Наиболее общим проявлением функции движения является работоспособность мышц, которая лежит в основе возрастной эволюции различных двигательных качеств, определяющих взаимодействие организма со средой.

Напомню, что под физической работоспособностью понимается потенциальная способность человека показать максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. Изучение возрастных особенностей величины этого показателя у детей младшего школьного возраста существенно затруднен, так как основной метод регистрации уровня физической работоспособности требует определенного уровня физического развития. Поэтому достоверные данные об изменении мышечной работоспособности относятся почти исключительно к детям старше 6-7 лет.

Систематические исследования изменений мышечной работоспособности у детей в возрасте от 7 до 18 лет показывает, что с возрастом работа, выполняемая ребенком на эргографе, в течение 1 мин увеличивается, причем прирост количества работы изменяется неравномерно в разные возрастные периоды. Существуют и определенные особенности, характеризующие процесс роста и развития ребенка.

Так, например, амплитуде эргограмм свойственно снижение (отчетливое) в период от 7 -9 до 10 -12 лет, которое сменяется затем постепенным увеличением. Обнаруживается четко выраженное снижение суммарной биоэлектрической активности мышц, то есть с возрастом улучшается использование мышцами нервного напряжения.

Изменяется также и характер биоэлектрической активности. Если у детей 7-9 лет пачки импульсов выражены нечетко, часто отмечается непрекращающаяся электрическая активность, то по мере роста и развития ребенка участки повышенной активности все более разделяются интервалами, на протяжении которых биопотенциалы не регистрируются. Это указывает на то, что с возрастом повышается уровень функционирования двигательного аппарата.

По мере роста и развития ребенка происходит концентрация нервных процессов и повышение лабильности мышц.

Одной из важных характеристик мышечной работоспособности является ее восстановление после физической нагрузки. Изучение этого вопроса представляет не только чисто теоретический интерес, но имеет и большое практическое значение для обоснования рационального режима деятельности и отдыха.

По мере старения организма работоспособность мышц уменьшается. Наиболее общую характеристику возрастной эволюции двигательной деятельности мышц может дать изучение степени развития двигательных качеств: силы, скорости, выносливости.

Возрастная изменчивость мышц.

Быстрота движений

Выносливость

Координация деятельности мышц

Показатели силы мышц в разные возрастные периоды

Развитие силы в онтогенезе характеризуется неравномерностью, обнаруживаемой при сравнении прироста силы какой-либо одной мышцы, или группы мышц в разные периоды времени.

Наиболее систематические исследования в этом плане принадлежат Коробкову (1962), который изучал силу сгибательных и разгибательных движений пальцев, кисти рук, предплечья, плеча и др.

Было показано, что общей закономерностью изменений максимальной силы мышц с возрастом является преобладание функций разгибателей нижних конечностей над функцией сгибателей.

Увеличение силы в онтогенезе выражено неодинаково для различных групп мышц.

С 6-7 лет наиболее значительно развивается сила мышц, сгибающих туловище, бедро, а также мышц, осуществляющих подошвенное сгибание стопы.

В 9-11 лет картина несколько изменяется. Для мышц руки наибольшими становятся показатели силы при движении плечом и наименьшими - кистью. Значительно увеличивается сила мышц, разгибающих туловище и бедро.

В 13-14 лет это соотношение снова изменяется, сила мышц, выполняющих разгибание туловища, бедра и подошвенное разгибание стопы вновь возрастает.

И лишь к 16-17 годам завершается формирование того соотношения силы мышц, типичного для взрослого человека.

В период после 50 лет это соотношение вновь изменяется.

Интенсивность развития силы мышц зависит от пола. По мере роста и развития становятся все более выраженными различия между показателями мышечной силы у мальчиков и девочек. В младшем школьном возрасте (7-9 лет) мальчики и девочки имеют одинаковую силу большинства мышечных групп.

У девочек к 7-9 годам сила мышц, разгибающих туловище, ниже, чем у мальчиков, однако к 10-12 годам у девочек становая сила возрастает настолько интенсивно, что они становятся и относительно, и абсолютно сильнее мальчиков.

