Kineziologie II. Mgr. Veronika Málková Kineziologie II. Svalový systém Kineziologie II. ´Svalová tkáň: •3 typy: ´ 1. Orgánová, hladká svalovina (svalovina stěny trubicových orgánů a cév) – vřetenovitá jednojaderná svalová buňka; kontrakce vyvolána autonomním nervovým systémem, hormony, látkovými vlivy, aj. ´ 2. Kosterní, příčně pruhovaná svalovina – mnohojaderné svalové vlákno; kontrakce vyvolána podněty vedenými míšními a některými hlavovými nervy. ´ 3. Srdeční, příčně pruhovaná svalovina – svalová buňka s příčným pruhováním; kontrakce rytmicky bez zevní inervace díky buňkám pacemakeru. Kineziologie II. ´Kosterní svaly: ´ - svalové vlákno: mnohojaderná cylindrická buňka •Vlákna dlouhá 1 – 40 mm •Buňka obklopena sarkolemou (T-tubuly pro rychlejší přenos AP dovnitř buněk) •Sarkoplazmatické retikulum (skladování Ca2+ iontů) •Kontraktilní aparát: myofibrily v sarkoplazmě tvořené aktinem a myosinem •Myosin II: dvě kulovité hlavy + dlouhý ocas; těžké a lehké řetězce ´ ´ ´ Obsah obrázku text Popis byl vytvořen automaticky https://docplayer.cz/8770680-Premena-chemicke-energie-v-mechanickou.html Kineziologie II. •Myosin II: •hlavy – oblast vázající aktin + oblast katalyzující hydrolýzu ATP •Aktinové vlákno: •2 řetězce aktinu, troponin, tropomyosin •Tropomyosin – kryje aktivní místa na aktinu •Troponin: T – váže se na tropomyosin, ´ I – vázán na aktin, ´ C – vazebná místa pro Ca2+ ´ ´ Ganong, 2005 Kineziologie II. ´Pruhování: •A – proužek (anizotropní): překrývají se myozinová a aktinová vlákna •I – proužek (izotropní): pouze aktinová vlákna •H – zóna: místo, kde jsou přítomna pouze myozinová vlákna (součástí A – proužku a rozdělena M – linií ) •M – linie: ukotvují myozinová filamenta v jejich středu •Z – linie: ukotvena aktinová filamenta, rozděluje I – proužek •Sarkomera: funkční jednotka svalu, úsek mezi 2 Z – liniemi ´ Obsah obrázku voda Popis byl vytvořen automaticky Ganong, 2005 Obsah obrázku snímek obrazovky Popis byl vytvořen automaticky Ganong, 2005 Ganong, 2005 Kineziologie II. ´Vazivo ve svalu: •Endomyzium: obaluje jednotlivá svalová ´ vlákna, •Perimysium: obklopuje svazky svalových ´ vláken, •Epimysium: vazivový obal na povrchu svalu, •zpevňuje sval a vymezuje rozsah jeho pohyblivosti, •pružnost vaziva udržována rytmickým protahováním; inaktivace → zkrácení (omezení síly svalu a zhoršení cirkulace). ´ Obsah obrázku deštník Popis byl vytvořen automaticky https://cs.wikipedia.org/wiki/Perimysium Kineziologie II. ´Nervosvalový přenos na kosterním svalu: •Spojení mezi nervovým vláknem a svalovou buňkou kosterního svalu tvoří modifikovaná synapse, tzv. nervosvalová ploténka. •Distální část axonu ztrácí myelinovou pochvu (kryta jen Schwannovými bb.) a dochází k tzv. terminálnímu větvení (počet tenkých vláken dán velikostí motorické jednotky) s acetylcholinem (mediátor). Každá konečná větévka vytváří kontakt s jedním sv. vláknem. •Zakončení se zanoří do membrány svalové buňky; pod zakončením membrána svalové buňky zvlněna a tvoří tzv. palisády. •Prostor mezi nervem a zesílenou membránou svalové buňky srovnatelný se synaptickou štěrbinou. ´ Ganong, 2005 Kineziologie II. ´Svalová kontrakce: •Při průchodu vzruchu dojde k vyplavení acetylcholinu z váčků v presynaptické membráně do synaptické štěrbiny → vazba na nikotinové acetylcholinové receptory na vrcholech palisád postsynaptické membrány → zvýšení vodivosti membrány pro Na+ ionty a vtékání Na+ iontů dovnitř buňky → depolarizace membrány na spouštěcí úroveň a vznik AP