Развитие костной системы в детстве и юности

АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ И ГИГИЕНА КОСТНОЙ И МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМ

Движения человека вызываются нервной системой, направля­ющей по двигательным нервам центробежные импульсы в мышцы, что обеспечивает его жизнь и трудовую деятельность. Сокращаю­щиеся мышцы перемещают кости. Следовательно, в движениях непосредственно участвуют мышцы и кости.

Костная система является также опорой тела и защищает от повреждений нервную систему и внутренние органы.

КОСТНАЯ СИСТЕМА

Кости. Скелет человека имеет тот же план строения, что и скелет высших животных, но целый ряд особенностей скелета человека определяется передвижением на двух конечностях, высо­ким развитием руки, головного мозга и т. д. Скелет состоит из 206 костей: 85 парных и 36 непарных. Кости являются органами тела. Вес скелета у мужчины равен примерно 18% веса тела, у женщины— 16%, у новорожденного— 14%. Кроме костей скелет включает хрящи и связки.

По форме и строению различают 4 основных вида костей: длин­ные, плоские, короткие и смешанные.

Длинная, или трубчатая, кость состоит из диафиза, внутри которого в полости находится костный мозг, и двух эпифизов. На эпифизах различают головку и шейку кости. Конец кости, распо­ложенный ближе к туловищу, называется проксимальным, а уда­ленный от него — дистальным. На эпифизах расположены сустав­ные поверхности, покрытые гиалиновым хрящом. Длинные кости составляют основу скелета рук и ног.

Плоские, или широкие, кости образуют полости для внутренних органов (кости черепа и таза) и к ним прикрепляются фасции и многие мышцы. К некоторым плоским костям прикрепляются только мышцы (лопатка).

Короткие кости располагаются в подвижных участках тела и где необходима большая прочность (позвонки, мелкие кости кисти и стопы).

Смешанные кости имеют разнообразную форму (височная кость).

Поверхность костей образует бугры, бугорки, борозды, гребни, вырезки, отверстия и т. д., где, прикрепляются сухожилия мышц или проходят сосуды и нервы.

3 С, И. Гальперин

Переломы и срастание костей. Переломы костей вызываются либо механическим повреждением (травматические), либо болез­ненным процессом (патологические). Прямой механический пере­лом производится непосредственным действием на кость, непрямой чаще всего вызывается силой тяжести тела. Переломы делят также на закрытые, при которых обломанные края костей изолированы от внешней среды кожей, и открытые, когда вследствие поврежде­ния кожи обломанные края костей обнажены и поэтому инфицированы. Переломы костей бывают иногда у детей, но большинство переломов происходит в среднем и старческом возрасте.

Образование костной мозоли. Срастание обломков кости зависит от возраста, состояния нервной системы, функций желез внутренней секреции, питания, характера соприкосновения обломанных краев и т. д. Скорость срастания при открытом пере­ломе, кроме того, зависит от загрязнения и заживления раны, толщины кости и характера перелома. В местах прикрепления мышц и связок благодаря более развитой надкостнице срастание происходит быстрее. У взрослых образование костной мозоли на­чинается через 30—35 дней после перелома и заканчивается через 8—24 недель.

Соединение костей. Различают два вида соединений костей: непрерывные и прерывающиеся. Непрерывные, или неподвижные, делят на соединения посредством: 1) соединительной ткани (связки, перепонки, швы черепа), 2) хрящевой ткани (межпозвоночные диски и др.) и 3) костной ткани (слияние крестцовых позвонков в крестцовую кость и др.). К прерывающимся, подвижным соеди­нениям относят суставы. Промежуточные соединения костей — полусуставы (лонное сращение и др.), характеризуются полуподвижностью.

Сочлененные кости двигаются в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Осью вращения называется линия, вокруг которой происходит вращательное движение. Главными осями называются 3 перпендикулярные друг другу оси: 1) поперечная (фронтальная), вокруг которой происходит сгибание и разгибание, 2) передне-зад­няя (сагиттальная), вокруг которой совершается отведение от средней линии и приведение к ней, и 3) вертикальная (продоль­ная), вокруг которой происходит вращение кнутри и кнаружи. Кроме того бывает еще круговое движение.

Строение сустава. В образовании сустава участвуют со­членяющиеся суставные поверхности костей, между которыми находится суставная полость, ограниченная суставной капсулой. Суставная капсула состоит из двух слоев: наружного, соедини-тельнотканого, и внутреннего, синовиального, вырабатывающего особую жидкость — синовию, увлажняющую и смазывающую суставные поверхности, что уменьшает трение между ними. Кроме того, синовия участвует в обмене жидкости и благодаря сцеплению укрепляет сустав. Снаружи сустав укреплен связками, которые располагаются перпендикулярно осям вращения. Некоторые су-ставы укреплены связками и внутри.

Внутри суставов встречаются особые приспособления, увеличи­вающие сочлененные поверхности — губы, диски, мениски из соединительной ткани и хряща.

Полость сустава герметически замкнута. Между суставными поверхностями всегда отрицательное давление (меньше атмосфер­ного), поэтому наружное атмосферное давление препятствует их расхождению.

Рис. 24. Виды суставов:

/ — шаровидный (плечевой)
трехосный; II — ореховид­
ный (тазобедренный) трех­
осный; /// —эллипсовидный
(лучезапястный) двухосный;
IV — седловидный (запястно-
пястный первого пальца ки­
сти) двухосный; V — блоко-
видный сустав (межфаланго-
вый) одноосный; Va — слож­
ный (локтевой) из трех
(/ — плечелучевой, шаровид­
ный, 2 — плечелоктевой,
блоковидный, одноосный,
3 — лучелоктевой, цилиндри­
ческий, одноосный); VI — лу-
челактевые одноосные;

VII — плоские, между костя­ми предплюсны (4 — кубо­видная, 5 — ладьевидная,

6 — третья клиновидная,

7 — вторая клиновидная,

8 — первая клиновидная,

9 — плюсневые); VIII — вин­
тообразный (голеностопный)
одноосный, функционирует

как блоковидный

Главнейшие суставы тела. Они разделяются по форме суставной поверхности и по осям вращения на суставы: 1) с тремя осями вращения; 2) с двумя осями вращения; 3) с одной осью вращения. К первой группе относятся шаровидные — наиболее подвижные, например, сустав между лопаткой и плечевой костью. Разновидностью является ореховидный сустав между безымянной костью и бедром. Ко второй группе относятся эллипсовидные суставы, например между черепом и 1-м шейным позвонком, и седловидные, например сустав между пястной костью 1-го пальца руки и соответствующей костью запястья. К третьей группе при­надлежат блоковидные, например между фалангами пальцев, цилиндрические —между локтеврй и лучевой костью и винтооб­разные— локтевой сустав (рис. 24).

