Magdalena Pułka gr. 21
Zmiany przeciążeniowe w obrębie narządu ruchu.
Przeciążeniami układu ruchu nazywamy zespół zjawisk, w którym działanie mechaniczne przekracza wytrzymałość fizyczną lub wydolność czynnościową elementów statyczno-dynamicznych. Może ono dotyczyć mięśni i ich przyczepów, ścięgien, pochewek ścięgnistych, kaletek maziowych, łąkotek i kości.
Ciało człowieka wystawione jest na ustawiczne oddziaływanie różnorakich sił zewnętrznych oraz generowanych wewnątrz organizmów. Podczas tych oddziaływań w układzie ruchowym powstają różnorodne siły ściskające rozciągające i skręcające oraz powiązane z nimi momenty sił. W warunkach dynamicznych, gdy na ciało działają dodatkowe obciążenia wewnętrzne siły lokalne i towarzyszące im naprężenia mogą przekroczyć granice wytrzymałości tkanek. Powstające wówczas uszkodzenia upośledzają aktywność ruchową organizmu i tym samym pojawia się efekt błędnego koła. Uszkodzenie upośledza funkcje narządu ruchu, a to z kolei prowadzi do zmian strukturalnych pogłębiających nie wydolność układu ruchowego. Zasadniczą grupą urazów, występujących w układzie ruchu są mikrourazy. Drobne uszkodzenia tkanek, występujące w czasie nadmiernego wysiłku, są zazwyczaj impulsem do przebudowy tkanek narządu ruchu. Jednak długotrwałe narażenie organizmu na przeciążenia prowadzi do zmian zwyrodnieniowych aparacie ruchu.
Tkanki podlegają ustawicznym zmianom strukturalnym, którym towarzyszom zmiany ich parametrów mechanicznych. Dynamika tych zmian jest różna w różnych okresach życia. Największą dynamikę procesów modelujących obserwuje się w okresie rozwojowym organizmu. Dlatego młodzi zdrowi ludzie mają znacznie wyższą odporność stawów na przeciążenia niż osoby starsze. Unieruchomienie lub zmniejszone obciążenie stawu pogarszają odżywienie chrząstki. Nie jest też korzystny stały lub nadmierny ucisk, prowadzi do postępującego zaniku chrząstki. Nadmierne przeciążenie, np. w wyniku wzmożonego napięcia mięśniowego lub otyłości, powoduje szybkie zwyrodnienie stawów. W chorobie zwyrodnieniowej stawów zniszczeniu o różnym stopniu nasilenia ulegają części miękkie stawu, a więc chrząstka stawowa, torebka, maziówka, łąkotka w stawach kolanowych, tarcze międzykręgowe kręgosłupa. Powierzchnia chrząstki stawowej staje się chropowata wskutek powstających w chrząstce nadżerek. Zwiększa to tarcie powierzchni stawowych w czasie ruchu, nasilając dodatkowo procesy uszkadzając staw. Pojawiający się przy tym ból jest sygnałem ostrzegawczym informującym o nieprawidłowym działaniu połączenia stawowego. Ból też pełni funkcję ochronną, zmuszając do ograniczenia ruchu w zajętym stawie. Ból wywołuje wzmożone napięcie mięśni w rejonie uszkodzonego stawu, wzmagając dodatkowo obciążenie stawu. Dlatego choroba zwyrodnieniowa stawów ma znaczną skłonność do progresji. Niejednokrotnie dochodzi do zupełnego zaniku chrząstki połączonego ze znacznym zwężeniem szpary stawowej. Tak duże zmiany zwyrodnieniowe mogą występować w najbardziej obciążonych stawach: biodrowym i kolanowym.
Przeciążenie stawów odgrywa kluczową rolę w powstawaniu zmian patologicznych. Dlatego też w profilaktyce należy zwrócić szczególną uwagę na wszystkie dysfunkcje układu kostno-stawowego, które mogą doprowadzić do takich przeciążeń. Wśród czynników ryzyka należy wymienić wady postawy, asymetrię funkcjonalną narządu ruchu i nadmierne napięcie mięśniowe. Każdy z tych czynników staje się przyczyną kumulacji urazów prowadzących do zmian zwyrodnieniowych kości, stawów i mięśni.
Zewnętrzne siły są zazwyczaj źródłem znacznych przeciążeń stawów. Nawet podczas normalnej aktywności wielkość działających na narząd ruchu sił może być znaczna. W czasie prawidłowego chodu, w momencie rozpoczynającego fazę podparcia kontaktu pięty z podłożem, siła przenoszona przez staw kolanowy przewyższa 3-4 razy ciężar ciała. Z kolei nadmierne ugięcie kolana w fazie podporu powoduje zwiększone obciążenie stawu rzepkowo- udowego przewyższające nawet dziesięciokrotnie ciężar ciała. Obciążenia te mogą wzrosnąć wielokrotnie w przypadku ciężkiej pracy np. w czasie wyczynu sportowego. Sprzyjają one uszkodzeniom łąkotki oraz kontuzjom typu awulsyjnego złamania rzepki lub oderwania przyczepu mięśnia czworogłowego.
