- Siły wywołane działaniem zewnętrznym to grawitacja lub siła pochodna od osoby współćwiczącej . człowiek żyje w środowisku w którym poddawany jest działania jednej z sił przyciągania ziemskiego , ma ona istotny wpływ na strukturę i funkcjonowanie całego organizmu ,zwłaszcza układ ruchu. Narząd ruchu człowieka musi dodatkowo jak gdyby w tle całej swojej aktywności wytwarzać równoważące przyciąganie ziemskie, siła ciężkości jest masowa działającą na poszczególne elementy ciała .
· wewnętrznymi siłami generowanymi przez mięśnie zwane siłownikami , działające w systemie kości –dźwigni i ich połączeń – stawów . by owe mięśnie były siłownikami i wykonały pracę zewnętrzną to po ich pobudzeniu przez układ nerwowy czemu towarzyszy tzw. Potencjał czynnościowy w mięśniu , dochodzi do wyzwolenia energii chemicznej która zamienia się w mechaniczną przy pewnej stracie energii w postaci ciepła.
· Budowa ciała układu ruchowego , kości , stawów, mięśni , jego funkcje, zdolności do wyzwalania mocy ( na która się składa iloczyn siły i prędkość) oraz proces sterowania ruchami to łączenie potencjał ruchowy człowieka.
UKŁAD RUCHU
KOŚCI ---- DŹWIGNIE
STAWY ---- POŁĄCZENIA
MIĘŚNIE ---- SIŁOWNIKI
(masa, środki mas, momenty, bezwładność, ciężar właściwy)
Sterowane zasilane
Procesy nerwowe procesy energetyczne
2.Definicja ruchów poszczególnych części ciała w oparciu o główne płaszczyzny ciała.
Wszystkie ruchy stawowe i pozycje zapisuję się w tych płaszczyznach :
Ruchy obrotowe w stawach wykonywane są względem osi obrotu. Główne osie centralne przebiegają prostopadle do wymienionych płaszczyzn.
-oś długa ciała – prostopadła do płaszczyzny poprzecznej .
- oś strzałkowa – prostopadła do płaszczyzny czołowej .
- oś poprzeczna – prostopadła do płaszczyzny strzałkowej
punktem wyjścia dla opisów ruchów człowieka jest pozycja anatomiczna ( pozycja stojąca, twarz zwrócona co przodu , ręce wyprostowane wzdłuż tułowia dłońmi skierowane do przodu
ruchy wykonywane w płaszczyźnie czołowej –
· Przywodzenie – jeśli ruch odbywa się w kierunku linii środkowej .
· Odwodzenie0 jeśli ruch wykonywane jest w przeciwnym kierunku.
Ruchy wykonywane w płaszczyźnie strzałkowej .
· Zgięcie ( 2 segmenty połączone stawem zbliżają się do siebie )
· Wyprost- oddalające się segmenty .
Jeżeli wyrost wykracza poza zakres wyznaczony standardową pozycją anatomiczna to nazywamy go PRZEPROSTEM .
Ruchy w płaszczyźnie poprzecznej:
· Zewnętrzne – jeśli ruch odbywa się w kierunku na zewnątrz ( w kierunku od środka ciała )
· Wewnętrzne – gdy ruch wykonywany jest w kierunku dośrodkowym .
Rotacją kończyny górnej nadano specjalne nazwy :
· rotacja wewnętrzna ręki – PRNACJA
· rotacja zewnętrzna ręki – SUPINACJA
oprócz głównych płaszczyzn przechodzących przez punkt środka ciężkości ciała, można zdefiniować dowolne płaszczyzny wtórnie przecinające się na osi wybranego stawu.
W przypadku dłoni płaszczyzna strzałkowa układu odniesienia zazwyczaj wyznacza trzeci segment a w przypadku stopy drugi segment.
Ruch palców w kierunku od i do segmentu referyncyjnego nazywa się odwodzeniem lub przywodzeniem .
Ruch w którym część wierzchnia stopy zbliża się do kości piszczelowej – to zgięcie grzbietowe stopy , a ruch w kierunku przeciwnym to – zgięcie podeszwowe stopy.
