Морфофункціональні особливості опорно-рухового апарату у різні періоди онтогенезу

Роль руху у фізичному та психічному розвитку дітей. Опорно-рухова система забезпечує рух організму в просторі, що є однією з основних функцій організму для його існування. Не має жодної форми людської діяльності, яка протікала б без руху. За висловом І.М. Сєченова (1952), усе безкінечне різноманіття зовнішніх проявів психічної діяльності походить від одного лише явища – м’язового руху. У людини з функціями опорно-рухового апарату пов’язане те, що забезпечило йому перевагу перед іншими представниками органічного світу: власне людські якості – працю та мову, що є важливими руховими силами антропогенезу.

Функціональна активність організму людини і тварин характеризується різноманітними руховими актами. Поперечнопосмуговані м’язи забезпечують скорочування серця, переміщення тіло в просторі (локомоції), рухи очних яблук, ковтання, дихальні рухи, а також рухливий компонент мови та ін. Гладенькі м’язи входять до складу стінок судин, бронхів, сечового і жовчного міхурів, шлунково-кишкового тракту та інших внутрішніх органів, а також шкіри.

Розвиток організму та його зв’язок з навколишнім середовищем неможливі без вищеназваних та інших форм рухової активності, прояв яких здійснюється при постійній взаємодії з вегетативними органами, тканинами та внутрішнім середовищем.

Рух є важливим фактором нормального розвитку дитини. Вже в ембріональному періоді рухова активність в значній мірі випереджає темпи загального розвитку організму, ще більшого значення вона набуває в постнатальному розвитку. Майже 50% часу дитина проводить у русі. Обмежувати її рухову активність – значить гальмувати розвиток дитини. Постійне м’язове навантаження сприятливо впливає на розвиток: покращується стан серцево-судинної та дихальних систем, збільшується маса головного мозку, покращується його функціональний стан.

Особливо важливу роль відіграє рух у психічному розвитку дитини. За даними М.М. Кольцової (1973), існують дві форми впливу рухів на функції мозку: специфічна та неспецифічна. Перша пов’язана з тим, що рухові ділянки головного мозку є необхідним елементом його діяльності як цілого. Інша форма пов’язана з впливом руху на працездатність коркових клітин, підвищення якої сприяє формуванню нових умовно-рефлекторних зв’язків та функціонуванню старих. Провідне значення належить рухам рук, особливо тонким рухам пальців: так, діти в результаті тренування тонких рухів пальців досить швидко володіють мовою.

Отже, рух дитини є не лише важливим фактором фізичного розвитку, але необхідний для розвитку власне людських функцій: мови і мислення. Тобто є необхідним фактором нормального психічного розвитку дитини.

Організм людини на будь-якому віковому етапі є єдиним цілим. Усі його фізіологічні системи: нервова, опорно-рухова, серцево-судинна та ін. – тісно взаємопов’язані, функціональні зміни в одній з фізіологічних систем призводять до змін діяльності в іншій. Наприклад, нервова система керує роботою опорно-рухової системи, нервові імпульси викликають м’язові скорочення, забезпечуючи їх узгодженість між собою, та змінюють в м’язах інтенсивність обмінних реакцій. М’язова діяльність, в розумних межах, здійснює тонізуючий вплив на функціональний стан усіх відділів нервової системи. Позитивно впливає м’язова діяльність і на вегетативні функції організму: активізується дихання та робота серцево-судинної системи, змінюються процеси обміну речовин, процеси виділення і т.д.

Особливе значення м’язова діяльність має на організм дитини, що росте. Обмеження рухливості або м’язові перевантаження порушують гармонійність розвитку і є важливим патогенетичним фактором у розвитку багатьох захворювань. Тому, навчання та виховання передбачають не лише розвиток розумових здібностей дитини, але і їх фізичне удосконалення.

До системи органів руху й опори відносять сукупність кісток, з’єднання між ними і скелетні м’язи. Кістки – пасивна частина опорно-рухової системи, а скелетні м’язи – активна, яка приводить кістки у рух.

У скелеті людини розрізняють осьовий скелет (хребетний стовп, грудну клітку, чеpeп) та скелет кінцівок (верхні кінцівки з плечовим поясом і нижні кінцівки з тазовим поясом).

За допомогою скелета тіло зберігає певну форму, забезпечується опора всій масі тіла. Скелет, до якого прикріплені внутрішні органи, захищає їх від різного роду пошкоджень: у черепі розмішуються головний мозок і органи чуттів, у хребті – спинний мозок; груднина і ребра захищають легені і серце. Кістки скелета виконують рухову функцію, зумовлену тим, що при скороченні прикріплених до них м’язів, кістки виконують роль важелів. Скелет приймає активну участь в обміні речовин, зокрема в підтриманні на певному рівні мінерального складу крові. Кровотворну функцію виконують переважно плоскі кістки, у губчастій тканині яких знаходиться червоний кістковий мозок. Скелет є депо мінеральних солей і мікроелементів, впливаючи на мінеральний обмін, а м’язи, депонуючи глікоген, – приймають участь у вуглеводневому обміні.

Ріст та розвиток кісток. У людини кісткова тканина з’являється на 6–8-му тижні внутріутробного розвитку. Кістки розвиваються з ембріональної сполучної тканини (мезенхіми) і в процесі свого розвитку проходять три стадії: перетинчасту, хрящову та кісткову. Проте, є кістки, які не проходять хрящової стадії (кістки склепіння, деякі лицьові кістки, ключиці), а також ребра, які частково зберігають в дорослому організмі хрящову будову. Кісткоутворення на місці сполучної тканини (перетинчасті) та на місці хрящового зачатку – так звані хрящові кістки – проходить одночасно, але в хрящовому зачатку воно ускладнюється паралельними процесами росту та руйнуванням хряща.

Кістки, що розвиваються безпосередньо з мезенхіми, називаються первинними або покривними кістками (кістки склепіння, лицьові кістки, ключиці), що утворюються на місці хряща – вторинними.

Первинні кістки утворюються на початку третього місяця розвитку. Спочатку розмножуються клітини мезенхіми – остеобласти, у результаті скупчення яких утворюється скелетогенний зачаток. Поступово клітини зачатка накопичують солі кальцію та фосфору. Остеобласти перетворюються в кісткові клітини з відростками – остеоцити, які пізніше з’єднуються між собою кістковими перетинками і зливаються в загальну кісткову масу. Сполучна тканина на поверхні кістки перетворюється в окістя.

Вторинні кістки закладаються у вигляді хрящових зачатків, вкритих охрястям, які поступово також накопичують солі кальцію та костеніють. Ще до народження дитини сполучна тканина замінюється хрящовою, після чого відбувається поступове руйнування хряща і утворення замість нього кісткової тканини. Процес окостеніння дуже тривалий, відбувається протягом усього періоду розвитку організму.

