Prezentację przygotowały:

Milena Łakomy

i

Anna Mazur

Równowaga statyczna i

Równowaga statyczna i

dynamiczna ciała

dynamiczna ciała

Mechanizmy

odpowiedzialne za

zachowanie równowagi

ciała kontrolowane są

przez liczne narządy o

skomplikowanej

anatomii i fizjologii.

Stopień stateczności

ciała zależy od:

Stateczność jest wprost proporcjonalna do powierzchni

Stateczność jest wprost proporcjonalna do powierzchni

podstawy, na której ciało spoczywa.

podstawy, na której ciało spoczywa.

Stateczność w danym kierunku jest wprost

Stateczność w danym kierunku jest wprost

proporcjonalna do odległości poziomej środka ciężkości

proporcjonalna do odległości poziomej środka ciężkości

ciała od krawędzi podstawy, w kierunku której odbywa

ciała od krawędzi podstawy, w kierunku której odbywa

się ruch.

się ruch.

Stateczność jest wprost proporcjonalna do ciężaru

Stateczność jest wprost proporcjonalna do ciężaru

ciała.

ciała.

Stateczność jest odwrotnie proporcjonalna do

Stateczność jest odwrotnie proporcjonalna do

odległości między środkiem ciężkości ciała, a podstawą.

odległości między środkiem ciężkości ciała, a podstawą.

Dla utrzymania równowagi konieczne jest, by środek

Dla utrzymania równowagi konieczne jest, by środek

ciężkości ciała przypadał w obrębie podstawy.

ciężkości ciała przypadał w obrębie podstawy.

Pole podstawy

Rodzaje pozycji
równowagi

Zadania układu

równowagi:

Dostarczenie aktualnych danych o pozycji
ciała w przestrzeni, o kierunku i prędkości
jego ruchu
Szybka korygująca reakcja, która zapobiega
upadkowi kontrolując każde odchylenie
środka ciężkości ciała od pozycji równowagi
w obrębie pola podstawy
Kontrola ruchu białek ocznych w celu
utrzymania prawidłowego obrazu
otaczającej przestrzeni podczas ruchu
danego osobnika, jego otoczenia lub oby
jednocześnie

Aby móc realizować

powyższe funkcje układ

równowagi jest w stanie

odbierać bodźce z

otaczającego środowiska

przez receptory w

narządzie

przedsionkowym,

proprioreceptory oraz

narząd wzroku.

Ćwiczenia

równowagi

Zmiana położenia środka

ciężkości na przykładzie

drewnianych klocków o

masie 2kg każdy, (h –

różnica wysokości

środków ciężkości po

zmianie położenia)

Zebrane informacje są

przekazywane i

przekształcane przez

ośrodkowy układ nerwowy.

W późniejszym etapie

impulsy nerwowe trafiają

do narządów efektorowych

(mięśni tułowia i kończyn

oraz gałek ocznych), co

wywołuje ich odruchowe

reakcje koordynujące

postawę ciała.

System mechanizmów

odpowiedzialnych za kontrolę

równowagi składa się z dwóch

odrębnych, lecz uzależnionych

od siebie układów:

Układ stabilizujący spojrzenie, który
kontroluje kierunek i ostrość widzenia
podczas ruchów głowy i całego ciała
Układ stabilizujący postawę który jest
odpowiedzialny za utrzymywanie ciała
w równowadze w spoczynku oraz w
ruchu

Powyższe układy (stabilizujące

spojrzenie i postawę ciała) różnią się

źródłem informacji receptorowych,

informacji o reakcjach ruchowych

różnych części ciała oraz

wykorzystywaniem różnych szlaków

w ośrodkowym układzie nerwowym

jednak ściśle przy tym ze sobą

współpracują, ponieważ

stabilizowanie spojrzenia nie jest

możliwe dopóki głowa i gałki oczne

także nie są stabilne. Jednak że

prawidłowe widzenie, które zależy

od stabilnego spojrzenia jest

podstawowym zmysłem

kontrolującym i stabilizującym

postawę.