Любое незакрепленное тело обладает шестью степенями сво­боды, так как может производить 3 поступательных и 3 враща­тельных движения по осям координат. Закрепленное тело произ­водит только вращения. Так как все звенья тела закреплены, суставы с тремя осями вращения наиболее подвижны и имеют 3 степени свободы. Суставы с двумя осями вращения менее по­движны — 2 степени свободы. Наименьшей подвижностью обладают суставы с одной осью вращения — одна степень свободы.

Вывихи. Полное стойкое смещение суставных поверхностей костей называется вывихом, а неполное смещение — подвывихом. Вывихнутой считают дистальную кость, а в позвоночнике — выше­лежащий позвонок.

Врожденный вывих бедра встречается у 0,2—0,5% всех ново­рожденных. Закрытое вправление производится до двух-трех лет, позже—-открытое вправление.

Травматические вывихи встречаются в 8—10 раз реже перело­мов— чаще на руках, чем на ногах, и в 3—4 раза чаще у мужчин, чем у женщин. Больше половины вывихов приходится на плечо.

Первая помощь при переломах и вывихах состоит в прекраще­нии движения в поврежденном суставе. С этой целью при перело­мах на него накладывается неподвижная шина с мягкой подстил­кой (шиной должен быть твердый предмет — палка, зонтик, твердый картон и т. д.), а при вывихах — мягкая подстилка, или производится подвешивание на косынке. Следует немедленно обратиться к врачу, ни в коем случае не лечить своими силами.

РАЗВИТИЕ КОСТНОЙ СИСТЕМЫ В ДЕТСТВЕ И ЮНОСТИ

Процесс окостенения. У детей в утробный период скелет со­
стоит из хрящевой ткани. Точки окостенения появляются на 7—8-й
неделе утробной жизни. У новорожденного все диафизы трубчатых
костей окостеневшие.

После рождения процесс окостенения продолжается. Сроки появления точек окостенения и окончания окостенения различны для разных костей. Для каждой кости эти сроки относительно постоянны, поэтому по этим срокам можно судить о нормальном развитии скелета у детей и об их возрасте. Скелет ребенка отли­чается от скелета взрослого человека размерами, пропорциями, строением и химическим составом.

Развитие скелета у детей в значительной мере определяет раз­витие тела, например, мускулатура развивается медленнее, чем растет скелет.

Существуют два пути развития кости. Некоторые кости разви­ваются непосредственно из мезенхимы (кости крыши черепа, лица и отчасти ключица и др.) —это первичное окостенение.

При первичном окостенении образуется скелетогенный мезен-химный синцитий, в котором появляются клетки остеобласты, пре­вращающиеся в костные клетки — остеоциты, и фибриллы, пропи­танные солями извести и превращающиеся в костные пластинки.

Следовательно, кость развивается из соединительной ткани. Но большая часть костей скелета сначала закладывается в виде плот­ных мезенхимных образований, имеющих приблизительно очерта­ния будущих костей, которые затем превращаются в хрящевые и замещаются костными (кости основания черепа, туловища и конечностей) —это вторичное окостенение.

При вторичном окостенении развитие кости происходит на месте хряща снаружи и внутри. Снаружи костное вещество обра­зуется остеобластами надкостницы. Внутри хряща возникает ядро окостенения, хрящ рассасывается и замещается костью. Кость по мере ее роста рассасывается изнутри особыми клетками остео­кластами, а снаружи происходит наложение костного вещества. Рост кости в длину происходит за счет образования костного вещества в хрящах, которые располагаются между эпифизом и диафизом, а эти хрящи постепенно сдвигаются в сторону эпифиза. У людей многие кости закладываются отдельными частями, кото­рые потом сливаются в одну кость, например, тазовая кость сна­чала состоит из. трех частей, которые сливаются вместе к 14— 16 годам.

Трубчатые кости тоже закладываются тремя основными частями (не считая ядер окостенения в местах образования костных высту­пов), которые потом сливаются. Например, большеберцовая кость у зародыша состоит из сплошного гиалинового хряща. На 8-й не­деле утробной жизни в средней его части начинает откладываться известь, и постепенно она снаружи, а затем изнутри замещается костью диафиза, а эпифизы остаются хрящевыми. В верхнем эпи­физе ядро окостенения появляется после рождения, а в нижнем — на 2-м году жизни. В середине эпифизов, наоборот, кость сначала растет изнутри, потом снаружи. Наконец, остаются только 2 про­слойки эпифизарного хряща, отделяющие диафиз от эпифизов.

В 4—5 лет в верхнем эпифизе бедренной кости появляются костные балочки. После 7—8 лет костные балочки удлиняются и становятся однородными и компактными. Толщина эпифизарного хряща к 17—18 годам достигает 2—2,5 мм. К 24 годам рост верх­него конца кости закапчивается и верхний эпифиз срастается с диафизом; нижний эпифиз прирастает к диафизу еще раньше—• к 22 годам.

К концу полового созревания окостенение трубчатых костей завершается у женщин в 17—21, а у мужчин в 19—24 года. С окончанием окостенения трубчатых костей прекращается их рост в длину, поэтому мужчины, у которых половое созревание закан­чивается позднее, чем у женщин, имеют в среднем более.высокий рост.

Пластинчатая кость развивается с 5 месяцев до 1,5.лет, т. е. когда ребенок становится на ноги. В течение 2-го года большая часть костной ткани имеет пластинчатое строение и к 2,5—3годам, остатки грубоволокнистой ткани уже отсутствуют.

Окостенение задерживается при понижении функций желез внутренней секреции (передней части аденогипофиза, щитовидной,

околощитовидных, вилочковой, половых), недостатке витаминов, особенно D. -Окостенение ускоряется при преждевременном поло­вом созревании, повышенной функции передней части аденогипо-физа, щитовидной железы и коры надпочечников. Задержка и ускорение окостенения особенно отчетливо проявляются до 17— 18 лет и могут достичь 5—10-летней разницы между «костным» и паспортным возрастами. Иногда на одной стороне тела окостене­ние происходит быстрее или медленнее, чем на другой.

Возрастные особенности химического состава и строения костей. У детей кости содержат относительно больше органических веществ и меньше неорганических, чем у взрослых. С возрастом химиче­ский состав костей изменяется, значительно увеличивается коли­чество солей кальция, фосфора, магния и других элементов и меняется соотношение между ними. Кальций в большом количе­стве задерживается в костях маленьких детей, а фосфор — детей старшего возраста.

У новорожденного неорганические вещества составляют ¹/₂ веса кости, а у взрослого — ⁴/s-

С изменением строения и химического состава костей изме­няются их физические свойства; у детей они более эластичны и менее ломки, чем у взрослых. Хрящи у детей также более пла­стичны. В строении и составе костей наблюдаются значительные возрастные.различия, особенно отчетливо в количестве, располо­жении и строении гаверсовых каналов. С возрастом их количество уменьшается, а расположение и строение изменяются. Чем старше ребенок, тем больше плотное вещество кости, а чем моложе, тем больше губчатое. Строение трубчатых костей к 7 годам сходно с взрослым человеком, но между 10—12 годами губчатое вещество костей еще интенсивно изменяется, и его строение становится отно­сительно постоянным к 18—20 годам.