svalové buňky. •AP se šíří po celé buňce a T-tubuly je odváděn k hlubším strukturám → aktivace sarkoplazmatického retikula → vylití Ca2+ iontů do sarkoplazmy a jejich navázání na troponin C → změna konfigurace troponinového komplexu → zanoření tropomyosinu mezi vlákna aktinu a odkrytí vazebných míst pro myosinové hlavy. Kineziologie II. •Po navázání hlavy myosinu na aktin → vznik příčných můstků mezi aktinem a myosinem + hydrolýza ATP navázaném na myosinové hlavě→ ohnutí myozinového krku a umožnění klouzání tenkých vláken po silných (myosinové vlákno aktivně přitahuje dvě aktinová vlákna) → přiblížení Z-liní, zkrácení sarkomery = svalový stah. •Po cca 1 sekundě Ca2+ ionty pumpovány zpět do sarkoplazmatického retikula pomocí Ca2+ - Mg2+ ATPázy → uvolnění vazby mezi Ca2+ a troponinem C + navázání nové molekuly ATP na hlavu mosinu → přerušení vazby mezi aktinem a myosinem → svalová relaxace. •Inhibice přenosu Ca2+ do retikula → svalová kontraktura Rokyta, 2008 Kineziologie II. •klidový membránový potenciál kosterního svalu: -90 (50) mV •AP trvá cca 10 ms ´Zjednodušeně: po příchodu impulzu dojde k otevření kanálů pro Na+ ionty, které proudí dovnitř buňky → depolarizace membrány. Před dosažením peaku dochází pomalu k otevření kanálů pro K+ ionty, které vystupují z buňky ven a dochází k repolarizaci mebrány. Mediátor acetylcholin je v synaptické štěrbině odbouráván acetylcholinesterázou. ´ ´ https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14974662 Kineziologie II. ´Cirkulace a sval: •Prolongovaná izometrická kontrakce svalu: •nevhodná, dochází ke zhoršení venózního a lymfatického odvodu → únava, pokles síly, pocit tlaku, bolest až úplné selhání svalu (podíl na tom má také vyčerpání neuronů); •pro správnou činnost svalů nutné rytmické střídání kontrakce a relaxace. ´ ´ ´ Obsah obrázku text, hra Popis byl vytvořen automaticky Velé, 2006 Kineziologie II. ´Typy vláken kosterního svalu (Dylevský, 2021): motoneuron určuje typ svalového vlákna: ´1. Vlákna I. typu (SO – slow oxidative, slow-twitch fibres) •Tenká, méně myofibril, hodně mitochondrií, oxidační enzymy, velké množství myoglobinu. •Bohatě kapilarizovaná. •Enzymaticky vybavená k pomalejší, tonické kontrakci. •Vhodná pro vytrvalostní, protrahovanou činnost. • ´2. Vlákna II. typu (FOG - fast oxidative IIA & glycolytic IIB, IIx, fast-twitch fibres) •Objemnější, více myofibril, méně mitochondrií, střední až malé množství kapilár. •Podskupina IIA – rychlá oxidativní vlákna: zátěž střední intenzity. •Podskupina IIB – rychlá glykolytické vlákna: zátěž maximální intenzity. •Vhodná pro rychlé kontrakce prováděné velkou silou po krátkou dobu. ´ Kineziologie II. ´ ´3. Přechodná vlákna, nediferencovaná (typ III) •Potenciální zdroj předchozích typů vláken • ´ ´ Kineziologie II. ´Trigger point (Dylevský 2021) •Hyperiritační místo ve tkáni svalu související s palpačně hypersenzitivním uzlem v kontrahované svalové tkáni; způsobuje distanční bolest, motorickou dysfunkci a přidružené fenomény vyvolané poruchou autonomní inervace. •TrP důsledkem lokální svalové kontrakce vláken svalu → komprimace cév → lokální hypoxie, snížená látková výměna daného svalu. •Iritace nociceptorů. •Twitch response. • Kineziologie II. ´Trigger point •TrPs vzniká abnormální depolarizací motorických plotének (defekt acetylcholinesterázy, nadměrná produkce acetylcholinu, zvýšený počet receptorů acetylcholinu). Kineziologie II. ´Sval se může aktivovat samostatně nebo v rámci řetězců či segmentů ´Mm. multifidy: •jejich vlastnosti se začínají blížit vlastnosti ligament (dynamická ligamenta), •aktivace při pouhé představě pohybu (vhodné v rámci atitudy), •vysoký počet proprioceptivních receptorů v těchto svalech hlavně v cervikální oblasti (citlivost na změnu postavení obratlů), •funkce segmentově omezena (segmenty spolupracují). ´Periartikulání svaly ramenního a kyčelního kloubu – podobná funkce, nastavují výchozí polohu daných kloubů a mají vliv na držení těla. ´Dlouhé bříškové svaly: dodávají pohybu hlavní podíl energie. ´ Kineziologie II. ´Funkce svalů: •Agonista •Antagonista •Synergista •Svaly fixační (stabilizační) •Neutralizační svaly (ruší nežádoucí složky pohybu) •Svaly posturální (antigravitační) Kineziologie II. •Agonista a antagonista: odvojice s fungováním na bázi reciproční inhibice, oCAVE! Při vyšší aktivitě agonisty (nad 3 stupeň svalové síly) je už v antagonistovi určité napětí, osoučasná aktivita: kokontrakce (koaktivace), opomalý pohyb (ramp movement): koaktivace vždy, orychlý balistický pohyb: převaha aktivace agonisty a inhibice antagonisty, ke koaktivaci obou svalů dochází ke konci pohybu (zabránění poškození kloubu), ov rané fázi ontogeneze: převaha reciproční inhibice na míšní úrovni, okokontrakce nutná pro udržení vertikální polohy: až po nastolení převahy kortikální řídící funkce. Kineziologie II. •Stupeň excitability motoneuronů: ovestoje a inspiriu – excitabilita vyšší, ovleže a exspiriu – excitabilita nižší, ovliv také psychického stavu a limbického systému. o Kineziologie II. ´Svalová práce (aktivace svalu): •definice: svalová síla působící po určité dráze, [J] •pozitivní práce (zvedání břemene, skok, běh), •negativní práce (svaly pohyb brzdí), •statická práce (udržení tělesa v rovnováze). •Aktivace svalu (svalová kontrakce) dle Véleho (2006): oIzotonická, izokinetická aktivace – délka svalu se mění, ale vnitřní napětí zůstává zachované. §Koncentrická aktivace: zkrácení svalu a zvětšení objemu svalového bříška → pohyb prováděný stálou rychlostí i akcelerace pohybu = pozitivní práce §Excentrická aktivace: sval se prodlužuje (protahuje), svalové úpony se vzdalují → pohyb decelerační (brzdící) (negativní práce) • Kineziologie II. oIzometrická aktivace – není generován pohyb a délka svalu se nemění (vzdálenost začátku a úponu se nemění). oPozn. Dlouhodobá izometrická aktivita je nežádoucí, stejně tak dlouhodobá inaktivace svalu – atrofie. o Kineziologie II. •Statická činnost svalu (minimální změna délky svalu) x dynamická činnost svalu (rytmické střídání kontrakce a relaxace). •Doba práce svalu: omezená, fyziologické rytmické střídání kontrakce a relaxace ´Funkční řetězce (svalové smyčky): sdružení svalů a svalových skupin do funkčních celků v rámci vykonávání složitějších pohybů. ´Svalová síla: maximální hmotnost, kterou sval udrží v rovnováze proti gravitaci, měření dynamometrem [kg/cm2], vyšetření svalovým testem. Závisí: •na počtu svalových vláken (čím více vláken, tím větší sílu může sval vyvinout), •na délce svalu (čím delší sval, tím větší sílu je schopen vyvinout), •na počtu aktivovaných MJ, •na působení elastické složky svalu a šlachy. Kineziologie II. ´Svalová únava vzniká: •rychlými vyčerpávajícími pohyby, •dlouhotrvajícím svalovým napětím (hypoxie), •nervovým výpadkem (porucha nervových okruhů), •je signálem pro přerušení práce před úplným vyčerpáním a poškozením svalu (značná rezerva), vystupňovaná únava může vést až ke kontraktuře, •odolnost vůči únavě jde zvyšovat tréninkem (přizpůsobení metabolismu svalu zátěži) ´Regenerace svalu: •postup hojení svalového defektu podobný vývoji příčně pruhované svaloviny, •výchozí buňkou pro vznik svalových vláken – myoblast (bez myofibril), •splýváním myoblastů vznikají myotuby, které se postupně diferencují až ve svalové vlákno, Kineziologie II. ´Regenerace svalu: •z myotub se diferencuje pouze první generace svalových vláken (není jich mnoho), vlákna druhé generace příčně pruhovaných svalů vznikají ze satelitních svalových buněk (ve vazivové tkáni kosterního svalu), •zralé svalové vlákno už není schopné dělení, •poraněný sval se hojí vazivovou jizvou; průběh hojení ovlivňuje inervace svalu, rozsah jizvy a množství nepoškozené svalové tkáně, •důležité také včasná motorická inervace nově vzniklých svalových vláken (pokud se tak nestane, svaly atrofují). Kineziologie II. ´Energie svalu: •bezprostředním zdrojem pro sval: ATP (pouze na 1 – 2 s práce svalu), •CP (7 – 8 s práce svalu), •glukóza ze svalového glykogenu (aerobní či anaerobní glykolýza), •vznik ATP z glukózy anaerobně je 2,5x rychlejší, ale ze stejného množství glukózy vznikne méně molekul ATP než za aerobních podmínek, •nevýhodou anaerobního metabolismu také vznik laktátu (při hromadění dochází k poklesu pH a svalové únavě), •MK, •při dlouhodobém hladovění také AMK z bílkovin. ´ ´ ´ Kineziologie II. ´Sval za abnormálních stavů: •Fascikulace: záškuby svalových vláken, náhodná synchronní aktivace skupin MJ, nejspíš výsledek kolísání excitability v míšní neuronové síti, kdy dochází k současnému podráždění celých skupin motoneuronů (myoklonus je kortikálního nebo subkortikálního původu). •Spontánní pohyby: při iritaci struktur CNS (tik, dystonie, atetóza, chorea, epileptický paroxysmus), nejsou volně řiditelné. •Spasticita: patologické zvýšení svalového tonu s narůstajícím odporem při pasivním protahování svalu (zvýšené šlachové reflexy, flexorové a extenzorové spasmy a klonus). • ´ Kineziologie II. ´Sval za abnormálních stavů: •Kontraktura: fibróza kosterního svalu nebo pojivové tkáně, která způsobí zkrácení a deformitu kloubu. •Svalová x kloubní •Kloubní: při trvalém postavení kloubu v určité poloze a poruše jeho přirozené pohyblivosti. •Svalová: při chorobném stažení svalu na podkladě jeho dráždění z okolí •zaujímání stejné pozice → zkracování měkkých tkání v okolí flektovaných kloubů, •involuční změny vedou k převaze tonických svalů nad fazickými a vzniká svalová dysbalance; časté v okolí nemocných kloubů a páteře (artróza, artritida, spondylartróza) ´ Kineziologie II. ´Sval za abnormálních stavů: •Kontraktura: •Véle (2006): •Fyziologická: vznik z biochemických, mechanických a jiných příčin, které přímo působí na kontraktilní mechanismus, aniž by vznikaly akční potenciály (v místech, kde sval nemůže relaxovat mezi stimuly nebo je dlouhodobě výrazně aktivní; většinou při únavě, svalová kocovina). •Myotatická: dochází k reaktivním změnám fibrózní tkáně svalu, vzniká při dlouhodobém přetěžování (vznik i při sádrovém dlahování nebo ochrnutí antagonisty, kdy zmizí pružné napětí partnerského svalu). ´ ´ Kineziologie II. ´Sval za abnormálních stavů: •Kontraktura: •Véle (2006): •Antalgická: nepovažována za pravou kontrakturu, •aktivní obranná činnost svalu, •přítomnost akčních potenciálů v EMG = aktivní činnost svalu (na rozdíl od klasických kontraktur). ´ ´ Kineziologie II. ´Sval za abnormálních stavů •Poškození přívodního nervu: oNeurapraxie: porušení vedení vzruchů periferním nervem po povrch