Kinezjologia 24.10.08r.(pt)

dr Joanna Łuczak

Wykład 1

Antropogeneza człowieka

AUSTRALOPITEK

4-2 mln lat temu.

Kości ich szkieletu wykazują, że poruszały się w postawie pionowej a kształt i ustawienie zębów są podobne do ludzkich.

Australopitek cechował się dość masywną budową ciała i dużymi zębami trzonowymi, lecz skróconymi już kłami, był prawdopodobnie głównie lub tylko roślinożerny, miał mózg o objętości do 500 cm3, był istotą dwunożną, o czym świadczą cechy budowy miednicy i stóp.

Australopiteki były zbieraczami, nie potrafiły gromadzić jedzenia. Jadły padlinę, korę, robaki. Nie skupiały się w gromadach, wybierały samotność. Aby zapewnić sobie bezpieczeństwo stosowały kije i kamienie, jednakże nie były w stanie konkurować z dzikimi zwierzętami. Australopiteki prowadziły koczowniczy tryb życia, przebywały dużo na drzewach.

AUSTRALOPITHECINAE:

- Pozycja spionizowana dwunożna, środek ciężkości do przodu kręgosłupa

- Otwór wielki ku przodowi

* Częściowy brachjacyjny sposób lokomocji

* Ręka siły

HOMO EREKTUS

1,8-2 mln lat temu.

Charakteryzują go silnie rozwinięte wały nadoczodołowe, pochylone czoło oraz masywne i wysunięte do przodu szczęki. Jednocześnie jego wzrost i proporcje ciała zbliżone były do człowieka współczesnego.

W wyniku ewolucji tego gatunku, znacznie powiększyły się rozmiary mózgu: od 800 cm3 u najwcześniejszych form do około 1200 cm3 Zaczynał tworzyć pierwsze gromady (dowódcą takiej gromady był najodważniejszy i najsilniejszy mężczyzna), chociaż nadal prowadzi koczowniczy tryb życia, ale wykorzystuje naturalne siedliska takie jak szałasy czy jaskinie. Próbuje walczyć ze zwierzętami, przede wszystkim za pomocą łuków, oszczepów, dzid, strzał.

Wciąż jest zbieraczem jednak w przeciwieństwie do Australopiteka wytwarza zasobniki na wodę, zboże i owoce. Żywił się owocami leśnymi, korzeniami roślin, ptasimi jajkami oraz upolowaną zwierzyną. Porozumiewa się ze współtowarzyszami poprzez gesty i dźwięki. Zaczął także wykorzystywać naturalny ogień, czyli taki powstały np. w wyniku uderzenia pioruna czy wybuchu wulkanu.

HOMO ERECTUS:

* Rozwinięte wały nad oczodołowe, kości czoła

pochylone do tyłu

- Otwór wielki ku przodowi, pochylenie głowy

- Masywna niezbyt wysoka budowa ciała(165-152cm)

- Wgięcie w kolanach kończyny dolnej

- Silnie wykształcony pas barkowy (rzuty na odległość)

- Bardzo dobrze rozwinięte kości stępu

- Stopa marszowa

NEANDERTALCZYK

150 tys. lat temu

Gatunek ten charakteryzował się niskim wzrostem- mężczyźni średnio 160 cm, kobiety zaś 140 cm. Sylwetka neandertalczyka była przysadzista, twarz i czaszka stosunkowo duża, a łuki brwiowe wydatne. Czaszka była wąska, spłaszczona od góry i wydłużona ku tyłowi.

Człowiek ten potrafił wykonywać rozmaite narzędzia: skrobaki, ostrza krzemienne, drewniane oszczepy itp. Zapewne praludzie ci mieli też jakieś życie duchowe, skoro grzebali swoich zmarłych obdarzając ich przy pochówku narzędziami, być może znacznie użytecznymi w świecie żywych. Uprawiał myślistwo i zbieractwo, znał ogień i zapewne chronił ciało przed zimnem skóry, praktykował już obrzędowy pochówek zmarłych.

CZŁOWIEK NEANDERTALCZYK

- Wały nad czołowe, silnie pochylone, czoło, spłaszczona potylica

- Pojemność czaszki 1500 cm3

- Długie kończyny zbliżone do współczesnych

HOMO SAPIENS

Około 200 tys. lat temu, z afrykańskich Homo erectus rozwijają się pierwsi przedstawiciele naszego gatunku - Homo sapiens. Około 45 tys. lat temu człowiek współczesny dotarł do Europy, gdzie zastał grupy neandertalczyków które wymarły dopiero ok. 10 tys. lat później.