После этого преимущественное развитие силы у мальчиков приводит к концу периода полового созревания к значительному преобладанию силы мышц над силой мышц у девочек.

Расчет величины максимальной силы на 1 кг веса тела позволяет оценить совершенство нервной регуляции, химизма и строения мышц. Отмечено, что в возрасте от 4-5 до 6-7 лет нарастание максимальной силы почти не сопровождается изменениями ее относительного показателя. Причиной указанного роста являются несовершенство нервной регуляции и функциональная незрелость мотонейронов, не позволяющих эффективно мобилизовать увеличенную к этому возрасту мышечную массу.

В дальнейшем в возрасте после 6-7 до 9-11 лет для ряда мышц рост относительной силы становится особенно заметным. В это время наблюдаются быстрые темпы совершенствования нервной регуляции произвольной мышечной деятельности, а также изменениями биохимической и гистологической структуры мышц. Это положение подтверждается тем, что в возрастной период от 4 до 30 лет мышечная масса возрастает в 8 раз, а сила мышц в 9 -14 раз.

Быстрота движений

Быстрота движений характеризует способность выполнять различные действия в наиболее короткий отрезок времени.

Развитие этого качества определяется состоянием самого двигательного аппарата и деятельностью центральных иннервационных механизмов, то есть высокий уровень быстроты движений тесно связан с подвижностью и уравновешенностью процессов возбуждения и торможения. С возрастом быстрота движений увеличивается.

Определяя этот показатель по максимальной частоте оборотов педалей велоэргометра, удалось установить, что наибольшее развитие этого качества достигается у детей 14-15 лет.

Быстрота движения тесно связана и с другими качествами - силой и выносливостью. Примечательно, что максимальные показатели быстроты вращения педалей зависят от сопротивления движению педалей, так как увеличение нагрузки, прилагаемой в упражнении, приводило к смещению максимальных значений скорости в сторону более старших возрастов.

Такая же картина была обнаружена и при увеличении длительности педалирования, то есть когда испытуемым требовалось проявить большую выносливость.

Таким образом, быстрота движений на разных этапах онтогенеза зависит от степени функционального развития нервных центров и периферических нервов, что определяет в конечном счете скорость передачи возбуждения от нейронов к мышечным единицам.

Исследования показали, что скорость проведения импульсов в волокнах периферических двигательных нервов достигает величин взрослых уже к 5 годам. Это положение подтверждается данными гистологии, показывающими, что строение волокон передних спинномозговых корешков у человека начинает соответствовать строению взрослого организма между 2 и 5 годами, а волокон задних корешков - между 5 и 9 годами.

Выносливость

Выносливость - это способность продолжать работу при развивающемся утомлении. Но несмотря на большую практическую значимость выяснения возрастных особенностей развития выносливости, развитие этой стороны двигательных качеств менее всего изучено.

Некоторые данные, представленные ниже на рис. 30, указывают на то, что статическая выносливость (измеряемая по времени сжимания рукой кистевого динамометра при силе, равной половине от максимального) с возрастом значительно увеличивается.

Например, у мальчиков 17 лет выносливость была в 2 раза выше, чем у семилетних, а достижение взрослого уровня происходит только в 20-29 лет. К старости выносливость уменьшается примерно в 4 раза.

Примечательно, что в разные возрастные периоды выносливость не зависит от развития силы. Если наибольший прирост силы наблюдается в 15-17 лет, то максимум повышения выносливости происходит в возрасте 7-10 лет, то есть при быстром развитии силы развитие выносливости замедляется.

Рис. 30. Максимальная сила сжатия правой кисти (Леонова, Гарсия, 1986 г.).

Изменения работоспособности в различные периоды работы характеризуют эргографические и электромиографические показатели, представленные в табл. 6. Первый Период, определяемый как период врабатывания и усвоения ритма, характеризуется тем, что к концу его происходит некоторое повышение амплитуды эргограммы, снижение вариабельности этой величины и увеличение продуктивности работы. В результате этих процессов во втором периоде наблюдается увеличение амплитуды движения с 92 до 97 мм, уменьшение вариабельности с 6,5 до 5,7%; расход биоэлектрической энергии, выраженной в условных единицах (в милливольтах на 1 -см поднятия груза) в расчете на единицу работы, уменьшается с 4,2 до 4 мВ.

