11.zależność siły od długości mięśnia

Siła F wyzwalana przez sarkomer jest funkcja jego długości L. Siła maleje wraz z jego rozciągnięciem oraz spada wraz z jego skurczeniem do zera. Sarkomer wyzwala największą siłę przy długości wyjściowej. Mięsień wraz ze ścięgnem posiada pewną sprężystość co oznacza ze nawet gdy jest w spoczynku wymaga pewnej siły do jego rozciągnięcia. W modelu mięśnia możemy wyróżnić elementy kurczliwe oraz elementy sprężyste ułożone równolegle i szeregowo. Związek siły mięśnia z jego stanem rozciągnięcia zależy od udziału sił pochodzących od aktywnych elementów kurczliwych oraz pasywnych elementów sprężystych. Siła mięśnia więc zależy od stosunku długości brzuśca do ścięgna. Wartość siły wyzwalanej przez mięsień zależy od stanu jego długości oraz wykorzystania jego elementów sprężystych , wzmagających działanie elementów kurczliwych. Biorąc pod uwagę wyłącznie elementy kurczliwe jego siła osiąga maksimum w pozycji pośredniej długości sakomeru, spada zaś, gdy mięsień jest rozciągany lub gdy się skraca. Jeżeli dodamy siłę potrzebną na rozciąganie elementów sprężystych to wraz z rozciąganiem siła mięśnia rośnie. Mięsień zawierający brzusiec i ścięgna jest zdolny do wytworzenia większej siły gdy jest rozciągnięty, niż wtedy , gdy jest skrócony. Siła mięśni pochodząca od elementów kurczliwych jest największa w stanie pośrednim jego długości spoczynkowej gdy uwzględnimy ponadto udział elementów sprężystych to największą siłą dysponuje mięsień częściowo wydłużony.

13. parametry oceniające prędkość

Prędkość skracania sarkomeru jest stała i dla mięśni człowieka wynosi 0,000006 m/s. pamiętając że elementem kurczliwym jest sarkom er, skracanie się natomiast włókna i całego mięśnia jest wynikiem skurczu łańcucha sarkomerów to prędkość skracania się mięśnia jest zależna od sumy szeregowo ułożonych sarkomerów tego mięśnia. Zależność skracania się mięśnia od jego długości i kąta pierzastości; im dłuższy mięsień, tym większa prędkość skracania się; im większy kąt pierzastości, tym większe straty prędkości skracania się mięśnia względem osi długiej.

30. zdefiniuj fizyczne pojęcia mocy i pracy.

Praca

Jeżeli ruch ciała jest prostoliniowy, a wektor siły jest stały, to pracę tej siły określa wzór:
W ogólnym przypadku gdy wektor siły nie jest stały lub przemieszczenie nie jest prostoliniowe to praca jest sumą prac wykonanych na niewielkich odcinkach. Jednostką miary pracy w układzie jednostek miar SI jest dżul (J) określany jako niuton·metr:
Praca jest procesem przekazywania energii ^[4] i jest związana ze zmianą energii lub zamianą energii jednego rodzaju na energię innego rodzaju (np. praca niezrównoważonej siły grawitacji działającej na spadające ciało związana jest z zamianą energii potencjalnej (położenia) tego ciała na jego energię kinetyczną, a praca siły równoważącej siłę grawitacji podczas podnoszenia ciała zwiększa energię potencjalną (położenia). Związek między energią i pracą opisują niektóre sformułowania zasady zachowania energii

Moc jest skalarną wielkością fizyczną określającą pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Z definicji, moc określa wzór:

P - moc, W - praca, t - czas.

Wzór ten jest prawdziwy, gdy praca wykonywana jest w tym samym tempie (nie zmienia się w czasie). W przeciwnym wypadku powyższy wzór będzie określał moc średnią. Aby obliczyć moc chwilową należy skorzystać z innego wzoru:

12. charakterystyka mięśni szkieletowych

Mięsień szkieletowy zwany poprzecznie prążkowanym jest zależny od naszej woli i należy do czynnego układu ruchu człowieka i jest zdolny do wyzwolenia siły oraz wykonania pracy mechanicznej. Brzusiec jest zbudowany z włókien mięśniowych otoczonych powięzią przechodzącą w ścięgna, które przyczepiają się do kości. Ścięgna rozpostarte między kością a brzuścem przenoszą siłę pobudzonych włókien mięśniowych na ,ości. Ze względu na szeregowe położenie ścięgien wobec włókien mięśniowych przenoszą one taką siłę jaką wyzwala mięsień. Mięsień jest pokryty tkanką łączną omięsną zewnętrzną która wnika do jego wnętrza. Nieco cieńsza warstwa -omięsna wewnętrzna, otacza każdy pęczek włókien mięśniowych. Obie warstwy omięsnej zawierają włókna kolagenowe oraz sprężyste, które przechodzą w warstwę śródmięsną otaczającą pojedyncze włókno mięśniowe. cytoplazmatyczna błona komórkowa, otaczająca zespół włókienek składających się na włókno mięśniowe, nazywa się sarkolemą. Rolą sarkolemy jest przenoszenie pobudzenia. Tkanki łączne, stanowiące otoczki poszczególnych elementów czynnych mięśnia, wraz ze ściegnem stanowią jego elementy bierne i mają znaczenie w przenoszeniu siły mięśnia. Włókienko składające się z segmentów zwanych sarkom erami- odcinki przedzielone liniami Z-jest zbudowane z nitek aktyny i miozyny, zwanych łącznie nitkami mięśniowymi - miofilamentami. Podstawowym składnikiem mięśnia jest wielojądrowe włókno mięśniowe.