Чем младше ребенок, тем больше надкостница сращена с ко­стью, а чем старше, тем она все больше отграничивается от плот­ного вещества кости и к 7 годам она уже отграничена от него. К 12 годам плотное вещество кости имеет почти однородное строе­ние, к 15 совершенно исчезают единичные участки рассасывания плотного вещества, а к 17 в нем преобладают большие остеоциты.

С 7 до 10 лет резко замедляется рост костномозговой полости в трубчатых костях, и она окончательно формируется с 11 —12 до 18 лет, когда равномерно растет слой плотного вещества и увели­чивается костномозговой канал.

В костномозговом канале и между пластинками губчатого вещества находится костный мозг. У новорожденных есть только красный костный мозг, богатый кровеносными сосудами; в нем происходит кроветворение. С б месяцев он постепенно заменяется в диафизах трубчатых костей желтым, состоящим главным обра­зом из жировых клеток. К 12—15 годам эта замена почти закан­чивается.

У взрослых красный костный мозг сохраняется в эпифизах трубчатых костей, в грудине, ребрах и позвоночнике. Общее количество красного костного мозга достигает 1500 см³.

У детей костная мозоль образуется через 21—25 дней, а у груд­ных еще быстрее. У детей до 10 лет вывихи редки ввиду большой растяжимости связочного аппарата.

Череп. Череп (рис. 25) является скелетом головы. Соответст­венно особенностям развития, строения и функции различают 2 отдела черепа: мозговой череп и лицевой череп, образующий

20 21

18

15'

Рис. 25. Череп сбоку:

/ — лобная кость, 2 — те­
менная кость, 3 — затылоч­
ная кость, 4 — чешуя.височ­
ной кости, 5 — сосцевидный
отросток височной кости.
6 — наружный слуховой про­
ход, 7 — скуловая кость,
8 — скуловая дуга, 9 — глаз­
ница, 10 — носовая кость,
// — верхняя челюсть,

12 — носовая полость,

13 — суставной отросток ниж­ней челюсти, 14 — венечный отросток нижней челюсти,

15 — угол нижней челюсти,

16 — подбородочная бугри­
стость, 17 — слезная кость,
18 — большое крыло клино­
видной кости, 19 —- затылоч­
ный шов, 20 — чешуйчатый

шов, 21 — венечный шов

костную основу дыхательного аппарата и пищеварительного ка­нала.

Мозговой череп состоит из крыши и основания. Кости крыши относятся к покровным костям. Каждая из двух теменных костей представляет четырехугольную пластинку с четырьмя зубчатыми краями. Теменные кости образуют теменной бугор. Спереди от теменных костей лежит лобная. Большая ее часть представлена чешуей, наиболее выпуклые части которой — лобные бугры, а ниже расположены глазничные части. Между глазницами находится ее носовая часть, примыкающая к носовым костям, а снизу вырезка, заполненная решетчатой костью. Сзади теменных костей располо­жена затылочная кость, участвующая в образовании основания черепа и в соединении черепа с позвоночником. По бокам крыши черепа находятся две височные кости, которые также участвуют в образовании основания черепа. В каждой из них находятся орган слуха и вестибулярный аппарат. В основании черепа располагается клиновидная кость. Кости основания черепа, развившиеся из

хряща, соединяются хрящевой тканью, которая с возрастом также заменяется костной. Кости крыши, развившиеся из соединительной ткани, соединяются соединительноткаными швами, которые к старости становятся костными. Это относится и к лицевому черепу.

Лицевой череп включает две верхние челюсти, скуловые, слез­ные, решетчатые, небные, носовые кости, нижнюю носовую рако­вину, сошник, нижнюю челюсть и подъязычную кость

Возрастные особенности черепа. Мозговой и лице­вой череп образуются из мезенхимы. Кости черепа развиваются как первичным, так и вторичным путем.

Череп детей значительно отличается оъ черепа взрослых вели­чиной по сравнению с размерами тела, строением и пропорциями отдельных частей. У новорожденного мозговой череп в 6 раз больше лицевого, а у взрослого — в 2,5 раза. Следовательно, у но­ворожденного лицевой череп относительно меньше мозгового. Эти различия- с возрастом исчезают.

У детей с возрастом изменяется не только форма черепа и составляющих его костей, но и число этих костей.

Череп растет неравномерно от рождения до 7 лет. Затылочная кость выпячивается и вместе с теменными костями растет особенно энергично.

Череп растет наиболее быстро на первом году жизни. У ново­рожденного объем черепа равен Vs взрослого, в 6 месяцев — '/2, а в 2 года — ²/3. В течение первого года толщина стенок черепа уве­личивается в 3 раза. Роднички закрываются и замещаются кост­ными швами на 1—2 годах жизни: затылочный — на 2-м месяце, клиновидный — 2—3 месяцах, сосцевидный — в конце 1-го или начале 2-го года, лобный — на 2-м году. К 1,5 годам роднички полностью зарастают и к 4-м годам образуются черепные швы.

С 3 до' 7 лет основание черепа с затылочной костью растет быстрее, чем свод. В 6—7 лет полностью срастается лобная кость. К 7 годам основание черепа и затылочное отверстие достигают относительно постоянной величины и происходит резкое замедле­ние в развитии черепа. С 7 до 13 лет рост основания черепа еще больше замедляется, а рост крыши черепа несколько усиливается в 6—8 и в 11 —13 лет. Рост свода завершается в основном к 10 го­дам. Емкость черепа к 10 годам равна 1300 см³ (у взрослого — 1500—1700 см³). В росте черепа наблюдаются три волны ускоре­ния: до 3—4, с 6 до 8 и с 11 до 15 лет. С 13—14 лет особенно интенсивно растет лобная кость, преобладает развитие лицевого черепа во всех направлениях и складываются характерные черты физиономии. В 18—20 лет заканчивается образование синостоза между телами затылочной и клиновидной костей, что прекращает рост в длину основания черепа. Полное слияние костей черепа происходит в зрелом возрасте.

Развитие черепа продолжается от наступления половой зре­лости до 20—30 лет. После 30 лет швы черепа постепенно стано­вятся костными. Развитие нижней челюсти зависит от работы

жевательных мышц и состояния зубов. В ее росте наблюдаются две волны ускорения: до 3 лет и с 8 до 11 лет.

Все размеры головы увеличиваются у школьников очень мед­ленно. Во всех возрастах у мальчиков средняя окружность головы больше, чем у девочек. Наибольший прирост го­ловы наблюдается с И до 17 лет, т. е. в период полового созревания: у девочек к 13—14 годам, а у мальчиков — к 13—15.

Отношение окружности головы к росту с воз­растом постепенно уменьшается. В 9—10 лет окружность головы равна в среднем 52 см, в 17— 18 лет—55 см. Емкость полости черепа у женщин в среднем меньше, чем у мужчин, примерно на 100 еж³.