łańcuch kinematyczny – zespół funkcjonalnie połączonych ze sobą segmentów . Może składać się z dwóch lub więcej członów obejmujących swym zasięgiem nawet całe ciało.
Każdy łańcuch kinematyczny ma określona „swobodę” transformacji prostych przemieszczeń kątowych w poszczególnych stawach w złożone ruchy przestrzenne. Tę zdolność można ocenić posługując się pojęciem stopni swobody łańcucha kinematycznego.
Rodzaje łańcuchów ;
W którym końcowe ogniwo jest swobodne i łączy się z jednym sąsiednim ogniwem . Ruchy ogniw są niezależne od Siebie.
Ciało człowieka składa się głównie z otwartych łańcuchów kinematycznych gdyż ogniwa końcowe (stopa i ręka ) pozostają wolne.
W ciele człowieka można wyodrębnić dwa :
Klatka piersiowa i wszystkie jej struktury ruchowe zaangażowane w proces oddychania .
Miednica- gdzie śladowa ruchomość w stawach krzyżowow-biodrowych powoduje przy ruchu w jednym z tych stawów określony ruch drugiego.
Każdy łańcuch kinematyczny charakteryzuję się pewną ruchliwością, która jest łączną liczba stopni swobody względem podstawy .
Szkielet człowieka odpowiada wszelkim regułom budowy mechanizmów, może wiec być traktowany jako biomechanizm
Role członów sztywnych pełnia w tym przypadku kości, a połączeń ruchowych stawy – razem tworzą pary biokinematyczne . W obrębie całego szkieletu człowieka jest w sumie 148 członów ruchomych i 147 połączeń. W przypadku par biokinematycznych można mówić jedynie o trzech stopniach swobody, ponieważ w stawach możliwe są jedynie ruchy obrotowe. Minimalne przemieszczenia liniowe kości względem siebie w trakcie ruchu traktowane są jako luzy i nie są brane pod uwagę podczas określania klasy połączeń. W związku z tym każda para biokinematyczna ma automatycznie odjęte trzy (liniowe) stopnie swobody i w obrębie szkieletu mogą występować jedynie połączenia:
_ III klasy - o trzech stopniach swobody, np. stawy :biodrowy i ramienny - łącznie 29 połączeń w całym
szkielecie,
_ IV klasy - o dwóch stopniach swobody, np. staw promieniowo-nadgarstkowy - łącznie 33 połączenia,
_ V klasy - o jednym stopniu swobody, np. stawy międzypaliczkowe - łącznie 85 połączeń
łańcuchy biokinematyczne, będące spójnym ciągiem połączonych ze sobą ruchowo kości.
Przykładami łańcuchów biokinematycznych są: kręgosłup lub jego odcinki, kończyny, tułów,
stopy, ręce, palce. Szczególnym przykładem łańcucha biokinematycznego jest cały szkielet.
takim łańcuchu biokinematycznym możliwy jest do wykonania ruch w każdym z połączeń
osobno.
W zamkniętym łańcuchu biokinematycznym zarówno pierwszy, jak i ostatni człon nie
maja swobody ruchu; są związane z jakimś względnie stabilnym układem odniesienia
(podłoże, inna cześć ciała).
. Łańcuch biokinematyczny jest zamknięty bezpośrednio, gdy elementem zamykającym
jest inna cześć ciała, np. stopy w skłonie w przód z chwytem za kostki.
Pośrednio zamknięty łańcuch biokinematyczny występuję, gdy elementem zamykającym jest element pośredni, np. .:podłoże, przyrząd.
innych mechanizmów z tym że sumowanie odbywa się tylko od 3 do 5 klasy połączenia.
