Fortele interioare ale locomotiei: impulsul nervos si contractia musculara. Fortele interioare ale locomotiei: parghia osoasa si mobilitatea articulara.

Fortele interioare ale locomotiei: impulsul nervos si contractia musculara. Fortele interioare ale locomotiei: parghia osoasa si mobilitatea articulara.

Forta este o marime fizica care tinde sa modifice sau modifica starea de repaus sau de miscare a unui corp.

Baza anatomo-functionala a unei miscari este reprezentata de arcul neuromusculoosteoarticular.

Prin intrarea in actiune a aparatului locomotor comandat de sistemul nervos, se declanseaza o serie de forte interioare care conlucreaza la realizarea miscarilor. Fortele interioare sunt obligate sa invinga o serie de forte exterioare care se opun miscarii, miscarea rezultand din interactiunea fortelor interioare ale corpului omenesc cu fortele exterioare ale mediului de deplasare.

Pentru a se produce lucru mecanic, fortele interioare trebuie sa fie superioare ca intensitate rezistentelor opuse de fortele exterioare si sa actioneze pe aceeasi directie, dar in sens invers acestora din urma.

. Fortele interioare ale locomotiei

Organele care participa la locomotie apartin sistemului nervos, sistemului osteoarticular si sistemului muscular.

Atat locomotia, cat si miscarea sub forma exercitiului fizic utilizeaza energia mecanica care se manifesta ca niste forte.

In urma proceselor metabolice din organismul uman rezulta energie care este utilizata sub forma termica, electrica, fizico-chimica si mecanica.

Succesiunea fortelor interioare ale locomotiei, care intervin in realizarea unei miscari este urmatoarea:

impulsul nervos;

contractia musculara;

parghia osoasa;

mobilitatea articulara.

Impulsul nervos

Controlul miscarii este realizat de sistemul nervos somatic sau al vietii de relatie. Acesta este alcatuit din acele formatiuni care au rolul de a integra organismul in mediul extern, de a realiza relatia organismului cu acest mediu. Activitatea sistemului nervos somatic este constienta, voluntara si are ca efectori musculatura striata (somatica).

Caile descendente

Caile descendente sau motorii cuprind:

un centru cortical care elaboreaza influxul nervos;

o succesiune de neuroni interconectati; dintre acestia, unul este neuronul motor central din scoarta cerebrala de unde porneste calea efectorie; altul este neuronul motor periferic care poate fi localizat in trunchiul cerebral sau in maduva spinarii;

placile neuromotorii, la nivelul carora influxul nervos este transformat in incitatie motorie producatoare de miscare.

Caile motorii sunt de doua categorii:

cai ale motricitatii voluntare;

cai ale motricitatii automate sau extrapiramidale

Neuronul motor periferic este supus influentelor centrilor superiori, astfel:

prin control direct este influentat neuronul motor alfa;

prin control indirect este influentat neuronul motor gamma, care prin intermediul buclei gamma intretine starea de excitabilitate a motoneuronului alfa.

Caile motricitatii voluntare

Caile motricitatii voluntare contin numai doi neuroni: central si periferic. In functie de localizarea neuronului motor periferic, acestea sunt:

calea motricitatii voluntare pentru musculatura gatului, trunchiului si membrelor;

calea motricitatii voluntare pentru musculatura capului si a unor parti ale muschilor gatului.

Neuronii motori centrali sunt reprezentati, in proportie de 40%, de celulele piramidale gigante Betz din aria motorie principala 4, de neuronii din patura piramidala interna a ariilor 6, 10, 45, si 46 ale lobului frontal, dar si din neuroni din patura piramidala interna a lobilor occipital si parietal.

Neuronii motori periferici sunt situati in cornul anterior al maduvei spinarii. Axonii acestora, prin intermediul radacinii anterioare a nervului spinal ajung la muschii striati.

Neuronii somatomotori α si β sunt situati in capul cornului anterior. Axonii acestora se termina in placile motorii ale muschilor striati. Acesti neuroni primesc aferente din fasciculul piramidal, din fasciculele extrapiramidale si de la ganglionii spinali.

Neuronii γ sunt asezati in capul cornului anterior. Axonii acestora se termina in placile motorii ale portiunilor contractile ale fusurilor neuromusculare. Primesc aferente de la fasciculele extrapiramidale (mai ales reticulospinale) si de la ganglionii bazali.

Caile motricitatii automate

Caile motricitatii automate sau extrapiramidale reprezinta un sistem de reglaj sau de control al miscarii care asigura executia precisa, armonioasa a miscarii comandate voluntar. Pentru realizarea acestui scop, sistemul extrapiramidal intervine in reglarea tonusului muscular, a automatismului muscular si a reflexelor somatice.