4.Wymień parametry strukturalne układu kostnego

W skład tkanki kostnej wchodzą:

składniki organiczne (osteoid) (ok. 30%) - włókna kolagenowe, bezpostaciowa substancja podstawowa utworzona przez białka niekolagenowe (m. in. osteokalcynę, osteonektynę); zapewniają kości elastyczność i sprężystość

- składniki nieorganiczne (mineralne) (ok. 70%) - fosforan wapnia w postaci hydroksyapatytów, węglan wapnia, fosforan magnezu, fluorek wapnia; zapewniają kości twardość i spoistość. Tak więc kość jest kompozytem co daje jej twardość wyniesioną ze składnika mineralnego i sprężystość którą nadaje jej element biologiczny. Układ elementów budowy kości nie jest przypadkowy. Tworzy charakterystyczny system.. Wokół włosowatego naczynia krwionośnego tkanki kostnej osteoblasty tworzą współśrodkowe kręgi pooddzielane od siebie kolistymi warstwami istoty międzykomórkowej, zawierającej złogi mineralne i włókna łącznotkankowe. Przebieg włókien w każdej warstwie jest spiralny (silnie skręcone lub rozciągnięte), ale w jednej biegną one zgodnie z ruchem wskazówek zegara, w innych przeciwnie. Architektonika kości opiera się na zasadzie największej wytrzymałości przy najmniejszej ilości budulca. Stąd trzony kości długich mają kształt rur wytrzymałych na obciążenia osiowe i zginanie. Nasady kości długich zbudowane są z istoty gąbczastej, której układ beleczek pozwala na przenoszenie odpowiednich dla danej kości sił ściskających i rozciągających. Układ tych beleczek jest zgodny z przebiegiem linii sił tworząc tzw. trajektorie, czyli przestrzenny układ struktur łukowatych, odpowiadający kierunkom działania sił największego nacisku lub pociągania. Stąd są różnice w układzie beleczek kostnych i uzyskanie maksymalnej stabilności przy stosunkowo niewielkiej ilości materiału budulcowego istoty gąbczastej. W miejscach obciążeń beleczek jest więcej i są grubsze, w odróżnieniu od pól mechanicznie martwych. Łukowaty układ beleczek sprawia, że siła nacisku (np. ciężkości) trafiając na beleczki ułożone ukośnie di pionu ulega rozłożeniu na składową pionową i poziomą. Obecność składowych poziomych powoduje rozbudowę nasad wszerz, zwiększając w ten sposób powierzchnie stawowe. Przyczepy mięśniowe wywierające działanie ciągnące powodują powstawanie na powierzchniach kości przeróżnych wyniosłości, np. m. nadgrzebieniowy, m. podgrzebieniowy, m. obły mniejszy tworzą na k. ramiennej guzek większy; m. naramienny tworzy na k. ramiennej guzowatość naramienną; m naramienny wraz z m. czworobocznym tworzą wyrostek barkowy i grzebień na łopatce; m. napinacz powięzi szerokiej uda i m. krawiecki tworzą kolec biodrowy przedni górny, m. prosty uda tworzy kolec biodrowy przedni dolny. -Podobnie liczne zagłębienia na powierzchniach kości są rezultatem działania sił uciskających, np. ścięgno głowy długiej m. dwugłowego ramienia żłobi rowek międzyguzkowy k. ramiennej; ścięgna m. prostownika palców żłobią rowki na grzbietowej powierzchni nasady dalszej k. promieniowej.-Trzon kości długiej przyjmuje kształt litery „C” - kości śródręcza i śródstopia, ponieważ poddane są działaniu pojedynczego zespołu prostowniczo-zginaczowego z przewagą ostatniego; lub litery „S” - k. udowa, k. ramienna, kk. przedramienia, ponieważ działają na nie z dwóch końców dwa odrębne zespoły mięśniowe prostowniczo-zginaczowe; charakterystyczne wygięcie obojczyka jest rezultatem silnego działania ciągnącego m. piersiowego większego w przyśrodkowej części trzonu i m. czworobocznego grzbietu, który pociąga ku tyłowi boczną część trzonu.

