Biomechaniczna analiza postawy ciała

Postawa ciała jest pojęciem nie tylko

anatomicznym, odnoszącym się do budowy i

rozmieszczenia poszczególnych części ciała,

ale przede wszystkim pojęciem funkcjonalnym.

Stanowi ona określony nawyk ruchowy, który

kształtuje się na przestrzeni całego życia.

Na człowieka działają dwa rodzaje sił: siły

zewnętrzne, takie jak siła ciężkości,

bezwładności, tarcia, a także wewnętrzne -

głównie mięśni i sprężystości aparatu

ruchowego. Przy zachowaniu postawy siły i ich

momenty muszą być w równowadze, tzn. że

momenty sił zewnętrznych muszą być równe

momentom sił wewnętrznych (Fidelus 1961).

Postawa Ciała

Momenty sił ciężkości i

równoważące je momenty siły

mięśni

Metodą składania sił lub

momentów sił można określić

środki ciężkości dowolnej masy

ciała, leżącej powyżej danego

stawu, i tym samym obliczyć w

różnych typach postaw

momenty sił ciężkości oraz

równoważące je momenty sił

mięśniowych w danym stawie.

Do przodu od osi obrotu w

stawach szczytowo-po-

tylicznych działa ciężar głowy,

której środek ciężkości

oznaczony jest Q, W celu

zachowania równowagi muszą

działać na ten staw prostowniki

głowy oznaczone m,

znajdujące się w tyle od danej

osi obrotu.

Analogicznie jest ze środkiem

ciężkości rąk i głowy Q2, ciężar

ten równoważą mięśnie

grzbietu m2 Środek ciężkości

głowy, kończyn górnych i klatki

piersiowej Q3, działający na

odcinek lędźwiowy, w postawie

A jest równoważony mięśniami

brzucha i prostownikami

grzbietu w odcinku lędźwiowym

m3. W przypadku postawy D

wystarczą tylko mięśnie

brzucha. Wynika to ze stosunku

<2i do środka obrotu, który

znajduje się w okolicach

trzonów kręgów lędźwiowych

Środek masy ciała 04 znajduje

się powyżej stawów

biodrowych (4-5 cm). W pozycji

A postawę utrzymują

prostowniki i zginacze stawu

biodrowego, gdyż rzut siły

ciężkości Q przechodzi przez

oś obrotu. W postawie D rzut

ten przechodzi do tyłu od osi.

Powstały moment obrotowy

równoważą zginacze stawu

biodrowego. W stawach

kolanowych, skokowych rzut

środka ciężkości całego ciała

przechodzi do przodu od osi

obrotu. Zmusza to do pracy

zginacze stawów kolanowych i

zginacze podeszwowe stawów

skokowych m(>.

Trzonem postawy ciała jest kręgosłup.

Opiera się on na miednicy, która łączy

go z podłożem za pośrednictwem

kończyn

dolnych.

Poprzez

klatkę

piersiową i obręcz barkową kręgosłup

uczestniczy

wszystkich

czynnościach kończyn górnych. Jest

także połączony z głową i z tych

względów bezpośrednio bierze udział

w każdym niemal ruchu ciała.

Trzon postawy ciała

Funkcje kręgosłupa

• Podporowa

• Amortyzująca

• Kinetyczna

Funkcja podporowa - zadanie przenoszenia

obciążeń pełnią głównie trzony kręgowe. Drugim

elementem umożliwiającym utrzymanie przez

kręgosłup tak znacznych obciążeń są jego krzywizny

fizjologiczne. Wytwarzają się one w związku z

pionizacją człowieka poddanego znacznym i

zmiennym obciążeniem, zmuszonego do stałego

równoważenia całości postawy przez przesunięcia

odpowiednich segmentów ciała nad płaszczyzną

podparcia (konieczność ciągłego przenoszenia osi

obciążeń).

Funkcja amortyzacyjna - kształt krzywizn

kręgosłupa i jego specyficzna budowa stanowią

drugie, po stopie, ogniwo amortyzacyjne,

łagodzące wstrząsy podczas wszelkich czynności

lokomocyjnych.

Funkcja kinetyczna kręgosłupa uzależniona jest

od ruchomości jego krzywizn. Krzywizny - szyjna i

lędźwiowa - są giętkie, o znacznej ruchomości,

natomiast krzywizna piersiowa jest strefą bardziej

usztywnioną. Znaczna ruchomość odcinka szyjnego

kręgosłupa jest możliwa dzięki małym wymiarom

trzonów w stosunku do znacznej wysokości

krążków międzykręgowych. Krzywizna lędźwiowa

swą ruchomość zawdzięcza w dużej mierze

wysokim krążkom międzykręgowym, budowie

wyrostków stawowych i kolczystych. Ruchomość ta

jest znaczna zarówno w skłonach w przód, jak i w

tył i rozkłada się równomiernie na całym odcinku.

Kręgosłup jako konstrukcja wieloczłonowa jest tworem

mało stabilnym. Tę jego właściwość potęgują jeszcze
wysokie umiejscowienie ogólnego środka ciężkości ciała
(średnio 2,5 cm powyżej wzgórka lędźwiowo-krzyżowego)
oraz mała powierzchnia płaszczyzny podparcia.

