Biomechaniczna analiza
postawy ciała
Postawa ciała jest pojęciem nie tylko
anatomicznym, odnoszącym się do budowy i
rozmieszczenia poszczególnych części ciała,
ale przede wszystkim pojęciem funkcjonalnym.
Stanowi ona określony nawyk ruchowy, który
kształtuje się na przestrzeni całego życia.
Na człowieka działają dwa rodzaje sił: siły
zewnętrzne, takie jak siła ciężkości,
bezwładności, tarcia, a także wewnętrzne -
głównie mięśni i sprężystości aparatu
ruchowego. Przy zachowaniu postawy siły i ich
momenty muszą być w równowadze, tzn. że
momenty sił zewnętrznych muszą być równe
momentom sił wewnętrznych (Fidelus 1961).
Postawa Ciała
Momenty sił ciężkości i
równoważące je momenty siły
mięśni
Metodą składania sił lub
momentów sił można określić
środki ciężkości dowolnej masy
ciała, leżącej powyżej danego
stawu, i tym samym obliczyć w
różnych typach postaw
momenty sił ciężkości oraz
równoważące je momenty sił
mięśniowych w danym stawie.
Do przodu od osi obrotu w
stawach szczytowo-po-
tylicznych działa ciężar głowy,
której środek ciężkości
oznaczony jest Q, W celu
zachowania równowagi muszą
działać na ten staw prostowniki
głowy oznaczone m,
znajdujące się w tyle od danej
osi obrotu.
Analogicznie jest ze środkiem
ciężkości rąk i głowy Q2, ciężar
ten równoważą mięśnie
grzbietu m2 Środek ciężkości
głowy, kończyn górnych i klatki
piersiowej Q3, działający na
odcinek lędźwiowy, w postawie
A jest równoważony mięśniami
brzucha i prostownikami
grzbietu w odcinku lędźwiowym
m3. W przypadku postawy D
wystarczą tylko mięśnie
brzucha. Wynika to ze stosunku
<2i do środka obrotu, który
znajduje się w okolicach
trzonów kręgów lędźwiowych
Środek masy ciała 04 znajduje
się powyżej stawów
biodrowych (4-5 cm). W pozycji
A postawę utrzymują
prostowniki i zginacze stawu
biodrowego, gdyż rzut siły
ciężkości Q przechodzi przez
oś obrotu. W postawie D rzut
ten przechodzi do tyłu od osi.
Powstały moment obrotowy
równoważą zginacze stawu
biodrowego. W stawach
kolanowych, skokowych rzut
środka ciężkości całego ciała
przechodzi do przodu od osi
obrotu. Zmusza to do pracy
zginacze stawów kolanowych i
zginacze podeszwowe stawów
skokowych m(>.
Trzonem postawy ciała jest kręgosłup.
Opiera się on na miednicy, która łączy
go z podłożem za pośrednictwem
kończyn
dolnych.
Poprzez
klatkę
piersiową i obręcz barkową kręgosłup
uczestniczy
we
wszystkich
czynnościach kończyn górnych. Jest
także połączony z głową i z tych
względów bezpośrednio bierze udział
w każdym niemal ruchu ciała.
Trzon postawy ciała
Funkcje kręgosłupa
• Podporowa
• Amortyzująca
• Kinetyczna
Funkcja podporowa - zadanie przenoszenia
obciążeń pełnią głównie trzony kręgowe. Drugim
elementem umożliwiającym utrzymanie przez
kręgosłup tak znacznych obciążeń są jego krzywizny
fizjologiczne. Wytwarzają się one w związku z
pionizacją człowieka poddanego znacznym i
zmiennym obciążeniem, zmuszonego do stałego
równoważenia całości postawy przez przesunięcia
odpowiednich segmentów ciała nad płaszczyzną
podparcia (konieczność ciągłego przenoszenia osi
obciążeń).
Funkcja amortyzacyjna - kształt krzywizn
kręgosłupa i jego specyficzna budowa stanowią
drugie, po stopie, ogniwo amortyzacyjne,
łagodzące wstrząsy podczas wszelkich czynności
lokomocyjnych.
Funkcja kinetyczna kręgosłupa uzależniona jest
od ruchomości jego krzywizn. Krzywizny - szyjna i
lędźwiowa - są giętkie, o znacznej ruchomości,
natomiast krzywizna piersiowa jest strefą bardziej
usztywnioną. Znaczna ruchomość odcinka szyjnego
kręgosłupa jest możliwa dzięki małym wymiarom
trzonów w stosunku do znacznej wysokości
krążków międzykręgowych. Krzywizna lędźwiowa
swą ruchomość zawdzięcza w dużej mierze
wysokim krążkom międzykręgowym, budowie
wyrostków stawowych i kolczystych. Ruchomość ta
jest znaczna zarówno w skłonach w przód, jak i w
tył i rozkłada się równomiernie na całym odcinku.
Kręgosłup jako konstrukcja wieloczłonowa jest tworem
mało stabilnym. Tę jego właściwość potęgują jeszcze
wysokie umiejscowienie ogólnego środka ciężkości ciała
(średnio 2,5 cm powyżej wzgórka lędźwiowo-krzyżowego)
oraz mała powierzchnia płaszczyzny podparcia.