5.Obliczanie stopni swobody łańcuchów biokinematycznych

Ruchliwość łańcucha biokinematycznego - łączna liczba stopni swobody względem podstawy. 5

R = 6 * n - Σ i * pi

R - ruchliwość łańcucha

n - liczba członów ruchomych (bez podstawy)

i - kolejne klasy par biokinematycznych występujących w łańcuchu

p - liczba par o i-tej klasie

Człowiek: N = 144 człony V = 88, IV = 33, II = 29

W = 6 * 144 - 5 * 81 - 4 * 33 - 3 * 29 = 240 - stopni swobody względem czaszki

Człon 4 - cztery kości I rzędu nadgarstka

Człon 5 - cztery kości II rzędu nadgarstka oraz II i III kości śródręcza

W = 30

W = 6 * 22 ( 3 * 1 + 4 * 6 + 5 * 15) = 132 - 102 = 30

Rys. kończyna dolna

W = 6 * 22 - ( 3 * 1 + 4 * 6 + 5 * 15) = 132 - 102 = 30

7.Pojęcie aktonu i klasy aktonu

Jednostką funkcjonalną mięśnia z punktu widzenia biomechaniki jest AKTON MIĘŚNIOWY. Jest to część całość lub zespół mięśni o jednakowym lub bardzo zbliżonym przebiegu włókien co w efekcie daje mu możliwość wykkonywania samodzielnej jednakowej funkcji względem osi stawu, nad którym przebiega. Jeżeli wiele mięśni wykonuje ten sam ruch, mówi się o zespole aktonów współpracujących (synergistycznych). Możliwa jest także sytuacja odwrotna, kiedy jeden mięsień posiada wiele głów wykonujących wiele funkcji (jak np. m naramienny), co daje wiele aktonów w jednym mięśniu.Każdy akton może aktywnie działać tylko w jednym kierunku (w tym którym się kurczy). Wobec tego, każda para biokinematyczna (staw) o jednym stopniu swobody (kierunku ruchu) potrzebuje dwóch aktonów: jednego, który będzie zginał (przywodził, odwracał), oraz drugiego, rozwijającego przeciwny moment siły, który będzie prostował (odpowiednio), odwodził nawracał. Zatem , skoro w przybliżeniu określa się liczbę stopni swobody w połączeniach kostnych człowieka na 240 potrzebnych jest 480 aktonów do ich obsługiwania. Ponieważ aktony rozwijają zwykle więcej niż jedną funkcję, stąd ich suma jest o wiele większa. Aktony można scharakteryzować pod względem wykonywanych przez nie funkcji oraz pod względem ilości stawów, w których rozwijają swoje funkcje.

• Pierwsze kryterium- FUNKCJI AKTONU która zależy od kierunku przebiegu włókien aktonu nad osią stawu- wyróżnia następujące ich rodzaje:

• W obrębie kończyny:

- zginacze i prostowniki

- przywodziciele i odwodziciele

- nawracacze (pronatory) i odwracacze (supinatory)

• W obrębie tułowia i głowy:

- skłaniające w przód (zginacze) i w tył (prostowniki)

- skłaniające w lewo i w prawo
- skręcające w lewo i w prawo

Liczby aktonów w poszczególnych częściach ciała człowieka zależą od ilości obsługiwanych przez nie stopni swobody, i tak na przykład:- Kończyna górna wolna, która dysponuje 30 stopniami swobody- ma 66 aktonów - Kończyna dolna przy 30 stopniami swobody…..(nie zeskanowane)

• Drugie kryterium - liczby stawów w których akton może rozwijać swoje funkcje określone pojęciem: KLASY AKTONU pozwala na wyróżnienie następujących klas:

• Klasa1 - akton przebiega tylko nad jednym stawem (np. m. podkolanowy)

• Klasa2 - akton rozwija swoje funkcje w dwóch stawach - np. głowa długa m. czworogłowego uda)

• Klasa3 - akton przebiega nad co najmniej trzema stawami i w nich przejawia swoje funkcje - np. m. prostownik długi palców.

Liczba funkcji jakie może przejawiać akton zależy zarówno od ilości stawów nad którymi akton przebiega (np. głowa długa m. czworogłowego uda zgina staw biodrowy zaś prostuje staw kolanowy), jak też od kierunku przebiegu jego włókien nad osią stawu. Zazwyczaj mięśnie przebiegają skośnie w stosunku do osi stawu co daje im dodatkową funkcję, np. część przednia m. naramiennego może zginać ramię przywodzić je oraz nawracać, a w szczególnym przypadku wykonywać FUNKCJĘ ANTAGONISTYCZNĄ tj. współdziałać w odwodzeniu ramienia powyżej poziomu.Zgodnie z powyższym, mięśnie mogą być jedno-, dwu- lub wielofunkcyjne.Funkcją antagonistyczną nazywamy funkcję przeciwną go głównej, rozwijaną przez akton w tym samym stawie, w specyficznych warunkach.Każdy akton mięśniowy pracuje zgodnie z prawem wszystko albo nic, co oznacza, że kurczą się wszystkie jego włókna jednocześnie i wykonują wszystkie swoje funkcje.Wyjątkiem są tutaj funkcje antagonistyczne aktonu.Im wyższa klasa aktonów w łańcuchach biokinematycznych, tym mniejsza niezależność ruchowa tych struktur, np. klasy prostownika długiego palców i zginacza palców wynoszą 17; powoduje to bardzo mała niezależność ruchów palców (II- V) u nóg.