Розвиток кістки на місці сполучної тканини починається з того, що в зачаткові, що утворюється, проходить проліферація місцевих мезенхімних елементів з одночасним утворенням великої кількості кровоносних судин – скелетогенний мезенхімний синцитій. У цій ділянці проходить посилене утворення колагенових фібрил і диференціювання мезенхімних елементів у кістковоутворювальні клітини – остеобласти. Вони мають відростки, якими з’єднуються одна з одною, утворюючи остеобластичний синцитій. Між остеобластами незабаром з’являється міжклітинна речовина кістки по типу остеоїду. Частина остеобластів оточується цією речовиною і перетворюється в остеоцити, частина розташовується прошарками по її поверхні. Фаза зникнення відростків кісткової речовини полягає в накопичуванні остеоїду мінеральних солей (головним чином вапнякових).

Розвиток кістки на основі хряща (кістки тулуба, кінцівок, основи черепа) – процес складніший. Хрящовий зачаток за своєю будовою – модель майбутньої кістки. У хрящовій стадії кожен зачаток кістки оточений надхрящем (перихондром), внутрішній шар якого прилягає до хрящової тканини й є ростковим. Формування кістки виникає із однієї або декількох точок окостеніння, перша з яких формується в середній частині хряща 7–8-му тижні ембріогенезу та поступово розвивається в сторони, доки не сформується уся кістка. Спочатку внутрішній шар надхряща продукує молоді кісткові клітини (остеобласти), які відкладаються на поверхні хряща (перихондральне окостеніння). Надхрящ поступово перетворюється в окістя, а молоді кісткові клітини, що утворюються, нашаровуються на попередні шари кісткової тканини методом накладання (апозиції), формуючи на поверхні хряща кісткову пластинку. Таким чином, за рахунок окістя кістка росте у товщину (періостальний метод утворення кісткової тканини). Одночасно кісткова тканина починає утворюватись всередині хряща – енхондральне кісткоутворення. Сполучна тканина з судинами проникає у хрящ, утворює молоді кісткові клітини, розташовані у вигляді тяжів біля хряща, що руйнується.

Незадовго до або після народження точки окостеніння з’являються у хрящових епіфізах. Вони збільшуються в розмірах, хрящ поступово заміщується кістковою тканиною. Між епіфізом та кістковим діафізом, що проходять процеси окостеніння, є епіфізарний хрящ, функцією якого є кісткоутворення впродовж постнатального онтогенезу, доки кістка не досягає своїх кінцевих розмірів (18–25 років). До цього часу епіфізарний хрящ заміщається кістковою тканиною, епіфіз зростається з діафізом, кістка стає одним цілим. У зв’язку з функцією кісткоутворення епіфізарного хряща трубчасті кістки ростуть у довжину.

Кістковомозковий канал в трубчастих кістках з’являється в товщі діафізу у міру розсмоктування кістки, що формується. Ембріональна сполучна тканина, що проростає в середину кістки, дає початок червоному кістковому мозку.

Ріст кісток триває до 20–25 років (у чоловіків – до 25 років, у жінок – до 18–20 років), причому нерівномірно, особливо у довжину. Найбільша швидкість росту кісток у довжину спостерігається у перші два роки життя, трохи менша до 9–10 років. Знову прискорюється ріст кісток у період статевого дозрівання (до 6–10 см на рік): у дівчаток – у 12–13, у хлопчиків – у 13–14 років.

Ріст кісток регулюється гормоном росту (соматотропіном), який виробляє гіпофіз, і залежить від обміну мінеральних речовин, насамперед кальцію й фосфору та вітамінів D і А. На ріст, розміри й форму кісток впливає також тривала дія певного фізичного чинника. Активно працюючі скелетні м’язи стимулюють ріст кістки, до якої вони прикріплені.

Вікові особливості хімічного складу кісток. До хімічного складу кістки входять як органічні, так неорганічні (мінеральні солі та вода) речовини, що надають їй міцності, твердості та пружності. Висушена і знежирена кістка містить 30% органічних речовин і 60% неорганічних, 10% становить вода. У живому організмі кістка містить 50% води, 28% органічних речовин (у тому числі 15% білків і 10% жирів) і 22% неорганічних. Серед органічних речовин кістки – білок остеїн, який надає їй еластич­ності, волокнистий білок колаген, вуглеводи і багато ферментів.

Мінеральні речовини кістки представлені солями кальцію, фосфору, магнію, виявлено багато мікроелементів (алюміній, фтор, марганець, свинець, стронцій, уран, кобальт, залізо, молібден тощо). Найбільше в кістці фосфорнокислого (понад 50%) та вуглекислого (10%) кальцію. Мінеральні речовини надають кістці твердості та міцності.

У дітей у кістковій тканині значно переважають органічні речовини, тому їхній скелет гнучкий, еластичний, пружний, у зв’язку з чим легко деформується, викривляється при тривалому і важкому навантаженні. Кальцій у великих кількостях затримується в кістках маленьких дітей, а фосфор – у дітей старшого віку. З віком хімічний склад кісток змінюється, значно збільшується кількість солей кальцію, фосфору, магнію та інших елементів та змінюється співвідношення між ними. Вміст органічних речовин у кістках людей похилого віку зменшується, вони стають крихкими і легше лама­ються під час падіння, забиття і навіть при різких рухах.

Вікові і функціональні зміни з’єднань кісток. Суглоби (синовіальні з’єднання) починають формуватися на 6–11-му тижні ембріонального розвитку. В цей період починають утворюватись суглобові поверхні кісток, що з’єднуються, суглобова порожнина й інші елементи суглобу. Між двома кістками, що формуються, розрихлюється ембріональна сполучна тканина, на місці якої пізніше формується суглобова порожнина.

У новонароджених наявні всі анатомічні елементи суглобу. Проте, епіфізи кісток, що з’єднуються між собою, складаються із хряща. Енхондральне окостеніння більшості епіфізів починається після народження дитини (1–2-ий рік життя) і продовжується до юнацького віку. У віці 6–10 років спостерігається ускладнення в будові суглобової капсули, збільшується кількість ворсинок і складок синовіальної мембрани, відбувається формування судинних сіток і нервових закінчень синовіальної мембрани. У фіброзній мембрані суглобової капсули у дітей 3–8 років збільшується кількість колагенових волокон, які сильно потовщуються, забезпечуючи їй міцність. Остаточне формування всіх елементів суглобів закінчується до 13–16 років. В умовах нормальної фізіологічної діяльності суглоби довго зберігають незмінний об’єм рухів і мало піддаються старінню. Рух, заняття фізкультурою і спортом зберігають форму і рухливість суглобів. При тривалих і надмірних навантаженнях (механічних), а також з віком у будові і функціях суглобів з’являються зміни: потоншується і деформується суглобовий хрящ, зменшується його пружні властивості, склеротизуються фіброзна мембрана суглобової капсули і зв’язки, по периферії суглобових поверхонь утворюються кісткові виступи – остеофіти. Анатомічні зміни, що відбуваються, призводять до функціональних змін, до обмеження рухливості та зменшення розмаху рухів.

Вікові особливості хребта. Хребетний стовп людини складається з 33– 34 хребців, між якими є хрящові прошарки – міжхребцеві диски, які складається зі студенистого ядра та фіброзного кільця, утвореного волокнистим хрящем, та надають хребту гнучкості. Міжхребцеві диски в дітей відносно товстіші, ніж у дорослих людей. З віком товщина міжхребцевих дисків поступово зменшується, вони стають менш еластичними, студенисте ядро зменшується в розмірах.