Существуют индивидуальные особенности че­репа. Различают две крайние формы черепа: длин­ноголовую и короткоголовую.,

Позвоночник взрослого и ребенка. Позвоночник состоит из 24 свободных позвонков (7 шейных, 12 грудных и 5 поясничных) и 9—10 несвободных (5 крестцовых и 4—5 копчиковых). Свободные по­звонки сочленяются между собой, соединены связ­ками и между ними находятся эластические меж­позвоночные диски из волокнистого хряща. Крест­цовые и копчиковые позвонки сращены и образ-уют крестец и копчик (рис. 26).

Развитие позвоночника. Позвонки раз­виваются из хрящевой ткани, которая с возрастом уменьшается. Различают 4 этапа развития эпифи­зов позвонков: 1) до 8 лет—хрящевой эпифиз, 2) от 9 до 13 лет — его обызвествление, 3) от 14 до 17 лет — костный эпифиз и 4) слияние эпифиза с телом позвонка. С 3 до 15 лет размеры нижних поясничных позвонков увеличиваются больше, чем верхних грудных, что обусловлено увеличением веса тела, его давлением на нижерасположенные позвонки.

С 3 лет позвонки одинаково растут в высоту и ширину, а с 5—7 лет больше растут в высоту. В 6—.8 лет образуются центры окостенения в верх­ней и нижней поверхностях тел позвонков и в кон­цах остистых и поперечных отростков. Спинномозго­вой канал особенно быстро развивается до 5 лет. Так как тела позвонков растут быстрее дужек, то ёмкость канала "относительно уменьшается, что соответствует уменьшению относи­тельных размеров спинного мозга. Развитие спинномозгового ка­нала заканчивается к 10 годам. Структура тела позвонков продол­жает развиваться у детей старшего школьного возраста.

Окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков закан-

чивается к 20, крестцовых — к 25 годам, а копчиковых — к 30 го­дам.

Особенно резко увеличивается длина позвоночника на первом и втором годах жизни. Затем рост позвоночника замедляется и снова ускоряется с 7 до 9 лет; у девочек больше, чем у мальчиков. С 9 до 14 лет прирост длины позвоночника у мальчиков и девочек замедляется в несколько раз, а с 14 до 20 лет еще больше. У юно­шей рост позвоночника заканчивается после 20 лет, а у девушек он растет до 18 лет. Рост позвоночника у женщин прекращается раньше, чем у мужчин. Средняя длина позвоночника у мужчин 70 — 73 см, у женщин — 66 — 69 см. К концу полового созревания рост длины позвоночника почти заканчивается. Длина позвоноч­ника равняется приблизительно 40% от длины тела.

Подвижность позвоночника зависит от высоты межпозвоночных хрящевых дисков и их упругости, а также от фронтального и сагиттального размера тел позвонков. У взрослого общая высота межпозвоночных дисков равна ^!/4 высоты подвижной части позво­ночника. Чем выше межпозвоночные диски, тем больше подвиж­ность позвоночника. Высота дисков в поясничном отделе состав­ляет ^{/з высоты тела смежного позвонка, в верхней и нижней части грудного отдела — Ys, в средней его части — ^!/е, в шейном отделе — ^!/4. Поэтому в шейном и поясничном отделах позвоночник имеет наибольшую подвижность.

В крестцовом отделе позвоночник к 17 — 25 годам становится неподвижным вследствие замещения межпозвоночных дисков кост­ной тканью.

Сгибание позвоночника больше его разгибания. Наибольшее сгибание позвоночника происходит в шейном отделе (70°), не­сколько меньше в поясничном, наименьшее — в грудном отделе. Наклоны в сторону наибольшие между грудным и поясничным отделами (100°). Круговое движение наибольшее в шейном отделе (75°) и почти невозможно в поясничном (5°). Следовательно, наи­более подвижен шейный отдел, несколько меньше поясничный и наименее подвижен грудной, так как его движения тормозят ребра.

Подвижность позвоночника у детей гораздо больше, чем у взрослых, особенно с 7 до 9 лет, что зависит от относительно большей величины межпозвоночных дисков и их большей упру­гости. Развитие межпозвоночных дисков происходит долго и за­канчивается к 17 — 20 годам.

Позвоночник после рождения приобретает 4 физиологических изгиба. С подниманием головы у ребенка б — 7 недель происходит изгиб кпереди — лордоз в шейном отделе. В 6 месяцев в резуль­тате сидения образуются изгибы кзади — кифозы в грудном и крестцовом отделах, а около 1 года с началом стояния — лордоз в поясничном отделе. Вначале изгибы удерживаются мускулату­рой, а затем связочным аппаратом, хрящами и костями позвонков. К 3 — 4 годам эти изгибы постепенно увеличиваются после стояния, ходьбы, под действием силы тяжести и работы мышц. Шейный

лордоз, грудной кифоз окончательно образуются к 7 годам, а пояс­ничный лордоз — к 12. Поясничный лордоз окончательно обра­зуется к периоду половой зрелости. Поднятие чрезмерных тяже­стей увеличивает его.

У взрослых первый изгиб позвоночника — шейный, умеренный лордоз образован всеми шейными и верхними грудными позвон­ками; наибольшая выпуклость прихо­дится на 5—6-й шейные позвонки. Вто­рой изгиб — сильный грудной кифоз; наибольшая выпуклость приходится на 6—7-й грудные позвонки, Третий изгиб — сильный поясничный лордоз, образован последними грудными и всеми поясничными позвонками. Чет­вертый изгиб — сильный крестцово-копчиковый кифоз (рис. 27).

Благодаря пружинному движению позвоночника изменяется величина его изгибов, например при прыжках. Вследствие изменений его изгибов и высоты межпозвоночных дисков изме­няется длина позвоночника с возра­стом и в течение одного дня. В тече­ние суток рост колеблется в пределах 1 см, а иногда и 2—2,5 см и даже 4—6 см. В положении лежа длина тела человека больше на 2—3 см, чем в положении стоя.

У детей причиной ненормально уве­личенных изгибов позвоночника не­редко является рахит — недостаточное отложение известковых солей в расту­щих костях.

Грудной кифоз ненормально уве­личивается у школьников при дли­тельном согнутом положении позво­ночника и слабости спинных мышц. Школьные кифозы возникают в ре­зультате несоответствия роста тела увеличению крепости костей позвоноч­ника.

Кифоз усиливается у детей при сгибании тела, ходьбе, работе за станком и неправильной посадке за партой или столом, в том случае, когда они низки или высоко сидение. Если парта или стол высоки, а сидение низко, то развивается ненормальный лордоз.

Искривление позвоночника в сторону — сколиоз, нередко появ­ляется у школьников в результате длительного неподвижного сиде­ния за партой или столом и неправильной косой посадке, чаще

всего при писании.

