Bazele teoretice ale kinetologiei

Bazele fizice

Kinetologia înseamnă prin definiție mișcare și în concret ”mișcare mecanică”, adică schimburi successive de poziții ale corpului față de alte corpuri de referință sau ale unor segmente ale corpului față de corpul însuși. Această știintă are ca tehnică de lucru și akinezia, repausul sau imobilizarea. Nu este o contrazicere a definiției, căci repausul este considerat în fizică un caz particular al mișcării, în care un corp rămâne în aceleași raporturi cu corpurile din jur.

Despre forță și mișcare

Pentru ca un corp să fie scos din starea de repaus este necesară intervenția unor forte. În funcție de unele caracteristici ale acestei forte, se vor înregistra mișcări diferite. Astfel:

- O singură forță, dacă acționează asupra unui corp, va imprima acelui corp o mișcare în aceeași directive cu direcția sa;

- Dacă acționează două forte concomitant în direcții diferite, mișcarea este o rezultată a acestor forte, a mărimii, direcției și sensului lor (considerate ca vectori). Se și că suma a doi vectori este data de diagonal paralelogramului construit cu cei doi vectori.

- Dacă două forte acționează în aceeași direcție și același sens, ele se adună, mărind valoarea forței rezultate (direcția și sensul fiind același).

- Dacă două forte acționează în sensuri opuse, ele se scad, rezultanta având sensul celei mai mari.Asupra segmentelor corpului în mișcare acționează întotdeauna două forte: forța musculară și forța gravitațională. În cardul forței musculare există de asemenea vectori de forță cu direcții, sensuri și

mărimi diferite. Segmentul de corp se va mișca în articulație pe vectorul-rezultantă a forței.

Rezultanta mai multor forte determină mișcare doar dacă direcția acesteia este una din mișcările articulare posibile, pentru care structurile anatomice articulare sunt construite. În caz contrar, forța va determina presiuni mai mici sau mai mari asupra acestor structure, asupra capsule și ligamentelor. Când forța depășește rezistența acestora, apare luxația. O forță care acționează asupra unui corp determină fie mișcare acestuia, fie deformarea lui.

Un corp în mișcare este influențat de prezența altor corpuri cu care vine în contact. Aceste corpuri tind să frâneze mișcarea primului corp datorită frecării între corpuri. Dacă am elimina theoretic, toate corpurile înconjurătoare, corpul care se mișcă ar continua să se deplaseze cu o mișcare rectilinie uniform.

O forță care acționează asupra unui corp pe care îl deplasează realizează un lucru mechanic, care se exprimă în JOULI și este egal cu produsul dintre unitatea de forță și distanța pe care s-a deplasat corpul.

Energia consumată de om în timpul kinetoterapiei este în funcție de lucrul mechanic realizat. Deci, se mai poate spune că energia este o mărime fizică ce caracterizează capacitatea unui corp de a produce lucru mechanic. Aceasta poartă numele de putere și caracterizează viteza cu care se efectuează un lucru mechanic sau timpul în care o forță efectuează un anumit lucru mechanic – unitatea pentru putere fiind WATT-ul

Despre gravitație, sprijin, echilibru

Mișcarea oricărui corp este influențată de greutatea sa. Greutatea unui corp este forța cu care acel corp apasă pe un plan orizontal sau, altfel spus, este forța cu care corpul este atras spre pământ.

Deoarece accelerația gravitațională este aceeași pentru toate corpurile, în limbajul current masa unui corp este considerate greutatea corpului, deși sub raport strict științific această considerație este greșită. Forța gravitațională (G) are o mare importanță în kinetologie, ea necesitând sau nu forte musculare suplimentare, reacționale, pentru a fi învinsă în funcție de direcția mișcării.

Forța gravitațională în kinetologie poate fi anihilată sau utilizată în scop de facilitare sau de încărcare în exercițiile fizice.

Orice corp care un centru de greutate, care reprezintă punctual în care acționează totalitatea forțelor gravitaționale paralele ale totalității punctelor material ale respectivului corp. În general, el se găsește în cetrul sau pe axa de simetrie a corpului. Pentru corpul omenesc, centrul de greutate se găsește undeva în apropierea corpului cele de-a doua vertebre sacrate.

Prin centrul de greutate trece, virtual, o linie vertical – linia centrului de greutate. Pentru om, aceasta trece prin: creștet – corpul vertebrei a doua sacrate – un punct în poligonul de susținere pe axa articulației tarsiene.Stabilitatea sau echilibrul unui corp așezat pe un plan este data de baza lui de susținere, care este reprezentată de suprafața poligonului format de toate punctele exterioare ale acelui corp care se sprijină pe plan.