У хребетному стовпі розрізняють 7 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових (у дорослих зростаються у крижову кістку) і 4–5 куприкових хребців (формують куприкову кістку). Отвори усіх хребців утворюють хребетний канал, в якому міститься спинний мозок.

Процес окостеніння хребта починається у внутрішньоутробному періоді. До 14 років окостенілими є середні частини тіл хребців. Окостеніння шийних, грудних та поперекових хребців закінчується до 20 років, крижових – до 25 років, а куприкових – до 30 років.

Довжина хребетного стовпа новонародженої дитини складає 40% довжини її тіла. Різні відділи хребта новонародженої дитини ростуть нерівномірно. Протягом першого року життя швидше росте поперековий відділ, дещо повільніше – шийний, грудний і крижовий. Найповільніше росте куприковий відділ. Довжина хребта швидко збільшується на першому (подвоюється) та другому роках життя. Надалі ріст хребта сповільнюється і знову прискорюється до 7–9 років; у дівчаток швидше, ніж у хлопчиків. З 9 до 14 років приріст довжини хребта у хлопчиків і дівчаток сповільнюється в декілька разів. У юнаків ріст хребта закінчується після 20 років, а у дівчат він росте до 18 років. Ріст хребта зупиняється у жінок раніше, ніж у чоловіків. Середня довжина хребта у чоловіків 70–73 см, у жінок – 66–69 см.

Хребет новонародженого має вигляд похилої дуги, ввігнутої спереду. Вигини починають формуватися лише з 3–4-го місяця життя дитини, коли вона починає тримати голову. Спочатку виникає шийний лордоз, повернений випуклістю до переду. Коли дитина починає сидіти (4–6-ий місяці життя), формується грудний кіфоз, повернутий випуклістю до заду. Пізніше виникає поперековий лордоз, випуклий до переду, який утворюється в той час, коли дитина починає стояти і ходити (9–12-ий місяці після народження). Одночасно компенсаторно формується випуклий до заду крижовий кіфоз. Вигини хребетного стовпа стають добре помітними до 5–6 років, остаточне їх формування закінчується до підліткового, а то й до юнацького віку.

При нерівномірному розвитку м’язів правої або лівої сторони тіла, невірному положенні учнів за партою, у спортсменів, як наслідок асиметричної роботи м’язів, можуть виникнути патологічні викривлення хребта в боки – сколіоз.

Інволюційні зміни. У людей похилого віку внаслідок зменшення товщини міжхребцевих дисків і збільшення кривизни грудного кіфозу довжина хребетного стовбпа зменшується на 3–7 см. Спостерігається загальне розрідження кісткової рідини хребців (остеопороз), обезгалуження міжхребцевих дисків і передньої поздовжньої зв’язки. Все це зменшує ресорні властивості хребта, а також його рухливість і міцність.

Вікові особливості грудної клітки. Грудна клітка утворює кісткову основу грудної порожнини, в якій містяться легені, серце, стравохід, гортань і великі судини; а також є місцем прикріплення дихальних м’язів і м’язів верхніх кінцівок.

Із 12 пар ребер, що утворюють грудну клітку, 7 пар верхніх називаються справжніми, вони переходять у хрящі, якими з’єднуються з грудиною. Наступні 8, 9, 10 пари ребер називаються несправжніми, їх хрящові кінці з’єднуються з хрящем ребра, що знаходиться вище; 11 і 12 пари ребер хрящів не мають, їх передні кінці вільно закінчуються в м’язах (хиткі ребра).

Грудина – плоска непарна кістка, яка складається з ручки (верхня частина), тіла (середня частина) і мечоподібного відростка. Між цими частинами містяться хрящові прошарки, які до 30 років костеніють. Ріст частин грудини відбувається поступово: нижні зростаються до 15–16 років, а верхні – до 21–25 років. Грудина формується пізніше за інші кістки скелету.

Верхній отвір грудної клітки закривається трахеєю, стравоходом, кровоносними судинами і нервами, що проходять у ній. Нижній отвір закривається діафрагмою. Міжреберні проміжки затягнуті міжреберними м’язами. Так утворюється герметично замкнена грудна порожнина.

Ребра розвиваються із мезенхіми, що перетворюється на хрящ на 5–8 тижні внутріутробного життя. Їх окостеніння починається на 5–8 тижні, грудини – на 6 місяці. Ядра окостеніння в головці та бугрі з’являються у верхніх ребрах у 5–6 років, у двох нижніх – у 15 років. Злиття частин ребра завершується до 18–25 років, окостеніння – до 20 років.

У мечоподібному відростку грудини ядро окостеніння з’являється у 6–12 років, до 30 років його окостеніння завершується. Мечоподібний відросток зрощується з тілом грудини до 25 років.

Підгрудинний кут у новонародженого досягає приблизно 93˚, через рік – 68˚, у 5 років він дорівнює 60˚, в 15 років, як і в дорослої людини – біля 70˚.

Зустрічаються дві крайні форми грудної клітки – довга вузька та коротка широка, яким відповідають і форми грудини. Залежно від тілобудови виділяють три форми грудної клітки: конічну (коротка, широка, підгрудинний кут тупий, характерна для брахіморфного типу тілобудови), плоску (видовжена, підгрудинний кут гострий, характерна для доліхоморфного типу тілобудови) та циліндричну (мезоморфний тип тілобудови). У жінок грудна клітка коротша та вужча, ніж у чоловіків.

У новонароджених грудна клітка має конусоподібну форму, передньо-задній діаметр більший за поперечний, ребра розташовані майже горизонтально. Протягом перших двох років життя ріст грудної клітки швидкий, у віці 6–7 років – уповільнюється, в 7–18 років найінтенсивніше росте середній відділ грудної клітки. Поступово грудна клітка росте в довжину, при цьому передні кінці ребер опускаються. У дітей раннього віку основне положення грудної клітки – це положення максимального вдиху, після 12 років – максимального видиху.

Посилений ріст грудної клітки у дівчаток починається з 11 років, а в хлопчиків – з 12 років, причому влітку швидший, ніж взимку. Статеві відмінності у формі грудної клітки виявляються приблизно з 15 років: у хлопців під час вдиху різко піднімаються нижні ребра, у дівчаток – верхні. До 17–20 років вона набуває кінцевої форми: широка, з переважаючим попе­речним розміром (на 25 % випереджає повздовжній), що пов’язано з вертикальним положенням тіла, при якому нутрощі тиснуть масою в напрямку, паралельному грудині.

Ріст окружності грудної клітки також має статеві відмінності. Згаданий показник перевищує половину величини росту у дівчаток до 7–8 років, а у хлопців – до 9–10 років, з цього віку половина величини росту стає більшою за окружність грудної клітки. Таке перевищення зумовлено тим, що швидкість росту тіла вища швидкості росту грудної клітки. Надбавка у масі тіла також випереджає ріст окружності грудної клітки, тому співвідношення між цими параметрами з віком поступово та рівномірно зменшується. У похилому віці, у зв’язку із збільшенням грудного кіфозу, грудна клітка вкорочується і опускається.