Uzyskana liczba 244 stopni swobody jest największa wartością dla jakiegokolwiek biomechanizmu lub mechanizmu stworzonego przez człowieka.
schemat strukturalny biernego układu ruchu człowieka, potraktowanego jako łańcuch
biokinematyczny. Składa się on ze 144 członów ruchomych (względem podstawy: czaszki), połączonych w 143 pary kinematyczne o ruchliwości: 3 st. sw. czyli III klasy (29 par), 2 st. sw. czyli IV (33 pary) i 1 st. sw. czyli V klasy (81 par).
tworzących 22 pary o ruchliwości 3 st. sw. (jedna para III klasy), 2 st. sw. (sześć par klasy IV) i 1 st. sw. (15 par klasy V). Ruchliwość kończyny wynosi zatem: WK= 6 • 22 - (3 -1 + 4 • 6
+ 5 • 15) = 132 - (3 + 24 + 75) = 132 - 102 = 30 st. sw.
Pytanie nr 5.- Mięśniowe grupy funkcjonalne (mięśnie agonistyczne, mięśnie antagonistyczne i mięśnie synergistyczne) na przykładzie ruchu zginania
W wyniku skurczu mięśnia lub grupy mięśni może pojawić się w danej części ciała ruch, którego charakterystyka zależy od parametrów mechanicznych zarówno grupy mięsni współdziałających, jak i mięśni przeciwstawnych.
Jeśli będziemy rozpatrywać np. prosty ruch zginania, dwie główne grupy mięśni - zginacze i prostowniki - uczestniczące w tym ruchu będzie charakteryzował odmienny typ aktywności.
Jest to aktywne skracanie się mięśni agonistycznych oraz bierne
rozciąganie się antagonistów.
Mięśnie przeciwstawne wytwarzają opory ruchu.
Parametry zewnętrzne ruchu zginania wynikają z różnicy momentów sił mięśni agonistycznych i antagonistycznych działających w danym stawie - zazwyczaj w warunkach fizjologicznych opory związane z biernym rozciąganiem nieaktywnych mięsni są niewielkie.
Zjawisko współpobudzenia mięśni antagonistycznych może istotnie zmieniać charakterystykę wykonywanych ruchów.
Pobudzenie oraz praca ekscentryczna mięśnia daje możliwość
dodatkowej kontroli ruchu.
Przez aktywna kontrole charakterystyki mięśni antagonistycznych
(zarówno sztywności, jak i zakresu w jakim ona występuje) układ
nerwowy może dodatkowo kontrolować momenty sił w poszczególnych stawach.
Mięśnie antagonistyczne są rozciągane w czasie wykonywania ruchu, a ich charakterystyka mechaniczna jest aktywnie modyfikowana przez
zmianę ich sztywności.
Rodzaje mięśni w zależności od pełnionej funkcji w trakcie ruchu:- mięśnie agonistyczne – odpowiedzialne za zamierzony ruch- mięśnie synergistyczne współdziałające z agonistycznymi, wspomagają ich pracę głównie w ruchach złożonych- mięśnie antagonistyczne – przeciwdziałają nadmiernemu skurczowi danego mięśnia- mięśnie stabilizujące – ustalają odcinki ciała, które nie biorą udziału w danym ruchu, jest to stabilizacja sąsiednich stawów nie biorących udziały w ruchu.
12 Klasyfikacja ruchomości w stawach i charakterystyka poszczególnych rodzaj.
W zależności od budowy stawów ruch ten odbywa się w:
· Jednej płaszczyźnie (stawy jednoosiowe)-ruch w jednej płaszczyźnie to znaczy 1° swobody np. staw międzypaliczkowy i łokciowy-zginanie, prostowanie.
· Dwóch płaszczyznach (stawy dwuosiowe) o 2° swobody np. staw promieniowo-nadgarstkowy-zginanie, prostowanie wokół osi poprzecznej oraz odwodzenie, przywodzenie wokół osi strzałkowej.
Wielu płaszczyznach (stawy wieloosiowe) o 3° swobody np. staw biodrowy (staw kulisto-panewkowy)-prostowanie, zginanie, odwodzenie, przywodzenie ,rotacja
13. Pojęcie równowagi w odniesieniu do ciała człowieka.
Utrzymanie równowagi - morfologia i czynność układów:
Kostnego, mięśni szkieletowych, nerwowego.
Człowiek – istota dwunożna - w pozycji nieruchomej stoi podparty na dwóch stopach.
