Katarzyna Leszczewicz

Paweł Liczner

Gr. II Fizjoterapia , rok II

Chód fizjologiczny .

Lokomocja każdego człowieka ma indywidualny charakter – każdy z nas ma własny łatwo rozpoznawalny wzorzec chodu. Zmienność tego wzorca z kroku na krok lub z dnia na dzień jest stosunkowo mała. Z powodu różnic indywidualnych związanych ze wzrostem, masą ciała , wiekiem, płcią poszukiwane są metody normalizacji, które redukując zmienność indywidualną, dadzą nam uniwersalny wzorzec lokomocji. W celu ujednolicenia biomechanicznej analizy chodu oraz umożliwienia porównania wyników otrzymanych w różnych laboratoriach wprowadzono wiele definicji parametrów opisujących zjawisko lokomocji człowieka. Szczegółowa analiza chodu w różnych jego aspektach spowodowała, że stosowanych do opisu lokomocji parametrów jest bardzo wiele.

Chód - polega na rytmicznie, naprzemiennym ruchu kończyn dolnych, w wyniku którego ciało człowieka przemieszcza się z miejsca na miejsce. Poza kończynami dolnymi w chodzie biorą udział w mniejszym stopniu tułów, kończyny górne i głowa. Chód jest czynnością złożoną i automatyczną. Nie wymaga świadomej kontroli i skupienia uwagi. Wręcz odwrotnie – Jeżeli skoncentruje się uwagę na jakiejś fazie chodu, dochodzi do nadmiernego napięcia mięśni i naturalny rytm oraz koordynacja chodu zostają zaburzone.

Fazy chodu – Jeden cykl chodu obejmuje czynność od dotknięcia piętą podłoża jednej kończyny dolnej do następnego dotknięcia piętą tej samej kończyny. w czasie cyklu każda z kończyn dolnych ma dwie fazy : wykroku i podporu.

Faza podporu zaczyna się od dotknięcia piętą podłoża przy wysuniętej do przodu kończynie dolnej, a kończy w momencie oderwania się palców stopy od podłoża przy kończynie dolnej, cofniętej ku tyłowi. W fazie tej rozróżniamy okres hamowania – od dotknięcia piętą podłoża do chwili, kiedy środek ciężkości znajduje się nad stawem skokowym, i okres przyśpieszenia – od moment, gdy środek ciężkości przechodzi nad stawem skokowym do chwili , gdy duży palec stopy odrywa się od podłoża.

Faza wykroku zaczyna się od momentu oderwania stopy od podłoża, a kończy się gdy pięta dotyka podłoża. Obie te fazy następuje po sobie, ale nie w ten sposób, że druga zaczyna się, gdy pierwsza się kończy. Faza podporu trwa dłużej niż faza wykroku. Zatem przez pewien okres obie kończyny dolne są w fazie podporu. Ten okres zwany jest okresem podwójnego podporu. Z chwilą przyśpieszenia chodu następuje zbliżenie się czasu trwania obydwu faz, z tym że zawsze występuje okres podwójnego podporu, który staje się coraz krótszy. Okres podwójnego podporu kończy się wtedy , gdy rozpoczyna się bieg.

Rozpatrując chód z punktu widzenia mechaniki, obserwuje się następujące zjawiska :

1. Proces przekształcania ruchów obrotowych stawów w czynności posuwania. Wymaga to zmniejszenia długości względnej kończyny.

2. Naprzemienna utrata i odzyskiwanie równowagi ciała. Utrata równowagi zachodzi przy pochylaniu górnej części tułowia w celu pokonania bezwładności i oporu powietrza, co występuje w momencie przesunięcia masy ciała poza podstawę podparcia. Równowaga zaś jest odzyskiwana dzięki siłom pojawiającym się w okresie tzw. hamowania.

3. Przemieszczanie się środka ciężkości ciała. U osoby dorosłej o prawidłowej budowie znajdującej się w pozycji stojącej środek ciężkości znajduje się tuż ku przodowi od II kręgu krzyżowego. Jest to wynik działania tych wszystkich sił, które występują przy przenoszeniu ciała jednego miejsca na drugie. Środek ciężkości podczas prawidłowego chodu przemieszcza się następująco :

1. Pionowo – dwukrotnie w czasie jednej fazy (od dotknięcia piętą jednej kończyny dolnej do następnego dotknięcia piętą tej samej kończyny). Przesunięcie odbywa się po łagodnej krzywej sinusoidalnej.