W porównaniu do swoich przodków, Homo sapiens różni się anatomicznie wykształceniem guzowatości bródkowej, cofniętą twarzoczaszką, zanikiem wałów nadoczodołowych, wysoko wysklepioną mózgoczaszką oraz delikatną budową szkieletu i wyższym wzrostem. Jego głównym atutem jest wysoko rozwinięty, sprawny mózg i zdolność do artykułowanej mowy.

HOMO SAPIENS

- Zmniejszenie wałów nad czołowych

- Otwór wielki ku przodowi

- Sylwetka wyprostowana , przykurcze kolanowe

* Polaryzacja stawów-precyzyjny chwyt

* Dalsza specjalizacja stępu

ŚRODOWISKO BYTOWANIA CZŁOWIEKA:

Fizyczne warunki środowiska (warunki klimatyczne)

zmuszają określony styl zachowania. Ukształtowanie terenu, surowe pożywienie.

ŻYWNOŚĆ I SPOSOBY JEJ POZYSKIWANIA:

- Charakter pożywienia

(zasoby kaloryczne)

- Wielkość upolowanych zwierząt

(siła, zdolność lokomocji, na współdziałanie)

- Pozostawianie śladów żywności

(zmienność diety).

NARZĘDZIA

wyznacznik człowieka formy narzędzi:

- przypadkowe (Australopithecinea 4 min lat p.n.e.).

- pięściaki (amorficzne i morficzne)

- obrabiane przedmioty krzemienie(Homo Habilis 2mln p.n.e.)

- łączenie materiałów

TYPY GOSPODARKI:

- Zbieractwo (spostrzegawczość, zręczność) konstruowanie urządzeń służących do przenoszenia zdobytego pożywienia, konieczność zapasów

- Łowiectwo (wytrzymałość, szybkość) polaryzacja funkcji przywódczych, siła współdziałania, specjalizacja narzędzi, dymorfizm płciowy przechowywanie.

- Rolnictwo (Bliski wschód 9-8 tyś. lat p.n.e.)

Zmiany ewolucyjne w szkielecie człowieka przystosowujące do postawy pionowej:

1. Głowa:

- przesunięcie ku przodowi punktu podparcia głowy (foramen magnum)

- lepsze zrównoważenie czaszki pomimo przyrostu jej wagi związanego z przyrostem mózgu

- ułatwienie pobierania tlenu

- powieszenie pola widzenia

- polepszenie ruchomości głowy

2. Obręcz barkowa - kończyna górna:

- zmniejszeni masy kostnej (uwolnienie z funkcji podporowej, skrócenie kończyn)

- obniżenie punktu ciężkości ciała

- zwiększenie stabilności

- rozwój czynności chwytnych

3. Tułów:

- wykształcenie krzywizn kręgosłupa

* wzmocnienie konstrukcji segmentów lędźwiowych i połączeń krzyżowo-biodrowych

- podparcie narządów jamy brzusznej na obręczy biodrowej uwolnienie mięsni brzucha z czynnej funkcji

podtrzymywania trzewi

- ułatwienie ruchów przepony

- zwiększenie zakresu ruchomości kręgosłupa w płaszczyźnie strzałkowej przy utrzymaniu sztywności odcinka piersiowego.

4.Obręcz biodrowa i kończyna dolna:

- przesunięcie ku kręgosłupowi i obniżenie środka ciężkości

- zmiana osi ciała

- ułatwienie wyprostu w stawach kończyny dolnej

- zmniejszenie pracy mięśni antygrawitacyjnych

- wzmocnienie połączeń krzyżowo-biodrowych przebudowa stopy

- wydłużenie, rotacja zewnętrzna kończyn dolnych ,wykształcenie łuków stopy

- wydłużenie, rotacja zewnętrzna kończyn dolnych, wykształcenie łuków stopy

Rozwój ontogenetyczny poszczególnych odcinków układu kostno- stawowego

Okres zarodkowy

3 tydz.- kształtowanie się sklerotomu z tkanki mezodermalnej różnicowanie somitów w zawiązki mięśni i zawiązki kończyn; tworzenie miotonów układających się w osi długiej kończyn; pierwsze zawiązki kręgów

6 tydz.- szkielet chrzęstny

7-9 tydz.- powstawanie miocytów, pierwsze jądra kostnienia, osteoblasty tworzą niedojrzałą, płodową tkankę kostną

10 tydz.- powstanie płytek ruchowych i zakończeń nerwowych- w 12 tygodniu sprawny czynnościowo system połączeń

12-14 tydz.- pierwsze ruchy kończynami, ukształtowane mięśnie

Okres płodowy

- zwolnienie tempa procesów rozwojowych

- kształtowanie narządów wewnętrznych

- rozwijanie i dojrzewanie układu nerwowego- w 5 msc. kompletna liczba neuronów.

