Возрастные особенности развития мышечной системы ребенка

Мышечная система в процессе онтогенеза претерпевает значительные  структурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток и образование мышц как структурных единиц мышечной системы происходит гетерохронно, т.е. сначала образуются те скелетные мышцы, которые необходимы  для нормальной жизнедеятельности организма ребенка в данном возрастном этапе. Процесс  “чернового” формирования мышц заканчивается к 7-8 неделе пренатального развития. После рождения процесс формирования мышечной системы продолжается.  В частности, 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.

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:

1)   скоростью одиночного движения,

2)   временем двигательной реакции и

3)   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:

1)   с пространственной точностью движений,

2)   с временной точностью движений,

3)   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 работе. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается с 11 – 12 лет Так,   если  принять объем динамической работы детей 7 лет за 100%, то у10-летних он составит 150%, а у 14-15-летних – более 400%. Так  же интенсивно с 11-12 лет у детей нарастает выносливость к статическим нагрузкам.   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.

У детей, в отличие от взрослых, отношение массы мышц к массе тела меньше. Считается, что у новорожденного доношенного ребенка масса мышц составляет 23,3% от массы тела, у ребенка 8 лет — уже 27,7%, в 15 лет — 32,6%, а у взрослого — 44,2%.

С периода новорожденное до периода зрелости масса мышечной ткани возрастает в 37 раз, в то же время масса скелета увеличивается в 27 раз. С возрастом меняется и распределение мышечной ткани. Чем меньше ребенок, тем больше мышечной массы приходится на туловище, чем он старше, тем больше мышц приходится на конечности. У детей раннего возраста преобладает тонус мышц-сгибателей. В более старшем возрасте он становится слабее.

Гистологическое строение мышц детей имеет возрастные особенности. У новорожденных диаметр мышечного волокна равен 7 мкм, а к 16 годам он увеличивается до 28 мкм и больше. Параллельно росту миофибрилл уменьшается количество ядер в мышечном волокне. Нарастание толщины и дифференциация мышечного волокна идут параллельно с развитием соединительнотканного каркаса мышц — эндомизия и тримизия, достигающих своего развития к 8—10 годам.

К моменту рождения рецепторный аппарат мышц сформирован. В последующие годы идет перераспределение промиорецепторов в мышцах, которые испытывают наибольшее растяжение. В первые несколько месяцев после рождения у ребенка происходит увеличение количества терминальных ответвлений и площади нервных окончаний. За счет этого развивается эффективный контроль за мышечной активностью, но развитие нервных окончаний и эффективный контроль за деятельностью мышц осуществляются при условии постоянной физической нагрузки. В развитии мышечной деятельности у детей большую роль играют тренировка, повторяемость и совершенствование новых быстрых навыков. У ребенка, в отличие от взрослого, мышцы чувствительны к действию ацетилхолина, однако отмечается снижение их чувствительности к электрическому току (мышцы отличаются низкой возбудимостью). С возрастом их возбудимость возрастает в десятки раз, мышечная активность усиливается.

У новорожденных повышена хронаксия мышц. С возрастом в связи с дифференциацией, ростом и развитием мышечного волокна мышечная работа постепенно увеличивается. Интенсивность нарастания мышечной силы у мальчиков и девочек различна. У мальчиков показатели силы (динамометрия) в нормальных условиях выше, чем у девочек. Наивысший прирост мышечной силы и выносливости детей обоих полов определяется к 17 годам.

Развитие мышечных групп у детей неравномерное. У ребенка первых лет жизни развиваются крупные мышцы плеча и предплечья, с 6—7 лет — мелкие мышцы кистей, отвечающие за тонкие координированные движения рук. Деятельность детей в разные возрастные периоды направлена на развитие движений, которые помогают приспособиться к окружающему миру. До 5—6 лет — это развитие общих двигательных умений, после 5—6 лет — развитие тонкой координации: письмо, лепка, рисование. С 8—9 лет происходит дальнейшее нарастание объема мышц вследствие постоянной деятельности мышц рук, ног, спины, плечевого пояса, шеи. В конце периода полового развития отмечается прирост объема мышц не только рук, но и спины, плечевого пояса и ног.

После 15 лет интенсивно развиваются мелкие мышцы, обеспечивающие точность и координацию мелких движений. Совершенствование координации движений происходит неравномерно, что связано со становлением нейроэндокринной регуляции двигательной активности. Но к 10—12 годам движения становятся полностью координированными. До 15 лет большинство детей нуждается и ограничении мышечной деятельности, которая должна быть строго дозированной. На этом основаны ограничение детского и подросткового труда в промышленности, сокращенный рабочий день, обязательный дополнительный отпуск, запрещение работать на вредных предприятиях.

В период полового созревания наблюдается дисгармоничность двигательных навыков. У детей в этот период появляются угловатость, неловкость, резкость движений из-за интенсивно нарастающей массы мышц, иннервация которых отстает от потребностей. Поэтому для развития мышечной системы в этот период нужны физические упражнения, которые строго дозируются. Создаются условия для формирования стереотипов движения, которые скоординированы на высокую двигательную активность по выполнению физической работы.

У детей 3—4 лет обязательной двигательной нормой считают от 9 до 15 тыс. шагов, у школьников 11—15 лет — 20 тыс. шагов. По времени эти движения выполняют в течение 4,5—6 ч в день. Хотя показатель прироста мышечной силы у девочек несколько меньше, чем у мальчиков, показатель становой силы у девочек в возрасте 10—12 лет выше, чем у мальчиков. До 6—7 лет в обеих группах детей относительная сила мышц (на 1 кг массы тела) одинаковая. С 10—12 лет она начинает превалировать у девочек, а после 14 лет — у мальчиков. Гипокинезия, т.е. ограничение двигательной активности, приводит к инверсии развития мышц. Развиваются ожирение, вегетативно-сосудистые дистонии, нарушения скелета. С другой стороны, усиление физической нагрузки без врачебного контроля в детском возрасте приводит к тяжелым последствиям — мышечной гипертрофии, переходящей в атрофию, прекращению роста скелета. Для занятий спортом существуют возрастные ограничения.

