Kineziologie I. Mgr. Veronika Málková Kineziologie I. Úvod do kineziologie – pohybové chování, pohybová aktivita, vazivo, chrupavka, kost, kostní spoje, klouby, motorická jednotka Kineziologie I. ´Kineziologie (z řeckého "kinesis" = pohyb) – věda zabývající se studiem pohybu člověka a zvířat (fyziologické, biomechanické, psychologické mechanizmy) ´Prostředky: vizuální hodnocením pohybu, měření svalové a mozkové aktivity, monitorování fyziologických, behaviorálních a kognitivních funkcí aj. ´Dělení kineziologie: ´ - vývojová ´ - speciální: - posturální, ´ - prototypových činností (chůze, běh), ´ - jemné motoriky (ruka), ´ - komunikační (mimika, artikulace), ´ - patologická (při nemocech), ´ - zvláštní (pracovní, sportovní, umělecká). ´ ´ Kineziologie I. ´Základní projevy živé hmoty: dráždivost, látková výměna, rozmnožování a pohyb ´Pohyb neživého objektu = působení zevní síly ´Pohyb živé hmoty = vlastní vnitřní zdroj síly + dosažení konkrétního zamýšleného cíle (teleologie) ´Pohyb: změna polohy v závislosti na prostoru a čase ´Aktivní pohyb (účelově řízen CNS) x pasivní pohyb (vyvolán vnější silou) ´Klid: ´ - částečný klid - krátkodobý (regenerace sil) ´ - dlouhodobý („toxický“, vytváří škody) ´ - úplný klid – smrt ´ ´ Kineziologie I. ´Pohybové chování: souhrnný průběh pohybové činnosti ´ - jeho analýza je základem diagnostiky pohybové funkce ´ - pudové (hlad, nebezpečí, hledání sexuálního partnera) x ideomotorický pohyb ´ - ovlivňováno i změnami vnitřního prostředí (snížení hladiny glykémie, zvýšení adrenalinu, aj.) ´ - vede k tvorbě látek ovlivňujících pocity a prožitky člověka (vyplavení endorfinů) ´ ´ Kineziologie I. ´Vliv pohybu na životní pochody •Nedostatek pohybu: ´ - strukturální změny v organismu (atrofie, zkrácení ligament, změna struktury skeletu), ´ - snížení krevního oběhu (periferní pumpa), ´ - zpomalení metabolických procesů, ´ - bolesti, deprese, nespavost, ´ - poruchy GIT (zácpa), KVS nemoci, rakovina, ´ - zhoršení koordinace i výkonu řídících funkcí CNS. ´Celkový projev: zhoršená přizpůsobivost vlivům zevního prostředí a vznik negativních psychických změn. ´ Kineziologie I. ´Vliv pohybu na životní pochody •Přiměřená pohybová aktivita: ´ - přírůstek svalové hmoty, ´ - zlepšení elasticity vaziva a ligament, ´ - mírné zvětšení pohybového rozsahu, ´ - přestavba trámčiny skeletu se zvýšením pevnosti, ´ - zlepšení výkonu, řízení a koordinace CNS, ´ - zvýšení celkové úrovně metabolismu a zvýšení funkčních kapacit tělesných systémů. ´Celkový projev: zvýšení odolnosti vůči vnějším vlivům, vznik pozitivních psychických změn. Kineziologie I. ´Vliv pohybu na životní pochody: •Přetížení pohybového aparátu: ´ - poškození svalů, vaziva, svalových úponů a místní cirkulace, ´ - poškození ligament a kloubních pouzder, ´ - poškození řídících mechanismů CNS. ´Celkový projev: pocit nemocnosti, únavy, zhoršení celkové výkonnosti a psychického stavu. Kineziologie I. ´Vztah pohybu k funkci CNS ´ - pohyb řízen CNS, ´ - kalokagathia, ´ - pohyb závislý na aferentní signalizaci ze senzorických receptorů z vnějšího i vnitřního prostředí, ´ - vliv pohybové aktivity na psychické procesy (relaxace, navození bojové nálady), ´ - pohyb při léčbě pohybových i duševních poruch. ´Obecně pohyb ovlivněn/ovlivňuje: ´ - vnitřní prostředí (glykémie = hlad, adrenalin = útok) ´ - zevní prostředí (společnost, komunikace, nástroje) ´ - psychomotorické vztahy (deprese → vadné držení těla) ´ ´ Kineziologie I. ´Poruchy pohybu: ´- poruchy mechaniky, ´- poruchy řízení (nervy, CNS), ´- poruchy logistiky, ´- organické poruchy (strukturální – rtg, CT, MRI, EMG), ´- funkční poruchy (nestrukturální – 70% všech bolestí pohybového ústrojí). ´ Kineziologie I. ´Organizace pohybového systému: ´ - opěrná složka (pasivní) – skelet, klouby, vazy ´ - výkonná složka (aktivní) – svaly ´ - řídící složka (regulační) – nervový aparát (CNS a periferní nervy) ´ - logistická složka (infrastrukturální) – přísun, přeměna a odpad látek ´Vazivo: pojivová tkáň tvořená vazivovými buňkami (fibroblasty), kolagenními a elastickými vlákny a amorfní mezibuněčnou hmotou ´ - fibroblasty: značná regenerační kapacita ´ - kolagenní vlákna: tam, kde je požadovaná vysoká pevnost a ohebnost (šlachy a vazy), ale menší pružnost ´ - elastická vlákna: méně početná než vlákna kolagenní; tenká, pružná; přimíšena k vláknům kolagenním (v čistší formě pouze v některých vazech páteře) Kineziologie I. ´- amorfní mezibuněčná hmota: sloučenina proteoglykanů; stabilizuje celou strukturu vaziva ´- typy vaziva: •řídké kolagenní vazivo (mechanická odolnost minimální; prostory mezi svalovými vlákny kosterních svalů, nosná kostra pro cévy a nervy svalů) •tuhé kolagenní vazivo neuspořádané (mechanicky odolné; vazivová vrstva kůže) •tuhé kolagenní vazivo uspořádané (šlachy, vazy a kloubní pouzdra) ´Šlacha: provazec tuhého uspořádaného vaziva, kterým se svaly upínají ke kosti ´ - zprostředkovávají pružný přenos svalové síly na skelet ´ - pevnost šlachy = polovina pevnosti kosti ´ - mez pevnosti (věk, anatomie konkrétní šlachy, typ cévního zásobení, aj.) ´ - mez pružnosti (s věkem klesá) Kineziologie I. ´Vaz: zpevňuje kloubní pouzdro, příp. probíhá mimo pouzdra a spojuje sousedící kosti ´Chrupavka: pojivová tkáň složená z chondrocytů, kolagenních a elastických vláken a amorfní mezibuněčné hmoty ´ - bezcévná, nemá inervaci; obalena vazivovou vrstvou – perichondriem s cévami a nervy ´ - amorfní mezibuněčná hmota: proteoglykanový komplex, hlavní součástí chrupavky v rámci objemu; látková výměna, izolace chondrocytů od vnitřního prostředí organismu ´ - 60 % voda, 40 % bílkoviny (60% kolagen, 40% proteoglykany) ´ - max. pevnost v tahu = 5% pevnosti kosti ´ - pružnost chrupavek závislá na obsahu vody ´ Kineziologie I. ´- Typy chrupavky: •hyalinní: nejrozšířenější; konce žeber, kloubní hlavice, skelet hrtanu, průdušnice, průdušek a část podkladu nosu, základ skeletu plodu •elastická chrupavka: pružná, pružnost klesá s věkem; stěna průdušek, chrupavky hrtanu, podklad ušního boltce a část zevního zvukovodu •vazivová chrupavka: mechanická odolnost v tahu, tlaku i zkrutu díky kolagenním vláknům; meziobratlové destičky, stydká spona Kineziologie I. ´Kloubní chrupavka: ´ - pokrývá kontaktní plochy kloubů ´ - není rovnoměrně silná ( cca 0,5 – 6 mm, výjimkou kloubní plocha patelly: 7 – 8 mm) ´ - bez krevních, mízních cév a nervů ´ - látkovou výměnu a přísun živin zajišťuje synoviální tekutina ´ - při zatížení kloubu dochází k pružné deformaci chrupavky a vytlačení synoviální tekutiny z amorfní mezibuněčné hmoty do kloubní štěrbiny; při odlehčení proudí synoviální tekutina zpět do chrupavky Kineziologie I. ´Kloubní chrupavka: ´ - pružnost kloubních chrupavek: čím silnější chrupavka, tím pružnější (s věkem klesá) ´ - dlouhodobá imobilizace kloubu → porucha látkové výměny a rozpad buněk ´ - velmi nízká úroveň látkové výměny a anaerobní typ metabolismu → poraněná chrupavka v kloubní dutině poměrně dlouho přežívá (zvláště v mladším věku) a může i pomalu růst, zároveň důvody špatného hojení chrupavky (větší defekty nereparabilní) ´ - v dětství: opotřebení chrupavky kompenzováno mírným růstem ´ - v dospělosti: •chrupavka neroste, buněk