Все эти изменения свидетельствуют о том, что второй период является периодом наивысшей работоспособности. Данные табл. 6 объясняют физиологический механизм повышения работоспособности в этот период. Это - уменьшение интервала времени, в течение которого успевает развиться и прийти к завершению нервное возбуждение, обеспечивающее сокращение мышц, необходимое для однократного сгибания пальца, поднимающего груз. Об уменьшении интервала нервного возбуждения можно судить по уменьшению продолжительности залпов, или пачек, биоэлектрической активности мышц сгибателя и разгибателя пальцев. Уменьшение интервала возбуждения, или усвоение высокого ритма деятельности нервных центров, получается вследствие суммации следов возбуждения, остающихся после каждого очередного движения.

Таблица 6. Изменения различных показателей работоспособности по периодам работы у юношей 16-18 лет

После периода наивысшей работоспособности наступает период снижения работоспособности, в это время в организме происходят процессы, частично компенсирующие начинающееся утомление (третий период динамики работоспособности). При этом на эргограмме отмечаются понижения амплитуд, чередующиеся с их повышением; суммарная биоэлектрическая активность мышц и амплитуда мышечных биотоков несколько увеличиваются. В четвертом периоде работы, несмотря на действие физиологических компенсаторных мер, утомление продолжает углубляться, что выражается в дальнейшем уменьшении амплитуды эргограммы, в увеличении вариативности амплитуд, в уменьшении продуктивности биоэлектрических процессов и в деконцентрации мышечной силы и нервных процессов.

У детей разного возраста показатели динамики работоспособности отличаются как по биомеханическим, так и по биоэлектрическим процессам. У детей младшего школьного возраста наблюдаются особенности работы, обусловленные такими количественными показателями, как размеры и массы мышц, а также недостаточно развитыми механизмами усвоения ритма и компенсации утомления. Возрастные особенности динамики работоспособности представлены в табл. 7.

Таблица 7. Показатели работоспособности у детей разного возраста (средние величины)

Как видно из этих данных, различные показатели работоспособности с возрастом закономерно изменяются. Так, количество выполненной за каждую минуту работы с возрастом неравномерно увеличивается. Возрастные увеличения количества выполненной работы зависят от физического развития. Это положение подтверждается результатами статистической проверки: оказалось, что коэффициент корреляции между величинами кистевой силы и количества работы, выполненной за одну минуту, равен 0,71. У детей младшего возраста работа происходила при сравнительно большой вариативности продолжительности двигательных циклов, при некотором отставании выполнения работы от сигналов метронома, задающего темп. Для детей старшего возраста характерны соблюдение четкого ритма и меньшая вариативность продолжительности двигательных циклов. С увеличением возраста исследуемых повышается экономичность работы, уменьшается расходование суммарной биоэлектрической энергии, отнесенной к единице работы (100 кгс·м). Между приростом выполненной работы за минуту и величиной расходования биоэлектрической активности отмечалась обратная тесная корреляционная связь, коэффициент корреляции равнялся 0,77.

Характеризуя физическую работоспособность следует заметить, что методика ее определения дает лишь ориентировочное представление об этом феномене, так как человек состоит не только из мышц и систем обеспечения их деятельности, а еще имеет разум и такие психоэмоциональные качества как сила воли, мотивации,стремление, способность к мобилизации усилий и проч. В связи с этим работоспособность, в том числе физическое является понятием очень многогранным. Внешним проявлением высокой работоспособности могут быть высокие достижения в спорте, в физическом труде, достижения по максимуму работы, которую может выполнить человек к возникновению значительных физиологических сдвигов.

Приблизительную оценку уровня можно получить, поднимаясь по лестнице. Надо выйти на 4-й этаж в среднем темпе ходьбы без остановки. Если человек легко преодолела этот подъем и чувствует, что еще есть резерв — дается оценка «хорошо». Если же человек задыхалась, то это означает, что уровень его здоровья снижен.