Tonusul muscular este de origine reflexa si are rolul de a pune la dispozitia organismului, in cele mai bune conditii, o modalitate de expresie somatica precisa si eficace. Tonusul muscular asigura statica de ansamblu a corpului si adapteaza in permanenta pozitia corpului in functie de activitatea

motorie comandata. Acesta sustine in permanenta actiunea in diferitele sale faze de executie, adica in fazele de stabilizare, de desfasurare si de mentinere a atitudinii finale. Asadar, exista trei categorii de tonus muscular, strans impletite in cursul executarii unei activitati: tonusul de fond, tonusul de executie si tonusul postural.

Originea cailor extrapiramidale este reprezentata de cortexul cerebral, care prin conexiunile sale descendente, face legatura cu o serie de statii de releu subcorticale inlantuite si a caror activitate se reflecta inapoi asupra scoartei cerebrale sau asupra neuronilor motori periferici. Zonele corticale de origine a cailor extrapiramidale sunt diseminate pe suprafete mari ale scoartei cerebrale, la nivelul tuturor lobilor.

Centrii de releu subcortical sunt reprezentati de urmatoarele structuri:

● nucleii puntii si, in continuarea acestora, cerebelul;

● corpii striati;

● nucleii subtalamici;

● substanta neagra;

● nucleul rosu;

● formatiunea reticulata a trunchiului cerebral;

● nucleii lamei tectale;

● nucleii vestibulari;

● oliva bulbara.

De la nucleii de releu, impulsurile sunt redistribuite pentru inchiderea circuitelor de control atat la neuronul motor central, cat si la cel periferic.

Contractia musculara

A doua forta interioara care intervine in realizarea miscarii, ca o reactie caracteristica la impulsurile nervoase motorii, este forta de contractie musculara.

Activitatea musculara nu este posibila in absenta tonusului muscular. Acesta este definit ca fiind "starea speciala de semicontractie pe care muschiul o prezinta si in repaus si care, ii conserva relieful". Tonusul muscular se mentine pe cale reflexa. Actul reflex care mentine tonusul muscular se numeste reflex de intindere (vezi bucla gamma).

Tonusul muscular este influentat de numerosi factori, dintre care amintim factorii endocrini; barbatii au muschi mai tonici comparativ cu femeile, datorita hormonilor sexuali masculini.

Tonusul muscular confera muschiului proprietatea de a se contracta, ca urmare a impulsurilor nervoase motorii.

Unitatea motorie

Prin unitatea motorie se intelege ansamblul format de un motoneuron alfa din cornul anterior al maduvei spinarii impreuna cu fibrele musculare pe care le inerveaza.

Muschiul striat functioneaza prin jocul coordonat al unitatilor motorii.

Calitatile caracteristice contractiei musculare

Calitatile caracteristice contractiei musculare sunt forta de contractie si amplitudinea contractiei, factori intrinseci ai activitatii musculare.

Forta musculara

Forta musculara depinde de trei componente, proprietati ale muschiului care se contracta, si anume: mecanica musculara, arhitectura muschiului si locul de insertie al acestuia.

Forta de contractie depinde de doi factori mai importanti: numarul fibrelor musculare ale unui muschi si lungimea acestora.

Sincronizarea actiunilor musculare

La executarea unei miscari participa urmatoarele grupe musculare:

muschi agonisti;

muschi antagonisti;

muschi sinergici;

muschi fixatori;

muschi neutralizatori.

Gruparea functionala periarticulara a muschilor

Muschii din jurul unei articulatii sunt asezati in grupe functionale.

Cuplul de forte.

Cuplul de forte este format din doua forte paralele care actioneaza asupra parghiilor osoase, dar in directii opuse.

Lanturile musculare

Grupele musculare care pun in miscare un lant cinematic (articular) formeaza un lant muscular. Gruparea se realizeaza in sens longitudinal, de-a lungul lantului articular.

Chingile musculare. Chinga musculara este o grupare functionala, in forma de ansa, formata din doi muschi cu insertia distala apropiata si capetele proximale divergente.

Intrebari:

Care sunt fortele interioare ale locomotiei

Organizarea generala a unei cai motoare

Caile motricitatii voluntare

Neuronul motor central

Neuronul motor periferic

Tonusul muscular: definitie, mecanism de producere

Unitatea motorie

Componenetele fortei musculare absolute

Grupele musculare care participa la executarea unei miscari

Gruparea functionala periarticulara a muschilor.