Na proces stabilizacja

spojrzenia składają się

czynniki do których zaliczamy

Odruch przedsionkowo-
okoruchowym
Mechanizmy dowolnego śledzenia
Ruchy sakkadowe gałek ocznych
(skokowe ruchy gałek ocznych o
wysokiej częstotliwości)
Odruch fiksacyjny

Bardzo ważną funkcję w

postawaniu odruchowych

odpowiedzi okoruchowych oraz

posturalnych pełni obwodowy

narząd przedsionkowy, czyli

błoniasta struktura

umiejscowiona obok ślimaka, w

piramidzie kości skroniowej. Z

zewnątrz chroni go tkanka

łączna i perylimfa a wewnątrz

wypełniony jest endolimfą.

Obwodowy narząd

przedsionkowy zawiera dwie

grupy wyspecjalizowanych

receptorów czuciowych:

Trzy kanały półkoliste – boczny, tylny
oraz górny, z których każdy
rozszerzając się u końca tworzy tzw.
Bańkę zawierającą narząd osklepkowy
Woreczek i łagiewki zawierające
narządy otolitowe

Kanały półkoliste w obu

błędnikach są umiejscowione

równolegle. Tworzą trzy

czynnościowe pary, a ich

płaszczyzny położenia są do

prostopadłe względem siebie.

Podobnie parami działają narządy

otolitowe obu woreczków w

płaszczyźnie poziomej oraz

łagiewek w płaszczyźnie pionowej.

Bardzo ważnym elementem

narządów osklepkowych i

otolitowych są wyspecjalizowane

komórki zmysłowe.

Kanały
półkoliste

Wspomniane komórki w bańkach

kanałów półkolistych znajdują się

w grzebieniu bańkowym, a w

woreczku i łagiewce są skupione w

plamkach narządów otolitowych.

W bańce komórki zmysłowe

pokryte są żelową membraną,

tworzącą osklepek. Reaguje na

szybkie ruchy wywołane przez

przyśpieszenia kątowe głowy.

Przyspieszenia te powodują

przepływ endolimfy i odchylenia

osklepków w odpowiednich

płaszczyznach.

Komórki zmysłowe plamek

woreczka oraz łagiewki

również pokrywa żelowa

błona w której znajdują się

kryształy węglanu wapnia,

tzw. Otolity. Narządy

otolitowe posiadają dużą

wrażliwość na

przyśpieszenia liniowe.

Bodźce nerwowe przenoszone

przez przedsionkową część nerwu

VIII są interpretowane przez

ośrodkowy układ nerwowy jako

przyśpieszenia kątowe lub

liniowe. Asymetryczne impulsy,

powstające w wyniku pobudzenia

odpowiadających sobie kanałów

półkolistych powodują

powstawanie odruchu gałek

ocznych w płaszczyźnie

stymulowanych kanałów (I prawo

Ewalda).

Umiejscowienie Nerwu Czaszkowego

VIII

Zmiana położenia gałek ocznych

wywołana jest odruchem

przedsionkowo – okoruchowym.

Kierunek tej reakcji jest przeciwny

do kierunku działania

przyśpieszenia a jej celem jest

utrzymanie stabilnego obrazu

otoczenia. Wynika stąd że narządy

osklepkowe kanałów półkolistych

mają za zadanie głownie

dostosowanie pozycji oczu do

zmieniającego się położenia ciała.

W łuku odruchu

przedsionkowo-okoruchowego

biorą udział trzy neurony: nerw

przedsionkowy, jądra

przedsionkowe, nerwy

gałkoruchowe (czyli nerw III,

IV, VI). Podstawowym

zadaniem tego odruchu jest

ustawianie gałek ocznych

podczas gwałtownych ruchów

głowy, aby utrzymać stabilny

obraz otocznia.

Obwodowy narząd

przedsionkowy przez odruchy
przedsionkowo-rdzeniowe ma

również wpływ na czynność

mięśni szkieletowych. Wpływ ten

przejawia się przeciwdziałaniem

siłom przyciągania ziemskiego,

pobudzaniem reakcji

mięśniowych utrzymujących

ciało w równowadze podczas

ruchu, oraz utrzymywaniem

napięcia mięśniowego w

spoczynku.

Za rozkład napięć w mięśniach

szkieletowych odpowiedzialne są

głównie impulsy płynące z

narządów otolitowych. Ich

efektorami są mięśnie

„antygrawitacyjne”, prostowniki

szyi, tułowia oraz kończyn.

Napięcie tych mięśni regulują

również narządy osklepkowe,

natomiast udział narządu

przedsionkowego w utrzymaniu

napięcia mięśni szkieletowych

udowodniono w pracach Dowa w

1938r.