Postawę ciała cechuje więc równowaga chwiejna.
Utrzymanie postawy pionowej jest możliwe dzięki
stabilizacji złożonej:
Stabilizacja czynna - zapewnia napięcie określonych
mięśni, pracujących zmiennie. Zmienność napięć jest
zależna od rozkładu segmentarnych środków ciężkości.
Stabilizacja bierna - zapewniają: równowaga
mechaniczna, optymalne obciążenie, napięcie układu
więzadłowo-torebkowego, ograniczenie ruchów budową
stawów.
Fizjologiczne mechanizmy
warunkujące postawę i równowagę
ciała
Zachowanie prawidłowej postawy ciała i
orientacji przestrzennej zależy od
przetwarzania i interpretacji informacji
sensorycznej, pochodzącej z trzech źródeł:
– receptorów czucia głębokiego
(proprioceptorów), wrażliwych na
rozciąganie, napinanie, ucisk
– receptorów narządów równowagi
– receptorów wzrokowych
Odruch rozciągania
Istotą tego napięcia właściwego wszystkim mięśniom
szkieletowym jest skurcz odruchowy mięśni biorących
udział w utrzymaniu postawy, a więc głównie mięśni
przeciwdziałających sile ciężkości, tzw.
antygrawitacyjnych, którymi są mięśnie pełniące funkcję
prostowników ciała ludzkiego. U człowieka odnosi się to
głównie do mięśni prostujących szyję, prostowników
grzbietu, bioder, kolan i stóp. Nawet w czasie utrzymania
normalnej pozycji stojącej u człowieka nieruchomego
obserwujemy zapis prądów czynnościowych. Jego mięśnie
antygrawitacyjne wykazują stałe zmiany napięcia.
Zmianom napięcia towarzyszą jednocześnie w obrębie
poszczególnych stawów stałe mikroruchy - zwane
wychwianiami - rejestrowane za pomocą elektro-
miografii. Stwierdzono ścisły związek między amplitudą i
częstotliwością wychwiania a zmianą napięcia w
mięśniach.
Automatyzm kontroli postawy przez układ
nerwowy: receptory (czucie głębokie, oko,
ucho wewnętrzne) - układ ośrodkowy -
mięśnie
Według S.H.Scherring-tona istotą tego
napięcia są statyczne reakcje odruchów na
rozciąganie, które zależą od asynchronicznego
charakteru podniet wyzwalanych przez liczne
receptory
rozciągania
oraz
od
asynchronicznego, odruchowego wyładowania
podniet za pomocą nerwów ruchowych do
mięśni. Wynikiem tego jest stwierdzony
uprzednio
fakt
naprzemiennego,
niejednoczesnego
występowania
okresów
spoczynku i aktywności różnych włókien grup
mięśniowych, zapewniającego oszczędność w
wydatkowaniu energii.
Mechanizmy odruchowe
regulujące ustawienie
głowy.
Mechanizmy odruchowe regulujące ustawienie głowy w
przestrzeni i jej położenie w stosunku do tułowia oraz
dostosowanie kończyn górnych i oczu do pozycji głowy.
Uruchamiane są one pod wpływem impulsów płynących z
receptorów czucia głębokiego (mięśni szyi, ścian ciała i
kończyn), narządu przedsionkowego, kanałów półkolistych
oraz narządu wzroku. To zjawisko możemy przedstawić za
pomocą doświadczenia z kotem. Jeżeli będziemy go trzymać
grzbietem ku dołowi i następnie puścimy, to spadnie on na
łapy, a tułów i głowa przybiorą błyskawicznie pozycję
prawidłową. Takie reakcje nazywamy "poprawczymi"; są one
złożone i obejmują 5 różnych odruchów:
• błędnikowe odruchy poprawcze działające na tułów,
• szyjne odruchy poprawcze wywierające wpływ na tułów,
• poprawcze odruchy tułowia oddziałujące na głowę,
• odruchy tułowia działające na tułów,
• wzrokowe odruchy poprawcze.
Poprawczy odruch tułowia
działający na tułów
Odruch ten szczególnie wyraźnie występuje u ryby zwanej
psem morskim. Po wycięciu błędnika i oślepieniu ryba ta,
ułożona brzuchem do góry, odpłynie w tej nienormalnej
pozycji. Jeśli zetknie się ona z dnem lub ścianą basenu,
wystąpi natychmiast odruchowa reakcja poprawcza. Ryba
przyjmie pozycję właściwą grzbietem do góry. Wzrokowy
odruch poprawczy możemy zilustrować następująco: gdy
psa pozbawionego błędników trzymamy w powietrzu w celu
wyłączenia poprawczych odruchów tułowia, to jest on
niezdolny do właściwego ustawienia głowy przy
zasłoniętych oczach. Po odsłonięciu oczu następuje reakcja
poprawcza. Wzrokowe odruchy poprawcze mają mniejsze
znaczenie w porównaniu z odruchami błędnikowymi.
Oprócz odruchów poprawczych istnieją odruchy statyczno-
toniczne zwane pozycyjnymi. Odruchy te wpływają na
napięcie mięśni szkieletowych i przez to utrzymują różne
części ciała w pozycji odpowiedniej do ułożenia głowy.
Dziękuję za uwagę