Fortele interioare ale locomotiei: parghia osoasa si mobilitatea articulara

Parghia osoasa

A treia forta a locomotiei este reprezentata de actiunea parghiilor osoase. Segmentele osoase asupra carora actioneaza muschii se comporta, la prima vedere, ca parghiile din fizica.

In mecanica, o parghie este o masina simpla. Masinile simple sunt dispozitive utilizate pentru ca in procesul de deplasare a unor corpuri sa se poata reduce forta aplicata, pe seama deplasarii mai mari a punctului de aplicare a acestor forte.

Parghia reprezinta de obicei o bara care se poate roti in jurul unui punct numit punct de sprijin (S). Scopul principal al utilizarii parghiei este acela de a putea ridica o greutate mai mare, aplicand o forta mai mica. Deci, asupra parghiei actioneaza doua forte:

forta care trebuie invinsa, numita forta rezistenta - R.

forta cu ajutorul careia este invinsa forta rezistenta, numita forta activa - F.

In functie de raporturile dintre aceste trei puncte, parghiile se impart in:

parghii de gradul I, cu sprijinul la mijloc - RSF.

parghii de gradul II, cu rezistenta la mijloc - SRF.

parghii de gradul III, cu forta la mijloc - SFR.

Distanta dintre punctul de sprijin si suportul uneia dintre forte se numeste bratul fortei, respectiv bratul rezistentei. Pentru ca o parghie sa fie in echilibru, momentele celor doua forte fata de punctul de sprijin trebuie sa fie egale.

F X d₂ = R X d₁ in care d₁ = bratul rezistentei

d₂ = bratul fortei.

Daca nu exista frecari, si parghia este absolut rigida, atunci:

h₂/h₁ = d₁/d₂    in care h₁ = inaltimea cu care urca punctul de aplicare al fortei R

h₂ = inaltimea cu care coboara punctul de aplicare al fortei F.

Conform acestei formule, lucrul mecanic efectuat de cele doua forte este egal, afirmatie valabila numai in cazul ideal. In realitate are loc relatia:

F X h₂ > R X h₁ , randamentul parghiei fiind subunitar.

Segmentele osoase asupra carora actioneaza muschii se comporta, la prima vedere, ca parghiile din fizica. Parghiile biologice sunt formate din doua oase vecine articulate mobil = cuplu cinematic, si legate intre ele printr-un muschi. La parghia osoasa:

• punctul de sprijin S reprezinta axa biomecanica a miscarii;

forta rezistenta R reprezinta greutatea corpului sau a segmentului care se deplaseaza; la aceasta se poate adauga greutatea sarcinii de mobilizat;

forta activa F este reprezentata de insertia pe segmentul osos a muschiului care realizeaza miscarea.

Parghiile de gradul I sunt parghii de echilibru. De exemplu, la articulatia atlantooccipitala, capul in echilibru pe coloana vertebrala reprezinta o parghie de gradul I: (fig.10.)

S corespunde articulatiei atlantooccipitale;

R este reprezentata de greutatea capului, care tinde sa cada inainte;

F este reprezentata de muschii cefei, care opresc caderea capului inainte.

Parghiile de gradul al -II -lea sunt parghii de forta si sunt mai rare in organismul uman. Un exemplu de parghie de gradul al-II-lea se intalneste atunci cand subiectul se ridica pe varful degetelor (fig. 11.):

S corespunde capetelor metatarsienelor;

R este reprezentata de proiectia centrului de greutate, care cade pe articulatia talocrurala;

F este reprezentata de forta muschiului triceps sural, care se insera pe calcaneu.

Parghiile de gradul al-III-lea cele mai frecvente in organism, sunt parghii de viteza, permitand ca printr-o forta redusa sa se imprime bratului rezistentei deplasari foarte mari. De exemplu, la nivelul articulatiei cotului, pentru miscarea de flexiune realizata de muschiul biceps brahial (fig. 12.).

S corespunde articulatiei cotului;

F este reprezentata de insertia bicepsului brahial pe tuberozitatea radiusului;

R este reprezentata de greutatea antebratului si a mainii.

Descompunerea fortelor musculare

Forta dezvoltata de un muschi aflat in contractie nu realizeaza numai mobilizarea parghiilor osoase. Prin tonusul sau prin contractia voluntara, muschii care traverseaza o articulatie reprezinta, dupa cum am mai amintit, unul din principalele mijloace de mentinere in contact a suprafeteler articulare.

Conform paralelogramului fortelor, forta musculara se descompune in doua componente:

componenta tangentiala, care tinde sa miste segmentul;

componenta articulara, care se transmite articulatiei, ca o forta compresiva ("os pe os") participa, alaturi de capsula si ligamente, la mentinerea in contact a suprafetelor articulare.