Un corp este într-un echilibru cât mai stabil, cît centrul de greutate este mai coborât, iar linia centrului de greutate cade mai aproape de ceuntrul poligonului de susținere. Echilibrul devine instabil când centrul de greutate urcă pe linia centrului de greutate, care se deplasează spre marginea suprafeței de susținere. Echilibrul poate fi indifferent când centrul de greutate rămâne mereu la aceeași înălțime și poziție față de suprafața de sprijin, deși corpul se mișcă.

Despre ”mașini simple”

În fizică, prin ”mașini simple” înțelegem orice dispozitiv utilizat de om pentru a amplifica efectul unei forte sau pentru a o face mai comod de aplicat. Metodele kinetologice utilizează foarte frecvent astfel de mașini simple.Aceste mașini se grupează în două categorii Pârghiile – pârghiile propriu-zise, scripeții, roata, balanța Planul înclinat

1. PârghiileO bară dreaptă sau curbă, pe care o forță activă și una reactivă tind s-o rotească în jurul unui punct de sprijin, reprezintă o pârghie

În funcție de poziția punctului de sprijin față de cele două forte activă și reactivă, se descriu 3 tipuri de pârghii.

a) Pârghia de gradul I : punctul de sprijin între cele două forteb) Pârghia de gradul II: punctul de sprijin se află de mijloc, cănd ne

ridicăm pe vârfuri, piciorul devine astfel o pârghie; flexia antebrațulu pe brat.

c) Pârghia de gradul III: punctul forței este la mijloc2. Scripeții – ficși, care nu determină nici un fel de amplificare a

forței active. Scripetul mobil – care reduce forța reactivă la jumătate pentru fiecare roată nou-aplicată

3. Planul înclinat. În diverse situații pacienții sunt așezați pe un plan înclinat și din această poziție fac o serie de exerciții fizice.

Bazele anatomice

Articulația Pe baza modalității de unire între oasele component, articulațiile se

clasifică în:

a) Articulații fibroase: unirea se face strâns prin țesut conjunctiv, sunt foarte puțin mobile, datorită și formei suprafeței osoase articulare, care congruează perfect cu cea opusă. Exemple: articulația craniului. Tot articulații fibroase, dar cu capacitate de mobilizare datorită legăturii de țesut fibros sunt articulațiile interapofizare vertebrale.

b) Articulații cartilaginoase: unirea se face prin țesut fibrocartilaj și nu prin cartilaj hialin. Articulația permie o anumită mișcare. Exemplu: simfiza pubiană, dar și articulația intervertebrală (fibrocartilajul discal)

c) Articulații sinoviale: unirea se face prin capsulă, existând o cavitatea între suprafețele articulare, care permite mișcări ample. Aceste articulații sunt cunoscute și sub numele de diartroze.Forma capetelor osoase articulare determină tipul de mișcare posibilă în respective articulație.Din acest punct de vedere, diartrozele se clasifică în:

- Articulații plane – artrodii, în care mișcare este mai mult de alunecare (artic. Carpului sau tarsului)

- Articulații sferoide – enartroze, formate dintr-o față articularp sferoidă și alte concave, ca o cupă (artic. Coxofemurală, scapulohumerală), forme care permit o foarte mare mobilitatea în mai multe planuri.

- Articulații cilindroide sau balamale: trohleară (artic. Cotului) și trohoidă (artic. Radiocubitală superioară sau între atlas și axis)

- Articulații elipsoide, cu cap articular condiloidian – artic. Genunchiului

- Articulații selare, cu o suprafață concave și cealaltă convexă – artic. Trapezometacarpiană a policelui.

Articulațiile se pot clasifica și pe baza gradelor de libertate, a numărului de direcții de mișcare:

Cu I grad de libertate – plane, cilindrice, elipsoide Cu II grade de libertate – selare Cu III grade de libertate – sferoide

Diartrozele, indifferent de forma lor, au o structură constantă:1. Cartilajul hialin – acoperă capetele osoase care formează

suprafețele articulare. Grosimea lui este mai mare în zonele de presiune, nu este inervat (nu doare), nu este vascularizat, nu se poate regenera sau cicatriza, hrana îi vine de la nivelul osului subcondral și prin lichidul synovial.