Грудна клітка дітей дошкільного і молодшого шкільного віку дуже еластична і податлива. Тому, при тривалій неправильній поставі, а також при сильному стягуванні тіла поясом, можуть статися викривлення грудної клітки і порушення її розвитку. Це, в свою чергу, відіб’ється на розвитку та діяльності легень, серця і вели­ких кровоносних судин, які містяться в грудній порожнині.

Фізичні вправи не лише укріплюють грудні м’язи, але й збільшують розмах руху в суглобах ребер, що призводить до збільшення об’єму грудної клітки при диханні і життєвої ємності легень.

Вікові і статеві особливості черепа. Череп, утворений парними та непарними кістками, захищає від зовнішніх ушкоджень головний мозок та органи чуття, створює опору початковим відділам травної та дихальної системам та утворює місце розташування для органів чуття.

Череп умовно розділяють на мозковий та лицевий. У мозковому черепі міститься головний мозок. З ним нерозривно пов’язаний лицевий череп, що відіграє роль кісткової основи обличчя та початкових відділів травної та дихальної систем. Співвідношення мозкового і лицьового відділів черепа в дорослої людини і новонародженої дитини різні. Обличчя новонародженої дитини коротке (оскільки ще немає зубів) і широке.

У новонародженого між кістками черепа є прошарки сполучної тканини, особливо у тих місцях, де з’єднується декілька кісток. Ці ділянки отримали назву вічок (тім’ячок), їх є шість: непарні – переднє та заднє, два парних – клиновидне та соскоподібне. Найбільше вічко переднє, або лобове, розташоване у місці з’єднання лобової та обох тім’яних кісток. Заднє, або потиличне, вічко знаходиться у місці сходження тім’яних і потиличних кісток, клиновидне тім’ячко – у місці з’єднання лобової та тім’яної кісток і великого крила клиновидної кістки. Соскоподібне вічко розташоване у місці знаходження потиличної та тім’яної кісток та соскоподібного відростка скроневої кістки.

Завдяки наявності вічок, череп новонародженого дуже еластичний, його форма може змінюватись під час проходження голівки плоду через родові шляхи матері у процесі родів.

Вічка починають заростати у перші місяці після народження дитини. На другому місяці після народження заростає заднє (потиличне) вічко, на 2–3-му місяці – клиновидне та соскоподібне. Переднє (лобове) вічко заростає лише на другому році після народження.

Об’єм порожнини мозкового черепа у новонародженої дитини в середньому становить 350–375 см³. До 6-го місяця життя об’єм черепа подвоюється, до 2-ох років – потроюється, до 10 років становить 1200–1300 см³, у дорослої людини – 1500–1700 см³.

У постнатальному онтогенезі ріст черепа проходить нерівномірно. Протягом першого року життя череп росте більш менш рівномірно, від 1-го до 3-ох років особливо активно росте задня частина черепа, що пов’язано з переходом дитини до прямоходіння. На 2–3-му роках життя, у зв’язку із закінченням прорізування молочних зубів і посиленням функції жувальних м’язів, значно посилюється ріст всього черепа, особливо його основи. До 7 років ріст основи черепа в довжину, в основному, закінчується і вона досягає майже такої ж величини, як у дорослої людини. Череп дитини у віці від 7 до 12–13 років росте рівномірно, сповільнено, в основному, збільшується склепіння мозкового черепа. Після 13 років активно ростуть лобовий відділ мозкового черепа і лицевий череп.

Формування швів між кістками черепа завершується до 3–5 років життя. Заростання швів між кістками черепа починається у віці 20–30 років, у чоловіків дещо раніше, ніж у жінок. Сагітальний шов заростає у віці 32–35 років, вінцевий – у 24–41 рік, лямбдоподібний – у 26–42 роки, соскоподібно-потиличний – у 30–81 роки, лускатий шов, як правило, не заростає.

Відмічено, що у школярів усі розміри голови збільшуються досить повільно, причому у хлопчиків середні величини більші, ніж у дівчат. Найбільший приріст окружності голови спостерігається з 11 до 17 років: у 9–10 років окружність голови становить у середньому 52 см, у 17–18 років – 55 см. Відношення окружності голови до росту з віком поступово зменшується.

В осіб чоловічої статі лицевий череп росте в довжину швидше, ніж у жінок. Якщо до періоду статевої зрілості у хлопчиків і дівчаток обличчя округле, то після настання статевої зрілості у чоловіків обличчя, як правило, витягується в довжину, у жінок зберігає округлість. Чоловічий череп більший, ніж у жінок, що пов’язано з більшими загальними розмірами тіла. Мозковий череп розвинутий краще у жінок, а лицевий – у чоловіків. Як правило, чоловічий череп відрізняється виразнішим рельєфом, що пояснюється більшим розвитком прикріплених до нього м’язів; у жінок рельєф черепа згладжений.

Геронтологічні зміни. У похилому і старечому віці рельєф кісток черепа згладжується. Кістки стають більш тонкими, в них частково розсмоктується губчаста речовина, зменшується еластичність кісток. Череп стає ламкий (крихкий) і легкий. Це пов’язано з втратою зубів і згладжуванням зубних альвеол, послабленням жувальної функції та частковою атрофією жувальних м’язів. Спостерігається також асиметрія черепа через переважну роботу жувальних м’язів на одній стороні голови.

Розвиток і вікові особливості скелету кінцівок. Функції верхніх та нижніх кінцівок у людини різноманітні. Верхні кінцівки є органами праці, вони дуже рухливі, здатні виконувати найрізноманітніші, досить тонкі рухи. Нижні кінцівки служать для опори та переміщення, їх кістки та з’єднання більш масивні, рухливість, порівняно з верхніми кінцівками, обмежена.

Скелет верхньої кінцівки складається із поясу верхніх кінцівок (плечовий пояс) і вільних верхніх кінцівок. Пояс верхніх кінцівок з кожної сторони має дві кістки – лопатки і ключиці. Кожна лопатка з’єднується з ключицею, а остання, в свою чергу, з грудиною і ребрами. Скелет вільної верхньої кінцівки складається з плеча, передпліччя і кисті. Плече утворене плечовою кісткою. Передпліччя складається з ліктьової та променевої кісток. У кисті розрізняють зап’ясток, п’ясток і фаланги пальців.

До складу зап’ястка входить вісім губчастих кісток, які розміщені у два ряди і рухливо з’єднані між собою. П’ясток складається з п’яти подібних між собою коротких трубчастих кісток. Фаланг у кожному пальці по три і лише у великому пальці – два. Кісти зап’ястка утворюють склепіння, повернуте угнутістю до долоні. У новонародженого вони лише намічаються, далі поступово розвиваються, і їх стає добре видно в 7 років, а процес їх окостеніння закінчується в 10–13 років (у цей час закінчується окостеніння фаланг пальців).

Усі кінцівки, за виключенням ключиць, які розвиваються зі сполучної тканини, проходять три стадії розвитку: сполучнотканинну, хрящову та кісткову. Процес окостеніння ключиці починається на 6-му тижні ембріонального розвитку і майже повністю закінчується до моменту народження.