15. dźwignia jedno i dwustronna

Z punktu widzenia mechaniki kości połączone ruchomo w stawach są dźwigniami. Staw stanowi punkt podparcia dźwigni. Do kości przyłożonych jest wiele sił, które można podzielić na dwie przeciwdziałające grupy - każda z grup stara się odwrócić dźwignię w przeciwnym kierunku. Jeżeli siły mięśniowe i siły oporu są sobie równe, żadna z grup nie uzyskuje przewagi i część ciała jako dźwignia pozostaje w równowadze. Mówimy wtedy o równowadze momentów sił mięśniowych i momentów sił zewnętrznych (np. siły ciężkości, sił oporu). Dla zapoczątkowania ruchu niezbędne jest, aby jeden z momentów był większy od drugiego.W organizmie człowieka spotykamy dwa rodzaje dźwigni kostnych:

• DŹWIGNIE JEDNOSTRONNE - to dźwignie występujące najczęściej w stawach kończyn . Siły przyłożone do nich działają w różne strony i położone są po jednej stronie punktu podparcia.

DŹWIGNIE DWUSTRONNE - to dźwignie, w których obie grupy sił (poruszające i hamujące) działają w jednym kierunku. Oś stawu jest położona pomiędzy siłami przeciwdziałającymi sobie wzajemnie. Są to dźwignie ułatwiające zachowanie równowagi statycznej i kinetycznej.W narządzie ruchu człowieka punkt podparcia dźwigni leży na osi obrotu w stawie.

R - wielkość wektorowa siły oporu (grawitacji, bezwładności) rozpatrywanego fragmentu kończyny (lub ciała)

Fm - wielkość wektorowa siły mięśniowej (kierunek działania wzdłuż ścięgna końcowego mięśnia a nie wzdłuż brzuśca , bo to ścięgno przyczepia się bezpośrednio do kości)

rR - ramię siły oporu, czyli odległość od osi obrotu do kierunku działania siły mierzona wzdłuż prostej prostopadłej do kierunku siły R

rFm - ramię siły mięśniowej, czyli odległość pomiędzy osią obrotu w stawie a kierunkiem działania siły danego mięśnia - Fm

Przykład dźwigni jednostronnej: układ kostno-mięśniowy kończyn.

Przykład dźwigni dwustronnej: głowa podparta na stawach szczytowo-potylicznych. Zespół stawów i mięśni kręgosłupa stanowi największe zbiorowisko dźwigni dwustronnych.

Dla utrzymania dźwigni w równowadze momenty sił - M i M1 muszą być sobie równe

M = rR * R M1 = rFm * Fm M = M1

Dźwignia siłowa - występuje wówczas, gdy rFm jest krótsze od rR (rR>rFm), siła mięśniowa musi być odpowiednio większa, aby iloczyn rR * R był równy rFm * Fm. Im krótsze jest ramię siły w stosunku do ramienia oporu, tym działająca siła mięśniowa musi być proporcjonalnie większa.

Dźwignia oszczędnościowa - występuje wówczas, gdy rFm jest dłuższe niż rR (rFm>rR), wtedy wielkość siły mięśniowej użytej dla utrzymania dźwigni w równowadze może być odpowiednio mniejsza od siły oporu (mniejszy wydatek energetyczny mięśni).

Obie formy występują zarówno wśród dźwigni jednostronnych, jak i dwustronnych.

Przykład dźwigni dwustronnej oszczędnościowej - stawy międzykręgowe na szczytach lordotycznych wygięć kręgosłupa

Przykład dźwigni dwustronnej siłowej - stawy międzykręgowe na szczycie kifozy piersiowej.

16.narysuj schemat sił działających na dźwignie kostne

W narządzie ruchu mięśnie nie przyczepiają się do kości pod kątem 90° (czyli ramię siły nie jest prostopadłe do kierunku jej działania). Jest to kąt większy od 0°, ale w zdecydowanej większości przypadków mniejszy od 90°.

Kąt ten zawarty między osią długą kości, na którą działa mięsień, a kierunkiem przebiegu ścięgna tego mięśnia nazywamy kątem ścięgnowo-kostnym lub kątem natarcia mięśniowego (ß). Wierzchołek tego kąta leży w centralnym punkcie przyczepu mięśnia. Jedno ramię pokrywa się z kierunkiem przebiegu ścięgna końcowego, drugie natomiast leży na prostej łączącej wierzchołek kąta z osią obrotu w stawie. Im większa wartość tego kąta, tym większy jest moment siły mięśniowej.