axonu; porucha motorické funkce (někdy i ztráta citlivosti); rychle reverzibilní po odstranění tlaku na nerv (obrna milenců). oAxonotméza: přerušení určitého počtu nervových vláken v periferním nervu při traumatu; provázena částečnou parézou i poruchou čití (částečná denervace); regenerace nervových vláken v rozsahu ccca 1 – 3 mm za den; reverzibilní stav za dlouhou dobu, příp. při vážném poškození částečně trvalá porucha; nutná rehabilitace. oNeurotméza: úplné přerušení nervu; prucha motorická i senzitivní; reinervace možná jen chirurgickým zásahem (sešití nervu, transplantace); restituce funkcí vždy jen částečná; nutná dlouhodobá rehabilitace. ´ ´ ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybu podle vyvolávající síly: •pasivní (pomocí druhé osoby či síly), •aktivní (zapojení vlastní síly, agonisté, antagonisté, synergisté), •aktivní s dopomocí, •aktivní s odlehčením (závěsy, cviky ve vodě), •odporové (pružiny, therabandy). ´ ´ ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybu podle svalového stahu: •izomerické •koncentrické, excentrické ´ ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybu podle časového průběhu: •kyvadlové, •švihové, •tahové. ´Dělení pohybu podle vynaložené energie: •aerobní – odbourávání glukózy v Krebsově cyklu, základ dlouhodobého pohybu •anaerobní (na „kyslíkový dluh“, dynamické a silové pohyby v trvání do 3 min) ´ ´ ´ • ´ ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybu podle charakteristiky: •vytrvalostní, •intervalový, •rychlostní, •silový, •obratný. ´ ´ • ´ ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybového systému dle účelu pohybu: •Respirační systém: oovládán autonomním nervovým systémem i cerebrospinálním nervovým systémem (volní ovládání dechu při řeči, zpěvu, hře na dechový nástroj, aj.). odechové pohyby ovlivňují utváření hrudníku, břišní stěny i páteře → vliv na konfiguraci pohybových segmentů a držení těla a současně taky na průběh pohybu. oinspirium zvyšuje dráždivost motoneuronů, exspirium snižuje. •Posturální systém (ereismatický): onastavuje a udržuje konfiguraci jednotlivých segmentů těla v klidové i výchozí účelově orientované poloze (atitudě), ze které vychází pohyb. otonická aktivita posturálních svalů se hodnotí jako statický pohyb (udržuje zaujatou polohu těla). oudržování polohy těla: krátké svaly stabilizující polohy jednotlivých segmentů + aktivita delších svalů, které integrují jednotlivé segmenty do stabilizovaného celku. o Kineziologie II. ´Dělení pohybového systému dle účelu pohybu: ořízen automaticky i volním rozhodováním. •Lokomoční systém (teleokinetický): omění fázickým pohybem polohu segmentů těla i polohu celé pohybové soustavy. ofázické programově řízené pohyby: druhově specifické a rozšiřitelné učením. opohybový program spuštěn vědomě, řízení lokomoce jinak probíhá automaticky podvědomě, nebo na okraji vědomí. olokomoce aktivuje: pohybový aparát, metabolické a cirkulační funkce → pohyb důležitý pro udržení a podporu základních životních funkcí. ´ ´Lokomoční i posturální systém patří do oblasti hrubé motoriky a tvoří podpůrnou bázi jemné motoriky. ´ Kineziologie II. ´Dělení pohybového systému dle účelu pohybu: •Manipulační systém (ideokinetický): oprovádí obratné (ideomotorické pohyby) = účelová aktivita směřující k cílenému zásahu na vlastním těle (sebeobsluha) i v zevním prostředí. opoužívá vědomých pohybů vyžadujících plánované volní rozhodování na základě získaných zkušeností. oobratná motorika se nabývá a zdokonaluje