Различают две основные формы сколиоза: грудную и пояснич­ную. Грудная форма вызывает резкие нарушения функций сердца и легких. Она отличается наиболее выраженной склонностью к прогрессировавших Поясничная форма меньше нарушает функ­ции сердечно-сосудистой и дыха­тельной систем, медленно прогрес­сирует и часто останавливается на ранних стадиях развития деформа­ции позвоночника. Образованию сколиоза способствуют рахит и сла­бость мышц. Поэтому для нормаль­ного развития позвоночника и осанки у школьников большое значение имеют правильная осанка при ходьбе, правильное положение ту­ловища при работе, например на станке, правильно устроенная парта и рабочий стол и правильная, наименее утомительная посадка за ними (рис. 28). Центр тяжести туловища должен быть между телами IX и X грудных позвонков. Большое значение для исправ­ления, корригирования искривления позвоночника имеют специаль­ные физические и спортивные упражнения, особенно в молодом возрасте. Дети с интересом участвуют в. играх и лечебной гимна­стике, имеющих корригирующее значение.

Грудная клетка. Грудную клетку составляют 12 пар ребер. Истинные ребра (с 1-й до 7-й пары) посредством хрящей соеди-

няются с грудиной, из остальных 5 ложных ребер хрящевые концы 8--й, -9-й и 10-й пар соединяются с хрящом вышележащего ребра, а 11-я и 12-я пары не имеют реберных хрящей и обладают наи­большей подвижностью, так как оканчиваются свободно. 2-я—7-я пары ребер соединены с грудиной небольшими суставами.

С позвонками ребра соединяются суставами, которые при под­нятии грудной клетки (рис. 29) определяют движение верхних ребер главным образом вперед, а нижних — в стороны.

Грудина — непарная кость, в которой различают 3 части: руко­ятку, тело и мечевидный отросток. Рукоятка грудины сочленяется с ключицей посредством сустава, содержащего внутрихрящевой диск; по характеру движений он приближается к шаровидным.

Форма грудной клетки зависит от возраста и пола. Форма груд­ной клетки изменяется и вследствие перераспределения силы тя­жести тела при стоянии и ходьбе, а также в зависимости от раз­вития мускулатуры плечевого пояса.

Развитие грудной клетки. Ребра развиваются из ме­зенхимы, превращающейся в хрящ на 2-м месяце утробной жизни. Их окостенение начинается на 5—8 неделе, а грудины на 6-м ме­сяце. Ядра окостенения в головке и бугорке появляются в верхних 10 ребрах в 5—6 лет, а в последних 2-х в 15 лет. Слияние частей ребра завершается к 18—25 годам.

До 1—2 лет ребро состоит из губчатого вещества, компактный слой развивается в середине и угле ребра с 3—4 лет, а с 7 лет он разрастается по всему ребру и в 10 лет продолжает увеличиваться в области угла. Окостенение ребер заканчивается приблизительно к 20 годам. В мечевидном отростке грудины ядро окостенения появляется в 6—12 лет, в 15—16 лет срастаются нижние отрезки тела грудины, мечевидный отросток срастается с ее телом в 25 лет.

Грудина развивается из множества парных точек окостенения, которые очень медленно сливаются. Окостенение рукоятки и тела грудины заканчивается к 21—25 годам, мечевидного отростка — к 30 годам, а слияние трех частей грудины в одну кость происхо­дит значительно позднее и далеко не у всех людей. Следовательно, грудина формируется и развивается позднее всех других костей скелета. У людей встречаются две крайних формы грудной клетки: длинная узкая и короткая широкая. Этим формам соответствуют и формы грудины. Основные формы грудной клетки коническая, цилиндрическая и плоская.

Форма грудной клетки значительно изменяется с возрастом. В первые годы жизни она в большинстве случаев имеет, как у обезьян, форму конуса с основанием, обращенным вниз. До 2,5— 3 лет грудная клетка растет параллельно с ростом тела, поэтому ее длина соответствует грудному отделу позвоночника. Позднее рост тела опережает рост грудной клетки, которая становится относительно короче. Окружность грудной клетки в первые 3 года увеличивается больше, чем длина туловища, а позднее отстает от нее. После 3 лет в верхней части грудной клетки начинает преоб­ладать поперечный диаметр, и она постепенно изменяет конусо-

образную форму на характерную человеческую. С возрастом, у мальчиков к 7—8 годам, а у девочек немного раньше, она при­обретает форму конуса с основанием, обращенным кверху, т. е. поперечный диаметр ее верхней части увеличивается. Грудная клетка приобретает такую же форму, как у взрослых, к 12—13 го­дам, но имеет меньшие размеры. Половые различия в форме груд­ной клетки проявляются приблизительно с 15 лет. С 15 лет начи­нается интенсивное увеличение сагиттального размера грудной клетки. У мальчиков во время вдоха резко поднимаются нижние ребра, у девочек — верхние.

В росте окружности грудной клетки также наблюдаются поло­вые различия. Окружность грудной клетки у мальчиков с 8 до 10 лет увеличивается на 1—2 см в год, а к периоду полового созре­вания, с И лет, на 2—5 см. Величина окружности грудной клетки превосходит половину величины роста у девочек до 7—8 лет, а у мальчиков — до 9—10, и с этого возраста половина величины роста становится больше размера окружности грудной клетки. У мальчиков с 11 лет ее прирост меньше, чем у девочек.

Превышение половины роста над окружностью грудной клетки зависит от того, что скорость роста тела больше скорости роста окружности грудной клетки. Прибавление веса тела также опере­жает рост окружности грудной клетки. Поэтому отношение окруж­ности грудной клетки к весу тела постепенно и равномерно умень­шается с возрастом.

В период полового созревания и в летние и осенние месяцы окружность грудной клетки растет быстрее. На рост окружности грудной клетки положительно влияют нормальное питание, хоро­шие гигиенические условия и физические упражнения. Развитие грудной клетки и ее подвижность зависят и от развития скелетных мышц. Чем больше развита скелетная мускулатура в результате мышечной деятельности, тем больше развита грудная клетка, осо­бенно после систематических упражнений в гребле, плавании и др. При этих благоприятных условиях жизни окружность грудной клетки у детей 12—15 лет больше, чем при неблагоприятных, на 7-^8 см, окружность груди сравнивается с половиной роста веред-нем к 15 годам, а не к 20—21 году, как у находившихся в небла­гоприятных условиях жизни. У детей при длительной работе, сопровождающейся сдавлением грудной клетки, и при неправиль­ной посадке на парте и опоре на нее грудью может возникнуть.деформация грудной клетки, что нарушает развитие сердца, круп­ных сосудов и легких.

Скелет верхних конечностей. К скелету верхних конечностей относятся плечевой пояс и скелет руки. Плечевой пояс состоит из лопатки и ключицы, а скелет руки — из плеча, предплечья и кисти. Кисть делится на запястье, пясть и пальцы (рис. 30).