Postawę ciała cechuje więc równowaga chwiejna.

Utrzymanie postawy pionowej jest możliwe dzięki
stabilizacji złożonej:

Stabilizacja czynna - zapewnia napięcie określonych

mięśni, pracujących zmiennie. Zmienność napięć jest
zależna od rozkładu segmentarnych środków ciężkości.

Stabilizacja bierna - zapewniają: równowaga

mechaniczna, optymalne obciążenie, napięcie układu
więzadłowo-torebkowego, ograniczenie ruchów budową
stawów.

Fizjologiczne mechanizmy

warunkujące postawę i równowagę

ciała

Zachowanie prawidłowej postawy ciała i

orientacji przestrzennej zależy od
przetwarzania i interpretacji informacji
sensorycznej, pochodzącej z trzech źródeł:

– receptorów czucia głębokiego

(proprioceptorów), wrażliwych na
rozciąganie, napinanie, ucisk

– receptorów narządów równowagi
– receptorów wzrokowych

Odruch rozciągania

Istotą tego napięcia właściwego wszystkim mięśniom

szkieletowym jest skurcz odruchowy mięśni biorących

udział w utrzymaniu postawy, a więc głównie mięśni

przeciwdziałających sile ciężkości, tzw.

antygrawitacyjnych, którymi są mięśnie pełniące funkcję

prostowników ciała ludzkiego. U człowieka odnosi się to

głównie do mięśni prostujących szyję, prostowników

grzbietu, bioder, kolan i stóp. Nawet w czasie utrzymania

normalnej pozycji stojącej u człowieka nieruchomego

obserwujemy zapis prądów czynnościowych. Jego mięśnie

antygrawitacyjne wykazują stałe zmiany napięcia.

Zmianom napięcia towarzyszą jednocześnie w obrębie

poszczególnych stawów stałe mikroruchy - zwane

wychwianiami - rejestrowane za pomocą elektro-

miografii. Stwierdzono ścisły związek między amplitudą i

częstotliwością wychwiania a zmianą napięcia w

mięśniach.

Według S.H.Scherring-tona istotą tego

napięcia  są  statyczne  reakcje  odruchów  na
rozciąganie,  które  zależą  od  asynchronicznego
charakteru  podniet  wyzwalanych  przez  liczne
receptory

rozciągania

oraz

asynchronicznego,  odruchowego  wyładowania
podniet  za  pomocą  nerwów  ruchowych  do
mięśni.  Wynikiem  tego  jest  stwierdzony
uprzednio

fakt

naprzemiennego,

niejednoczesnego

występowania

okresów

spoczynku i aktywności różnych włókien grup
mięśniowych, zapewniającego oszczędność w
wydatkowaniu energii.

Mechanizmy odruchowe

regulujące ustawienie

głowy.

Mechanizmy odruchowe regulujące ustawienie głowy w

przestrzeni i jej położenie w stosunku do tułowia oraz

dostosowanie kończyn górnych i oczu do pozycji głowy.

Uruchamiane są one pod wpływem impulsów płynących z

receptorów czucia głębokiego (mięśni szyi, ścian ciała i

kończyn), narządu przedsionkowego, kanałów półkolistych

oraz narządu wzroku. To zjawisko możemy przedstawić za

pomocą doświadczenia z kotem. Jeżeli będziemy go trzymać

grzbietem ku dołowi i następnie puścimy, to spadnie on na

łapy, a tułów i głowa przybiorą błyskawicznie pozycję

prawidłową. Takie reakcje nazywamy "poprawczymi"; są one

złożone i obejmują 5 różnych odruchów:

• błędnikowe odruchy poprawcze działające na tułów,

• szyjne odruchy poprawcze wywierające wpływ na tułów,

• poprawcze odruchy tułowia oddziałujące na głowę,

• odruchy tułowia działające na tułów,

• wzrokowe odruchy poprawcze.

Poprawczy odruch tułowia

działający na tułów

Odruch ten szczególnie wyraźnie występuje u ryby zwanej

psem morskim. Po wycięciu błędnika i oślepieniu ryba ta,

ułożona brzuchem do góry, odpłynie w tej nienormalnej

pozycji. Jeśli zetknie się ona z dnem lub ścianą basenu,

wystąpi natychmiast odruchowa reakcja poprawcza. Ryba

przyjmie pozycję właściwą grzbietem do góry. Wzrokowy

odruch poprawczy możemy zilustrować następująco: gdy

psa pozbawionego błędników trzymamy w powietrzu w celu

wyłączenia poprawczych odruchów tułowia, to jest on

niezdolny do właściwego ustawienia głowy przy

zasłoniętych oczach. Po odsłonięciu oczu następuje reakcja

poprawcza. Wzrokowe odruchy poprawcze mają mniejsze

znaczenie w porównaniu z odruchami błędnikowymi.

Oprócz odruchów poprawczych istnieją odruchy statyczno-

toniczne zwane pozycyjnymi. Odruchy te wpływają na

napięcie mięśni szkieletowych i przez to utrzymują różne

części ciała w pozycji odpowiedniej do ułożenia głowy.

Document Outline