Согласно рекомендациям В.И. Бобрицкого (2000) уровень физической работоспособности ориентировано можно оценить пробой с 20-ю приседаниями. Для этого надо подсчитать стабильный пульс сидя за 10 с, далее в течение 30 с надо сделать 20 приседаний, поднимая руки вперед. После этого снова надо сесть и зафиксировать время восстановления пульса к исходным значениям, подсчитывая его за отрезками времени в 10 с. Если частота пульса восстановилась быстрее, чем за 1 мин. дается оценка «отлично», до 2 мин. — «Хорошо», медленнее чем через 3 мин. — «Плохо». Такую же оценку можно дать путем проведения пробы с задержкой дыхания. Надо сделать 1-2 глубоких вдоха — выдоха, а затем глубоко вдохнуть (не максимально!) И задержать дыхание на сколько это возможно. Если дыхание задерживается на> 60 с — оценка «отлично», 40-59 с — «хорошо», <39 с — «плохо» (для женщин на 10 с меньше).

Следует помнить, что количественные характеристики работоспособности детей и подростков не всегда объективны, так как у них еще недостаточно развита способность к волевым напряжений. Дети часто бросают работу за долго до достижения предела напряженной деятельности.

Мышечная работоспособность в целом зависит от мышечной силы и выносливости, а также от состояния вегетативных компонентов организма, то бы то от состояния деятельности сердечно — сосудистой системы, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и наличие стереотипов движений. Между этими компонентами существуют определенные взаимоотношения. Поэтому для большей точности возрастной характеристики физической работоспособности подростков А. А. Маркосян (1974) рекомендует учитывать четыре элемента:

Уровень развития силы (показатели динамометрии).

Уровень развития различных видов моторики (оценивается количеством или скоростью тех или иных движений за 1 минуту);

Уровень развития функций сердечно — сосудистой и дыхательной систем;

Уровень развития выносливости и способности к краткосрочному развитию мощности (именно это характеризует показатель

Показателем усталости является прежде всего уменьшение физической силы или работоспособности, что может быть обусловлено как изменениями в самой мышце, так и с изменениями в центральной нервной системе (в нервных центрах). Крайним случаем утомление того или иного мускула является его длительное сокращение и временная неспособность к полному расслаблению, что называется контрактурой.

Участие нервной системы в процессах развития утомления связана, в основном, с накоплением продуктов распада, или с истощением медиаторов в нервных синапсах. Восстановлению работоспособности за счет значительно способствуют смена вида деятельности (активный или пассивный отдых) положительные эмоции и мотивации и др..

Процессы усталости на уровне мышц связаны с истощением энергоносителей и прежде всего аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и с накоплением в мышцах продуктов анаэробного распада гликогена, особенно молочной кислоты, для вывода которой требуется определенное время. Кстати, ощущение тяжести в желудке, которые напряженно работали, может занять несколько суток и обусловлено, в определенной мере, накопление молочной кислоты. Восстановлению работоспособности мышц способствует покой (отдых), умеренная разминка мышц, целевой массаж, а также белково-углеводная еда.

Маленькие дети (до 4-х лет) очень быстро устают при мышечных нагрузках. С пяти лет способность к физической работе детей постепенно начинает увеличиваться вместе с ростом энергетических возможностей скелетных мышц и со структурно-функциональным созреванием

Но у детей дошкольного и младшего школьного возраста еще не завершается окончательная дифференциация скелетных мышц, поэтому в целом у детей 6-9 лет физическая работоспособность в 2,5-3 раза ниже, чем у детей 15-16 лет.

Переломный момент в развитии физической работоспособности детей происходит в 12-13 лет, когда наблюдаются существенные изменения в морфологии мышечных волокон и в энергетике сокращений: скачкообразно растет мышечная выносливость, а вместе с этим, способность к длительному выполнению нагрузок с меньшим риском утомления.