Siła działającego mięśnia ulega rozłożeniu na 2 składowe (na zasadzie równoległoboku):

- składowa stawowa (Fs) - skierowana wzdłuż prostej łączącej środkowy punkt przyczepu mięśnia z osią obrotu w stawie; chroni staw przed działaniem rozciągających sił zewnętrznych

- składowa obrotowa (Fo) - skierowana prostopadle do pierwszej; leży na stycznej do okręgu, którego promień stanowi odległość osi obrotu od punktu przyczepu mięśnia; powoduje ona zbliżanie się ku sobie belek kostnych.

• Wartość kąta ścięgnowo-kostnego = 0° - cała siła działającego mięśnia skierowana jest na zwieranie szpary stawowej, bez możliwości zmiany położenia belek kostnych. ß= 0°

• Wartość kąta ścięgnowo-kostnego > 0° i < 45° - stawowa składowa jest większa od składowej obrotowej 45° > ß > 0° Fs > Fo

• Wartość kąta ścięgnowo-kostnego = 45° obie składowe są sobie równe

ß= 45° Fs = Fo

• Wartość kąta ścięgnowo-kostnego > 45° i < 90° składowa obrotowa staje się odpowiednio większa od składowej stawowej 90° > ß > 45° Fo > Fs

• Wartość kąta ścięgnowo-kostnego = 90° składowa stawowa = 0, a cała siła działającego mięśnia skierowana jest na wykonanie obrotu w stawie, co stanowi niekorzystną sytuację dla aparatu stawowego. ß= 90° Fs= 0 Fo= Fm

W narządzie ruchu przeważają niewielkie rozmiary katów ścięgnowo kostnych, które wytwarzają duże wartości składowych stawowych, które chronią staw przed działaniem sił rozciągających.

17.Wymień rodzaje równowagi ciała

Równowaga to umiejętność utrzymania pozycji ciała w różnych zróżnicowanych warunkach wykonywania różnorodnych ruchów lub utrzymania pozycji statycznej.
Równowagę dzielimy na statyczna i dynamiczną. Statyczna to taka w której utrzymujemy pozycje ciała w miejscu - postawa zasadnicza, stanie stanie jednonóż, waga przodem, stanie na rękach, stanie na głowie itp. Równowaga dynamiczna występuje w trakcie wykonywania różnorodnych ćwiczeń, gdy ciało znajduje się w ruchu - marsze, biegi, skoki, rzuty, wahania, ćwiczenia na przyrządach, ćwiczenia wolne itp. Wzajemne oddziaływanie momentu grawitacji i zmiennych momentów sił wyzwolonych przez mięśnie utrzymujące ciało w postawie stojącej powoduje jego ciągły ruch. Ruch ten możemy przedstawić w postaci wypadkowej siły grawitacji i siły reakcji wywołanej zmianami nacisku stóp na podłoże. Gdy ruch ten przybiera postać sinusoidy ulegającej stopniowemu wygaszeniu to taką równowagę nazywamy asymptotyczną gdy zaś sinusoida jest trwała tj człowiek chwieje się z taką samą stabilną amplitudą wtedy taką równowagę nazywamy nieasymptotyczną.

2. Czego dotyczy współpraca układu sterowania i układu ruchu

Sterowanie ruchami ciała człowieka jest procesem ruchowo-mięśniowym. Sterowanie odbywa się w układzie zamkniętym i otwartym-sterowanie w układzie zamkniętym nazywa się regulacją. Podstawą sterowania ruchami w układzie otwartym lub zamkniętym jest czas przebiegu sygnału od układu sterującego do sterowanego i informacji zwrotnej do układu sterującego. Na jakość sterowania składają się cztery podstawowe czynniki: dokładność, stabilność, czas regulacji i maksymalne pasmo przenoszenia. W układzie otwartym mamy do czynienia ze sprzężeniem prostym tj sygnał zdąża w jednym kierunku w układzie zamkniętym sytuacja się komplikuje i sygnał zaczyna się sprzęgać to jest zdążać wymiennie w obu kierunkach. Wyróżniamy sprzężenie dodatnie i ujemne. W przypadku dodatniego sygnał korygowany po nadejściu impulsu zwrotnego ulega wzmocnieniu a w ujemnym analogicznie będzie ulegał wygaszeniu. W organizmie wszystkie procesy homeostazy polegają na skomplikowanych zależnościach zwrotnych. Program ruchu wg Bernsteina składa się z części znaczeniowej i wykonawczej. Utrzymanie pozycji stojącej ciała jest szczególnym przypadkiem sterowania ze sprzężeniem zwrotnym. Człowiek w pozycji stojącej ulega ciągłemu chwianiu. Taki stan stabilności nazywamy stabilnością nieasymptotyczną-czyli stabilnością w pewnym obszarze.