Лопатка — плоская кость треугольной формы, расположенная на спине. Ключица — трубчатая кость, один конец которой сочле­няется с грудиной и ребрами, а другой —с лопаткой. У детей реберно-ключичный сустав появляется с 11 — 12 лет; наибольшего

развития он достигает у взрослых, особенно занимающихся физи­ческим трудом, и у физкультурников при упражнении плечевого пояса и рук.

Скелет руки состоит из плечевой кости (скелет плеча), из локтевой и лучевой костей (скелет предплечья) и из костей кисти.

Запястье составляют 8 мелких костей, расположенных в 2 ряда, которые образуют желоб на ладони и выпуклость на ее тыльной поверхности. Пясть состоит из 5 небольших трубчатых костей, из которых короче и толще кость большого пальца/длиннее — вторая кость, а каждая из следующих костей меньше предыдущей, за исключением I пальца, состоящего из двух фаланг; в четырех паль­цах по 3 фаланги. Самая большая фаланга проксимальная, меньше — средняя, наименьшая — дистальная. На ладонной по-

 

верхности внутри сухожилий между пястной костью большого пальца и его проксимальной фалангой расположены еще постоян­ные сесамовидные косточки и непостоянные — между пястной костью и проксимальной фалангой II и V пальцев.

К сесамовидным относится и одна из костей запястья — горохо­видная, заложенная в сухожилии мышцы в нижнем ряду у локте­вой кости. Эти кости особенно увеличивают плечо силы прикреп­ляющихся к ним мышц, а противопоставление большого пальца остальным четырем отличает руку человека от высших животных как орган труда и обеспечивает захват предметов.

У новорожденного ключица почти полностью костная, в грудинном ее отделе ядро окостенения образуется в 16—18 лет и сли­вается с ее телом в 20—25 лет. Ядро окостенения клювовидного отростка срастается с телом лопатки в 16—17 лет. Сииестозирова-ние акромиального отростка с ее телом заканчивается в 18— 25 лет.

У новорожденного все длинные кости (плечевая, лучевая, лок­тевая) имеют костные диафизы и хрящевые эпифизы. В запястье у него костей нет. Окостенение хрящей запястья начинается на 1-м году жизни в головчатой и крючковидной костях, в 2—3 года — в трехгранной, в 3—4 года — в полулунной, в 4—5 лет — в ладье­видной, в 4—6 лет — в многоугольной большой и в 7—15 лет — в гороховидной. Сесамовидные кости в первом пястнофаланговом суставе появляются в 12—15 лет. В 15—18 лет нижний эпифиз плечевой кости сливается с ее телом и верхние эпифизы сливаются с телами костей предплечья. Окостенение проксимальных и ди-стальных эпифизов фаланг происходит на 3-м году жизни.

«Костный возраст» определяют центры окостенения кисти. Окостенение заканчивается в ключице, лопатке и в плечевой кости в 20—25 лет, лучевой кости — 21—25, локтевой — 21—24, костях запястья—10—13, пястье—12, фалангах пальцев — 9—11. Оно заканчивается у женщины в среднем на 2 года раньше, чем у муж­чин.. Последние центры окостенения обнаруживаются в ключице и лопатке в 18—20 лет, плечевой кости—12—14, лучевой — 5—7, локтевой — 7-8, пястных и фалангах пальцев — 2—3 года. Окосте­нение сесамовидных костей обычно начинается в период полового созревания: у мальчиков в 13—14 лет, а у девочек —в 12—13. На­чало слияния частей 1 пястной кости свидетельствует о начинаю­щемся половом созревании.

Сроки окостенения костей рук должны учитываться при обуче­нии детей трудовым движениям и физическим упражнениям, а также письму и рисованию. Например, гимнастика удлиняет кисть. Дети не должны выполнять физических упражнений и тру­довых движений, нарушающих нормальный процесс окостенения.

Скелет нижних конечностей. Строение, сходное со скелетом верхних конечностей, включает тазовый пояс и скелет ноги. Тазо­вый пояс состоит из лобковой, подвздошной и седалищной костей, которые закладываются самостоятельно и с возрастом сливаются, образуя таз, соединенный сзади с крестцом. Таз представляет опору

для внутренних органов и ног. Благодаря подвижности пояснич­ного отдела позвоночника таз увеличивает амплитуду движений ноги, более ограниченных по сравнению с рукой.

Скелет ноги состоит из бедренной кости (скелет бедра), из большой берцовой и малой берцовой костей (скелет голени) и из костей стопы.

Предплюсну составляют таранная, пяточная, ладьевидная, ку­бовидная кости и 3 клиновидных. Плюсна состоит из пяти плюсне­вых костей, а пальцы стопы — из фаланг (более коротких, чем в руке): двух — в I пальце и по три в остальных.

Сесамовидные косточки расположены, как и в руке, но значи­тельно лучше выражены. Наиболее крупной сесамовидной костью является надколенная чашка, находящаяся внутри сухожилия четырехглавой мышцы бедра. Она увеличивает плечо силы этой мышцы и защищает коленный сустав спереди.

Кости таза интенсивно растут в первые 3 года. Их сращение начинается в 5—б лет, к 7—8 годам срастаются лобковая и седа­лищная кости. Примерно к 14—16 годам кости таза уже сращены, а полное их сращение заканчивается к 20—25 годам. Эти сроки необходимо учитывать при трудовых движениях и физических упражнениях, особенно для девочек-, у которых при резких прыж­ках с большой высоты и при ношении обуви на высоких каблуках несросшиеся кости таза могут незаметно сместиться, что приводит к неправильному сращению их и сужению выхода из полости малого таза и впоследствии затрудняет роды. Задержка роста и ненормальное сращение костей таза происходит при чрезмерно продолжительном и неправильном сидении или стоянии, переноске больших тяжестей, особенно при неравномерном их распределении, и нарушениях питания.

Размеры таза у женщин больше, чем у мужчин. Различают верхний — большой таз и нижний — малый таз.

У девочек поперечный размер входа в малый таз особенно быстро увеличивается с 8 до 10 лет, с 10 до 12 наблюдается неко­торое замедление его прироста, а с 12 до 14—15 лет его прирост снова увеличивается. Передне-задний размер увеличивается более постепенно; с 9 лёт он меньше поперечного. У мальчиков оба раз­мера таза увеличиваются более постепенно.

В бедренной кости к моменту рождения костным является только диафиз, а остальные ее части состоят из хряща. Длинные кости заканчивают синостозирование с 18 до 24 лет. Коленная чашка приобретает форму, характерную для взрослого к 10 годам.

Кости предплюсны развиваются гораздо раньше костей запястья, ядра окостенения появляются в них еще в утробном периоде (в пяточной, таранной и кубовидной). В клиновидных костях они возникают в 1—3—4 года, в ладьевидной — в 4,5 года. Окостенение пяточной кости заканчивается в 12—16 лет.

Кости плюсны окостеневают позже костей предплюсны, в 3— 6 лет. Окостенение фаланг стопы происходит на 3—4 году. Следо-

вательно, раньше развиваются дистальные звенья кисти и стопы, затем средние — предплечья и голени и последними проксималь­ные— плеча и бедра.

