Возрастная физиология: (Физиология развития ребенка) - Марьяна Безруких

Адаптация к учебному процессу в школе наиболее остро протекает в 1-м классе, когда ребенок впервые попадает в совершенно новые для себя условия, затем в 5-м классе, когда он сталкивается с новой для него организацией учебного процесса в средней школе. У подростков 7-8-х классов также имеются проблемы с адаптацией, однако они скорее вызваны внутренними, чем внешними причинами. Впрочем, это еще более серьезно, поскольку эти внутренние причины невозможно ни устранить, ни хотя бы смягчить. Единственный путь — уменьшить учебные нагрузки, что могло бы способствовать более спокойному и менее болезненному в психологическом и физиологическом аспектах протеканию пубертатного процесса.

Вопросы и задания

1. Что общего и в чем различие между адаптацией и деятельностью?

2. Перечислите фазы деятельности и расскажите, в чем их смысл.

3. Что такое функциональный диапазон и как он меняется с возрастом?

4. Что такое устойчивое состояние и переходные процессы?

5. Каковы причины утомления и в чем оно проявляется?

6. Что такое работоспособность?

7. Как осуществляется регуляция функций в процессе деятельности?

8. Что такое срочная и долговременная адаптация?

9. Чем различаются специфические и неспецифические компоненты адаптации?

10. Как регулируется адаптационный процесс?

11. В чем заключаются возрастные особенности адаптации?

12. Как соотносятся адаптация, тренировка и обучение?

Глава 10. МЫШЕЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РЕБЕНКА

Примерно 600 мышц, прикрепленных к костям, обеспечивают все перемещения и движения человека — от рефлекторных миганий и глотательных движений до виртуозных движений пальцев пианиста, рук скрипача или кисти художника. Все скелетные мышцы состоят из однотипных клеток, которые ввиду своей удлиненной веретенообразной формы называют мышечным волокном. Скелетные мышцы наряду с нервными структурами относятся к возбудимым тканям, составляющие их клетки — наиболее сложно устроенные в организме человека. С этим связано то обстоятельство, что мышечная ткань проходит очень долгий и многоступенчатый путь возрастного развития (рис. 34), претерпевая на этом пути несколько кардинальных перестроек.

Мышечное волокно

Основной структурно-функциональной единицей скелетных мышц является мышечное волокно. Это очень большое вытянутое многоядерное образование длиной в несколько сантиметров, при поперечнике около 100 мкм. Размер мышечного волокна в десятки тысяч раз превышает размер средней по величине клетки. Под микроскопом на продольном срезе мышечного волокна видна поперечная исчерченность, которая обусловлена тем, что его внутренние структуры периодически (через каждые 2–2,5 мкм) многократно повторяются (рис. 35). Подобные гигантские поперечно-полосатые волокна составляют мышечную ткань не только скелетной мускулатуры, но также сердца и некоторых внутренних органов.

Рис. 34. Возрастные изменения массы скелетных мышц

Рис. 35. Ультраструктура мышечной ткани человека:

А — мальчик 11 лет; Б — взрослый мужчина

Под микроскопом можно также обнаружить мелкие клетки — сателлиты, прилегающие к многоядерным мышечным волокнам. Эти клетки в определенных условиях быстро многократно делятся, принимая участие в процессах дальнейшего развития ткани и регенерации мышечного волокна после травм.

Типология мышечных волокон. Мышечные волокна, входящие в состав скелетных мышц, отличаются друг от друга по многим характеристикам. Чаще всего их подразделяют на два типа в зависимости от свойств главного сократительного белка миозина (табл. 11).

Волокна I типа содержат «медленный» миозин. Это сравнительно тонкие волокна с большим содержанием митохондрий и миоглобина (аналог гемоглобина, содержащийся в самих мышечных волокнах), поэтому они имеют красный цвет и их называют еще «красные». В этих волокнах преобладает аэробная энергетика, наиболее экономичная, но зависящая от доставки кислорода. Эти волокна малоутомляемы и обеспечивают выносливость мышц.

Волокна II типа содержат «быстрый» миозин. Они примерно в 2 раза толще волокон I типа. Этот тип подразделяется на подтипы IIA и IIB.

Волокна типа IIB содержат много АТФ и креатинфосфата в цитоплазме, но мало митохондрий и миоглобина, поэтому их называют «белые». Их энергетика базируется главным образом на анаэробных гликолитических процессах и в гораздо меньшей степени зависит от доставки кислорода. Однако эти волокна быстро утомляются при нагрузке. Именно они определяют важнейшее качество — силу.

Таблица 11

Характеристика типов мышечных волокон человека (по Дж. Хенриксону, 1978)

Показатель Тип I Тип IIA Тип IIB Скорость сокращения Низкая Высокая Высокая Цвет Красный Красный Белый Содержание липидов Высокое Среднее Низкое АТФ-азная активность Низкая Высокая Высокая Площадь поперечного сечения, мкм2 3880 4950 3590 Капилляризация в расчете на 1 волокно 3,9 4,2 3,0 Капилляризация в расчете на 1 мм2 1,03 0,86 0,84 Активность СДГ (окислительные ферменты) 11,8 8,4 7,1 Активность ФФК (ферменты анаэробного гликолиза) 12,8 25,5 27,0 Процентное содержание в m. quadriceps femori 43,0 37,0 20,0

Волокна типа IIA по своим свойствам занимают промежуточное положение между волокнами типа I и подтипа IIB. Эти промежуточные волокна характеризуются смешанной энергетикой, в которой примерно поровну представлены механизмы митохондриального окисления и анаэробного гликолиза. Размер таких волокон также промежуточный: меньший, чем волокон типа IIB, но больший, чем волокон типа I. Площадь поперечного сечения волокон типа ПА составляет 2500–3500 мкм2. Эти волокна являются наиболее универсальными, адаптивными.

Двигательная единица. Группу (обычно несколько десятков) однотипных мышечных волокон снабжает управляющей информацией один нейрон, расположенный в спинном мозге. Такая нервная клетка, управляющая двигательными функциями, называется мотонейроном, а вместе с теми мышечными волокнами, которые ей подчинены, она составляет двигательную единицу. Это элементарная единица морфофункционального устройства скелетных мышц. Волокна I типа, которые относятся к «медленным», иннервируются «медленными» мотонейронами, волокна II типа — 6+«быстрыми». В составе каждой двигательной единицы все волокна одного типа.

Подавляющее большинство мышц являются смешанными, состоящими из волокон I и II типов в различных пропорциях. Соотношения типов волокон достаточно устойчивы и определяются генетическими факторами. От этих соотношений зависят, например, достижения человека в том или ином виде спорта или в другой деятельности, где успех определяется возможностями мышц.

Онтогенез мышечных волокон

Эмбриональный период. Формирование мышечной ткани начинается на 4-6-й неделе внутриутробного развития. В это время формируются так называемые миотрубки — первичные мышечные волокна. Несколько позже в мышцы прорастают длинные отростки (аксоны) мотонейронов спинного мозга. С этой стадии начинается синхронное формирование нервно-мышечного аппарата, причем основные индуктивные влияния осуществляются нервными элементами. Процессы дифференциации (т. е. появление разных типов) мышечных волокон связаны в первую очередь с развитием мотонейронов спинного мозга. Это происходит на 6-7-м месяце внутриутробной жизни, и ребенок рождается с мышцами, уже частично прошедшими этап первичной дифференцировки.