27. Biomechaniczna analiza techniki ruchu.

Układ ruchu człowieka , zawierający kości-człony sztywne i stawy-połączenia ruchowe, oraz mieśnie elementy motoryczne, uznajemy za biomechanizm. Ruch polega na przemieszczaniu się w trzech płaszczyznach elementów biomechanizmu. Elementy te w ilości 144 połączone sa w 143 pary biokinematyczne. Łańcuchy biokinematyczne poruszają się z różna swobodą w zależności od klasy połączenia. Stawy w układzie ruchu człowieka tworzą obrotowe pary kinematyczne, zatem ich ruchliwość może wynosić najwyżej trzy stopnie swobody). Ruchliwością pary biokinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody ruchu jednego z członów względem drugiego, unieruchomionego. Pary biokinematyczne połaczone są w łańcuchy które charakteryzują się swoistą ruchliwością obliczaną na podstawie liczby stopni swobody członów ruchomych łańcucha względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden, dowolnie wybrany człon.

6. Parametry strukturalne układu mięśniowego

Włókna dzielimy na szybko i wolno kurczliwe:slow i fast. Większość mięśni ma charakter mieszany, występują w nich obydwa typy włókien mięśniowych. Ogólnie jednak zachodzi przewaga włókien slow- wyjątek m. płaszczkowaty , naramienny, krawiecki
SLOW TWICH-CZERWONE- kurczą się znacznie wolniej niż FastT- max napięcie podczas pojedynczego skurczu rozwija się w czasie ok. 80ms- gęsta sieć naczyń włosowatych- większa liczba mitochondriów- posiadają większą zawartość trójglicerydów i enzymów tlenowych przemian energetycznych- są zdolne do wykorzystania w większym stopniu procesów tlenowych do pokrycia zapotrzebowania energetycznego- są zdolne do dłuższej pracy niż FastT- są lepiej zaopatrywane w tlen dzięki większej zawartości mioglobiny- włókna SlowT są pobudzane przez motoneurony o większych rozmiarach i niższym progu pobudliwości- są pobudzane przez impulsy o małej częstotliwości- zwiększenie napięcia zachodzi głównie przez pobudzanie dodatkowych jednostek motorycznych
FAST TWICH- BIAŁE- metabolizm włókien FastT charakteryzuje się większym nasileniem procesów bez tlenowych(glikolizy)- są pobudzane przez mniejsze motoneurony o wysokiej pobudliwości- max napięcie podczas pojedynczego skurczu rozwija siew czasie ok. 30 ms- Fta- większy potencją oksydacyjny niż FTb(wł. Oksydacyjne)- FTb- większy potencjał glikolityczny niż Fta(wł. Glikolityczne)

10.Czynniki decydujące o sile mięśni :
- budowa mięśnia(struktury FT, ST i przekroju fizjologicznego)
- długość mięśnia
- prędkość skracania włókien mięśniowych
- stan energetycznego mięśnia i otaczających go tkanek
- stopień pobudzenia mięśnia (Ui/Uimax)
- wiek, płeć, stopień wytrenowania.

21.wymień zasady pomiaru momentów sił pojedynczych zespołów mięśniowych
- ergonomiczność i bezpieczeństwo stanowisk pomiarowych
- standardowe pozycje pomiarowe
- eliminacja momentów siły ciężkości segmentu ciała
- motywacja
- standardowa rozgrzewka
- stabilizacja
- przeniesienie siły segmentu ciała (mięśni) na czujnik siły
- przerwy odpoczynkowe

25. Pojęcie techniki ruchu

Techniką ruchu nazywamy ogólny sposób rozwiązania zadania ruchowego, określonego przez taktykę działania, przy uwzględnieniu cech psychicznych i fizycznych człowieka. Technika ruchu- jest zależna od liczby i rodzaju wykonywanych ćwiczeń oraz liczby i rodzaju podanych informacji. Technika ruchu skuteczna- to taka, która pozwala na osiągnięcie maksymalnego rezultatu jeżeli parametry wykonywanego ruchu mają wartości ekstremalne(rzadziej optymalne). Techniką ćwiczeń sportowych przyjęto nazywać sposoby wykonania odpowiednich czynności motorycznych wchodzących w zakres sportu wyczynowego.

26. Metody rejestracji ruchu

1) akcelerometria- ALM- metoda badania przyspieszeń liniowych i kątowych
2) spidometria- SDM- metoda badań prędkości liniowych i kątowych
3) dynamometria- DNM-
4) elektrogoniometria- EGM- metoda badań przemieszczeń kątowych( w stawach kończyn)
5) elektromiografia(powierzchowna)- EMG-
6) elektrostymulacja(funkcjonalna)- FES
7) fotokinemetria: fotometria, kinemetria, kinematografia biomechaniczna, optoelektronika pomiarowa- metoda rejestracji ruchu człowieka przy pomocy kamer fotograficznych i filmowych systemów optoelektronicznych; równocześnie metoda analizy ruchu na podstawie jego zapisu technika światłoczułą