2. Bureletul fibrocartilaginos – se găsește la nivelul enartrozelor, unde suprafețele articulare nu sunt egale, ca în cazul cartic. Coxofemurale, scapulohumerale. Astfel cavitățile cotiloidiene si glenoide își măresc suprafețele prin acest burelet circular, pentru a congrua cât mai perfect cu capetele femurale și humerale.

3. Capsula articulară – are o structură conjunctiva formată in două straturi: extern – fibros care este o continuare a perioastului și intern synovial. Capsula se prinde ca un manșon de epifize, de periost, de bureletul fibrocartilaginos, până la nivelul cartilajului. La articulațiile cu mișcări ample, capsula învelește și câțiva centrimetrii din metafiză. Capsula delimitează o cavitate virtuală – cavitatea sinovială, în care se găsesc

ligamentele articulare. Capsula are numeroase terminații nervoase sensitive, aparținând și fibrelor dureroase.

4. Sinoviala este stratul conjunctivohistiocitar care tapetează intern capsul articulară, formând în afară de fundurile de sac spre exterior, o serie de pliuri interne, intraarticulare, bine vascularizate (vilozități sinoviale). Imobilizarea articulară determină proliferarea acestui țefut conjunctivohistiocitar, care umple cavitatea articulară. Îmbătrânirea acestuia (imobilizarea îndelungată) îl organizează, blocând articulația.

5. Lichidul sinovial scaldă cavitatea articulară, fiind generat de sinovie. Acesta are rolul de a hrăni, de a curăța cavitatea articulară de detritusuri, precum și de a o lubrifia, fiind considerat lubrifiantul cu cele mai perfecte caracteristici relogice.

6. Ligamentele paraarticulare – participă la ghidarea mișcării, blochează excesul de mișcare, regularizând forța musculară. Ligamentele sunt sediul unei bogate rețele de terminații nervoase.

MUȘCHIUL

Elementul motor al mișcării, mușchiul reprezintă obiectivul cel mai important al kinetologiei. El este componenta finală a complexului neuromuscular sau a ”unității motorii”.

Există în corpul omenesc, mai bine de 430 de mușchi striați, care reprezintă peste 40 – 45 % din greutatea lui.

Forma și dimensiunile mușchilor sunt foarte variate, fiind adaptate regiunii și funcției. Există astfel mușchi scurți și lungi, lați, inelari, subțiri și groși.

Componentele macroscopice ale mușchiului sunt: corpul muscular, tendonul, joncțiunea tenomusculară, tecile sinoviale, bursele seroase anexe.

I. Corpul muscularMușchii unui segment sunt înveliți de o fascie comună, care,

în cazul unor rupture, permite hernierea mușchiului. Fiecare corp muscular, la rândul lui, este învelit de un

manșon conjunctiv (perimysium-ul extern), cu rol protector în effort, limitând întinderea mușchiului. Între perimysiumul extern și fascia comună există un țesut lax conjunctiv, care permite alunecarea planurilor în timpul contracției. O serie de septuri conjunctive pornesc din perimysiumul extern în interiorul corpului muscular, pe care-l separă în fascicule musculare mai groase sau mai subțiri. Aceste septuri formează în totalitatea lor perimysiumul intern sau endomisyumul. Fiecare fascicul cuprinde 10 – 30 de fibre musculare.

Fibra musculară – reprezintă celula musculară organizată pe striuctura generală a unei cellule din organism, cu membrane, protoplasm, nuclei și structure citoplasmatice specific – miofibrilele. Lungimea unei fibre musculare variază de la câțiva centrimetri la 25 – 35 cm, iar grosimea de la 10 la 140 u.a) Sarcolema – membrane celulei musculare. În sarcolemă sunt

plasate două elemente anatomofuncționale importante: partea postsinaptică a plăcii motorii și sistemul tubular, prin care sunt dirijate impulsurile nervoase spre elementele contractile.

b) Sarcoplasma – protoplasma nediferențiată, în care se încastrează miofibrilele. Cantitatea de sarcoplasmă variază în funcție de activitatea musculară. Mușchii oculari , respiratori, adică cei în activitatea permanent sunt bogați în sarcoplasmă

