Adobe Systems Kineziologie Řízení pohybu Mgr. Pavlína Bazalová Adobe Systems 2 Motorický systém – řízení hybnosti Základní principy: -Koordinace agonistů, antagonistů, synergistů -Zpětná vazba -Předpokladem je svalový tonus = napětí svalů! - Adobe Systems Řízení pohybu 3 Hierarchie řízení https://www.wikiskripta.eu/w/Motorick%C3%BD_syst%C3%A9m#/media/Soubor:Hierarchie_%C5%99%C3%ADzen%C3 %AD_motoriky.png Adobe Systems 4 Neurony – přehled oSenzitivní neurony – aferentní -> informace z periferie do CNS (exterocepce, propriocepce, interocepce) + zpětná vazba (těla leží ve spinálních gangliích -> PNS) (Nocicepce -> bolestivý vjem) oSenzorické neurony – aferentní -> informace ze smyslových orgánů (receptorových buněk) -> CNS (zrak, sluch, čich, chuť) oMotorické neurony – eferentní - somatomorika a visceromotorika ̶ https://www.mentem.cz/blog/neuron/ Adobe Systems 5 Motoneurony eferentní = vedou informace z CNS na periferii (anatomicky náleží do CNS -> těla leží v míše) ALFA-MOTONEURONY ̶Přední rohy míšní -> extrafuzální vlákna ̶NS ploténka ̶Motorická jednotka = jedná se o soubor svalových vláken inervovaných jedním motoneuronem. Axon motoneuronu se po vstupu do svalu větví, jeho terminální vlákno inervuje vždy jedno svalové vlákno. Vzniká synapse – nervosvalová ploténka. Motorické jednotky představují periferní motoneuron. ̶ Adobe Systems 6 Neuromuscular Junction - The Definitive Guide | Biology Dictionary https://biologydictionary.net/neuromuscular-junction/ Adobe Systems 7 MOTORICKÁ JEDNOTKA https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Motor_unit.png Adobe Systems 8 Motorická jednotka ̶Nejmenší jednotky jsou zřejmě v okohybných svalech (kolem deseti), největší v zádových svalech (až dva tisíce). ̶Svalová vlákna jedné motorické jednotky jsou uspořádána difusně ve větší části svalu. (střídání MJ) ̶Henemannovo pravidlo (Heneman´s law) říká, že při zvyšování síly svalu se motorické jednotky nabírají postupně od nejmenších k největším. ̶Síla svalu (muscle power) – závisí na počtu MJ, frekvence zapojování MJ (frekvence výbojů), je přímoúměrná průřezu svalového bříška Adobe Systems 9 https://www.allegiategym.com/blog/burning-fat-through-program-design-behind-the-block https://www.mtrigger.com/motor-unit-recruitment-biofeedback-in-rehabilitation/ Adobe Systems 10 Gama-motoneuron Gama-motoneurony dostávají informace z CNS, na jejichž základě upravují citlivost vřeténka (zachovávají jeho dráždivost). Toto spojení je velmi významné pro regulaci svalového tonu a označuje se jako γ-klička. Ta začíná převodem signálu z mozku (retikulární formace) na γ-motoneurony předního míšního rohu. Gama-motoneuron následně odesílá informaci na vřeténko, které se kontrahuje. Kontrakce vlastního receptoru, vyvolá opět aktivaci reflexní dráhy do příslušného míšního segmentu. Svalová vřeténka vnímají jak statické, tak dynamické změny uvnitř svalů. Adobe Systems 11 svalové vřeténko (zdroj: https://slideplayer.cz/slide/12720931/) Adobe Systems 12 Schéma gama kličky (zdroj: http://www.cnsonline.cz/?p=311) Adobe Systems 13 MÍCHA ̶Tvořena jednotlivými míšními segmenty (většinou 31) -> míšní nervy -> pleteně -> periferní nervy (31 párů) ̶Šedá hmota -> tvořená nakupením těl neuronů, vytváří přední a zadní rohy míšní. (přední obsahují motoneurony, postranní vegetativní neurony, zadní spojovací neurony). Středem vede míšní kanálek – canalis centralis. ̶Bílá hmota -> sestupné a vzestupné dráhy -> motorické dráhy,senzitivní dráhy a dráhy bolesti ̶ Adobe Systems 14 MÍCHA Mícha - uspořádání drah (http://sestra.org/M%C3%ADcha) Adobe Systems 15 schéma (zdroj: https://slideplayer.cz/slide/4160037/) Adobe Systems 16 Mícha – míšní reflexy - proprioceptivní •Receptor = svalová vřeténka a šlachová tělíska -> aferentní nervové vlákno -> buňka ve spinálním gangliu -> alfa-motoneuron -> efektor (kosterní sval) •Svalové vřeténko – viz gama MN (gama smyčka) -> aktivuje se při protažením svalu -> aktivace alfa MN příslušného svalu (svalová kontrakce) a inhibice alfa motoneuronu antagonisty – Napínací reflex (Často monosynaptický (např. bicipitový, patelární atd.)) (Řídí a zajišťuje svalový tonus!) •Šlachové (Golgiho) tělísko – chrání sval před přetažením -> aktivuje se protažením svalu (později než svalové vřeténko) nebo při svalové kontrakci (obojí tahem za šlachu) -> napojení na interneurony -> inhibice alfa MN daného svalu Adobe Systems 17 Napínací reflex – svalové vřeténko (myotatický reflex) http://humanphysiology.academy/Neurosciences%202015/Chapter%202/P.2.2%20Spinal%20Reflexes.html Adobe Systems 18 Napínací reflex – svalové vřeténko Reciproční inhibice https://www.researchgate.net/publication/357236438_Identifying_knowledge_important_to_teach_about_t he_nervous_system_in_the_context_of_secondary_biology_and_science_education-A_Delphi_study/figures? lo=1 Adobe Systems 19 Reciproční inervace / inhibice Část aferentních vláken přicházejících ze svalových vřetének, je zapojena i na alfa motoneurony antagonních svalů. Pomocí tohoto zapojení dochází při kontrakci agonistů a synergistů ke ztlumení napětí antagonistů. Bez jejich " vypojení" by totiž nebylo možné uskutečnit žádný koordinovaný pohyb. Vypojení antagonistů pomocí této, tzv. reciproční inervace, zajišťují především míšní interneurony. Utlumení antagonistů pomocí reciproční inervace není ale nikdy úplné. "Zbytková", neutlumená aktivita je pro funkci pohybového aparátu dokonce výhodná - chrání kloubní pouzdra a vazy před prudkými, "bičovými" pohyby, a dovoluje rozsah pohybu plynule dávkovat. Adobe Systems 20 https://step1.medbullets.com/neurology/113039/muscle-spindles--golgi-tendon-organs Adobe Systems 21 Mícha – míšní reflexy oExteroceptivní míšní reflex §Receptory v kůži, sliznici – exteroreceptory – dotyk, bolest §Extenzorový reflex – vzniká podrážděním dotekových receptorů -> kontrakce extenzorů (podstata postojových reakcí) §Flexorové reflexy – bolestivý podnět -> flexorová reakce (tj. snaha oddálit část těla od zdroje bolesti) ̶ Adobe Systems 22 Flexorový reflex http://humanphysiology.academy/Neurosciences%202015/Chapter%202/P.2.2%20Spinal%20Reflexes.html Adobe Systems Mozkový kmen 23 ̶Jádra hlavových nervů -> III. – XII. ̶Dráhy ̶Retikulární formace ̶Speciální jádra (mimo řízení motoriky – dýchací centra, vazomotorická centra, podíl na řízení ANS, regulace bolesti, podíl na produkci neurotransmiterů) ̶ https://slideplayer.cz/slide/15405550/ Vykřičník se souvislou výplní Adobe Systems Mozkový kmen 24 JÁDRA HLAVOVÝCH NERVŮ -> III. – XII. ̶N. III (oculomotorius) – okohybné svaly ̶N. IV (trochlearis) – m. obliqus superior ̶N. V (trigeminus) – žvýkací svaly, m. digastricus ̶N. VI (abducens) – m. rectus lateralis ̶N. VII (facialis) – mimické svalstvo, m. digastricus, m. stapedius, m. stylohyoideus ̶N: IX (glossopharyngeus) – svaly měkkého patra ̶N. V (vagus) – svaly hltanu a hrtanu, orgány ̶N. XI (accesorius) – m. sternocleidomastoideus, m. trapezius ̶N. XII (hypoglossus) – svaly jazyka ̶ https://slideplayer.cz/slide/15405550/ https://www.wikiskripta.eu/w/Hlavov%C3%A9_nervy#/media/Soubor:Training.seer.cancer.gov_-_illu_crani al_nerves1.jpg Adobe Systems 25 Mozkový kmen Dráhy oSestupné (eferentní) -> pyramidová a extrapyramidové dráhy oVzestupné (aferentní) -> dráha zadních provazců oStřední mozek – zraková a sluchová dráha (tectum = čtverhrbolí) Speciální jádra oNcl. Ruber -> rubrospinální dráha -> hrubá motorika oSubstantia nigra -> produkce dopaminu, jádro spojené s BG a extrapyramidovým systémem (morbus Parkinson = Parkinsonova choroba) Adobe Systems 26 Mozkový kmen Retikulární formace oJedná se skupinu/ systém jader, jejichž buňky mají velké množství výběžků a spojů -> na základě směru se rozděluje -> ascendetní retikulární (aktivační) systém + descendentní retikulární systém oAR(A)S = probuzení a udržování vědomí (cirkadiální rytmus) o oMotoriku kosterních svalů ovlivňuje RF pomocí svých některých jader v pontu, v prodloužené míše a ve středním mozku. Jde především o působení na antigravitační svaly (posturální motoriku) a ovlivnění svalového tonu. Neurony RF těmito spoji regulují míšní alfa i gama motoneurony (gama smyčka). Informace pro regulační působení získávají jádra RF z proprioreceptorů šíjových svalů, z vestibulárních jader, z mozečku, bazálních ganglií a mozkové kůry. Adobe Systems 27 Mezimozek = diencephalon ̶Thalamus ̶Hypothalamus ̶Subthalamus ̶Metathalamus ̶Epithalamus https://www.wikiskripta.eu/w/Diencephalon Adobe Systems 28 Mezimozek - Thalamus ̶„přepojovací stanice“ -> míří sem senzitivní dráhy, dráhy ze smyslových orgánů, dráhy z center CNS (BG), spojení s limbickým systémem ̶Skládá se z jader: ̶nespecifická jádra (převádějí především aktivační vzruchy z RF do mozkové kůry) ̶specifická senzorická jádra (součást zrakové, sluchové, hmatové a propriorecepční dráhy) ̶motorická jádra thalamu -> propojení BG a kmene s mozkovou kůrou ̶ Mozkový kmen Smyslové vjemy Propriocepce Mozeček Adobe Systems 29 ̶ https://slideplayer.cz/slide/5639499/6/images/13/lobus+flocculo-+nodularis.jpg Adobe Systems 30 Mozeček Pro řízení hybnosti a popisu jednotlivých funkcí je stěžejní funkční dělení mozečku ̶Vestibulární mozeček (Vestibulocerebellum) – informace ze statokinetického čidla -> vzpřímená pozice těla, rovnováha ̶Spinální mozeček (Spinocerebellum) – informace především z proprioreceptorů a exteroreceptorů -> regulace svalového tonu (působí tlumivě na okruhy antigravitačních svalů) ̶Cerebrální mozeček (cerebrocerebellum) – informace z mozkové kůry, podíl na plánování pohybu -> koordinace volní motoriky ̶ Adobe Systems 31 Bazální ganglia ̶Bazální ganglia jsou velká jádra, která jsou součástí šedé hmoty koncového mozku zevně od thalamu, zanořené do bílé mozkové hmoty. Jedná se o vývojově staré struktury. Uplatňují se při vytváření a řízení pohybu, podílejí se také na kognitivních funkcích a funkcích limbického systému. ̶ ̶nucleus caudatus ̶putamen ̶globus pallidus ̶ Striatum Ncl. letiformis funkčně k nim dále řadíme: substantia nigra, ncl. Subthalamicus Adobe Systems 32 Bazální ganglia ̶Okruh bazálních ganglií – okruh, kde jsou BG spojena s mozkovou kůrou -> výběr pohybu, regulace