Методы исследования мышечной системы

При исследовании мышечной системы визуально оценивают степень и равномерность развития мышечных групп, а пальпаторно — их тонус, силу и двигательную активность.

У детей дряблость мышц, недостаточность их развития наблюдают при нарушении питания, малых физических нагрузках, тяжелом заболевании. Атрофия мышц имеет место при невритах, полимиозите, гемартрозах, ревматоидном артрите. Увеличение собственно мышц отмечается при регулярных занятиях спортом. О развитии мышц можно судить по положению лопаток, форме живота. В норме живот втянут вовнутрь или слегка выступает за уровень грудной клетки, лопатки подтянуты к грудной клетке. При обильном отложении подкожного жирового слоя измеряют его толщину, после чего судят об истинном развитии мышц. При внешнем осмотре всегда определяют симметричность развития мышц. При гемофилии (на фоне гемартрозов суставов), одностороннем параличе или другом поражении мышц наблюдается асимметрия их развития.

Общее снижение мышечного тонуса наблюдается при рахите, длительных заболеваниях, недостаточной физической нагрузке, истощении. Мышечное истощение (общее или местное) может быть диагностировано при проведении измерения симметричных окружностей (ног, рук). Мышечные асимметрии чаще наблюдают при врожденных недоразвитиях групп мышц, при травматических поражениях конечностей, заболеваниях центральной и периферической нервной системы.

Тонус мышц ребенка оценивают при осмотре его позы, конечностей. У недоношенных детей мышечный тонус снижен, поэтому в положении лежа на животе на руке исследователя конечности у них довольно свободно свисают. У доношенного новорожденного тонус мышц-сгибателей повышен. По мере овладения статомоторными навыками повышенный тонус сгибателей исчезает. Если у ребенка любого возраста имеется повышенный или пониженный тонус с правой или левой стороны, это свидетельствует о патологии.

При выявлении сниженного или повышенного тонуса с одной или двух сторон используют некоторые приемы обследования. Например, для проверки тонуса ребенку, лежащему на спине, осторожно разгибают согнутые нижние конечности, прижимая их к столу. Когда исследователь отнимает свои руки от ребенка, ноги его сразу же возвращаются в исходное положение. При снижении тонуса полного возврата не будет. Есть еще один прием. Обхватив туловище ребенка руками, исследователь поворачивает его вниз головой. При нормальном тонусе голова располагается в одной вертикальной плоскости с туловищем, руки слегка согнуты, а ноги немного вытянуты. Если тонус мышц снижен, то голова и ноги располагаются вертикально. Если тонус повышен, руки и ноги усиленно согнуты, голова запрокинута назад.

Мышечный тонус верхних конечностей у грудных детей проверяют методом тракции. Ребенка, лежащего на спине, берут за запястье и тянут на себя, стараясь посадить. Сначала ребенок разгибает руки, затем всем телом подтягивается. При снижении тонуса отсутствует подтягивание тела, а при его повышении — отсутствует разгибание рук.

У недоношенных детей вплоть до достижения нормального гестационного возраста возможна мышечная гипотония. Возникающие вслед за этим явления гипертонуса могут сохраняться до возраста 5—6 месяцев.

Нарушения мышечного тонуса у детей раннего возраста чаще всего связаны с повреждением в родах центральной нервной системы, в грудном и старшем возрасте причиной могут быть нейроинфекции, травмы черепа, острые и хронические нарушения питания или водно-солевого обмена, недостаток витамина D.

Исследование активных и пассивных движений в суставах конечностей и позвоночнике производят обеими руками. Существуют нормы объема движений в суставах в зависимости от возраста. Ограничение, невозможность пассивных или активных движений чаще всего связаны с нарушениями мышечного тонуса и поражением суставов. При длительно текущем процессе в суставе очень часто развивается мышечная контрактура за счет поражения сопротивления пораженных мышц. От контрактуры следует отличать «разболтанность» — релаксацию сустава, когда снижен мышечный тонус. Ригидность мышц определяется постоянным высоким равномерным их сопротивлением. При окончании исследования напряжение мышц быстро снижается.

Различают и спастическое состояние мышц, когда при проведении пассивных движений у ребенка ощущается мышечное напряжение, которое в отличие от ригидности непостоянно и возрастает во время движения.

Активные мышечные движения изучают у бодрствующего ребенка во время игры с ним. Следят за умением манипулировать игрушкой, ходить, приседать, т.е. за всем объемом движений, и проводят возрастную оценку этих манипуляций. Во время выполнения этих процедур выявляют ограничения движений в суставах и отдельных мышечных группах, изменения их объема, болевые ощущения.

Затем определяют мышечную силу. У ребенка младшего возраста пытаются отнять игрушку. У ребенка старшего возраста мышечную силу оценивают по выполнению им физических манипуляций или проводят динамометрию: ручную и становую. Если показатели силы кисти находятся в пределах 25—75 центилей, то они средние.

Мышечную систему у детей исследуют и инструментально. Используют измерение механической и электрической возбудимости С помощью электромиографов, хронаксиметров. Исследуют и биохимические параметры мышечной ткани. Для этого определяют уровень аминокислот, ферментов в крови и моче. Проводят биотест мышц.