Следует отметить также, что физическая работоспособность (как и умственная работоспособность) детей имеет определенные колебания в течение суток: самые высокие ее уровни наблюдаются с 10 до 14 часов, а также с 17 до 19 часов. В период с 7 до 10 часов утра и с 16 до 17 часов наблюдаются периоды нарастания работоспособности (фазы вычисления), а в периоды с 14 до 16 часов и с 19 часов вечера работоспособность падает (фазы «утомление»), В течение недели также выделяют периоды оптимальной работоспособности (вторник, среда, четверг), периоды нарастания работоспособности (воскресенье, понедельник) и периоды утомления (пятница, суббота). Наименьшая работоспособность для большинства людей в ночные часы (с 23.00 до 6.00 часов утра) и в пятницу. Существенно снижается физическая работоспособность и в течении 1-1,5 часов после приема пищи. На динамику работоспособности людей в определенной мере влияют индивидуальные биологические ритмы каждого лица. Указанная выше динамика работоспособности присуща так называемым нормохроникам. У людей, которые относятся к «жаворонков» наиболее высокая работоспособность смещена на 1,5-2 часа на начало дня, а для «сов» — на тот же срок второй половины дня.Указанную периодизацию работоспособности следует учитывать при организации занятий по физической культуре и спортивных тренировок.

Изменения физических качеств с возрастом достаточно индивидуальны. Можно встретить людей среднего и пожилого возраста, у которых состояние нервно-мышечной системы носитявные призна­ки увядания, тогда как у других людей того же возраста функциональные показатели высокие. Например, унекоторыхлиц сила мышц снижается после 20-25 лет, когда поступательное биоло­гическое развитие организма заканчивается; у других - после 40-45 лет. В первую очередь с возрастом ухудшаются быстрота, гибкость и ловкость; лучше сохраняются - сила и выносливость, особенно аэробная. Существенные коррективы в возрастную динамику двигательных качеств вносят занятия физической культурой и спортом, которые отодвигают наступление инволюционных процес­сов.

Быстрота с возрастом ухудшается по всем составляющим ее па­раметрам (латентному периоду сенсомоторныхреакций, скорости одиночного движения и темпа движений). От 20 до 60 лет время ла­тентного периода возрастает в 1.5-2 раза. Наибольшее падение ско­рости движения отмечается в возрасте от 50 до 60 лет, а в период 60-70 лет наступает некоторая стабилизация. Темп движения наиболее за­метно снижается в возрасте от 30 до 60 лет, в период 60-70 лет он мало изменяется, а в более старшем возрасте - существенно замедляется. Создается впечатление, что в возрасте 60-70 лет возникает какой-то новый уровеньжизнедеятельности, который обеспечивает опреде­ленную, хотя и несколько сниженную скорость движений. Улиц, регулярно выполняющих физические нагрузки, снижение всех

Рис. 64. Сила кисти в зрелом возрасте

(по: Asmussen E., 1968)

показателей быстроты идет более медленными темпами. Например, у тренированных лиц в возрасте 50-60 лет снижение быстроты состав­ляет

20-40%, а у нетренированных - 25-60% от исходных величин, полученных в 18-20-летнем возрасте.

Сила различных групп мышц достигает максимальных значений к 18-20 годам, остается на высоком уровне до 40-45 лет, а к 60 годам снижается примерно на 25% (рис. 64). Инволюция силы как физи­ческого качества может быть оценена по ее показателям в отдельных движенияхипоперестройкетопографииразличныхгруппмышц. К 60 годам в большой степени снижается сила мышц туловища, что обусловлено, прежде всего, нарушением трофики нервно-мышечно­го аппарата и развитием в нем деструктивных изменений.

У лиц, не занимающихся выполнением физических упражнений, наибольшее снижение силы отмечается в возрасте от 40 до 50 лет, у регулярно тренирующихся - от 50 до 60 лет. Преимущество тренированных людей становится наиболее ощутимым в возрасте 50-60 лет и старше. Например, улиц, занимающихся спортом или физи­ческим трудом, сила кистей рук при динамометрии даже в возрасте 75 лет составляет 40-45 кг, что соответствует в среднем уровню 40-лет­него человека. Снижение мышечной силы связано с ослаблением функций симпато-адреналовой системы и половых желез (уменьша­ется образование андрогенов). Эти возрастные изменения приводят к ухудшению нейро-гуморальной регуляции мышц и снижению в них уровня метаболизма.