Z punktu widzenia mechaniki utrzymania równowagi, układ cechuje niekorzystna konstrukcja budowy -ok. 70% masy ciała zlokalizowane jest na 2/3 jego wysokości. W komputerowej symulacji ruchu człowieka przyjmuje się model fizyczny ciała jako wahadło odwrócone, z punktem zaczepienia w punkcie podparcia i masą uogólnioną a końcu wahadła.
Utrzymanie takiej pozycji wymaga zrównoważenia momentów sił zewnętrznych, działających na poszczególne segmenty ciała przez elementy pasywne (kości, więzadła, ścięgna) oraz elementy aktywne (miesnie) aparatu ruchowego człowieka. O zachowaniu równowagi w pozycji stojącej decyduje, między innymi, pole powierzchni podstawy oraz wysokość położenia środka masy. Powierzchnię pola podstawy wyznaczają brzegi stóp
Kąt zawarty między rzutem środka masy na płaszczyznę podparcia oraz linią łączącą środek masy ciała z brzegiem pola podstawy nazywany jest katem stabilnosci. Przy rozkroku zwiększa się pole powierzchni podstawy i obniża położenie środka masy, co poprawia stabilność.
Utrzymanie położenia i równowagi ciała zależy głównie od współdziałania zmysłów równowagi, czucia głębokiego i wzroku. Receptory zmysłu równowagi mieszczą się w błędniku: w woreczku, łagiewce i przewodach półkolistych. Woreczek i łagiewka stanowią narząd równowagi statycznej, a trzy przewody półkoliste narząd równowagi dynamicznej. Receptory zmysłu czucia głębokiego znajdują się w mięśniach i stawach (proprioreceptory mięśniowe, stawowei ścięgnowe) i są kontrolowane przez pola czuciowe kory mózgowej. Informują one o położeniu kończyn i stanie napięcia mięśni.
Wzrok dostarcza informacji o położeniu ciała w stosunku do
otoczenia. Prawidłowe współdziałanie wzroku i czucia głębokiego umożliwia utrzymanie równowagi nawet przy braku czynności narządu przedsionkowego. Impulsy ze wszystkich proprioreceptorów trafiają do móżdżku. Zasadniczą rolą móżdżku jest koordynacja pobudliwości neuronów ruchowych rdzenia kręgowego za pośrednictwem jąder przedsionkowych i tworu siatkowatego. Napięcie mięśni szkieletowych, utrzymujących postawę ciała, jest stale regulowane. Oprócz koordynacji współdziałania mięśni podczas chodu i utrzymywania postawy stojącej, móżdżek steruje także napięciemmięśni podczas wykonywania ruchów precyzyjnych.
Równowaga to pewien określony stan układu posturalnego.
Stan ten charakteryzuje pionowa orientacja ciała osiągnięta dzięki zrównoważeniu działających na ciało sił oraz ich momentów.
Równowagę zapewnia układ nerwowy, przez odruchowe napięcie odpowiednich grup mięśni nazywanych mięśniami posturalnymi lub antygrawitacyjnymi. Tak zdefiniowana równowaga opisuje stan narządu ruchu w warunkach statycznych.
Możnemy rozszerzyć pojęcie równowagi na sytuacje dynamiczne. W trakcie lokomocji przez fazową aktywność mięśniową utrzymywana jest typowa dla postawy człowieka pionowa orientacja głowy i tułowia.
Równowagę zapewnia integracja w układzie nerwowym sterowania obwodowego, wstepujacego, nazywanego umownie sterowaniem staw skokowy-głowa oraz zstępującego głowa -staw skokowy. Te dwa typy sterowania zapewniają stabilną pionową postawę w czasie spokojnego stania oraz podczas lokomocji. Obydwa sterowania uzupełniają się wzajemnie i dlatego niesprawność jednego z nich może być skompensowana aktywnością drugiego.
Zmysł równowagi
Orientacja usytuowania ciała człowieka w przestrzeni i zachowanie jego prawidłowej postawy oraz równowagi statycznej i kinetycznej w stosunku do otoczenia jest zależna od ośrodkowej integracji informacji płynących z:
-receptorów narządu przedsionkowego, narządu wzroku
-receptorów czucia głębokiego (proprioreceptorów) w obrębie
mięśni, ścięgien i stawów,
-skórnych eksteroreceptorów, zwłaszcza dotyku i uścisku.