- specjalizacja funkcji tkanki nerwowej

- dojrzewanie szkieletu- stopniowe kostnienie na bazie kości płodowej

- przyrost masy mięśniowej

- formowanie stawów

ROZWÓJ KLATKI PIERSIOWEJ

- największy przyrost obwodu w pierwszym roku życia

- noworodek- wymiary czołowy i strzałkowy są prawie równe

* przyrost strzałkowy opóźniony w stosunku do czołowego

* zmniejszanie wskaźnika spłaszczenia klatki piersiowej

- prostopadle do kręgosłupa ustawienie żeber

ROZWÓJ KRZYWIZN KRĘGOSŁUPA

- pierwotna uogólniona kifoza

- lordoza szyjna rozwija się od ok. 3- 4 msc. (tylko ssaki posiadają 7 kręgów szyjnych)

- lordoza lędźwiowa rozwija się od 9-12 msc.

- wykształcenie wszystkich krzywizn 12-14 msc.

- postawa hiperlordotyczna do 5- 7 r.ż.

- w skoku pokwitaniowym pogłębienie kifozy piersiowej (rozluźnienie więzadeł „postawa

niedbała")

- ostateczne wykształcenie krzywizn ok. 16/18 r.ż.

ROZWÓJ MIEDNICY

- Początkowe pochylenie prawie prostopadle do osi kręgów

- W miarę wytwarzanie się krzywizn powiększanie przedniej inklinacji

- U dziewcząt przodopochylenie miednicy w okresie pokwitania jest większe

- Dymorfizm płciowy

ROZWÓJ KOŃCZYN DOLNYCH I STÓP

NOWORODEK

OKRES PRZEDSZKOLNY

* Ustawienie szpotawe stawów kolanowych

* Ustawienie zgięciowe stawów kolanowych i biodrowych

* Brak łuków stopy, podeszwowa część stopy wypełniona tkanką tłuszczową

ROZWOJ ONTOGENETYCZNY POSTAWY CZŁOWIEKA:

-Okres przedszkolny - lordoza szyjna; lekka kyfoza „piersiowo - Iędźwiowa", przewaga zginaczy, brzuch mocno uwypuklony,

-Okres szkolny, wyraźna lordoza lędźwiowa, równowaga mięśniowa, brzuch spłaszczony, postawa stonizowana.

-Okres dojrzałości prawidłowe krzywizny, brzuch płaski, silnie rozwinięta i zrównoważona tkanka mięśniowa.

- Okres pokwitania. pogorszenie postawy, pogłębienie kifozy piersiowej, postawa wiotka, wysunięta ku przodowi obręcz barkowa i głowa.

- Okres inwolucji. pogłębienie krzywizn, zmniejszenie wzrostu (3-4 cm. na 10 lat), przykurcze stawów, „zapadanie" się postawy, zmiany zwyrodnieniowe narządu ruchu.

ZMIANY INWOLUCYJNE:

INWOLUCJA KOŚCI:

- Odwapnienie- osteoporoza post -, meno- i andropauzalna

- Zcieńczenie warstwy korowej

- Zanik beleczkowania kostnego

- Osłabienie wytrzymałości

- Osteofity

- Entesofity

- Sklerotyzacja warstwy podchrzęstnej

- Złamania przewlekle

- Skłonność do złamań urazowych

- Złe gojenie

INWOLUCJA CHRZĄSTKI STAWOWEJ:

- Zmniejszona przepuszczalność dla substancji odżywczych

- Utrata mukopolisacharydów

- Zmiana polaryzacji substancji podstawowej chrząstki

- Zmniejszenie liczby chondrocytów

- Rozmiękanie i fragmentacja chrząstki

- Dostawowe wydzielanie się ciał wolnych

- Obniżanie warstwy podchrzęstnej kości

INWOLUCJA KRĄŻKÓW MIĘDZYKRĘGOWYCH:

* Utrata wody – dehydratacja

* Utrata mukopolisacharydów

* Zwiotczenie pierścienia włóknistego

* Mikropęknięcia pierścienia włóknistego – skłonność do wypuklin jąder miażdżystych