2. Poziomo – przesuwa się również po krzywej sinusoidalnej – w prawo i lewo wraz z kończyną dolną, która jest obciążona.

Na przedstawionej rycinie pokazano wzajemne relacje poszczególnych faz ruchu w znormalizowanym cyklu kroku. Kontakt początkowy rozpoczyna fazę podparcia (FPO)nogi, a kończy ją moment oderwania palców stóp od podłoża. W tym czasie rozpoczyna się faza przeniesienia kończyny (FPR), która kończy się kolejnym zetknięciem pięty z podłożem. Każda z tych faz (przeniesienie i podparcie) stanowi określony fragment cyklu kroku. Ponieważ w wartościach bezwzględnych długości poszczególnych faz mogą się zmieniać wraz z szybkością chodu i w zależności od długości kroku, najczęściej dla celów analizy przyjmuje się znormalizowany cykl kroku równy 100 %. W trakcie konwencji faza podparcia kończyny rozpoczyna się dla 0 i 100%. Fazę podparcia kończy oderwanie palców, który to moment w chodzie prawidłowym pojawia się dla około 60 % znormalizowanego cyklu. Pozostałe 40 % cyklu stanowi faza wymachu kończyny.

Wyznaczniki (determinanty) chodu – po zakończeniu II wojny światowej w USA pojawiła się duża liczba weteranów, którzy w czasie działań wojennych w wyniku odniesienia ran utracili sprawność narządów ruchu. Powodu znacznej grupy inwalidów z amputacjami dolnej kończyny rząd amerykański przyjął za jeden z priorytetów poprawę jakości ich życia. Uruchomiono specjalny projekt, którego celem było opracowanie optymalnej protezy dolnej kończyny. w ramach tego olbrzymiego projektu w Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley przeprowadzono badania nad normalnym i patologicznym chodem człowieka. Właśnie z tych badań pochodzi większość naszej wiedzy na temat biomechanicznych mechanizmów chodu oraz mechanizmów zmniejszających zużycie energii w czasie chodu. Kilka z tych mechanizmów związanych jest ze strategiami ruchowymi pozwalającymi na minimalizację przemieszczeń środka ciężkości ciała w czasie lokomocji. Ze względu na kluczowe znaczenie dla biomechaniki lokomocji te mechanizmy zostały nazwane wyznacznikami chodu. Wyznaczniki chodu, a dokładniej kryjące się pod tą nazwą mechanizmy, wypełniają trzy główne zadania. Przede wszystkim redukują maksymalnie uniesienie środka ciężkości ciała w czasie podparcia środkowego oraz ograniczają jego opadanie w skrajnych położeniach kończyn dolnych – na granicach faz podparcia i przeniesienia. Wreszcie, wyznaczniki chodu ograniczają również boczne przemieszczenie środka ciężkości.

Na podstawie szczegółowej analizy opisano sześć wyznaczników chodu, do których zaliczono.

1. Rotacje miednicy – miednica skręca się do przodu w czasie uderzenia pięty i ku tyłowi w chwili odrywania palców, co powoduje efektywne zwiększenie długości kończyny dolnej na granicy faz podparcia i przeniesienia.

2. Przechył miednicy – miednica pochyla się w momencie stawiania pięty i odrywania palców, co również zwiększa efektywną długość kończyny dolnej.

3. Ugięcie kolana – nieznaczne ugięcie nogi w stawie kolanowym (około 20 stopni) w środku fazy podparcia powoduje obniżenie maksymalnego położenia środka ciężkości.

4. Ugięcia stawu skokowego – zarówno zgięcie grzbietowe stopy w czasie uderzenia pięty, jak i zgięcie podeszwowe stopy przy odrywaniu palców zwiększają efektywną długość kończyny.

5. Rotacje poprzeczne nóg – szerokie rozstawienie kończyn dolnych w stawie biodrowym w stosunku do znacznie węższego podparcia stóp powoduje, że w wyniku zewnętrznej rotacji następuje efektywne wydłużenie kończyny, natomiast rotacja wewnętrzna skraca kończynę. Rotacje takie ułatwiają momenty obrotowe pojawiające się w czasie stawiania i odrywania stopy (konwersja momentów obrotowych). W momencie uderzenia pięty rozpoczynającego fazę podparcia pojawia się ruch odwodzenia stopy, który powoduje kolejno rotacje piszczelową i biodrową. Sekwencja ta nazywa się rotacją zewnętrzną. Natomiast w czasie odbicia z palców stopy, poprzedzającego fazę przeniesienia, występuje przywodzenie stopy rozpoczynające rotację wewnętrzną.