Кости ног окончательно окостеневают: бедренная, большебер-цовая и малоберцовая к 20—24 годам, плюсневые — к 17—21 у мужчин и к 14—19 у женщин, фаланги — к 15—21 у мужчин и к 13—17 годам у женщин.

С 7 лет ноги растут быстрее у мальчиков. Наибольшей длины по отношению к длине туловища ноги достигают у мальчиков к 15 годам, а у девочек — к 13.

Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную кость и на передние концы плюсневых костей. Общий свод стопы состоит из двух основных сводов: продольного и поперечного. Формирование свода произошло у людей в результате прямохождения. Для формирования полноценной стопы большое значение имеет развитие мышц ног, особенно тех, которые удерживают про­дольный и поперечный своды стопы. По своду стопы равномерно распределяется тяжесть тела, что имеет особенное значение при переноске больших грузов. Свод стопы защищает от давления мышцы, сосуды и нервы подошвенной поверхности. Он действует, как пружина, смягчая сотрясение и толчки тела во время ходьбы. Сглаживание свода развивается при длительном, стоянии и сиде­нии, переноске больших тяжестей, при ношении узкой обуви и приводит к плоскостопию.

При значительном плоскостопии испытывается боль при ходьбе. Поэтому дети не должны долго стоять или сидеть, переносить боль­шие тяжести и носить узкую или просторную обувь, а также на высоких каблуках.

Недопустимы односторонние и непосильные для данного воз­раста трудовые действия и физические упражнения, которые могут деформировать скелет. Например, силовые упражнения, чрезмерно длительный бег или чрезмерно продолжительная ходьба на лыжах неблагоприятно влияют на развитие рук и ног у детей до 15— 16 лет. И наоборот, умеренные и посильные для данного возраста физический труд и физические упражнения способствуют развитию скелета и укрепляют костную ткань, а физические упражнения, вызывающие усиленные дыхательные движения, приводят к разви­тию грудной клетки. Упражнения рук и ног ускоряют рост длин­ных костей.

На развитие скелета влияют также питание и гигиенические условия, но решающая роль принадлежит работе скелетных мышц — физическому труду и физическим упражнениям, а у детей раннего возраста — играм.

Развитие суставов. С 3 до 8 лет быстро протекает процесс их коллагенизации. С 9 до 12—14 лет перестройка суставного хряща постепенно затихает, с 14—16 лет он типично гиалиновый. Сустав­ные сумки к 12—14 годам почти полностью дифференцируются, их развитие заканчивается к 18 годам. С 3 до 8 лет отчетливо нара­стает чувствительность суставных рецепторов. К 7—8 годам нерв-

ные элементы точно локализуются в суставной сумке. К 13—14 го­дам иннервационный аппарат суставов ничем не отличается от взрослых.

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

Роль сокращений мышц в развитии и жизнедеятельности орга­низма. В организме человека насчитывается около 600 скелетных мышц. Все движения человека в окружающем мире производятся рефлекторными сокращениями определенных групп скелетных мышц, обеспечивающих выполнение трудовых движений, физиче­ских упражнений и функцию речи. Сокращения скелетных мышц вызываются воздействием внешней среды на внешние органы чувств, из которых центростремительные нервные импульсы посту­пают в центральную нервную систему.

При сокращении скелетных мышц центростремительные им­пульсы поступают в центральную нервную систему из находя­щихся в них рецепторов. Эти импульсы поддерживают нормальное деятельное состояние центральной нервной системы и обеспечи­вают координацию движений нервной системой, т. е. производство согласованных и соподчиненных сокращений разных мышц, соот­ветствующих действиям, выполняемым человеком. Центростреми­тельные импульсы из рецепторов двигательного аппарата (из мышц, суставов и сухожилий) автоматически, рефлекторно регу­лируют степень напряжения и сокращения мышц, участвующих в определенном движении. Одновременно эта обратная информа­ция из двигательного аппарата рефлекторно координирует дея­тельность всех внутренних органов, или вегетативные функции — соответственно выполняемым движениям организма (моторно-висцеральные рефлексы). Существенное влияние на вегетативные функции оказывают также продукты обмена веществ, образуемые в мышцах во время их деятельности, и особенно поступление в кровь адреналина и ацетилхолина.

В свою очередь деятельность внутренних органов оказывает рефлекторное влияние на функциональное состояние скелетной мускулатуры — это висцеро-моторные рефлексы.

Таким образом, двигательные и вегетативные функции взаимо­связаны, и нормальная мышечная деятельность рефлекторно вы­зывает такие изменения работы внутренних органов, которые обеспечивают достаточную доставку в работающие мышцы кисло­рода и питательных веществ и удаление остаточных продуктов об­мена веществ. Умственное и физическое развитие, рост и форми­рование организма детей обусловлены их мышечной деятель­ностью, которой принадлежит ведущая роль в развитии нервной системы, скелета, мышечной системы и внутренних органов.

В результате тренировки совершенствуются двигательные ка­чества: скорость движений может возрасти в 1,5—2 раза, сила — в 1,5—3 раза, а выносливость в несколько раз. Совершенствова­ние вегетативных функций проявляется в том, что минутный объем

сердца хорошо тренированного взрослого возрастает во время максимально интенсивной работы в 6—8 раз, поглощение кисло­рода во время работы — в 15—25 раз, объем легочной вентиляции во время работы — в 20—25 раз и т. д.

Физические упражнения повышают иммунитет к заболеваниям и устойчивость организма к неблагоприятным факторам жизни. Они повышают умственную и физическую работоспособность как непосредственно после них в течение нескольких часов, так и в по­следующие дни, если они выполняются систематически.

Следовательно, соответствующий возрасту физический труд и физические упражнения, производимые в гигиенических условиях, способствуют физическому развитию детей.

Динамическая работа и статическое усилие. Работу скелет­ной мышцы измеряют произведением веса поднятого ею груза на высоту его поднятия, т, е. на высоту сокращения мышцы. Динами­ческую работу скелетные мышцы выполняют при перемещениях тела и его частей. Статическим усилием называют напряжение скелетной мышцы, обеспечивающее определенную позу поддержи­вание положения тела или его частей в пространстве, при котором преодолевается сила земного притяжения. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положе­нии и др.

При статическом усилии работа отсутствует, но двигательный аппарат находится в состоянии напряжения. Максимальное напря­жение мышц при статическом усилии продолжается недолго, так как происходит в результате одновременного синхронного сокра­щения всех, мышечных волокон, а это приводит к быстрому утом­лению.

При небольшом напряжении во время статического усилия мышечные волокна, напрягаются посменно, поэтому оно может долго поддерживаться. В этом случае обмен веществ повышается значительно меньше, чем при динамической работе, так как энер­гия затрачивается только на увеличение вязкости коллоидов (бел­ков) мышечных волокон и на ее поддерживание. Это отличает статическое усилие от динамической работы, при которой больше затрата энергии на сокращение и напряжение мышц и обмен ве­ществ возрастает значительно больше.