* Rozchwianie jednostek ruchowych – niestabilność połączeń międzykręgowych

* Fragmentacja jąder miażdżystych

INWOLUCJA ŚCIĘGIEN I WIĘZADEŁ:

* Zmniejszenie liczby włókien elastycznych

* Zaburzenia mikrokrążenia

* Martwica ogniskowa

* Zbliznowacenia, zaburzenia jednorodnej struktury

* Zmniejszenie wytrzymałości

* Osłabienie zdolności stabilizujących stawy

* Niestabilność stawów

* Nawracające entezopatie przyczepowe

* Zamnknięte uszkodzenia częściowe i całkowite

U człowieka środek ciężkości znajduje się na poziomie trzonu kręgu L2 – L5, za wspólną osią stawów biodrowych.

Ewolucja środka ciężkości:

* Przewaga napięcia zginaczy nad prostownikami – oś łopatki i oś miednicy biegną rozbieżnie ku dołowi

* Osie ramienia i uda kierują się w dół zbieżnie ku sobie – stawy w ciele ludzkim są lekko zgięte – system pracuje w otwartym łańcuchu biokinematycznym

* Stopniowe podnoszenie środka ciężkości

* Końcowe ułożenie w pobliżu kręgosłupa nad małą płaszczyzną podparcia

* Wzrost siły aparatu wyprostnego grzbietu i prostowników kończyn dolnych

* Zmniejszenie stabilności

SIŁA CIĘŻKOŚCI – ciężar jest to siła przyciągania grawitacyjnego danego ciała – jednostka Newton. Wartość ciężaru zależy od masy ciała i przyspieszenia swobodnego spadania.

W=mg

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI – to punkt, do którego przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości działających na elementarne

ruchy ciała.

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI – ciężar ciała jest sumą ciężarów wszystkich jego elementów. W przypadku małych ciał ciężary jego elementów stanowią siły równoległe skierowane pionowo w dół. Siły te są proporcjonalne do wielkości ich mas. Taki układ sił równoległych można zastąpić jedną wypadkową, która jest ciężarem całego ciała. Fragment, do którego przyłożona jest wypadkowa sił ciężkości nazywa się środkiem ciężkości. Położenie środka ciężkości ciała jest zależne od budowy ciała. U człowieka w pozycji symetrycznej stojącej z opuszczonymi rękoma środek ciężkości znajduje się na poziomie 1-5 kręgu krzyżowego.

ŚRODEK CIĘŻKOŚCI – punkt, w którym jest przyłożona siła ciężkości. Ponieważ ciężar ciała niewiele się zmienia podczas jego przemieszczania po powierzchni ziemi na małych odległościach to środek ciężkości nazywa się ze środkiem masy. Środek ciężkości płaskiego ciała można znaleźć zawieszając to ciało w kilku miejscach. Za każdym razem środek ciężkości znajduje się pod punktem zawieszenia to linie pionowe wyznaczone przez nitkę z obciążnikiem przecinają się w tym punkcie. Środek

ciężkości jest punktem niematerialnym, może

znajdować się poza ciałem.

OSC – wyznaczenie OSC na filmie to wyznaczenie chwilowych położeń tego punktu w czasie realizacji zadania ruchowego, określenie chwilowych położeń OSC pozwala uzyskać parametry kinematyczne – opisujące ruch oraz dynamiczne – pozwalające badać jego przyczyny. Wyznaczenie masy ciał oraz i lokalizacji środka ciężkości to czynności niezbędne przy obliczaniu momentów bezwładności określonych segmentów ciała człowieka. OSC jest ściśle związane z wymiarami ciała (długością). U człowieka OSC znajduje się na wysokości 53-60 % wysokości ciała. Średnia wartość dla mężczyzn 56,5% dla kobiet 55,5%, w pozycji stojącej z opuszczonymi rękoma OSC znajduje się na poziomie 1-5 kręgu krzyżowego, poniżej osi poprzecznej stawu biodrowego między kością krzyżową a spojeniem łonowym.

W niektórych przypadkach OSC może znajdować się poza ciałem człowieka – znaczy to że OSC nie jest punktem ciała ale wyobrażalnym pkt. Przyłożenia siły wypadkowej i nieistniejącym w rzeczywistości jako siła. S.C. części ciała posiadają prawie stałe umiejscowienia w poszczególnych częściach ciała np.

stopa – 44%, podudzie – 42%, udo – 44%, ramię – 47%, przedramię – 42%,

tułowie – 44%.