Momentul muschiului

Raportul dintre muschi si parghia acestuia variaza in functie de faza miscarii. In diferitele momente ale actiunii, muschiul poate sau nu sa fie perpendicular pe parghia pe care actioneaza. Faza in care incidenta perpendiculara ii permite un maximum de actiune a fost denumita de Debrièrre momentul muschiului.

Momentul fortei se poate calcula conform formulei:

Tq = F x d

In care F = forta musculara (N)

D = bratul momentului (m)

Bratul momentului este reprezentat de distanta perpendiculara dintre axa de miscare si vectorul fortei

Scripetii

Scripetii fac parte ca si parghiile din categoria masinilor simple utilizate la om, fie pentru amplificarea unei forte, fie pentru a o face mai comod de aplicat.

Scripetii nu determina amplificarea fortei active, dar permit o serie de aranjamente pentru aplicarea fortei in directii diferite, in functie de necesitati. Spre deosebire de parghii, scripetii ofera posibilitatea unei miscari de rotatie continua.

Scripetele este alcatuit dintr-o roata cu un sant pe circumferinta, mobila, in jurul axului care trece prin centrul acesteia. Axul este montat pe o furca prevazuta cu un carlig. Prin santul scripetului trece un cablu.

Planul inclinat

Planul inclinat ofera avantajul descompunerii fortei de greutate a corpului sau a unui segment (G) in doua componente:

greutatea tangentiala (Gt), paralela cu planul inclinat;

greutatea normala (Gn), perpendiculara pe plan.

In timpul efectuarii miscarii este necesara numai invingerea componentei tangentiale a greutatii

Mobilitatea articulara

Deplasarea segmentelor osoase angreneaza in lantul mecanismelor motorii si participarea obligatorie a articulatiilor.

Articulatiile reprezinta locul unde structurile de rezistenta, reprezentate de oase, asigura miscarea uneia din componentele acesteia fata de cealalta. Structura anatomica a articulatiilor permite transmiterea tractiunilor, stabilitatea lantului cinematic si diminuarea frecarii.

Mobilitatea articulara trebuie considerata un factor activ care participa la realizarea miscarilor. Forma articulatiilor si gradele de libertate ale acestora sunt factori importanti care conduc directia si sensul miscarilor si care, in acelasi timp limiteaza amplitudinea de miscare.

Cupluri si lanturi cinematice

Cupluri cinematice. Doua segmente mobile apropiate realizeaza un cuplu cinematic. De exemplu: gamba-picior, brat-antebrat, antebrat-mana.

In mecanica se descriu trei tipuri de cupluri cinematice: de translatie, de rotatie si helicoidale.

In biomecanica corpului omenesc nu se intalnesc cupluri de translatie, cele helicoidale sunt rare (de exemplu, articulatia gleznei), iar cele de rotatie sunt frecvente (de exemplu, antebrat-mana).

Lanturi cinematice. Cuplurile cinematice se leaga intre ele, realizand lanturi cinematice (articulare). La formarea unui lant cinematic participa mai multe segmente si deci, mai multe articulatii (cupluri cinematice).

Lanturile cinematice pot fi deschise sau inchise.

Gradele de libertate si axele de miscare

In biomecanica, prin grad de libertate se intelege planul in care se desfasoara o anumita miscare. In functie de numarul gradelor de libertate, articulatiile sinoviale se clasifica in:

articulatii cu 1 grad de libertate

articulatii cu 2 grade de libertate

articulatii cu 3 grade de libertate

Functiile articulatiei in cadrul aparatului locomotor

In cadrul aparatului locomotor, articulatia are doua functii principale: asigura stabilitatea si mobilitatea segmentelor.

Stabilitatea este importanta la toate articulatiile, dar reprezinta o conditie majora pentru cele ale membrului inferior, care asigura ortostatismul si mersul.

Stabilitatea unei articulatii depinde de mai multi factori, din care amintim: forma capetelor osoase articulare, capsula si ligamentele acesteia, musculatura periarticulara, lichidul sinovial si presiunea atmosferica.

Mobilitatea articulara intra in discutie mai ales la articulatiile sinoviale. Aceasta functie este dependenta de cel putin trei structuri capsula articulara, sinoviala si lichidul sinovial.

Intrebari:

Pargia osoasa:generalitati

Pargia osoasa de gradul I

Pargia osoasa de gradul II

Pargia osoasa de gradul III

Momentul muschiului

Cuplurile si lanturile cinematice

Gradul de libertate

Functiile articulatiei in cadrul aparatului locomotor