Tematyka ćwiczeń z ”Kinezjologii”
Elementy budowy jednostawowego aparatu ruchu.
Połączenie sztywne elementów układu jednostawowego
Staw maziowy
Mięsień
Neuron
Receptory czucia
Ad.1. Połączenie sztywne: podstawowymi elementami tworzącymi sztywne (nieruchome) połączenia poszczególnych elementów układu jednostawowego są kości, więzadła i ścięgna.
a) Kości - rola w wyzwalaniu ruchu
b) Ścięgna i więzadła - budowa i właściwości biomechaniczne (zależność naprężenie-rozciągnięcie)
Ad. 2. Staw (maziowy) - około 206 kości tworzy około 200 stawów
a) Rodzaje stawów
ścisłe (kościozrosty, więzozrosty, chrząstkozrosty)
półścisłe (płaskie)
ruchowe (stawy maziowe)
b) Ruch wynikiem siły rozwijanej przez mięśnie. Warunki przejawiania siły mięśniowej. Siły oddziaływania pomiędzy dwoma kośćmi. Znaczenie miejsc przyczepu mięśni. Zależność moment siły-ramię działania siły.
Elementy budowy jednostawowego aparatu ruchu cd.
Ad. 3. Mięsień
a) Budowa makroskopowa
b) budowa mikroskopowa: budowa sarkomeru (białka strukturalne - szkielet komórki mięśniowej; białka kurczliwe - miofibryle, miofilamenty); układ sarkotubularny, triada
Ad. 4. Neuron
a) Budowa neuronu: budowa osłonki mielinowej, ciało komórki, dendryt, neuryt
b) czynnościowa klasyfikacja neuronów: aferentne, interneurony, eferentne
c) Rodzaje synaps
d) Budowa synapsy (nerwowo-nerwowej, nerwowo-mięśniowej, czyli płytki motorycznej)
Ad. 5. Receptory czucia
a) Podział receptorów
b) Budowa wrzeciona nerwowo-mięśniowego (klasyfikacja włókien nerwowych)
c) Budowa receptorów/narządów ścięgnistych
Czynność jednostawowego aparatu ruchu.
I. Jednostka motoryczna jako podstawowa jednostka funkcjonalna jednostawowego aparatu ruchu.
Budowa jednostki motorycznej
a) komponent nerwowy: potencjał błonowy i jego geneza, motoneuron i jego dendryty, potencjał czynnościowy i jego geneza, wielkość motoneuronów a ich pobudliwość, prędkość przewodzenie impulsu, sumowanie w czasie i przestrzeni, zjawisko torowania i hamowania czynności neuronów, zjawisko konwergencji i dywergencji, neurotrofizm
b) komponent mięśniowy: ilość włókien mięśniowych w jednostkach ruchowych, ilość jednostek motorycznych w mięśniach, terytorium jednostki motorycznej w różnych mięśniach, skurcz pojedynczy i tężcowy (czas skurczu, relaksacja itp.)
II. Podział jednostek motorycznych ze względu na testy czynnościowe
Charakterystyka czynnościowa i implikacje czynnościowe. Różnice w wielkości motoneuronów różnych typów jednostek motorycznych. Zróżnicowanie morfologiczne włókien mięśniowych różnych typów jednostek motorycznych.
Czynność jednostawowego aparatu ruchu cd.
III. Sprzężenie elektromechaniczne i skurcz mięśnia
1) Procesy prowadzące do łączenia się aktyny i miozyny - sprzężenie elektromechaniczne
2) Skurcz mięśnia - teoria ślizgowa skurczu wg Huxley'a (cykl pracy mostka)
Udział informacji z receptorów czucia w wyzwalaniu ruchu
1) Łuk odruchowy
2) Działanie wrzeciona nerwowo-mięśniowego oraz narządów ścięgnistych
V. Odruchy: definicja i rodzaje
Odruch miotatyczny (własny mięśnia) np. odruch kolanowy
Odruch Hoffmanna (H) - sztucznie wywoływany
Odruch cofania (zginania) w reakcji na bodziec bólowy i towarzyszący mu skrzyżowany (kończyna drugostronna) odruch prostowania
Odwrócony odruch rozciągania (odruch scyzorykowy)
Rola wrzeciona nerwowo-mięśniowego oraz receptora ścięgnistego w kontroli długości i napięcia mięśnia.
VI. Odruchy i ruch
połączenie interneuronu hamującego w drodze aferentacji Ia z α-motoneuronem mięśni antagonistycznych, nazywane odruchem wzajemnego hamowania α-motoneuronów mięśni antagonistycznych
hamowanie interneuronów między sobą (interneurony hamujące Ia w łukach odruchowych zginaczy i prostowników)
Czynność jednostawowego aparatu ruchu cd.
VI. Odruchy i ruch cd.
rola aferentacji Ib z narządów ścięgnistych
rola aferentacji typu Ia oraz II z wrzecion mięśniowych
rola aferentacji skórnych w odruchach (odruch zginania)
rola i połączenia komórek Renshawa
VII. Uaktywnianie jednostawowego aparatu ruchu
Czynniki nerwowe.
Rekrutacja jednostek motorycznych
Częstotliwość pobudzeń
Wzorce pobudzeń
Właściwości mechaniczne mięśni.