aktivity mozkové kůry, aby byl pohyb plynulý (podíl na motorickém učení) ̶ ̶BG zajišťují přechod plánu do programu -> Neurony ganglií vysílají časoprostorově uspořádané impulzy, které určují parametry pohybu -> tj.: sílu, směr, rychlost a amplitudu pohybu. ̶ Adobe Systems 33 Mozková kůra Mozková kůra – nejvyšší řídící a integrační centrum řízení: motorika, autonomní funkce, senzitivní funkce integrace: emoce, paměť, řeč, myšlení, spánek a bdění, motivace… https://www.brainmarket.cz/nase-novinky/vse--co-jeste-chteli-vedet-o-mozku-a-bali-jste-se-zeptat/ Adobe Systems 34 Mozková kůra ̶Primární motorická oblast -> gyrus precentralis (motorický homonculus) ̶Sekundární motorická oblast -> gyrus frontalis superior (spolupráce s primární kůrou, přezpracování informací -> složitější pohyby hlavy, končetin a iniciaci pohybů) ̶Premotorická a suplementární motorická oblast -cíleně připravuje a mění pohyby, spolupracuje s frontálním okohybným polem (FEF) při zrakové kontrole okolí (poškození – ideomotorická apraxie) ̶Frontální okohybné pole (FEF se účastní na konjugovaných pohybech očí, zároveň je zapojeno do okulomotorického okruhu bazálních ganglií.) ̶Asociační oblast -> integrační fce -> prefrontální kůra (vyšší funkce) ̶ Adobe Systems 35 https://www.ezmedlearning.com/blog/cerebral-cortex-lobe-anatomy Adobe Systems 36 Motorický a sensitivní homunkulus https://www.researchgate.net/publication/339140683_Tactile_Working_Memory_Scale_a_Professional_Manu al_by_Tactile_Working_Memory_Scale/figures?lo=1 Adobe Systems 37 Motorické dráhy ̶Pyramidová dráha – volní motorika (=kortikospinální dráha) ̶Extrapyramidové dráhy ̶regulace reflexních oblouků (retikulospinální dráha) ̶udržování rovnováhy a postoje (mimovolní motorika) (vestibulospinální dráha) ̶provádění hrubých pohybů velký svalů pletenců (volní motorika) (rubrospinální dráha) ̶ Adobe Systems 38 Motorické dráhy http://www.cnsonline.cz/?p=112 Adobe Systems 39 Řízení volního pohybu 1)Plánování ̶Podnět k provedení pohybu ̶Asociační kůra,LS 2)Iniciace ̶Motorická korová oblast 3)Provedení ̶Kmen, mícha 4) Kontrola a modulace – BG, mozeček https://is.muni.cz/do/1451/e-learning/kineziologie/elportal/pages/rizeni_hyb_systemu.html Adobe Systems zápatí prezentace 40 Řízení pohybu - shrnutí ̶ Řízení a poruchy motoriky, vyšetření a syndromologie Kateřina Zárubová FN Motol 4/ ppt stáhnout Adobe Systems 41 Děkuji za pozornost! Adobe Systems 42 Zdroje: ̶https://is.muni.cz/el/1451/podzim2016/bp1807/um/gama-smycka.pdf ̶https://ftvs.cuni.cz/FTVS-1513.html ̶https://neurologie.lf1.cuni.cz/1LFNK-294-version1-principy_rizeni_motoriky.pdf ̶https://www.wikiskripta.eu/w/Motorick%C3%BD_syst%C3%A9m ̶Přednášky: Neurofyziologie a neuropatofyziologie – MUDr. Kapounková Ph.D. ̶Přednášky: Kineziologie – doc. MUDr. Müller Ivan, CSc. ̶Základy neurologie – Ambler Zdeněk (2012) ̶Kineziologie – František Velé (2006) – ISBN: 80-7254-837-9 ̶ ̶ Adobe Systems 43 Zdroje: ̶https://ftvs.cuni.cz/FTVS-1515.html ̶http://old.ftk.upol.cz/fileadmin/user_upload/FTK-dokumenty/Katedra_fyziologie/FYO_13_bonus_rizeni_ motoriky.pdf ̶https://is.muni.cz/do/1451/e-learning/kineziologie/elportal/pages/zakladni_slozky.html#svaly ̶http://www.cnsonline.cz/?p=311 ̶Mysliveček a Rijiak – Fyziologie – repetitorium ̶https://www.wikiskripta.eu/w/Motorick%C3%BD_syst%C3%A9m#/media/Soubor:Hierarchie_%C5%99%C3%ADzen%C 3%AD_motoriky.png