У новонародженого всі довгі кістки (плечова, променева та ліктьова) мають кісткові діафізи та хрящові епіфізи. У діафізах трубчастих кісток перші точки окостеніння (первинні) з’являються в кінці 2-го – на початку 3-го місяця внутріутробного розвитку, в епіфізах і апофізах (буграх) – після народження. Лише в деяких епіфізах починається окостеніння незадовго до народження. Зрівняння епіфізів з діафізами, як правило, відбувається в 13–15 років, при чому у дівчаток на 1–2 роки раніше, ніж у хлопчиків.

Окостеніння хрящів зап’ястка починається на першому році життя в головчастій та гачкуватій кістках, на 2–3 роках – у тригранній, в 3–4 роки – у півмісяцевій, у 4–5 роки – в човноподібній, у 4–6 років – у трапецієподібній, у 7–15 років – в горохоподібній. Сесамоподібні кістки в першому п’ястково-фаланговому суглобі з’являються в 12–15 років. У 15–18 років нижній епіфіз плечової кістки зливається з її тілом, а верхні епіфізи зростаються з кістками передпліччя. Окостеніння проксимальних та дистальних епіфізів фаланг проходить на 3-му році життя.

“Кістковий вік” визначають центри окостеніння кисті. У ключиці, лопатці та плечовій кістці процеси окостеніння завершуються до 20–25 років, у променевій – у 21–25 років, ліктьовій – до 21–24 років, у кістках зап’ястка – в 10–13 років, п’ястка – у 12 років, фалангах пальців – 9–11 років. У жінок процеси окостеніння завершуються в середньому на 2 роки швидше, ніж у чоловіків. Останні центри окостеніння відмічені в ключиці та в лопатках – у 18–20 років, плечовій кістці – в 12–14 років, променевій – у 5–7 років, ліктьовій – у 7–8 років, п’ясткових флангах пальців – у 2–3 роки. Окостеніння сесамоподібних кісток, як правило, починається в період статевого дозрівання: у хлопчиків – у 13–14 років, у дівчаток – у 12–13 років. Початок злиття частин першої п’ясткової кістки свідчить про наявність статевого дозрівання.

Терміни окостеніння кісток рук повинні враховуватись при навчанні дітей трудових рухів та фізичних вправ, а також письму та малюванню. Діти не повинні виконувати фізичні навантаження, що порушують нормальний процес окостеніння.

Скелет нижньої кінцівки складається з тазового пояса і вільної кінцівки – ноги. Тазовий пояс дорослої людини утворений двома тазовими (безіменними) кістками, які за допомогою малорухомих суглобів сполучаються з крижами у замкнуте кільце. У дітей і підлітків кожна тазова кістка складається з трьох кісток: клубової, сідничної, і лобкової, з’єднаних між собою хрящовою тканиною.

Нога людини складається із стегна, гомілки і стопи. Стегно утворене стегновою кісткою (найбільша і найдовша кістка людини). Гомілка складається з великої і малої гомілкових кісток, які лежать паралельно та з’єднані між собою міжкістковою перетинкою. У стопі розрізняють передплесно, плесно і фаланги пальців. Передплесно складається з семи добре розвинених губчастих кісток, розміщених у два ряди. Плесно утворене 5 короткими трубчастими кістками, які задніми кінцями зчленовуються з кістками передплесна, а передніми – з фалангами пальців.

У кістках поясу нижніх кінцівок (клубової, сідничної та лобкової) точки окостеніння з’являються в період від 3,5 до 5,5 місяців внутріутробного розвитку.

У постнатальному онтогенезі зміна форми і розмірів тазу відбувається під впливом сили тяжіння тіла, органів черевної порожнини, м’язів, а також статевих гормонів. У наслідок таких різноманітних впливів збільшується передньозадній розмір тазу (з 2,7 см у новонародженого до 9,5 см в 12 років). Кістки тазу інтенсивно ростуть в перші 3 роки життя. Їх зрощування починається в 5–6 років, до 7–8 років зрощуються лобкова та сіднична кістки, у 12–15 років тазова кістка повністю зростається. У дівчаток поперечний розмір входу в малий таз особливо швидко збільшується з 8 до 10 років, з 10–12 років – спостерігається деяке зменшення приросту, з 12 до 14–15 років – розмір таза стає таким, як у дорослих. Статеві відмінності форми тазу помітні після 9 років: у хлопчиків таз більш високий і більш вузький, ніж у дівчаток.

Терміни розвитку тазового поясу необхідно враховувати при різноманітних навантаженнях, особливо для дівчат, у яких при ходінні на високих каблуках незрощені кістки тазу можуть помітно зміститись. Це призведе до їх неправильного зрощення і звуження виходу з порожнини малого тазу і, як наслідок, ускладнить пологи.

У стегновій кістці до моменту народження кістковим є лише діафіз, інші її частини складаються із хряща. Кістки передплесни розвиваються надто швидше кісток зап’ястка. Ядра окостеніння з’являються у них ще на 5–9-му місяці внутріутробного розвитку – у п’ятковій, кубоподібній, таранній. У клиноподібних кістках вони виникають до 4-ох років після народження, в човноподібній – в 4,5 років. Окостеніння п’яткової кістки закінчується у 12–16 років. Інші (вторинні) точки утворюються після народження.

Кістки плесна костеніють пізніше кісток передплесна, у 3–6 років. Окостеніння фаланг стопи проходить на 3–4 роках життя. Завершення окостеніння кісток нижніх кінцівок проходить у такому порядку: стегнова, великогомілкова, малогомілкова до 20–24 років, плесна – до 17–21 у чоловіків і до 14–19 років у жінок, фаланги – до 15–21 у чоловіків і 13–17 років у жінок.

Розвиток синовіальних сполучень (суглобів) починається на 6-му тижні ембріонального розвитку. Суглобові капсули новонародженого міцно натягнені, більшість зв’язок ще не сформувались. Найбільш інтенсивно розвиток суглобів і зв’язок проходить до 2–3 років життя, що пов’язано з наростанням рухової активності дитини. У дітей 3–8 років розмах рухів у всіх суглобах збільшується, одночасно прискорюється процес колагенізації фіброзної мембрани суглобових капсул, зв’язок. Формування суглобових поверхонь, капсул і зв’язок завершується, в основному, в підлітковому віці (13–16 років).

У новонароджених дітей нижні кінцівки ростуть швидше, і вони стають довшими за верхні. Найбільша швидкість росту нижніх кінцівок відмічена у хлопчиків в 12–13 років. У дівчаток збільшення довжини ніг відбувається у віці 13–14 років.

Стопа людини утворює склепіння, яке спирається на п’яткову кістку і на передні кінці кісток плесна. Розрізняють повздовжнє і поперечне склепіння стопи. Повздовжнє, пружинне склепіння стопи властиве тільки людині, і його формування пов’язано з прямоходінням. По склепінню стопи рівномірно розподіляється маса тіла, що має велике значення при перенесенні важких речей. Склепіння діє як пружина, пом’якшуючи поштовхи тіла під час ходьби. У новонародженої дитини склепінчастість не виражена, вона формується пізніше, коли дитина починає ходити. Склепінчасте розташування кісток стопи підтримується великою кількістю міцних суглобних зв’язок. При тривалому стоянні і сидінні, перенесенні важких вантажів, при носінні вузького взуття зв’язки розтягуються, що приводить до сплощення стопи – розвивається плоскостопість. Несприятливо позначається на стані стопи постійне перебування дітей у приміщенні в теплому та м’якому взутті, бо це розслаблює м’язи. При плоскостопості порушується постава, через погіршення кровопостачання швидко настає втома нижніх кінцівок, яка часто супроводжується ломотою, болем, судомами.