Динамическая работа и статическое усилие, как правило, со­вершаются вместе в различных сочетаниях.

При динамической работе имеют значение ее ритм — равно­мерность промежутков времени между отдельными сокращениями, частота сокращений — количество сокращений в единицу време­ни— и величина перемещаемого груза. Наибольшая работоспо­собность мышцы, или ее способность производить работу долгое время без утомления, достигается при наиболее благоприятных (оптимальных) для этой мышцы ритме, частоте, величине груза.

Для измерения работоспособности мышц применяется эрго­граф— прибор, записывающий работу мышц — эргограмму. По­средством этого прибора регистрируется работа определенной

мышцы или группы мышц при поднятии определенного груза с заданными ритмом и частотой.

Отношение величины энергии, затраченной на выполнение ра­боты, к общей энергии, произведенной в мышцах во время работы, называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.). К. п. д. мышц взрослого человека достигает 25—30 и даже 35%. Его величина изменяется в зависимости от силы мышц, условий работы, состояния организма, возраста. Следовательно, приблизи­тельно ^!/4 энергии обмена веществ в мышцах превращается в ки­нетическую энергию, а остальные ³/₄ теряются в виде тепла.

Сокращение и расслабление скелетной мышцы. Предполага­ется, что при сокращении скелетной мышцы нити миозина и ак-томиозина, т. е. параллельно расположенные нити миозина и ак-

\ (

Рис. 31. Взаимное скольжение толстых и тонких прото-фибрилл при сокращении скелетной мышцы. Одна тон­кая протофибрилла расположена между тремя Толстыми

тина, начинают действовать как ферменты на распад аденозин-трифосфорыой кислоты —АТФ. Эта кислота является основным источником энергии мышцы. Энергия расщепления АТФ исполь­зуется при сокращении мышцы для скольжения нитей 'актина, проникающих между нитями миозина в мезофрагму, в которой при этом образуется актомиозин. В результате во время сокраще­ния мышцы уменьшается высота изотропных дисков, а высота анизотропных дисков почти не изменяется. После этого прекраща­ется расщепление АТФ. Две системы нитей актина и миозина проникают друг в друга подобно зубцам двух гребенок (рис. 31).

В присутствии АТФ нити актрмиозина выделяют воду и сок­ращаются, нити миозина также сокращаются. В результате трени­ровки активность обоих ферментов — миозина и актомиозин а — увеличивается. Чем больше при расслаблении скелетной мышцы актиновые нити выходят за пределы миозиновых, тем больше уко­рачивается мышца во время сокращения.

В состоянии покоя растяжимость анизотропных дисков в 2 раза больше, чем изотропных. При сокращении она становится одина­ковой, так как, когда мышца сокращается без изменения ее длины (при статическом усилии), увеличивается эластичность изотропных дисков — они становятся в 2 раза длиннее анизотропных. Это предохраняет мышечное волокно от разрыва, если длина анизотроп­ных дисков уменьшается очень быстро при статических усилиях.

Миоглобин саркоплазмы насыщается кислородом при значи­тельно меньшем давлении этого газа, чем гемоглобин крови. Та­ким образом он обеспечивает снабжение мышцы кислородом и образование его запаса в мышце. При соединении с кислородом миоглобин превращается в оксимиоглобин. Особенно много миоглобина содержится в мышцах, производящих интенсивную ра­боту. В среднем миоглобин связывает 14% кислорода от общего его запаса в организме.

Утомление мышц. Физическое утомление — временное пониже­ние или прекращение работоспособности мышц, вызванное их ра­ботой. Утомление регистрируется на эргограмме; оно проявляется в том, что снижается высота сокращения мышцы или происходит полное прекращение ее сокращений. При утомлении мышца не­редко не может полностью расслабиться и остается в состоянии длительного укорочения (контрактуры). Утомление является сна­чала результатом изменений функций нервной системы, и прежде всего головного мозга,_ нарушения передачи нервных импульсов между нейронами и между двигательным нервом и мышцей, а за­тем уже следствием изменения функций самой мышцы.

Так как при утомлении понижаются функции нервной системы и рецепторов мышц, суставов и сухожилий, то наступают нару­шения координации движений.

Мышечное утомление является результатом не только измене­ния функций нервной и мышечной систем, но и изменения регуля­ции нервной системой всех вегетативных функций.

Утомление при динамической работе наступает в результате изменения обмена веществ, деятельности желез внутренней сек­реции и других органов и в особенности сердечно-сосудистой и ды­хательной систем. Снижение работоспособности сердечно-сосуди­стой и дыхательной систем нарушает кровоснабжение работающих мышц, а следовательно, доставку кислорода и питательных ве­ществ и удаление остаточных продуктов обмена веществ.

Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от ве­личины груза (нагрузки). Увеличение нагрузки и учащение ритма ускоряет.наступление утомления.

При утомлении нередко появляется усталость — ощущение утомления, которое отсутствует, если работа вызывает интерес. Наоборот, когда работа производится без интереса, усталость на­ступает раньше и она больше, хотя признаки утомления отсутст­вуют. Способность приходить в состояние утомления называется утомляемостью. Утомление вызывается также обстановкой, в ко­торой оно раньше возникало. Если же работа была интересной и не вызывала усталости и утомления, то обстановка, в которой она производилась, не вызывает усталости и утомления. Измене­ние обстановки, в которой многократно возникало утомление, или многодневный, длительный отдых приводят к исчезновению условного рефлекса на утомление.

 

Мышечное утомление является нормальным физиологическим процессом. Восстановление работоспособности мышц происходит уже во время выполнения работы. После окончания работы рабо­тоспособность не только восстанавливается, но и превышает ис­ходный ее уровень до работы (рис. 32).

Утомление нужно отличать от переутомления. Переутомление — нарушение функций организма, патологиче­ский процесс, вызванный хроническим утомлением, суммированием утомления, так как от­сутствуют условия для восстановления работо способности организма. Важно предупредить появление переутомления. Наступлению переутомления способствуют антигигиенические усло­вия труда, физических
упражнений, внешней среды, нарушение питания.

При переутомлении появляются хронические головные боли, большая

раздражительность, апа тия, вялость, днем сонливость, нарушение сна ночью и бессонница, ухудшение аппетита, мышечная слабость. Нарушается координация мышечной работы и вегетативных функций, происходят снижение обмена веществ и падение веса тела, учащение, а иногда значительное замедление сердцебиений, понижение кровяного давления, уменьшение дыха тельного объема и др. Нет желания заниматься трудом, физиче­ской культурой и спортом, особенно тем его видом, который вы­звал переутомление.

Создание нормальных гигиенических условий физического труда и физических упражнений, переключение на новый интересный вид физического труда и спорта, перевод в другую обстановку, длительный отдых, увеличение времени пребывания на свежем воздухе и сна, улучшение питания, прием углеводов и витаминов устраняют переутомление.