Скоростно-силовые качества также с возрастом снижаются, но вклад того или иного качества (силы, быстроты) в общую

двигательную реакцию зависит от характера упражнений. Напри­мер, при прыжках в длину с возрастом больше снижается сила, при метаниях - скорость. При выполнении большинства физических упражнений скоростно- силовые качества взаимосвязаны и влия­ют друг надруга. Тренировкаскоростно-силовой направленности в большей мере развивает эти качества человека и мало влияет на раз­витие выносливости. И наоборот, тренировка выносливости вызы­вает ее повышение, мало затрагивая системы и механизмы, ответ­ственные за проявления мышечной силы. Именно поэтому люди зрелого и пожилого возраста при занятиях физическими упражне­ниями должны использовать их различные комплексы, позволяю­щие противодействовать инволюционным изменениям большин­ства органови систем.

Выносливость по сравнению с другими физическими качествами с возрастом сохраняется более длительное время. Считается, что ее снижение начинается после 55 лет, а при работе умеренной мощ­ности (с аэробным энергообеспечением) нередко она остается дос­таточно высокой в 70-75 лет. Это подтверждают широко извест­ные факты участия людей такого возраста в длительных забегах, заплывах, туристических походах. При выполнении упражнений скоростного, силового и скоростно-силового характера (с анаэ­робным энергообеспечением) выносливость снижается уже после 40-45 лет. Это обусловлено тем, что развитие выносливости зави­сит, прежде всего, от функциональной полноценности органов кровообращения, дыхания и системы крови, т. е. от кислородтран-спортной системы, которая при выполнении вышеназванных уп­ражнений тренируется недостаточно. Регулярные занятия физи­ческими нагрузками на выносливость (бег, лыжи, плавание) за­метно отдаляют ее снижение, упражнения силового характера (гири, гантели, эспандер) мало влияют на возрастную динамику выносливости.

Гибкость характеризуется способностью выполнять движения с максимальной амплитудой. Без специальной тренировки это качест­во начинает снижаться уже с 15-20лет, что нарушает подвижность и координацию в различных формах сложных движений. У лиц пожилого возраста, как правило, гибкость тела (особенно позвоноч­ника) существенно снижена. Тренировка позволяет сохранять это качество долгие годы. При попытке восстановить гибкость лучший результат наблюдается у тех, кто имеет хорошую физическую подготовленность.

Основным проявлением ловкости является точность двигательной ориентации в пространстве. Это качество также снижается довольно рано (с 18-20лет); специальные тренировки замедляют снижение ловкости и она остается на высоком уровне в течение многих лет.

Физическое утомление

Длительные и интенсивные мышечные нагрузки приводят к временному снижению физической работоспособности организма -утомлению. Процесс утомления затрагивает изначально ЦНС, затем нервно-мышечный синапс и в последнюю очередь мышцу. Так, люди, которые недавно лишились руки или ноги, еще долгое время ощущают их наличие. Совершая мысленно работу отсутствующей конечностью, они вскоре заявляли о своей усталости. Это доказывает, что процессы утомления развиваются в ЦНС, поскольку никакой мышечной работы не производилось.

Утомление - это нормальный физиологический процесс, выработанный для защиты физиологических систем от систематического переутомления, которое является патологическим процессом и ведет к расстройству деятельности нервной и других физиологических систем организма. Рациональный отдых быстро способствует восстановлению работоспособности. После физической работы полезно сменить род деятельности, так как полный покой медленнее восстанавливает силы.

Развитие мышечной системы

Мышечная система ребенка в процессе онтогенеза претерпевает значительные структурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток и образование мышц как структурных единиц мышечной системы происходит гетерохронно. Процесс «чернового» формирования мышц заканчивается к 7-8-й неделе пренатального развития. На этом этапе раздражение кожных рецепторов уже вызывает ответные двигательные реакции плода, что свидетельствует об установлении функциональной связи между тактильной рецепцией и мышечной системой. В последующие месяцы интенсивно идет функциональное созревание мышечных клеток, связанное с увеличением количества миофибрилл и их толщины. После рождения созревание мышечной ткани продолжается. Мышечная масса растет в основном за счет увеличения продольных и поперечных размеров мышечных волокон, а не количества миофибрилл, общее число которых увеличивается незначительно (около 10%). В частности, интенсивный рост волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатном периоде. Начиная с 14-15 лет микроструктура мышечной ткани практически не отличается от взрослой. Однако утолщение мышечных волокон может продолжаться до 30-35 лет.