Розвиток і вікові особливості м’язів. Розрізняють м’язову тканину посмуговану (скелетна, серцева) і непосмуговану. Посмуговані скелетні м’язи – це активна частина опорно-рухової системи, скорочення якої зумовлює переміщен­ня частини і всього тіла в просторі. Скелетні м’язи повністю покривають скелет людини (звідси їх назва), тому не тільки скелет, але й м’язи визначають фігуру людини. Скелетні м’язи підтримують рівновагу та певну позу тіла. Тримання тіла у вертикальному положенні, надання йому певної пози під час сидіння і лежання можливе завдяки постійному напруженню, або тонусу м’язів. Скелетні м’язи є місцем, де запасається глікоген, який потрібний для них як джерело енергії під час скорочення (після перетворення на глюкозу), а організм може використати глікоген лише у надзвичайних ситуаціях. Скелетні м’язи містять специфічні рецептори м’язового чуття, які дають змогу контролювати положення тіла. Основними фізіологічними функціями м’язів є збудливість, провідність і скоротливість. Одним із результатів м’язового скорочення є вироблення тепла.

В організмі людини налічується близько 600 скелетних м’язів.

М’язи тіла людини розвиваються із середнього зародкового листка (мезодерми), тієї його задньобокової частини, яка входить до складу сегментів тіла – сомітів. Ці зачатки мускулатури – міотоми – розростаються: із задніх їхніх відділів (дорсальних) утворюються м’язи спини, із передніх (вентральних) – м’язи грудей і живота. М’язи кінцівок формуються із передніх відділів деяких тулубових міотомів, які вростаються в зачатки кінцівок. М’язи голови (жувальні, мімічні) і деякі м’язи шиї розвиваються із м’язових зачатків вісцеральних і зябрових дуг.

М’язові волокна утворюються із одноядерних ембріональних м’язових клітин – міобластів. Міобласти об’єднаються, зливаються в багатоядерні структури (волокна), в яких з’являються міофібрили і поперечносмугаста тканина.

Формування м’язів відбувається гетерохронно: в першу чергу розвиваються м’язи, які понад усе необхідні для виконання життєво важливих функцій. Наприклад, спочатку утворюються мімічні м’язи, діафрагма, міжреберні м’язи, м’язи стоп та набагато пізніше – кінцівок. Тому, на моменту народження ступінь розвитку мускулатури різний.

У новонароджених маса всіх м’язів становить 23 % від маси тіла. Після народження м’язи ростуть, поступово збільшуються їх розміри і маса (у 8 років – 27%, у 12–13 – 29%, у 15 років – 33%, у 17–18 років вона досягає 43–44% від маси тіла). У м’язах новонародженого сухожилки розвинуті слабо і розвиваються, як правило, до 12–14 років. У немовлят насамперед розвиваються м’язи живота, пізніше – жувальні. На кінець першого року життя у зв’язку з ходінням по­мітно ростуть 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. До 1-го року краще розвинені м’язи плечового поясу та рук, ніж м’язи тазу, стегна та ніг.

У період статевого дозрівання подовжуються інтенсивно розвиватись сухожилки м’язів унаслідок по­довження трубчастих кісток, зміцнюються зв’язки, зростає об’єм м’язів. На завершальних етапах пубертатного періоду 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. У 15–18 років відбувається інтенсивний ріст м’язів у товщину. Розвиток м’язів триває до 25– 30 років. Ріст м’язів у довжину продовжується до 23–25 років. Найбільш інтенсивний ріст м’язових волокон і м’язів, в цілому, відбувається в дитячому і підлітковому віці. За весь період росту дитини маса мускулатури збільшується в 35 разів.

У всіх випадках зростання м’язової маси зумовлене збільшенням діаметру та довжини м’язових волокон. Наприклад, у новонароджених їх діаметр (мкм) складає 6,5–8,0; у 3 роки – 12–16; у 7 років – 21–22; у 14–17 років – 26–28. Ріст м’язового волокна в довжину відбувається за рахунок точок росту на кінцях волокна, прилеглих до сухожилка. 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 не змінюється.

Диференціювання волокон на швидкі (білі, анаеробні) і повільні (червоні, аеробні) відбувається на 20-му тижні внутріутробного 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 густої сітки капілярів вони забезпечують всю діяльність м’язів. У період статевого дозрівання починають розвиватися (паралельно з відповідними a-мотонейронами) білі м’язові волокна, що викликає зростання сили та швидкості м’язового скорочення і покращує координаційні здібності. Саме в ці роки вигідно розвивати швидкісні, силові і швидкісно-силові якості.

У новонароджених кількість білків, зокрема регуляторних, у м’язах у 2 рази менше, ніж у дорослих. При цьому м’язи містять фетальну форму міозину, яка володіє низькою АТФ-азною активністю та високою антихолінестеразною активністю. На ранніх етапах онтогенезу швидкість взаємодії актину і міозину низька, а тривалість активного стану – велика. Підвищення з віком АТФ-азної активності і роботи кальцієвих помп, що відкачують іони кальцію в цистерни саркоплазматичного ретикулуму, сприяє зростанню швидкості м’язового скорочення.

В антенатальному і ранньому постнатальному періоді характер галуження кровоносних судин в м’язах дифузного або перехідного типу; у подальшому галуження судин набуває магістрального типу. У 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/сек., а у дорослого – 62 м/сек. Підвищення провідності пояснюється збільшенням діаметру нервових волокон, їх мієлінізацією, підвищенням амплітуди потенціалу дії (ПД), просторовим перерозподілом іонних каналів (концентрацією у ділянці перетяжки Ранв’є).

Нервово-м’язові синапси формуються на 13–14-му тижні внутріутробного періоду, але остаточного розвитку досягають до 7–8 років. У новонароджених синапс має примітивну будову (ембріональний тип), у процесі розвитку збільшується число термінальних розгалужень, ускладнюється їх форма, з’являється складчастість постсинаптичної мембрани, на якій зростає кількість холінорецепторів; синапси покриваються шаром шванівських клітин. Дозрівання синапсів проходить гетерохронно: у 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) та лабільність (у новонародженого за 1 сек. передається до 20 ПД, у дорослих – 80–100 ПД).

Пропріорецептори активно функціонують вже у внутріутробному періоді. На постнатальному етапі відбувається їх переміщення в ті ділянки м’язів, які піддаються найбільшому розтягуванню. Аферентні нерви добре розвинені у новонароджених. Проте, у функціональному відношенні вони „дозрівають“ до 7–8 років. До цього ж часу істотного розвитку досягає і коркова частина рухового аналізатора. Сприйняття стану м’яза переважно припадає на період дозрівання передніх (лобових) асоціативних зон. Кіркова частина рухового аналізатора розвивається поступово, досягаючи „зрілості“ до 13–15 років. Значну роль у становленні рухового аналізатора виконує трудове і фізичне виховання.