Narząd przedsionkowy stanowi więc tylko jeden z elementów złożonego układu zapewniające równowagę, choć jego znaczenie jest dominujące. Jest to narząd parzysty, czyli dwa identyczne układy rozmieszczone są symetrycznie po obu stronach głowy. Dzięki parzystości narządu przedsionkowego wzrasta jegoczułość i może on bardzo precyzyjnie kontrolować przestrzenne położenie i ruchy głowy.
W zachowaniu równowagi statycznej główną rolę odgrywa narząd otolitowy (łagiewka i woreczek), a w zachowaniu równowagi kinetycznej układ kanałów półkolistych.
Narząd przedsionkowy
Każdy narząd przedsionkowy zbudowany jest z trzech kanałów półkolistych położonych w trzech wzajemnie prostopadłych płaszczyznach. Receptory rozmieszczone w tych kanałach przekazują do mózgu informacje o ruchach głowy w przestrzeni. Neurony receptorowe, nazywa ne komórkami włosowatymi, skupione są w specjalnym nabłonku, ponad który wystają różnej długości rzęski. Ruchy głowy powodują przemieszczenia płynu -śródchłonki - wypełniającego kanały półkoliste.
14. Pojęcie aktonu mięśniowego oraz funkcje aktonów
Jednostką funkcjonalną mięśni w biomechanice jest akton mięśniowy.
Aktonem nazywamy tę część mięśnia, która realizuje względem stawu samodzielną funkcję.
Wyróżniona anatomicznie część - akton – zwykle posiada swoja nazwę, np. część obojczykowa mięśnia naramiennego.
|Aktony mięśniowe mogą wykonywać w stawach sześć różnych funkcji:
· W płaszczyźnie strzałkowej zginania i prostowania
· W płaszczyżnie czołowej przywodzenia i odwodzenia
· W płaszczyźnie poprzecznej
§ Nawracania ( pronacji)
§ Rotacji wewnętrznej i odwracania (supinacji)
§ Rotacji zewnętrznej
Aktony wykonujące funkcje zginania są nazywane zginaczami. Analogicznie używane są określenia: prostowniki, przywodziciele, odwodziciele, pronatory (lub rotatory wewnętrzne), supinatory (lub rotatory zewnętrzne)
Skurcz miesnia mo_na podzielic na skurcz izometryczny i skurcz izotoniczny w zale_nosci od warunków mechanicznych
Jesli jeden z przyczepów miesnia jest wolny tak że na miesien nie działa żadne obciażenie skierowane w strone przeciwna do kierunku ruchu i pobudzenie nerwowe powoduje skurcz miesnia z maksymalna szybkoscia, przy czym napiecie miesniowe nie ulega zmianie - skurcz izotoniczny.
Jesli na kurczacy sie miesien działa obciażenie skierowane w strone przeciwna do kierunku ruchu równe generowanej w czasie skurczu sile, napiecie miesnia rosnie, ale nie dochodzi do zmiany jego długosci - skurcz izometryczny.
W praktyce najczesciej - skurcze auksotoniczne. W czasie takiego skurczu poczatkowo miesien zwieksza napiecie az do momentu zrównowa_enia obcia_enia działajacego w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu, a nastepnie dochodzi do skracania sie miesnia. Skurcz auksotoniczny wykazuje w pierwszej fazie cechy skurczu izometrycznego, a w drugiej izotonicznego.
Jesli obcia_enie działajace na miesien jest mniejsze od generowanej siły, miesien kurczy sie z predkoscia zale_na od istniejacego obcia_enia i zmniejsza swoja długosc - skurcz koncentryczny.
Jesli obcia_enie przyło_one do miesnia przewy_szy wygenerowana siłe skurczu, dojdzie do rozciagniecia miesnia - skurcz ekscentryczny.
Przykładem ruchu, w którym dochodzi do skurczów typu ekscentrycznego, jest schodzenie z góry.