Сначала развиваются те скелетные мышцы, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма ребенка на данном возрастном этапе. Развитие мышц верхних конечностей обычно предшествует развитию мышц нижних конечностей. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы плеча и предплечья формируются быстрее мелких мышц кисти. У годовалого малыша мышцы рук и плечевого пояса развиты лучше, чем мышцы таза и ног. Особенно интенсивно развиваются мышцы рук в 6-7 лет. Общая масса мышц быстро нарастает в период полового созревания: у мальчиков - в 13-14 лет, а у девочек - в 11-12.

В табл. 2.1 приведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в процессе постнатального развития детей и подростков.

Таблица 2.1

Нарастание массы скелетных мышн с возрастом

Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц. Увеличивается возбудимость, лабильность, сократимость и скорость проведения возбуждения мышечных волокон, изменяется мышечный тонус. У новорожденного отмечается повышенный мышечный тонус, а тонус мышц, вызывающих сгибание конечностей, преобладает над тонусом мышц-разгибателей. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще в согнутом состоянии. Интенсивное развитие и увеличение тонуса разгибателей, свойственные взрослому организму, происходят к 5 годам. У детей плохо выражена способность мышц к расслаблению, которая с возрастом увеличивается. С этим обычно связана скованность движений у детей и подростков. Только после 15 лет движения становятся более пластичными.

В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость, гибкость и выносливость. Их развитие происходит неравномерно (гетеро-хронно) и зависит от функционального состояния организма и тренировки. Для развития каждого качества имеются определенные сенситивные (чувствительные) периоды индивидуального развития, когда может быть получен максимальный прирост. Индивидуальная особенность формирования двигательных качеств и их проявление во многом обусловлены генетической программой. Прежде всего развиваются быстрота и ловкость движений. Быстрота (скорость) движений характеризуется числом движений, которое человек в состоянии произвести за единицу времени. Быстрота определяется тремя показателями: скоростью одиночного движения, временем двигательной реакции и частотой движений. С физиологической точки зрения развитие быстроты обусловлено следующими факто-

рами: лабильностью (функциональной подвижностью) нервных центров и скелетных мышц, их энергетической обеспеченностью и соотношением быстрых и медленных волокон. Лабильность - предельный ритм импульсов, который нервные центры способны воспроизвести в единицу времени, что зависит от взаимоперехода возбуждения и торможения в двигательных центрах коры и в работающих мышцах. Энергетическое обеспечение движений осуществляется за счет энергии анаэробного расщепления мышечных фосфагенов (АТФ и креатинфосфата), как наиболее скоростного энергетического механизма. Соотношение быстрых (белых) мышечных волокон, в которых происходит главным образом анаэробное расщепление фосфагенов, и медленных (красных), в которых осуществляется аэробное окисление углеводов, в определенной степени генетически запрограммировано, хотя и может изменяться в зависимости от характера двигательной активности.

Скорость одиночного движения значительно возрастает у детей с 4-5 лет и к 13-14 годам достигает уровня взрослого. К 13-14 годам уровня взрослого достигает и время простой двигательной реакции, которая обусловлена скоростью физиологических процессов в нервно-мышечном аппарате. Максимальная произвольная частота движений увеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7-10 лет она выше, чем у девочек, ас 13-14 лет частота движений девочек превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная частота движений в заданном ритме также резко увеличивается в 7-9 лет. Наибольший прирост быстроты в результате тренировок наблюдается у детей от 9 до 12 лет.