22. Wykorzystanie pomiarów momentów sił

Pomiar sił i momentów sił mięśniowych w ściśle zdefiniowanym zadaniu jest dość powszechnie stosowaną metodą oceny możliwości funkcjonalnych narządu ruchu pacjenta i uznaje się ją za dobrze monitorującą przebieg leczenia usprawniającego. Najczęściej pomiary sił wykonuje się w warunkach statycznych (izometrycznych), czyli w ściśle zdefiniowanym położeniu kątowym w stawie, kiedy to w czasie generacji siły nie zmienia się długość mięśni. Czasami mierzy się tzw. charakterystykę statyczną, czyli dokonuje się pomiarów izometrycznych zmieniając położenie kątowe w stawie np. co 5Ľ w całym zakresie ruchu. Czasami wykonuje się również pomiary w warunkach dynamicznych, czyli podczas ruchu. Mamy wówczas do czynienia z pracą mięśni koncentryczną (skracanie się długości mięśnia) lub ekscentryczną (wymuszone wydłużanie mięśnia).

20. Kryteria oceny postawy ciała

Pod oceną postawy ciała rozumie się przede wszystkim ocenę kształtu ciała, zaburzeń krzywizn kręgosłupa i klatki piersiowej oraz ustawienia miednicy, ale powinna ona także uwzględniać prawidłowość ustawienia osi kończyn .

8. Pojęcia funkcji ruchowych i stabilizacyjnych

-odnoszą się do czynności mięśnia w których wyróżniamy czynność statyczną czyli stabilizacyjną oraz dynamiczną czyli ruchową. O czynności statycznej mówimy gdy pobudzony mięsień nie zmienił swojej długości i tym samym nie zmieniła się odległość między przyczepami określa sie ją jako wynik skurczu izometrycznego. Mięsień działający statyczni może pełnić różne funkcje względem układu ruchu. Należą do nich: stabilizacja,zrównoważenie i wzmocnienie. Czynność dynamiczną podzielić możemy na koncentryczną i ekscentryczną i mówi się o niej ze jest wynikiem skurczu izotonicznego. O czynności dynamicznej mówi się wtedy gdy mięsień zmienia swoją długość.

9. Schemat wpływu bodźca nerwowego na zmianę długości mięśnia

stan spoczynku mięśnia charakteryzuje się polaryzacją komórek wykazując potencjał spoczynkowy o wartości ok -90mv. Impuls z OUN powoduje wzrost tego napięcia w ślad za nim postępuje wzrost potencjału po czym efekt mechaniczny który może mieć postać skurczu mięśnia. Napięcie elektryczne mięśnia i wyzwalane przezeń siły są skutkiem zmian strukturalnych w mostkach miozyny. Pojawienie się napięcia mięśnia jast wynikiem tego, że mostki, uzyskawszy punkty styku z nitkami aktyny, przesuwają je w kierunku środka sarkomeru i rozwijają siłę, chociaż jej działanie można obserwować dopiero wówczas gdy mięsień zostanie obciążony. By jednak doszło do połączenia w mostkach i przemieszczenia się względem siebie cienkich i grubych nitek białkowych, wpierw musiały dokonać się w komórkach mięśniowych procesy o charakterze elektrochemicznym i termodynamicznym-pobudzenie i aktywacja elementów kurczliwych we włóknach mięśniowych, uwolnienie zmagazynowanej w nich energii chemicznej oraz przekształcenie jej w siłę i pracę mechaniczną. Pod wpływem bodźca układ kurczliwy zostaje zaktywizowany przez zjonizowany wapń w sarkoplazmie komórki tj w płynie wewnątrz sarkolemy. Zaktywizowane mostki miozyny, dzięki obecności wapnia,i rozkładu ATP łączą się z nitkami miozyny dokonując jej przesunięcia. mamy więc 3 etapy akcji mechanicznej połączeń mostkowych: połączenie, przesunięcie filamentów i rozłączenie. Przesunięcie to jednak jest niewielkie i gdyby nawet nastąpiło w obszarze całego mięśnia spowodowana tym zmiana całego mięśnia jest niewielka dlatego zjawisko łączenia i przerywania mostków miozyny w trakcie jednego skurczu odbywa się 5-6 razy.

1) Wyładowanie motoneuronu
2) Uwolnienie transmitera z motorycznej płytki końcowej
3) Połączenie acetylocholiny z receptorem
4) Zwiększenie przepuszczalności błony motorycznej błony końcowej dla sodu i potasu
5) Generowanie potencjału czynnościowego w motorycznej płytce końcowej
6) Powstawanie potencjału czynnościowego we włóknie nerwowym
7) Przesuwanie się depolaryzacji do wnętrza komórki i dalej do cewek poprzecznych C
8) Uwalnianie jonów wapnia z cewek końcowych i jego dyfuzja między nitki cienkie aktyny a łańcuchy grube miozyny
9) Połączenie jonów wapnia z troponiną C, odsłaniające miozynowe miejsca wiążące na aktynie
10) Tworzenie się mostków poprzecznych pomiędzy aktyną a miozyną i wsuwanie się nitek cienkich pomiędzy łąncuchy grube.