6. Koślawość kolana (genu valium) – anatomiczna koślawość kolana powoduje, że rozstawienie stóp w kolejnych podparciach jest znacznie węższe w porównaniu z szerokością bioder, a tym samym mniejsze są boczne przemieszczenia miednicy oraz ruchy środka ciężkości.

Każdy z tych mechanizmów z osobna powoduje tylko nieznaczne zmniejszenie amplitudy ruchów ogólnego środka ciężkości w płaszczyźnie pionowej, jednak w wyniku sumowania tych efektów zakres przemieszczeń COG w czasie normalnego chodu, w zależności od szybkości i długości kroku, wynosi 15-50 mm.

Czynności mięśni w czasie chodu – rozróżnia się 3 zasadnicze czynności mięśni – wyrzut kończyny do przodu – wykrok, hamowanie – łagodzenie sił wykroku, stabilizacja stawów – utrzymanie równowagi podczas podporu.

Faza wykroku. Mięśnie tułowia. Mięśnie krzyżowo- grzbietowy i skośne brzucha (zewnętrzny jednej strony i wewnętrzny drugiej strony) biorą udział w rotacji w stronę przeciwną do nogi wykrocznej. Mięsień biodrowo- lędźwiowy i czworoboczny lędźwi unoszą miednicę po stronie nogi wykrocznej.

Mięśnie biodrowo – udowe. Fazę wykroku zapoczątkowują mięśnie: napinający powięź szeroką, krawiecki, biodrowo- lędźwiowy i na krótki moment prosty uda. Następnie włączają się zginacze podudzia, zwłaszcza dwugłowy uda, który hamuje wyrzut podudzia. Przy końcu fazy wykroku rozpoczynają swoje działanie mięśnie: pośladkowy wielki, średni i przywodziciele oraz zewnętrzne mięsnie skręcające udo. Pod koniec fazy wykroku zaznacza się silne działanie zginaczy podudzia, które nie dopuszczają do przeprostu w stawie kolanowym. Przy szybkim chodzie czynność m. czworogłowego uda jest większa – prowadzi on wyrzut podudzia do przodu.

Mięśnie podudzia i stopy. Mięśnie piszczelowy przedni, prostownik palców, prostownik palucha i strzałkowy krótki unoszą stopę ku górze (zgięcie grzbietowe) i ułatwia wykrok. Szczególnie ułatwia wyrzut kończyny do przodu przy szybkim chodzie i biegu.

Faza podporu. Mięśnie biodrowo-udowe. Na początku fazy podporu działają przede wszystkim mięśnie pośladkowe. Miesień pośladkowy duży i zginacze podudzia hamują pochylnie miednicy do przodu i utrzymują miednicę w równowadze. Mięśnie: pośladkowy średni i mały oraz przywodziciele znoszą rotację zewnętrzne ciała i powodują rotację wewnętrzną. Miesień czworogłowy uda również działa na początku fazy podporu-kontroluje i hamuje zgięcie w stawie kolanowym. Następnie rozluźnia się i kurczy się znowu w momencie, gdy kończyna dolna ustawia się pionowo i dochodzi do zablokowania w stawie kolanowym.

Mięsnie podudzia i stopy. Mięśnie: piszczelowy przedni, prostownik palców i palucha działają na początku fazy podporu, hamując obciążenia stopy podczas przenoszenia się środków ciężkości od pięty do stępu. Wykazują również słabe działanie pod koniec tej fazy. Mięsień trójgłowy łydki kurczy się silnie podczas całej fazy podporu, stabilizującej staw skokowy. Boczne wychylania stopy są równoważne przez działanie m. piszczelowego tylnego, zginaczy palców i palucha z jednej strony oraz m. strzałkowego długiego i krótkiego z drugiej strony. Czynność zginaczy długich i krótkich palców jest wyraźniejsza przy chodzeniu boso i po miękkim podłożu.

W chodzie biorą również udział kończyny górne. W fazie wykroku następuje wysunięcie barku i lekki wyrzut do przodu kończyny górnej, przeciwnej do kończyny dolnej wykrocznej. Ruch ten równoważy rotację miednicy.

W przypadku zaburzeń czynności mięsni dolnych chód traci swą płynność, lekkości i staje się trudniejsza. Chód patologiczny charakteryzuje się nadmiernym albo asymetrycznym ruchem różnych części ciała, zwłaszcza miednicy i kończyn dolnych. W ten sposób wyrównuje się niedomogę mięśni.