učením. omanipulační výkony patří do oblasti jemné motoriky, posturálně zajišťovány hrubou motorikou. •Komunikační systém (řeč, mimika, gesta) ´ ´ Kineziologie II. ´ ´Vliv CNS na řízení pohybu •2 hlavní oddělené řídící systémy: osystém pyramidový (volní hybnost): z Betzových buněk primární motorické kůry skrze tractus corticospinalis pyramidalis až k míšním motoneuronům a následně ke svalům – vývojově mladší. osystém extrapyramidový (mimovolní hybnost): ze širších korových oblastí k míšním motoneuronům skrze komplex subkortikálních struktur (bazální ganglia, ncl. ruber, substantia nigra, RF) – vývojově starší. ´ Kineziologie II. ´Vliv CNS na řízení pohybu •Dělení motorického systému dle motorických drah: ogama – systém: připravuje a nastavuje podmínky pro realizaci pohybu (předchází aktivitu alfa – systému) oalfa – systém: spouští volní pohyb a řídí jeho průběhu ´Vliv bolesti na průběh pohybu: •Bolest: v rámci pohybu zahrnuje 2 složky: oNociceptivní podnět: může a nemusí být vnímán, avšak vždy vyvolá změnu průběhu pohybu. oInterpretace podnětu: vyvolá změnu chování a nepříjemné pocity spojené s bolestivým podnětem. •V rámci bolesti vzniká náhradní pohybový program, který, pokud bolest přetrvává, se může stát programem trvalým → přetěžování zdravé části, vznik asymetrií a sekundárních změn pohybu. CAVE! Nadměrné tlumení bolesti může vést k odstranění varovného účinku nocicepce jako ochrany v rámci reparačního procesu. ´ ´ ´ Kineziologie II. •Možnosti ovlivnění bolesti: oV rámci vrátkové teorie (aktivace tlustých nervových vláken vedoucích taktilní, motorické nebo jiné podněty do míšních neuronů, např. pohlazení). oWall-Melzackova vrátková teorie řízení bolesti předpokládá, že nocicepční neurony v zadním rohu míšním jsou ovlivňovány inhibičními interneurony v substantia gelatinosa Rolandi, které fungují jako vrátka. Jejich prostřednictvím jsou nocicepční neurony tlumeny vzruchovou aktivitou tlustých vláken, které vedou taktilní informace (vrátka jsou uzavřena), a to mechanismem presynaptické inhibice. Vzruchová aktivita tenčích nocicepčních vláken Ad a C tuto inhibici ruší. oOtvíráním a zavíráním vrátek je podle této představy buď usnadňován, anebo blokován přístup informací o působení bolesti do podkorových center a do mozkové kůry, a tím regulováno i vnímání bolesti. Kineziologie II. •Možnosti ovlivnění bolesti: oVýznamný tlumivý vliv na nocicepci mají endogenní opioidní peptidy a biogenní aminy (noradrenalin, serotonin a dopamin) uvolňované z descendentních inhibičních drah, které vedou z mezimozku a mozkového kmene do zadních rohů míšních, kde inhibují přenos bolestivého vzruchu na druhý neuron dráhy bolesti. oZablokování synapsí vedoucích nocicepci endorfinem vznikajícím v těle při námaze. oCílená fyzikální terapie (ET, balneoterapie, mechanoterapie, aj.). oPsychoterapie. ´ ´ Seznam literatury ´DYLEVSKÝ, Ivan. Kineziologie : základy strukturální kineziologie. Vyd. 1. Praha: Triton, 2009. 235 s. ISBN 9788073873240. ´GANONG, William. Přehled lékařské fyziologie. Praha: Galén, 2005, 890 s. ISBN 80-7262-311-7. ´KOLÁŘ, P. Rehabilitace v klinické praxi. 1. vyd. Praha: Galén, 2009, 713 s. ISBN 978-80-7262-657-1 ´ROKYTA, Richard. Fyziologie pro bakalářská studia. Praha: ISV nakladatelství, 2008, ISBN 80-86642-47-X. ´VÉLE, František. Kineziologie: přehled klinické kineziologie a patokineziologie pro diagnostiku a terapii poruch pohybové soustavy. Vyd. 2. Praha: Triton, 2006, 375 s. ISBN 80-725-4837-9 ´ ´ Děkuji za pozornost