Мембранний потенціал м’язових волокон у новонароджених складає 55–60 мВ. За рахунок збільшення проникності для іонів калію, натрію, підвищення роботи натрій-калієвої помпи вже до 3 місяців він досягає 70–80 мВ. Потенціал дії у плоду має платоподібну форму (як у серцевого м’яза), а 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 гладкого. У постнатальному розвитку всі ці властивості змінюються і досягають значень, характерних для дорослих, до 9–15 років.

У плода переважає тонус м’язів-згиначів, що сприяє створенню оптимальної для нього пози. У новонароджених навіть під час сну тонус усіх м’язів, особливо м’язів-згиначів, 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 та (або) незрілістю вестибулярних ядер. У міру дозрівання пірамідної системи (6 місяців після народження та пізніше) тонус м’язів-згиначів знижується, що має важливе значення для розвитку локомоторних функцій – сидіння, стояння і ходьби.

За рахунок комплексу безумовних рухових рефлексів плід робить рухи (локомотивні реакції), які сприймаються матір’ю як ворушіння. Частота рухів плоду залежить від його стану. Наприклад, незначна гіпоксія може приводити до їх почастішання, а глибока – до гальмування. Тому реєстрація рухів 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 положенні і певною мірою забезпечує індукцію пологів, а також сам процес народження плоду.

Розвиток трудової активності та координації рухів. У новонародженої дитини спостерігаються безладні рухи кінцівок, тулуба, голови, спостерігається здатність до плавального рефлексу, прояв якого особливо виражений на 30–40 день життя: дитина здатна самостійно утримуватись на воді 15 хвилин (якщо рефлекс не розвивати – він згасне). Координація м’язів ока, що спостерігається на 2–3-му тижні, відображає перший прояв становлення механізмів цілеспрямованої рухової активності та координації. Вона проявляється у фіксації погляду дитини на яскравому предметі, слідкуванням за рухами високо піднятої іграшки. Наростання тонусу потиличних м’язів дає змогу дитині у віці 1,5–2 місяці піднімати голову (утримання голівки у вертикальному положенні при вертикальній позі дитини або підйом її при положенні на животі); у 2–2,5 місяці – 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 місяці), активне протягування руки до предмету, хапання предмету (5 місяців), ножицеподібне хапання предметів за рахунок стулення великого і середнього пальців (9–10 місяців), клешнеподібне хапання предметів, тобто захоплення з використанням кінцевих фаланг великого і вказівного пальців (12–13 місяців).

Координація м’язів спини виявляється в тому, що дитина здійснює поворот із спини на бік (4 місяці), із спини на живіт (5 місяців), поворот з живота на спину (5–6 місяців). Завдяки координації м’язів ніг у дитини з’являється здатність самостійно сидіти (6 місяців), повзати з перехресним рухом рук і ніг вперед (7–8 місяців), пересуватися рачки, тобто повзати з підведеним животом (8 місяців).

Важливим етапом у становленні координаційних механізмів є реалізації пози стояння (8–9 місяців) і ходьба: 10–11 місяці – перші кроки; 12–16 місяців – ходьба на зігнутих в колінному і кульшовому суглобах ногах; 2–3,5 роки – ходьба на „витягнутих паличках“, тобто не згинаючи ніг; 4–5 років – зріла хода з синхронними 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 осі), правильне поєднання рухів рук та правильна постава при ходьбі. На кінець 1-го року життя дитини кроки короткі, положення тіла нестійке. До 4 років довжина кроку дося­гає 40 см, від 8 до 15 років довжина кроку збільшується, а темп ходьби зменшується.

У процесі розвитку формуються й 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. У 4–5 років дитині доступні такі складні локомоції, як біг, стрибання, катання на ковзанах, плавання, гімнастичні вправи. Діти раннього віку при підстрибуванні не відривають ніг від землі, з трьох років злегка відривають ноги від землі, лише в 6–7 років спостерігається координація нижніх кінцівок при стрибках. Після 13 років різниця в стрибках у довжину стає виражена залежно від статі, а при стрибках у висоту – з 11 років. Діти 4–5-річного віку можуть малювати, грати на музичних інструментах, але всі ці рухи багато в чому недосконалі, і лише до 15 років (за рахунок багаторазового повторення і навчання) вони позбавляються цього недоліку. Період статевого дозрівання вносить до цього процесу тимчасові „негативні“ корективи. В цілому, вік від 6 до 14 років – це найбільш продуктивний період розвитку рухових навичок і фізичної досконалості, а період від 18 до 30 років є „золотим“ віком для розвитку моторики.

Вікові зміни рухової діяльності та координації рухів. У процесі росту і розвитку дитини розвиваються і рухові якості та координаційні здатності, для яких існує свій сенситивний період, тобто найсприятливіший для ефективного його розвитку. Розвиток м’язової сили проходить переважно за рахунок росту м’язової маси (гіпертрофії) і за рахунок підвищення ефективності керування м’язами та має гетерохронний характер: наприклад, сила м’язів-розгиначів спини досягає максимуму у 16 років, а м’язів-згиначів спини – у 20 років. Розвиток м’язової сили проходить нерівномірно: найінтенсивніше – у підлітковому віці, до 18 років приріст сили сповільнюється, а до 25–26 років призупиняється. Наприклад, м’язова сила кисті у 7 років становить 12–13 кг, у 10 років – 17–20 кг, у 14 років – 27–35 кг, в 17–31 рік – 48 кг; станова сила у 7 років досягає 31–34 кг, в 10 років – 38–42 кг, у 14 років – 53–54 кг.

Розвиток швидкості рухових актів пов’язаний з підвищенням швидкості м’язового скорочення, проведення збудження по нерву та синапсу, швидкістю обробки сенсорної інформації і прийняттям рішення в корі великих півкуль. Розвиток рухових процесів починається з 4–5 років, досягає максимуму в 14–30 років; сенситивний період припадає на вік від 6 до 14 років. Точність руху відображає міру координації рухових актів, яка залежить від розвитку рухового аналізатора. У 4–5 років діти не можуть здійснювати тонкі, точні рухи. Ріст точності починається з 6–7 років, досягає максимуму до 25–30 років; сенситивний період припадає на 11–16-річний вік. Спритність, тобто здатність максимально швидко виконати точний рух, є комбінацією двох якостей – швидкості та точності. Вона розвивається після 6 років, досягає максимуму до 17 років, а її сенситивний період припадає на 8–13 років.

Розвиток витривалості до тривалого виконання статичної та динамічної роботи (загальна витривалість) визначається збільшенням аеробної та анаеробної продуктивності організму, а також формування механізмів, що перешкоджають розвитку втоми. Розвиток витривалості проходить повільно, переважно в період статевого дозрівання, тому дітям до 12–13 років слід уникати тривалих навантажень. Максимальних значень витривалість досягає у 25–30 років. Одним із показників витривалості до статичних навантажень є тривалість розвитку м’язами кисті зусиль, що становлять 50 % від максимуму: в 7 років вона рівна 57–59 сек., у 10 років – 84–88 сек., у 14 років – 94–105 сек., а у 17 років – 108–114 сек. Добрим засобом тренування витривалості є ходьба, повільний біг, пересування на лижах. До 14 років м’язова витривалість дорівнює 50 %, до 16 років – 80 %.