ubývá → opotřebení částečné, kompenzováno po určitou dobu zmnožením amorfní mezibuněčné hmoty •změna složení amorfní hmoty (úbytek chondroitinsulfátu a kys. hyaluronové) → u starších osob ztráta viskozity mezibuněčné hmoty + snížení schopnosti chrupavky vázat vodu → snížení chrupavky, obnažení vazivových vláken povrchových vrstev a jejich vystavení přímému mechanickému tlaku kloubních ploch → iniciální proces artrózy ´ Kineziologie I. ´Struktura kosti: ´Základní kostní hmota a kostní buňky ´organická složka matrix – 35% (kolagen, nekolagenní proteiny, kostní buňky), dodává kosti pružnost ´anorganická složka matrix – 65% (minerální soli), dodává kosti tvrdost ´Periost: ´kryje povrch kosti (výjimkou kloubní plochy pokryté chrupavkou a nebo místa úponu svalu či kloubního pouzdra) ´2 vrstvy: ´zevní fibrózní (longitudinálně uspořádané svazky vaziva) ´vnitřní kambiová (vazivové buňky, nepravidelná vazivová vlákna – část do kosti ve formě Sharpeyových vláken; cévy – do kosti Volkmannovými kanálky, tam anastomózují, dále se větví na systém jemných cév a probíhají v Haversových kanálcích; nervová vlákna – z periostu do kosti Haversovými kanálky) ´ Kineziologie I. ´Endost: vnitřní vrstva, tenká vnitřní vrstva preosteoblastů + malé množství vazivové tkáně. ´Kostní tkáň: ´Vláknitá – vzájemně propojené trámce, mezi nimi kostní buňky ´tvorba ve vývojovém období, nachází se v oblasti úponů vazů a šlach, v lebečních švech, v pouzdře nitroušního labyrintu ´v prvním roce života nahrazována postupně lamelózní kostí ´Lamelózní: ´Haversovy lamely – tvoří koncentrické vrstvy, v jejich středu longitudinálně probíhají Haversovy kanálky s cévami a nervy = Haversův systém = osteon (základní strukturální stavební jednotka kompaktní kosti), mezi sousedními systémy malé lakuny s osteocyty ´intersticiální lamely – zbytky Haversových systémů, kolem kterých se vytvořily nové Haversovy lamely, vyplňují prostor mezi osteony ´ Kineziologie I. ´ ´Lamelózní: ´substantia spongiosa: z trámců (trabekul) uspořádaných do prostorové struktury tvarem odpovídající působení mechanických sil na kost ´v koncové části dlouhých kostí, diploe kostí klenby lební, krátké kosti ´substantia compacta: kalcifikovaná z celých 80%, fce mechanická a ochranná ´těla dlouhých kostí, povrch koncových částí dlouhých kostí, povrch krátkých kostí, lamina externa et interna kostí klenby lební https://www.kme.zcu.cz/kmet/bio/ksstavba.php https://www.wikiskripta.eu/w/Endost Kineziologie I. ´Kostní buňky: ´osteoblasty (nevyvinuté kostní buňky): jednojaderné buňky vzniklé z mezenchymálních kmenových buněk; syntéza a mineralizace mezibuněčné hmoty ´osteocyty (vyvinuté kostní buňky): osteoblasty začleněné do nově vytvořené mezibuněčné hmoty a později uzavřeny mineralizovanou kostí; syntéza a obnova mezibuněčné hmoty, mechanoreceptory (čidla tlaku a tahu) ´osteoklasty: velké mnohojaderné buňky; hlavní funkce je resorpce kostní hmoty Kineziologie I. ´Kostní architektonika: uspořádání průběhu trámců spongiózy v kosti ´uspořádání trámců odpovídá působení silokřivek, v jejichž směrech je kost namáhaná; systémy trámců probíhajících v určitých směrem se nazývají kostní trajektorie ´vnitřní síly (svalová kontrakce) x vnější síly (tíhová síla) ´mechanická zátěž → mohutnější trámce; nezatížené trámce → ztenčování a odbourávání ´namáhání kosti: tah, tlak, ohyb, smyk, krut, kombinované, cyklické Kineziologie I. ´Wolffův zákon: zevní tvar, vnitřní struktura i funkční zatížení kosti jsou ve vzájemné harmonii. Při jakékoliv změně dochází k přestavbě kosti, jejímž cílem je dosažení původního stavu