До 13-14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая связана со способностью детей и подростков осуществлять точные, координированные и быстрые движения. Следовательно, ловкость связана, во-первых, с пространственной точностью движений, во-вторых, с временной, в-третьих, с быстротой решения сложных двигательных задач. Развитие ловкости, начиная с 3-4 лет, быстро совершенствуется в первом и во втором детстве, чему способствует хорошая эластичность мышечных волокон и связочного аппарата у детей этого возраста. Наибольший прирост точности движений наблюдается с 4-5 до 7-8 лет. До 6-7 лет дети не в состоянии совершать тонкие точные движения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается пространственная точность движений, а за ней - временная. Наконец, в последнюю очередь совершенствуется способность быстро решать двигательные задачи в различных ситуациях. Ловкость продолжает улучшаться до 17 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказывает существенное влияние на развитие ловкости, и у 15-16-летних спортсменов точность движений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста.

Гибкость - это степень подвижности отдельных частей человеческого тела относительно друг друга, которая выражается в амплитуде (размахе) движений. Она зависит от анатомических особенностей суставных поверхностей, характера их сочленений, эластичности тканей, окружающих суставы, а также от функционального состояния центральной нервной системы и двигательного аппарата. Способность воспроизводить амплитуду движений максимально увеличивается в 7-10 лет и после 12 лет практически не изменяется, а точность воспроизведения малых угловых смещений (до 10-15°) увеличивается до 13-14 лет.

Большое значение для развития силы имеет формирование костной и мышечной системы. Сила отдельных групп мышц развивается неравномерно, поэтому в каждом возрастном периоде существуют разные соотношения между силой различных мышц. У дошкольников сила мышц туловища больше, чем мышц конечностей. В связи с повышенным мышечным тонусом и превышением силы мышц-сгибателей над разгибателями у дошкольников и младших школьников затрудняется сохранение выпрямленных поз, поэтому они могут поддерживать вертикальную позу без утомления не более 2 мин. У младших школьников наибольшую силу имеют мышцы-сгибатели туловища, бедра и подошвы. Сила мышц-разгибателей этих частей тела возрастает к 9-11 годам. Слабое развитие «мышечного корсета» вызывает искривление позвоночника, нарушение осанки при несоблюдении гигиенических правил. Слабость развития мышц стопы приводит к плоскостопию. Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и старшем школьном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10-12 до 16-17 лет. У девочек прирост силы происходит несколько раньше, с 10-12 лет, а у мальчиков - с 13-14. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек, но особенно четкое различие проявляется с 13-14 лет.

Позже других физических качеств развивается выносливость, характеризующаяся временем, в течение которого сохраняется достаточный уровень работоспособности организма без развития утомления. Факторами развития выносливости является степень сформированности кислородтранспортной системы организма - дыхательной, сердечнососудистой и системы крови. Эти системы обеспечивают снабжение организма кислородом и его транспорт к работающим мышцам, благодаря чему включаются механизмы аэробного энергообеспечения мышц. Существуют возрастные, половые и индивидуальные отличия в выносливости. Выносливость (особенно к статической работе) детей дошкольного возраста находится на низком уровне. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается с 11-12 лет. Так, если принять объем динамической работы школьников 7 лет за 100%, то у 10-летних он будет составлять 150%, а у 14-15-летних подростков - более 400% (М.В. Антропова, 1968). Так же интенсивно с 11-12 лет нарастает у школьников выносливость к статическим нагрузкам. В целом к 17-19 годам выносливость учащихся составляет около 85% от уровня взрослого. Сенситивным периодом развития выносливости является юношеский возраст, когда в достаточной мерс созревают функции кардиореспираторной системы. Своего максимального уровня она достигает к 22-25 годам.

В целом к 13-15 годам заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора, которое особенно интенсивно происходит в возрасте 7-12 лет.

При старении масса мышц снижается и к 70-90 годам составляет примерно 50% от уровня в зрелом возрасте. Это происходит за счет уменьшения диаметра мышечных волокон и количества жидкости в ткани. Параллельно также уменьшаются сила и быстрота сокращения мышц, их возбудимость, эластичность, гибкость, точность, выносливость, что выражается в уменьшении амплитуды и плавности движений, нарастании ригидности, нарушении координации (неловкая походка), уменьшении мышечного тонуса, замедлении движений. Это обусловлено удлинением потенциала действия в миоцитах, замедлением скорости проведения возбуждения, уменьшением силы нервных процессов и ухудшением энергетического обмена в клетках.