Показником загальної (аеробної) витривалості або працездатності є величина максимального споживання кисню (з розрахунку на кг маси досягає найбільших значень до 17 років, абсолютне максимальне споживання кисню – до 25 років), а також потужність фізичної роботи (PWC₁₇₀), при якій частота серцевих скорочень (ЧСС) становить 170 уд./хв. У розрахунку на кг маси тіла ця величина становить у 10 років – 11–12 кгм/хв., у 14 років – 14–15 кгм/хв., а в 16 років – 15– 17 кгм/хв.

Школярі в 7–11 років мають низькі показники м’язової сили і пристосовані до короткочасних швидкісно-силових вправ динамічного характеру. Період росту м’язо­вої сили у хлопчиків в 14–17 років, у дівчаток –14–15 років.

За рахунок інтенсивного розвитку в 7–11 років, швидкості рухів (частоти, швидкості рухів, часу реакції тощо) школярі дуже добре адаптуються до швидкісних навантажень і можуть показувати чудові результати з бігу, плавання, тобто там, де швидкість рухів має провідне значення. Велика рухомість хребта, висока еластичність зв’язок зумовлюють високий приріст гнучкості в 7–10 років, у 13–15 років цей показник досягає максимуму. В 7–10 років високими темпами розвивається спритність рухів. До 12–14 років відбувається підвищення влучності кидків, попадання в ціль, точності стрибків.

Різнобічна м’язова діяльність підвищує працездатність організму, при цьому зменшуються енергетичні витрати організму на виконання роботи. При систематичному виконанні фізичних вправ і навантажень формується досконаліший механізм дихальних рухів, збільшується глибина дихання, підвищується використання кисню тканинами організму.

Унаслідок кінезофілії, тобто біологічної потреби організму в русі, для оптимального фізичного й інтелектуального розвитку кожна дитина щодня повинна виконувати певний об’єм м’язового навантаження. У 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 гіперкінезія, порушує темпи розвитку організму.

Геронтологічні зміни. При старінні в кістках, хрящах і в апараті зв’язок хребта і кінцівок відбуваються виражені дистрофічно-деструктивні зміни. Вони проявляються у таких явищах, як остеопороз і гіперпластичний процес. Одночасно виникають компенсаторно-пристосувальні реакції, спрямовані на відновлення втраченої функції і структури (кістково-хрящові розростання країв тіл хребців і дисків, зміна їх форми, зміна кривизни хребта). Віковий остеопороз, тобто розрідження кісткової маси або рарефікація – це зниження маси кісток в результаті зменшення в них матриксу і числа кісткової тканини. Остеопороз обумовлений порушенням синтезу ферментно-білкових систем у кістковій тканині, яке виникає в результаті накопичення дефектів у нуклеотидному складі ДНК. Після 40-річного віку кожні 10 років чоловіки втрачають до 3 % кісткової маси, а жінки – до 8 %. Унаслідок недоліку вітаміну D при старінні порушується і процес кальцифікації скелета, що призводить до остеомаляції, тобто до розм’якшення кісток. Все це зменшує міцність кісток до стиснення, розтягування і вигинів. Наприклад, у молодих людей кісткова тканина поперекового хребця руйнується при навантаженні в 800–1000 Н/см², а у літніх і старих людей – при навантаженні в 300–400 Н/см². Остеопороз підвищує ризик перелому кісток у літніх і старих людей, особливо у жінок.

Після 50-ти років у суглобах (особливо, в суглобах кисті, в суглобах хребта) внаслідок зміни судин синовіальної оболонки і численних травмувань відбуваються виражені зміни хрящів (стоншування, втрата еластичності), що спонукає розвиток остеоартритів. Цьому сприяє і дистрофічно-деструктивні процеси в кістковій тканині, за рахунок яких змінюється форма і зближуються суглобові кінці кісток із збільшенням площі зіткнення і потовщенням їх рельєфу.

При старінні на поверхні тіл хребців з’являються патологічні кісткові нарости (остеофіти), які здавлюють корінці спинномозкових нервів, викликаючи гострий біль. Цю симптоматику остеохондрозу підсилює таке явище, як сплощення міжхребетних дисків, що відбувається в результаті втрати води й інших деструктивно-дистрофічних процесів.

При старінні у багатьох людей збільшення кривизни хребта в сагітальній і фронтальній площинах, зниження висоти хребетних дисків і товщини хряща кісток, що утворюють суглоби, приводить до зниження росту. Кожні 20 років ріст зменшується приблизно на 1,27 см.

Різнобічна м’язова діяльність підвищує працездатність організму, при цьому зменшуються енергетичні витрати організму на виконання роботи. При систематичному виконанні фізичних вправ і навантажень формується досконаліший механізм дихальних рухів, збільшується глибина дихання, підвищується використання кисню тканинами організму.

 

Таким чином, розвиток рухів та механізмів їх координації найбільш інтенсивно проходить в перші роки життя та до підліткового віку. Їх удосконалення завжди тісно пов’язане з розвитком нервової системи дитини, тому будь-яка затримка в розвитку рухів повинна викликати настороженість. У підлітковий вік координація рухів внаслідок гормональних перебудов в організмі дитини дещо порушується. Однак, це явище тимчасове, яке після 15 років зникає. Загальне формування всіх координаційних механізмів закінчується у підлітковому віці, а до 18–25 років вони повністю відповідають рівню дорослої людини.

 

Питання для самоконтролю:

1. Біологічне значення опорно-рухової системи.

2. Хімічний склад кісток та його вікові особливості.

3. Вікові особливості хребта.

4. Вікові особливості грудної клітки.

5. Вікові особливості черепа.

6. Вікові особливості верхніх та нижніх кінцівок.

7. Біологічне значення м’язової системи та розвиток м’язів в онтогенезі.

8. Розвиток рухової активності.

9. Функціонування опорно-рухового апарату у літній період.

Література для поглибленого вивчення:

1. Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. – С-Пб: Сотис, 1998. – 526 с.

2. Белецкая В.И., Громова З.П., Єгорова Т.И. Школьная гигиена: Учебное пособие для студентов пед. институтов. – М., 1983.

3. Дубровский В.И. Валеология. Здоровый образ жизни, М.: Флинта, 1999. – 560 с.

4. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. - 384 с.

5. Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.

6. Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: Професіонал, 2004. – 480 с.

7. Начала физиологии. Учебник для вузов /Под ред. Акад. А.Д. Ноздрачева. – С.-П.: Лань, 2001. – 1088 с.

8. Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков. - М.: Изд. Центр «Академия», 2000. – 376 с.

9. Сапин М.Р., Брыскина З.Г. Анатомия и физиология детей и подростков. – М.: Академия, 2004. – 456 с.

10. Сапин М.Р., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма). - М.: Изд. Центр «Академия», 1999. - 448 с.