rovnováhy. ´Osteogenní stimul: dynamická intermitentní zátěž generovaná tahem svalů, gravitace. ´Úroveň pohybové aktivity, věk, zdravotní stav, výživa. ´Osteoporóza. ´ • Kineziologie I. ´Kostní spoje •Vazivové: ´ - kostní spoje tvořené vazivovými pruhy ´ - okraje takto spojených kostí nejsou pokryty kloubní chrupavkou (lebeční kosti u novorozence, některé spoje na páteři, spojení mezi kostmi předloktí a bérce, fixační zubní aparát) ´ - dovolují drobné vzájemné posuny sousedních kostí •Chrupavčité (synchondrózy): ´ - hyalinní (synchondrózy jednotlivých úseků hrudní kosti) x vazivová chrupavka (stydké kosti, tvoří hlavní část meziobratlových destiček) ´ - prakticky nepohyblivé, ale pružné spoje •Kostěné (synostózy): druhotné spoje vznikající z původně vazivového nebo chrupavčitého spojení (křížová kost) ´ - nepohyblivé ´ Kineziologie I. ´Kloub: pohyblivé spojení dvou nebo více kostí (kloubní hlavice a jamka) ´ - kontaktní plochy pokryty chrupavkou ´ - štěrbina mezi naléhajícími kostmi vymezena synoviální výstelkou ´ - konce kostí spojeny kloubním pouzdrem ´Typy kloubů: elipsový, sedlový, kladkový, kulový, plochý ´Pohyby v kloubech z hlediska kinematiky: •Úhlový pohyb: všechny body pohybujícího se útvaru opisují kruhové oblouky se středem v ose otáčení (kulovité, válcovité, elipsovité, kladkové klouby) •Translační pohyb: všechny body pohybujícího se útvaru urazí stejnou dráhu (ploché klouby a klouby s nepravidelným zakřivením (sedlovité či válcovité klouby) •V kinematice kloubů kombinace obou pohybů Kineziologie I. ´Discus et meniscus articularis: ´ - útvary z vazivové chrupavky mezi kloubními konci kostí, které na své periferii přechází do vaziva kloubního pouzdra ´ - discus: plná stejně tlustá destička rozdělující vnitřní prostor kloubu na 2 štěrbiny ´ - menis cus: tvar srpu, na okrajích vysoký a směrem ke středu kloubní plochy se snižuje, neodděluje artikulující kloubní plochy úplně •Fce: ´ 1. vyrovnávají inkongruenci kloubních ploch (femur – tibie) ´ 2. zvyšují pohybové možnosti kloubu ´ 3. shock absorber (pružná deformace při zatížení kloubu a pohlcení části energie) ´ 4. zabránění turbulence ´ Kineziologie I. ´Labrum articulare: chrupavčitý lem obkružující okraje kloubní jamky kořenových kloubů horní a dolní končetiny; zvětšuje kloubní jamku a zlepšuje stabilitu kloubů (ramenní a kyčelní kloub) ´Kloubní pouzdro: spojuje artikulující kosti po obvodu styčných ploch ´ - různě volné dle rozsahu pohybů ´ - 2 vrstvy: •fibrózní membrána (zevní): mechanická funkce (stabilita a pohyblivost kloubů); tvořena vrstvou kolagenního vaziva a na některých místech zpevněna vazy; další zesílení KP zajištěno mimokloubními vazy a úpony nebo začátky svalů •vnitřní synoviální membrána (ohraničuje kloubní dutinu): základem nesouvislá vrstva plochých až kubických buněk, tzv. synovialocitů – na povrchu mikroklky pro aktivní transport látek mezi kloubní dutinou a okolní tkání + vrstva kolagenních vláken; nekryje kloubní chrupavky, discy ani menisky; v některých kloubech vybíhá do výrazné řasy, tukové polštáře, klky či přepážky ´ Kineziologie I. ´Synoviální tekutina: filtrát plazmy + produkt synovialocytů (kys. hyaluronová) ´ - množství proměnlivé (větší u velkých kloubů) •3 funkce: ´ 1. Zabezpečuje výživu kloubních chrupavek ´ 2. Zvyšuje a udržuje pružnost chrupavek ´ 3. Snižuje tření kloubních ploch (zabránění opotřebení) ´ Kineziologie I. ´Motorická jednotka (MJ) – základní funkční a strukturální prvek motoriky •motoneuron v předním rohu míšním + kontraktilní svalová vlákna ´Pracovní cyklus motorické jednotky („vše nebo nic“): ´ 1. aktivní