(mușchii roșii). Mușchii care se contractă rapid și obosesc repede sunt săraci în sarcoplasmă (m. albi)

c) Miofibrilele sunt singurele elemente contractile ale mușchiului. Dispuse în fascicule, sunt de ordinul sutelor de mii, ocupând 2/3 din spațiuni intracelule. Sunt orientate în lungul celulei musculare, paralele între ele, apărând cu o structură tigrată prin alternanța de zone întunucate cu zone clare. Porțiunea de miofibrilă cuprinsă între două linii ”Z”, denumită sarcomer, reprezintă unitatea contractilp propriu-zisă a fibrei musculare.Miofibrilele sunt compuse din miofilamente de miozină și actină aranjate longitudinal, care determină discul clar izotrop I format din actină și discul întunecat anizotrop A format din miozină. În discul A penetrează și filamentele de actină, dar numai la zona ”H”.

d) Mitocondriile sarcoplasmatice e) Proteinele musculare sunt foarte numeroase, clasificându-se în

patru categorii1. Proteine sarcoplasmatice – mioglobina, enzimele2. Proteine miofibrilare – miozina, troponina, actina3. Proteinele subcelulare4. Proteinele stromei

Miozina – dispusă în filament groase, în discurile întunecate.

Actina – dispusă în discurile clare între zona ”H” și linia ”Z”, pe care se inseră. Se găsește sub două forme – globulară (AG), care prin polimerizare, devine acitină fibrilară (AF) și sub această formă, interacționează cu miozina.

Tropomiozina – face parte din structura filamentelor de actină.

Troponina – este dispusă la nivelul lanțului de actină și favorizează interacțiunea actină-miozină.

Fibrele musculare se prin în mai multe feluri de tendon. Astfel, la mușchii plați (SCM, croitor) fibrele musculare sunt paralele și așa se prind pe tendon sau aponevroză. Mușchii fusiformi (biceps brachial) au același aranjament paralel.

O serie de mușchi au filamentele convergente spre o latură a tendonului (mușchi penați). Există music unipenați (extensor lung al degetelor), bipenați (lungul peronier), multipenați (deltoid), circumpenați (tibialul anterior).

II. TENDONUL

Este un organ rezistent, inextensibil, format din fascicule conjunctive (fibre de collagen), legate între ele printr-o substanță fundamental. Printre fibrele de colagen se află celulele tendinoase – tenocitele.

Tendonul se inseră fie direct pe os, fie prin intermediul periostului. În primul caz se continua cu fibrele de collagen ale osului. La aceste niveluri se produc smulgeri osoase când, în timpul traumatismului, nu cedează tendonul. De obicei, însă, fibrele tendinoase fuzinoează cu colagenul periostului și, prin acesta, suprafașa de prindere e os devine mult mai mare.

Unele tendoane, care străbat canale osteofibreoase, se învelesc cu teci sinoviale formate dintr-o foiță viscerală, pe tendon, și o alra parietală pe canalul osteofibros. Aceste teci sinoviale permit o mai bună alunecare a tendonului. În porțiunile fără teacă sinovială, există în jurul tendonului un țesut grăsos areolar denumit paratendon. Între tendon și

patul de alunecare a lui legătura o face mezotendonul. Mezotendonul permite o bună mobilizare a tendonului în timpul contracției.

Bursa seroasă, se dezvoltă în zonele în care tendonul sau mușchiul sunt amenințate să se lezeze prin frecare sau presiune intermitentă. Ca și teaca sinovială, bursa conține un lichid lubrifiant de tipul lichidului sinovial.

Sub raporturile structural și functional, mușchii au fost catalogați în mușchi tonici – tip I (extensori) și mușchi fazici – tip II (flexori).

Mușchii tonici – sunt mușchi proximali, antigravitaționali, sar o articulație, au tendoane late, travaliul lor este puțin intens, se contract lent și obosesc greu.

Mușchii fazici – sunt mușchi superficiali, sar două articulații, au tendoane lungi, realizează contracții rapide și obosesc ușor.

Fibrele albe – sunt sărace în mioglobină, mitocondrii și enzime oxidative. Rezervele de ATP sunt reduse. Vascularizația este mai săracă. Stimulul nervos vine de la nivelul motoneuronului alfa (mare), determinând contracții rapide, fazice, căci aceste fibre au o singură sinapsă neuromusculară care generează potențiale de acțiune ce se propagă în toată fibra musculară. O astfel de contracție cere o mare cheltuială energetică, motiv pentru care fibra obosește repede.

Fibrele roșii – sunt bogate în mioglobină, mitocondrii și ATP. Au o rețea amplă de capilare sanguine. Activitatea lor tonică se datorează motoneuronului alfa (mic) din coarnele anterioare. Aceste fibre au mai multe sinapse neuromusculare, care nu determină însă potențiale de acțiune propagate. Răspunsul tonic este de intensitate redusă, dar de lungă durată, cere un consum energetic mic, motiv pentru care fibrele roșii obosesc greu.