Narząd
otolitowy

Pobudzenie włókien nerwowych

prowadzonych przez szlak

przedsionkowo-rdzeniowy

boczny, w jądrze

przedsionkowym bocznym

powoduje pobudzenie

motoneuronów prostowników

oraz hamowanie

motoneuronów zginaczy po tej

samej stronie. Szakal ten pełni

ważną funkcję w koordynacji

odruchów szyjno-

przedsionkowo-okoruchowych.

Motoneuron

Wpływ narządu przedsionkowego

na mięśnie podlega dodatkowo

regulacji móżdżku. Reguluje on

zakres odpowiedzi mięśni

szkieletowych, powstałych w

reakcji na pobudzenie narządu

przedsionkowego. Uważa się go

za ośrodek koordynacji ruchów,

zbierający informacje ze

wszystkich somatoreceptorów

głowy, tułowia i kończyn.

Głównym celem

układu równowagi

jest utrzymanie

środka ciężkości

ciała w pozycji

równowagi w

spoczynku i w

ruchu.

Przykładowy środek
ciężkości

W celu osiągnięcia tego celu

układ jest zobligowany do

generowania właściwych reakcji

kontrolujących postawę ciała.

Ze względu na to że nie istnieje

specyficzny organ czuciowy

reagujący na zmiany położenia

środka Ciężkości ciała, dane te

odbierają trzy narządy zmysłu:

wzrok, układ proprioreceptorów

oraz obwodowy narząd

przedsionkowy.

Narząd wzroku ocenia ustawienie

oczu i głowy w stosunku do

otoczenia. Proprioreceptory

dostarczają informacji o

ustawieniu części ciała względem

siebie i podłoża przez rejestrację

stopnia napięcia mięśni

kontrolujących ruchomości stawu.

Układ przedsionkowy informuje

jedynie o pozycji głowy względem

działających sił (grawitacji oraz

przyśpieszeń kątowych i

liniowych).

Środek ciężkości ciała człowieka

zlokalizowany jest w okolicy

podbrzusza. Aby ciało

pozostawało w równowadze

środek ciężkości musi rzutować

się na podstawę podparcia (w

pozycji stojącej obrys stóp).

Powierzchnia podstawy

podparcia może ulec redukcji

przy staniu na jednej nodze, przy

staniu stopa za stopą bądź na

ograniczonej powierzchni

podłoża.

Podczas stania oraz w

ruchu środek ciężkości

przesuwa się w różnych

kierunkach. Aby utrzymać

równowagę konieczne jest

takie odchylenie środka

ciężkości od siły grawitacji,

aby pozostawał on stale w

granicach stabilności.

Przesunięcie środka
ciężkości

Granica stabilności

wychyleń –

dwuwymiarowa

przestrzeń, w której

mieszczą się

maksymalne wychylenia

środka ciężkości, przy

określonej powierzchni

podparcia ciała podczas

stania, chodu lub

siedzenia.

Wartość granic stabilności

zależy od prędkości kątowej

wychyleń środka ciężkości.

Jeśli środek ciężkości wolno

odchyla się od osi siły

grawitacji, jest ona jedyną siłą

która musi pokonać

przechylające się ciało, więc

środek ciężkości może

przemieszczać się w pełnym

zakresie granic stabilności.

Przy wychyleniach o dużej
prędkości kątowej granice

stabilności zmniejszają się.

Przy szybkich ruchach ciała,

pomimo obecności mniejszych

jego wychyleń, szybciej

pojawia się destabilizacja i

potrzeba powiększenia

wartości granic stabilności.

Występują trzy

rodzaje reakcji

posturalnych:

Odruch rozciągania mięśnia który

występuje najwcześniej, pojawia się w

odpowiedzi na zmianę ustawienia

stawów skokowych, rejestrowany w

mięśniach trójgłowych łydek.

Powoduje on wzrost aktywacji mięśni

wokół stawu ulegającego

destabilizacji. Reakcję tę inicjuje

pobudzenie wrzecion mięśniowych,

proprioreceptorów zlokalizowanych

pomiędzy włóknami mięśniowymi.