stav (vše) – zkrácení svalu ´ 2. klidový stav (nic) – normální délka svalu ´ Kineziologie I. ´Zkrácení svalu: •při podráždění MJ, •při vzniku AP dojde k depolarizaci membrány motoneuronu → vznik vzruchu (energie se odevzdává pro šíření vzruchu, katabolický proces), •po depolarizaci nutná repolarizace membrány (čerpání energie pro další vzruch, anabolický proces), tzv. doba restituce, trvání 100 ms, •trvání kontrakce: tonické (pomalé) motoneurony mají delší svalový záškub, fázické (rychlé) motoneurovy mají kratší trvání záškubu. ´ ´ Kineziologie I. ´ ´ Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky Véle, 2006 Kineziologie I. ´Nábor MJ: •prostorová sumace: •postupné zapojování motorických jednotek dle požadavků na velikost svalové síly (od malých po velké MJ), tzv. asynchronní aktivace → plynulý nárůst svalové síly •nově napojená MJ zůstává aktivní do doby poklesu svalové síly. Inaktivace probíhá v opačném pořadí než nábor. Nelze tímto dosáhnout maximálního momentu síly, k tomu nutná časová sumace. •časová sumace: •zvýšení frekvence vzruchů směrem k aktivovaným MJ → krátkodobé zvýšení síly na úroveň maxima za cenu rychlého nástupu únavy. •v nouzových situacích při potřebě vyvinout krátkodobě velmi silný silový moment → výboje se synchronizují, stoupne velikost okamžitého silového momentu; současně klesá plynulost kontrakce a objevuje se až sakadovaný pohyb, vznikají záškuby, které mohou způsobit mikrotraumata → entezopatie! ´ ´ Kineziologie I. •synchronizace se objevuje jen na konci maximálního úsilí a krátkodobě!!! (za normálních situací) •za patologických situací: už při nižším úsilí nebo při poruše řízení ´Klidová fáze (pasivní): •výchozí stav MJ před příchodem vzruchu i konečný stav po záškubu •nikoliv elektrická aktivita, ale chemický proces (relaxační faktor) ´ Kineziologie I. ´Trofická funkce MJ •přerušení nervu či zničení motoneuronu vede k atrofii svalu; kontraktilní vlákna se mění na tukovou nebo vazivovou tkáň → zánik motorické funkce i přes zachování krevního zásobení ´ Závěr: motoneuron vedle vzruchů také zdrojem látek udržujících kontraktilitu vláken ´Vlastnosti svalových vláken určují příslušné motoneurony. ´ Seznam literatury ´ČÁPOVÁ, Jarmila. Od posturální ontogeneze k terapeutickému konceptu. 1. vyd. Repronis, 2016. 200 s. ISBN 978-80-7329-418-2. ´BERNHARD, Reichert. Palpační techniky – povrchová anatomie pro fyzioterapeuty. 1. vyd. Praha: Grada, 2021. 408 s. ISBN 978-80-271-0670-7. ´DYLEVSKÝ, Ivan. Obecná kineziologie. 1. vyd. Praha: Grada, 2007. 190 s. ISBN 9788024716497. ´DYLEVSKÝ, Ivan. Speciální kineziologie. 1. vyd. Praha: Grada, 2009. 180 s. ISBN 9788024716480. ´DYLEVSKÝ, Ivan. Klinická kineziologie a patokineziologie, 1.díl, 2. díl. 1. vyd. Praha: Grada, 2021. 845 s. ISBN 978-80-271-0230-3. ´KAPANDJI, A.I. The Physiology Of The Joints: The Upper Limb, The Lower Limb, The Spinal Column, Pelvic Girdle and Head. Handspring Publishing Limited. ´KOLÁŘ, P. Rehabilitace v klinické praxi. 1. vyd. Praha: Galén, 2009, 713 s. ISBN 978-80-7262-657-1 ´ Seznam literatury ´ ´SKALIČKOVÁ – KOVÁČIKOVÁ, Věra. Diagnostika a fyzioterapie hybných poruch dle Vojty. 1. vyd. Olomouc: RL – CORPUS, s.r.o., 2017. 223 s. ISBN 978-80-270-2292-2. ´ŠVESTKOVÁ, Olga. Rehabilitace motoriky člověka - Fyziologie a léčebné postupy. Praha: Grada, 2017. ISBN 978-80-271-0084-2. ´VÉLE, František. Kineziologie : přehled klinické kineziologie a patokineziologie pro diagnostiku a terapii poruch pohybové soustavy. 2., rozš. a přeprac. vyd. Praha: Triton, 2006. 375 s. ISBN 8072548379. ´www.muscleandmotion.com Děkuji za pozornost