Moment siły mięśniowej a siła mięśniowa. Warunki pomiaru momentów sił mięśniowych. Analiza krzywej F(t) w skurczu pojedynczym i w skurczu dowolnym (maksymalny moment siły, gradient siły, czas połowy relaksacji, czas uzyskania maksymalnego momentu siły).
Zależność pomiędzy długością mięśnia a wielkością rozwijanej siły, cykl rozciągnięcie-skurcz, kąt optymalny.
Szybkość zmian długości (prędkość). Zależność F-V.
Moc mięśnia.
Architektura mięśni - biomechaniczny model budowy:
sarkomeru
włókna mięśniowego
mięśnia
LABORATORIUM 1
Wpływ zmiany kąta w stawie na wielkość rozwijanego momentu siły mięśniowej
Badanie wpływu zmiany kąta w stawie łokciowym na wielkość rozwijanego momentu siły zginaczy stawu łokciowego
Wyznaczenie kąta optymalnego zginaczy stawu łokciowego
Elektromiografia i mechanomiografia jako metody oceny właściwości fizjologicznych mięśni.
I. ELEKTROMIOGRAFIA (EMG)
Zjawiska elektryczne w czasie czynności włókna mięśniowego.
Elektromiogram. Metody rejestracji i analizy EMG.
Amplituda i częstotliwość sygnału EMG.
Wady i zalety elektromiografii.
II. MECHANOMIOGRAFIA (MMG)
Co jest źródłem ,,dźwięku'' z mięśni ?
Jakie czujniki stosujemy do rejestracji MMG.
Analiza mechanomiogramu. Amplituda i częstotliwość sygnału MMG.
III. MIOMETRIA jako metoda oceny właściwości elastycznych mięśni szkieletowych.
LABORATORIUM 2
Czy EMG mierzy to samo co MMG? Możliwości analizy sygnału EMG i MMG przy jednoczesnej rejestracji z mięśni agonistycznych i antagonistycznych
Mechanizmy koaktywacji mięśni antagonistycznych
Wpływ zmiany obciążenia na czynność elektro- i mechanomiograficzną mięśni agonistycznych i antagonistycznych.
LABORATORIUM 3
Badanie wpływu zmiany obciążenia na czynność mechanomiograficzną i elektromiograficzną mięśni agonistycznych i antagonistycznych podczas skurczu dowolnego zginaczy stawu łokciowego
Badanie wpływu zmian obciążenia w stawie łokciowym na zależność między czynnością mechano- i elektromiograficzną mięśni agonistycznych i antagonistycznych podczas zginania w stawie łokciowym
I Kolokwium.
Organizacja wielostawowego aparatu ruchu.
I. Organizacja układu mięśniowo szkieletowego wielostawowego aparatu ruchu (łańcuch biokinematyczny: otwarty, zamknięty; ruchliwość). Mięśnie wielostawowe (klasa aktonu).
II. Ośrodkowy układ nerwowy
Kora mózgowa:
budowa mikroskopowa kory mózgu
lokalizacja czynnościowa w korze mózgu:
pierwszorzędowa reprezentacja ruchowa
drugorzędowa reprezentacja ruchowa
kora czucia ogólnego
Pień mózgu.
Organizacja wielostawowego aparatu ruchu cd.
Móżdżek:
kora móżdżku
organizacja neuronalna kory móżdżku
podział móżdżku i drogi łączące móżdżek z korą mózgową i wzgórzem, z rdzeniem i jądrami przedsionkowymi oraz z jądrem czerwiennym i tworem siatkowatym
funkcja móżdżku
Drogi wstępujące: drogi domóżdżkowe.
Organizacja wielostawowego aparatu ruchu cd.
Drogi wstępujące: drogi sznura tylnego (układ tylno-powrózkowy), rdzeniowo-wzgórzowe.
Układ piramidowy
droga korowo-rdzeniowa
droga korowo-jądrowa
Organizacja wielostawowego aparatu ruchu cd.
Układ pozapiramidowy, jądra podstawy.
Układ siatkowaty:
wstępujący układ siatkowaty
zstępujący układ siatkowaty
II Kolokwium.
Drugi termin I oraz II kolokwium.
Literatura:
Ganong W. (1994) Fizjologia. Warszawa, Wydawnictwo Lekarskie PZWL
Silbernagl S., A.Despopoulos (1994) Kieszonkowy atlas fizjologii. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
Traczyk W., Trzebski A. (red.) (1990) Fizjologia człowieka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
Grottel K., Celichowski J. (1996) Organizacja mięśnia i sterowanie ruchem. AWF Poznań, Podręcznik Nr 43.
Grottel K., Krutki P. (1996) Organizacja mięśnia i sterowanie ruchem. Część II. Sterowanie ruchem. AWF Poznań, Podręcznik Nr 46.
Konturek S. tom I „Fizjologia ogólna, krew i mięśnie”.
Konturek S. tom IV „Neurofizjologia”.
Błaszczyk J. (2004) Biomechanika kliniczna. Podręcznik dla studentów medycyny i fizjoterapii. PZWL, Warszawa.
Bober T., Zawadzki J. (2001) Biomechanika układu ruchu człowieka. Wydawnictwo BK, Wrocław.