Bodziec przekazywany jest do rdzenia

kręgowego i powraca kolejną synapsą

do włókien mięśniowych sąsiadujących

z pobudzonym wrzecionem

Stopa i staw

skokowy

Reakcje korygujące
postawę – pojawiają się w
odpowiedzi na silne
destabilizujące bodźce. Te
reakcje o wielomięśniowym
zasięgu pojawiają się
prawie równocześnie w
mięśniach kończyn
dolnych, tułowia i szyi.

Odpowiedzi
stabilizujące
postawę działają jako
trzecie i umożliwiają
powrót sylwetki do
stanu równowagi

Ośrodkowy układ nerwowy w celu

kontrolowania równowagi

wieloogniwowego układu

sylwetki ciała musi

wykorzystywać kilka typów

reakcji odruchowych sterowanych

prze proprioreceptory, narząd

przedsionkowy oraz narząd

wzroku, zależnie od tego czy

zmiany postawy są kontrolowane

przez reakcje korygujące, czy też

stabilizujące postawę ciała.

Biomechanika kończyn i tułowia

człowieka zależy od współdziałania

grup mięśni. Środek ciężkości ciała

który w pozycji stojącej jest

zlokalizowany w podbrzuszu

oddzielony jest od płaszczyzny

podparcia utworzonej przez stopy

trzema parami stawów: stawami

skokowymi, kolanowymi oraz

biodrowymi. Ruchomość każdego

stawu kontrolowana jest przez parę

antagonistycznie działających grup

mięśniowych.

Mięśnie i stawy kończyny
dolnej

W stawie skokowym

głównym

prostownikiem jest

mięsień brzuchaty

łydki który jest

równocześnie

zginaczem stopy.

Głównym zginaczem

stawu skokowego jest

natomiast mięsień

piszczelowy przedni.

Zmiana kąta ustawienia stawów

skokowych wyzwala korygującą

równowagę, odruchową

odpowiedź z rozciągniętych

mięśni dystalnych części kończyn

dolnych. Obserwowana reakcja

ruchowa której osią jest staw

skokowy nazywana jest strategią

stawu skokowego. Powstaje ona

gdy badana osoba stojąca na

platformie większej od

płaszczyzny podstawy podparcia

stóp zostanie poddana

krótkotrwałym zmianom

położenia.

Strategia stawu

biodrowego – jeżeli jednak

osobę badaną postawimy

na równoważni, gdzie palce

i pięta pozostają bez

podparcia i w takich

samych warunkach

otoczenia poddamy temu

samemu ruchowi podłoża,

zaobserwujemy właśnie to

zjawisko.

Budowa stawu
biodrowego

Strategia kroku – jest ona

prezentowana przy dużych

wychyleniach środka

ciężkości ciała, sięgających

poza granice stabilności.

Zapobiega ona upadkowi

dzięki zwiększeniu

powierzchni podparcia ciała

uzyskanemu przez wykonanie

kroku i rozstawienie stóp.

„Ośrodkowe oprogramowanie”

organizacji odpowiedzi

ruchowych – dzięki niemu

możliwe jest dopasowanie się

działającego bodźca i

zaprezentowanie szybkiej

odpowiedzi bez konieczności

oczekiwania na reakcje

wychowane sprzężeniem

zwrotnym. Główną rolę kontroli

tego mechanizmu odgrywają

móżdżek oraz narząd

przedsionkowy i jądra

przedsionkowe w pniu mózgu.

To właśnie kora móżdżku

programuje czas pobudzenia

poszczególnych grup

mięśniowych, tam gdzie ze

względu na szybkość i precyzję

ruchu nie jest możliwa

odruchowa korekta zwrotna,

natomiast narząd

przedsionkowy koordynuje te

odpowiedzi wpływając na ich

zakres.

Pień mózgu oraz
móżdżek

Zaburzenie informacji płynącej

z narządów receptorowych, ich

nieprawidłowa integracja

ośrodkowa albo zaburzenie

reakcji motorycznej mogą być

przyczyną poczucia

niestabilności lub upadku.

Poznanie tych mechanizmów

leży u podstaw diagnostyki

zaburzeń równowagi i

sposobów ich leczenia.

Komputerowa posturografia
dynamiczna

Klasyczna platforma do
oceny poprawności
działanie układu
równowagi

Wykorzystanie platform do
oceny działania układu
równowagi

Dziękuję za uwagę !

☺☺☺