Wyznaczanie Ogólnego Środka Masy ciała (OSMc)

OSM – Ogólny Środek Masy – punkt, w którym wszystkie siły równoważą się. Jest to punkt bazowy schematu do wykreślania wektorów sił działających na opisywane ciało.

Ciało ludzkie zostało podzielone na człony.

Każdy z członów posiada swoją masę (wyrażoną w % masy całego ciała)

oraz tzw. środek masy (wyznaczony geometrycznie

na osi ciężkości danego członu).

MASA – jest to miara ilości materii w danym ciele. Jednostką jest kilogram. Masa ciała zależy od ilości cząsteczek oraz ich masy, nie zależy od siły przyciągania ziemskiego. Dane ciało ma taką samą masę na ziemi i na księżycu, ale ma tam różne ciężary w związku z różną siłą przyciągania grawitacyjnego. Do jej wyznaczenia można zastosować wagę dźwigową, ponieważ jej wskazania nie zależą od wartości siły grawitacji. Inaczej jest to wielkość określana dla danego ciała, która wyznacza jego zachowanie pod działaniem siły lub pola grawitacyjnego oraz jako źródło pola grawitacyjnego. Wartość masy inercjalnej m jest stosunkowi siły F do pochodnej czasowej pędu p.

p*m=F

ŚRODEK MASY – punkt w danym ciele, który w wielu sytuacjach może reprezentować masę tego ciała. Środek masy prostych brył jednorodnych ciał znajduje się w ich środku geometrycznym a środek masy zawsze leży poniżej punktu zawieszenia i nie zawsze w obrębie ciała.

TWIERDZENIE O ŚRODKU MASY – środek masy ma takie przyspieszenie jakby wszystkie masy były w nim skupione i siły przyłożone. Jeżeli będą siły wewnętrzne to suma ich a środek masy spoczywa lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym: suma pędów wszystkich mas ma taką samą wartość i kierunek, jakby wszystkie masy były skupione w jego środku i poruszały się z jego prędkością.

Gdy bryła znajduje się w polu grawitacyjnym o różnym natężeniu, to do różnych elementów tej bryły będą przyłożone różne siły ciężkości, więc środek masy nie będzie pokrywał się ze środkiem ciężkości. Gdy bryła znajduje się w polu pozbawionym grawitacji, to środek masy określany jest przez wzór, a pojęcie środka ciężkości nie ma sensu.

Środek masy – stosunek %-owy do masy całkowitej.

Tułów – 43%, uda – 12%, głowa – 7%, ramię – 3%,

ręce – 10%

Prześledźmy poniższy skok w dal z miejsca:

Czyli po nałożeniu obrazów na siebie wygląda to tak:

Ważne jest wiedzieć z jaką częstotliwością jest rejestrowany obraz tzn. ile klatek (obrazów) na sekundę zapisuje go kamera. W tym przypadku jest ich 25.

Oznacza to, że odstęp czasu pomiędzy klatkami wynosi 1/25 sekundy, czyli 0.04 s.

Maria Curie-Skłodowska (1867-1834)

Wybitna fizyczka i chemiczka polska, żyjąca i pracująca we Francji, pierwsza kobieta będąca profesorem Sorbony, współtwórczyni nauk o promieniotwórczości, autorka pionierskich prac z fizyki i chemii jądrowej, jedyna osoba która otrzymała dwa razy nagrodę Nobla i jednocześnie matka innej noblistki Ireny Joliot-Curie (laureatka z 1935 roku), jedyna kobieta pochowana we francuskim Panteonie. Najprawdopodobniej najsłynniejsza kobieta naukowiec na świecie.

Albert Einstein - (ur. 14 marca 1879 w Ulm w Niemczech, zm. 1 kwietnia 1955 w Princeton w USA)

Jeden z największych fizyków-teoretyków naszych czasów, twórca szczególnej i ogólnej teorii względności, współtwórca korpuskularno-falowej teorii światła. Laureat Nagrody Nobla za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego. Einstein wniósł też swój wkład do rozwoju filozofii nauki.

Michael Jeffrey Jordan

(ur. 17 lutego 1963 r. w dzielnicy Brooklyn w Nowym Jorku)

amerykański koszykarz.

Adam Małysz

(ur. 3 grudnia 1977 w Wiśle)

polski skoczek

Robert Kubica (ur. 7 grudnia1984r. w Krakowie)

polski kierowca wyścigowy. W 2005 roku zdobył tytuł mistrzowski w cyklu World Series by Renault. Obecnie jest kierowcą zespołu BMW Sauberw Formule 1. Kubica jest pierwszym w historii Polakiem startującym w Formule1