Skurczom typu ekscentrycznego podlega wtedy miesien czworogłowy uda, który kurczac sie, kontroluje zgiecie kolana
przeciwdziałajace sile grawitacji.
!!!
Rodzaje skurczów miesni stały sie podstawa podziału wysiłku fizycznego na statyczny i dynamiczny.
Wysiłek statyczny to taki, w którym przeważaja izometryczne skurcze włókien miesniowych, natomiast w czasie wysiłku
dynamicznego przeważaja skurcze izotoniczne.
Wysiłek fizyczny, w którym przewa_aja skurcze ekscentryczne, nazywany jest wysiłkiem fizycznym
ekscentrycznym, natomiast taki, w którym przewa_aja skurcze koncentryczne - wysiłkiemfizycznym koncentrycznym.
Statyczna praca miesni ( bez efektu ruchowego) ustalanie stawów, CWICZENIA IZOMETRYCZNE
Czynne napinanie miesni bez zmiany długosci włókien
Zastosowanie :
-przeciwdziałanie zanikom
-przyrost masy siłowej
-utrzymanie aktywnosci w obrebie unieruchomionego odcinka ciała
(np.opatrunek gipsowy)
Zasada cwiczen jest _ sekwencja napiecie-trzymanie-odpreżenie
Podział cwiczen izometrycznych :-zwykłe –krótkie -długie
Miesien działajacy statycznie mo_e spełniac ró_ne funkcje wzgledem układu ruchu. Praca statyczna - jest oparta na skurczu izometrycznym i nie prowadzi do ruchu w
stawie.
Należa do nich:
_ zrównowa_enie (utrzymanie) sił zewnetrznych
_ wzmocnienie układu biernego.
-stabilizujaca (ustalajaca) - gdy na stawy działaja siły na sciskanie, wzmacniajaca - gdy na stawy działaj a siły na rozciaganie, utrzymujaca - gdy w stawach powstaja momenty obrotowe pochodzace od sił zewnetrznych.
Stabilizacje mo_na przedstawic na przykładzie unieruchomienia jednego segmentu ciała, np. w stawie ramiennym, by stworzyc stabilna podstawe oparcia dla miesni majacych przyczepy poczatkowe na ramieniu, a działajacych na przedramie.
Mamy dwa rodzaje czynnosci dynamicznej miesnia: koncentryczna i ekscentryczna
O czynnosci dynamicznej mówimy wtedy, gdy pobudzony miesien zmienia swoja długosc. Dynamiczna praca miesni w którym występuje efekt ruchowy np. ruch, lokomocja.
Przykłady czynnosci dynamicznych miesni
- Unoszenie konczyny górnej -
- odwodzenie - do poziomu jest czynnoscia koncentryczna, głównie miesnia naramiennego.
- Z tej pozycji powolne opuszczanie konczyny - przywodzenie – jest czynnoscia ekscentryczna tego miesnia.
Praca dynamiczna - jest oparta na skurczu auksotonicznym i prowadzi do ruchu w stawie.
-koncentryczna - gdy miesien kurczac sie jest napedem ruchu, ekcentryczna - gdy rozciagany miesien hamuje ruch.
Wynikiem skurczu izotonicznego - ruch, np. zgiecie stawu łokciowego i zbli_enie przedramienia do ramienia.
Wynikiem skurczu izometrycznego jest utrzymanie postawy ciała - głowy w pozycji pionowej, utrzymanie konczyny w przyjetej wskutek ruchu pewnej, okreslonej pozycji.
Przy podnoszeniu cie_aru zawodnik najpierw zwieksza napiecie miesni przez skurcz izometryczny, nastepnie podnosi cie_ar przez skurcz izotoniczny, wykonujac ruchy w stawach konczyn, nastepnie utrzymuje cie_ar w pewnej pozycji znowu przez skurcz izometryczny, wreszcie zmniejszajac napiecie miesni, powodu-je upadek cie_aru.
Ruchy obrotowe w stawach wykonywane są względem osi obrotu. Główne osie centralne maja równie_ swoje nazwy przebiegają prostopadle do wymienionych wyżej płaszczyzn.
_ np. oś długa ciała jest prostopadła do płaszczyzny
...
Joasia102