14. Moc źródeł energetycznych

Źródła energetyczne w organizmie ludzkim pochodzą z przemian w nim zachodzących. Te przemiany w zależności od rodzaju i długości wysiłku dzielimy na procesy tlenowe i beztlenowe. Przedłużanie pracy poza granice 40 - 60 sekund, powoduję że zasadniczym źródłem energii, zapewniającym resyntezę wysokoenergetycznych związków fosforowych i usuwanie mleczanów, są przemiany tlenowe. Procesy tlenowe mogą być bardzo długotrwałe ponieważ zależą tylko od ilość substratu energetycznego, zużywanego w procesie utleniania (glikogen, kwas mlekowy, wolne kwasy tłuszczowe). Intensywne ćwiczenia fizyczne mogą doprowadzić do zwiększenia zaopatrzenia tlenowego tkanek pracujących, czyli do podwyższenia progu beztlenowego oraz pułapu tlenowego, a więc do zwiększenia mocy rozwijanej przez mechanizm tlenowy. Systematyczny trening powoduje rozwój mięśni szkieletowych i wszystkich narządów i tkanek współpracujących ze sobą w utrzymaniu równowagi wewnątrzustrojowej oraz w zaopatrzeniu tlenowym. W wysiłku sportowym ważne jest by wysoki poziom przemian tlenowych został uzyskany jak najwcześniej, zmniejszając tym samym pobór energii ze źródeł beztlenowych, mniej ekonomicznych dla organizmu. Pojemność źródła anaerobowego oraz jego maksymalna moc zależy przede wszystkim od zawartości ATP i fosfokreatyny. Przyrost mięśni powoduje, że udział tkanki mięśniowej w budowie ciała wzrasta i większa jej ilość przypada na kg masy ciała. Przyczynia się to równocześnie do podwyższenia puli fosfagenu przypadającej na kg masy.

19. Wymień fizjologiczne częstotliwości ciała podczas stania

RÓWNOWAGA CIAŁA W WARUNKACH STATYCZNYCH: ogólnym warunkiem zachowania równowagi w statyce jest utrzymanie rzutu OSM w obrębie płaszczyzny(konturu) podparcia 1 równowaga ciała jest wprost proporcjonalna do masy ciała 2 równowaga ciała jest wprost proporcjonalna do wielkości płaszczyzny podparcia 3 równowaga ciała jest odwrotnie proporcjonalna do wysokości OSM od płaszczyzny podparcia 4 równowaga w danym kierunku jest wprost proporcjonalna do kierunkowego kata stabilności

27. Biomechaniczna analiza techniki ruchu

BIOMECHANICZNA INTERPRETACJA PROCESU KOORDYNACJI RUCHU- TEORIA BERNSTEINA:

Koordynacja- uzgodnienie wzajemnego działania, harmonizowanie, ujednolicanie, zgranie czegoś z czymś. Koordynacja (wg Bernstaina)- pokonywanie nadmiernej liczby stopni swobody, czyli przekształć. narządu w system zdolny do sterowania. Koordynacja(wg Ashby)- zdolność takiego połączenia aktywności różnych mięsni, aby ruch był wykon dokładnie i po właściwym torze

D.D. DOŃSKI

1 Koordynacja nerwowa- współdziałanie procesów nerwowych, które kierują ruchami poprzez pobudzanie mięśni2 Koordynacja mięśniowa- współdziałanie naprężenia mięśni przekazujących się, które sterują poszczególnymi częściami ciała, uwzględniając przy tym bodźce systemu nerwowego oraz inne czynniki

FIDELUS

Koordynacja ruchowa- to współdziałanie mechanizmów głównie nerwowo-mięśniowych, zapewniające wykonanie realnego i konkretnego zadania ruchowego zgodnie z jego programem. Mechanizmy koordynacyjne ruchu(jak działa ukł. nerwowy przy koordynacji pracy mięśni)1 ukł. nerwowy musi otrzymywać stała informacje o parametrach ruchu(sile, prędkości, przyspieszeniu, itp.) oraz o anatomicznych i fizjologicznych możliwościach mięśnia. Służą do tego różne receptory, czyli narządy zmysłu.2 W ukł. nerwowym konieczne są odpowiednie ośrodki, które przeanalizują, a następnie dokonają syntezy wszystkich bodźców płynących do receptorów.3 Ukł. nerwowy powinien mieć wypracowany program działania ruchowego, który określa cel zadania ruchowego(co i jak ma wykonać)4 Ukł. nerwowy musi dysponować pewnym mechanizmem porównawczym, który będzie oceniać, czy ruch przebiega zgodnie z założonym programem. Inaczej mówiąc będzie oceniał, czy siły, prędkości i ustawienia ciała lub przedmiotów wywołują zamierzony rezultat ruchowy5 W ukł. nerwowym musza być ośrodki, które na podstawie oceny zgodności ruchu z jego założeniami wyślą odpowiednie bodźce ruchowe do mięśni

---