагрузкам и травмам) и более интенсивному росту их тела.

Костная система

Череп ─ скелет головы. В соответствии с особенностями развития, строения и функций различают два отдела черепа: мозговой и лицевой (висцеральный). Мозговой отдел черепа образует полость, внутри которой располагается головной мозг. Лицевой отдел формирует костную основу дыхательного аппарата и пищеварительного канала.

Возрастные особенности черепа. Череп детей существенно отличается от черепа взрослых его величиной по сравнению с размерами тела, строением и пропорциями отдельных частей. С возрастом изменяется не только форма черепа и составляющих его костей, но и количество костей черепа.

От рождения и до 7 лет череп растет неравномерно, установлены три волны ускорения: 1) до 3-4 лет; 2) с 6 до 8 лет; 3) с 11 до 15 лет. Наиболее быстрый рост черепа происходит на первом году жизни. К 10 годам емкость черепа составляет 1300 куб. см (у взрослого – 1500-1700 куб. см). В 18-20 лет заканчивается образование синостоза между телами затылочной и клиновидной костей →прекращается рост основания черепа в длину. Полное слияние костей черепа происходит в зрелом возрасте, однако развитие черепа продолжается. После 30 лет швы черепа постепенно становятся костными.

Позвоночник

Позвоночник составляют 24 свободных позвонка (7 шейных, 12 грудных и 5 поясничных) и 9-10 несвободных (5 крестцовых и 4-5 копчиковыхсочленяемые между ). Свободные позвонки, собой, соединены связками, между которыми находятся эластичные межпозвоночные диски из волокнистого хряща. Крестцовые и копчиковые позвонки сращены и образуют крестец и копчик. Позвонки развиваются из хрящевой ткани, толщина которой с возрастом уменьшается.

К 10 годам завершается развитие спино-мозгового канала, однако структура тела позвонков продолжает развиваться и у детей старшего школьного возраста. К 25 годам заканчивается окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков, к 20 годам – крестцовых, к 30 годам – копчиковых позвонков. У юношей рост позвоночника заканчивается после 20 лет, у девушек он растет до 18 лет, т. е. рост позвоночника у женщин прекращается раньше, чем у мужчин. Средняя длина позвоночника у мужчин составляет 70-73 см, у женщин - 66-69 см. К концу полового созревания рост длины позвоночника почти завершается (приблизительно равна 40 % длины тела). Подвижность позвоночника зависит от высоты межпозвоночных хрящевых дисков и их упругости.

Сгибание позвоночника больше его разгибания. Наибольшее сгибание позвоночника происходит в шейном отделе (70°), меньше – в поясничном, наименьшее – в грудном отделе. Подвижность позвоночника у детей, особенно 7-9 лет, гораздо больше, чем у взрослых. Это зависит от относительно большей величины межпозвоночных дисков и их большей упругости. Развитие межпозвоночных дисков происходит долго и заканчивается к 17-20 годам. К 17-25 годам в результате замещения межпозвоночных дисков костной тканью позвоночник становится неподвижным в крестцовом отделе.

Грудную клетку составляют 12 пар ребер. Истинные ребра (I – VII пары) с помощью хрящей соединяются с грудиной, из остальных пяти ложных ребер хрящевые концы VIII, IX и X пар соединяются с хрящом вышележащего ребра, а XI и XII пары не имеют реберных хрящей и обладают наибольшей подвижностью, так как оканчиваются свободно. II-VII пары ребер соединены с грудиной небольшими суставами. С позвонками ребра соединяются суставами, которые при поднятии грудной клетки определяют движение верхних ребер в основном вперед, а нижних - в стороны.

Развитие костей таза → наиболее интенсивный рост в первые три года жизни. В процессе сращения костей таза можно выделить несколько этапов: 5-6 лет (начало сращения); 7-8 лет (срастаются лобковая и седалищная кости); 14-16 лет (кости таза уже почти сращены); 20-25 лет (конец полного сращения). Эти сроки необходимо учитывать при трудовых движениях и физических упражнениях (особенно для девочек). → При резких прыжках с большой высоты и при ношении обуви на высоких каблуках несросшиеся кости таза смещаются, что приводит к неправильному их сращению и сужению выхода из полости малого таза, приводящему к затруднению родов. Нарушение сращения также вызывают чрезмерное неправильное сидение или стояние, переноска больших тяжестей, особенно при неравномерном распределении нагрузки.

Благодарю за внимание!