W przypadku obciążenia w podłożu podchrząstkowym powstają mikropęknięcia. Te uszkodzenia goją się łatwo a nowo powstała tkanka kostna częściowo zmienia właściwości mechaniczne istniejącej struktury. Kumulacja tych procesów może jednak przynieść negatywne skutki. Naprawiona tkanka jest znacznie sztywniejsza od pierwotnej i ma coraz słabsze właściwości amortyzujące. W rezultacie tkanka chrzęstna przejmuje znacznie większe przeciążenia co prowadzi do szybszego jej zużycia lub uszkodzenia. Przy gojeniu się nawarstwionych mikrourazów może dojść do zaburzenia przepływu krwi w danym obszarze kości. Towarzyszy temu obumieranie tkanki połączone z bólem. W skrajnych przypadkach w wyniku martwicy może dojść do oddzielenia się chrząstki od leżącej pod nią tkanki kostnej. Takie zmiany patologiczne występują najczęściej w stawie kolanowym, na powierzchni kłykcia przyśrodkowego kości udowej. Jednak już sama reakcja bólowa wywołuje odruchowe ograniczenie obciążenia lub zakresu ruchomości stawu, zmuszając tym samym do kompensacyjnego przejęcia obciążenia przez inne stawy. W rezultacie obserwuje się szybko narastające zmiany zajętego procesem chorobowym stawu oraz następcze uszkodzenia innych struktur narządów ruchu.
Mikrouszkodzenia kości w obszarze podchrząstkowym są elementem fizjologicznych mechanizmów dostosowawczych. Dzięki nim struktura około stawowa dostosowuje się do warunków aktywności ruchowej. W następstwie tych procesów ustala się stan równowagi. Jednak nieprawidłowe relacje między mechanicznymi uszkodzeniami a procesami naprawczymi mogą doprowadzić do zmęczenia mechanicznego kości. Efekt zmęczenia kości mogą spowodować nawet stosunkowo niewielkie zaburzenia koordynacji ruchowej. Przykładem takiego deficytu jest niedostateczne wyhamowywanie stopy w momencie rozpoczęcia fazy podparcia w czasie lokomocji. W wyniku zderzenia pięty z podłożem powstają znaczne impulsy siły powodujące mikrouszkodzenia kości. Takie niewielkie uszkodzenia kości są szybko naprawione. Proces naprawy tkanek wzrasta z intensywnością i częstością kończyn.
Podstawową funkcją biomechaniczną mięśni jest wytwarzanie i kontrolowanie ruchu w stawie. Oprócz tego mięśnie mogą stabilizować wybrane stawy, uczestniczyć w utrzymaniu postawy statycznej oraz amortyzować przeciążenia. W wyniku pobudzenia następuje skurcz mięśnia będący źródłem siły. Jednakże efekt działania siły zależy od relacji między siłą i obciążeniem mięśnia.
Znaczne przeciążenia dynamiczne aparatu mięśniowego mogą spowodować różne uszkodzenia mięśni. Opóźniony ból mięśniowy jest przykładem dolegliwości powstającej wskutek przeciążenia mięśnia. W wyniku nadmiernego nietypowego wysiłku fizycznego pacjent odczuwa dyskomfort i ból w mięśniach. Ból związany jest z odwracalnymi zmianami strukturalnymi na poziomie włókien mięśniowych. Innymi objawami bolesności mięśniowej o opóźnionym początku jest ograniczenie zakresu ruchów w stawie sięgające 50% oraz zmniejszenie o połowę maksymalnej siły mięśniowej.
Nadszarpnięcia lub rozerwanie mięśnia jest najczęstszym urazem występującym u sportowców. Największą częstotliwość występowania mają urazy obejmujące uszkodzenia obszarów połączeń mięśniowo-ścięgnowych i ściegnowo-kostnych. Urazy mięśniowe spowodowane są zazwyczaj nadmiernym skurczem podczas rozciągania mięśnia, kiedy miejscowe naprężenia mogą przekroczyć wytrzymałość mechaniczną tkanki. Klasyfikacja oraz objawy kliniczne rozdarcia mięśnia zależą od stopnia uszkodzenia. Całkowite rozdarcie związane jest z utratą funkcji zajętego mięśnia. Najczęściej jednak występują częściowe rozdarcia, którym towarzyszy niewielka utrata siły mięśnia. Większe prawdopodobieństwo mechanicznego uszkodzenia na skutek przeciążenia dotyczy mięśni wielostanowych.
Wytrzymałość to zdolność układu mięśniowego do wykonywania, powtarzania tego samego układu ruchowego przez dłuższy czas. Utrata tej wytrzymałości może być wczesnym objawem niewydolności oddechowo-krążeniowej. Zmęczenie mięśnia to niemożność utrzymania przez niego zadanej lub wymaganej siły skurczu. Przyczyną zmęczenia mięśnia może być upośledzenie jednego mechanizmu lub kilku mechanizmów fizjologicznych. Na przykład objaw zmęczenia mięśni może być spowodowany uszkodzeniem przekaźnictwa nerwowo mięśniowego spowodowanego upośledzeniem generacji potencjału czynnościowych w motoneuronach lub włóknach mięśniowych. Przyczyna zmęczenia może mieć również podłoże centralne. W tym przypadku sygnały zstępujące nie są w stanie zapewnić dostatecznego pobudzenia jednostek ruchowych. Chodzi tu zarówno o liczbę aktywnych jednostek ruchowych jak i częstotliwość pobudzenia każdej z nich.