III. NERVUL

Nervii musculaturii striate conțin, în marea lor majoritate, fibre mielinizate de diametre diferite (2 – 20 u). Aproximativ 40 % din fibrele nervoase ale mușchiului sunt fibre aferente senzitive din grupul fibrelor nervoase cu diametru mare (9-20 u); restul de 60 % din fibrele nervoase sunt aferente, motorii 1/3 fiind din grupul fibrelor cu diametru mic (2 – 6 u) – fibre GAMMA -, iar 2/3 din grupul celor cu diametru mare (8 – 14 u) – fibre ALFA.

Nervii motori conțin și fibre simpatice care se termină în pereții vaselor de sânge intramusculare, neparticipând la inervarea fibrei musculare.

a. Joncțiunea mioneuronală

Un mușchi primește cel puțin o ramură nervoasă, de multe ori două sau mai multe, care derivă de la mai mulți nervi spinali, în așa fel, încât un mușchi are o inervație plurisegmentară. Înainte de a pătrunde în mușchi, dar și după penetrație, nervul se ramifică, fiecare fibră musculară primind o ramură nervoasă.

La suprafața fibrei musculare, axonul formează o arborizație terminală. Axoplasma nervului nu intră în contact cu sarcolema fibrei musculare. Terminațiile nervului fiind prinse în niște șanțuri pe suprafața membranei sarcoplasmei, care este plicaturată „în palisadă” , apar ca niște spini.

Joncțiunea mioneuronală sau sinapsa neuromusculară, sau placa motorie are trei părți- Partea presinaptică: reprezentată de terminația axonului

demielinizată; această terminație conține neurofibrilele,

mitocondriile, veziculele sau dilatațiile sinaptice ce conțin ACETILCOLINĂ – într – un buton terminal.

- Fanta sinaptică: adică spațiunul dintre axoplasmă și sarcoplasmă (între membrana presinaptică și cea postsinaptică)

- Aparatul subneuronal

b. Căile motorii voluntare

Neuronul motor ALFA1 (motoneuronul alfa fazic) – celulă mare, cu axon gros, cu conducere rapidă (60 – 100 m/s), care determină contracția fizică. Terminațiile lui se duc la fasciculele musculare fazice (albe).

Neuronul motor ALFA2 (motoneuronul alta tonic) – celulă mai mică, cu axon subțire, cu conducere lentă, care își trimite terminațiile spre fasciculele musculare tonice (roșii).

Neuronul motor medular este denumit, de către Sherrington, “calea finală comună”, deoarece la el ajung fibrele terminale ale căilor descendente pornite din cortex, diencefal, trunchiul cerebral și cerebel (calea piramidală, extrapiramidală, căile descendente cerebeloase). Calea extrapiramidală cuprinde o serie de tracturi descendente (tectospinal, rubrospinal, olivospinal, vestibulospinal).

Între neuronul motor din cornul anterior și sinapsa neuromusculară, cilindraxul motoneuronului alfa contribuie la formarea nervului rahidian – spinal.

Se știe că nervul spinal are următoarele componente:- Rădăcini- Trunchi- Ramuri terminale

Axonii celulelor cornului anterior formează rădăcina anterioară, cu fibre eferente de următoare tipuri:

- Fibre mielinice groase și mijlocii – care sunt axonii motoneuronilor gamma ce asigură inervația fusului neuromuscular

- Fibre mielinice subțiri – fibre vegetative preganglionare.Rădăcina posterioară este SENZITIVĂ, avînd fibre AFERENTE.

Pe traiectul ei se află ganglionul spinal ce conține protoneuronul senzitiv. Rădăcina posterioară conține fibre mielinice și amielinice.- Fibre mielinice groase: transmit sensibilitatea proprioceptivă- Fibre mielinice mijlocii: transmit sensibilitatea proprioceptivă și

tactilă- Fibre mielinice subțiri: conducere lentă, transmit sensibiltatea

somatică dureroasă și pe cea termică - Fibrele amielinice: transmit sensibilitatea dureroasă viscerală.

Fibrele nervoase mai pot fi împărțite în 3 tipuri.

Fibre A: cu axoni mielinizați și având diametrul cel mai mare. În această grupă intră patru subgrupe de fibre:- Alfa: fibre motorii și proprioceptive- Beta: fibre ale sensibilității tactile și musculaturii lente- Gamma: fibre ale fusurilor musculare- Delta: fibre rapide ale sensibilității dureroase.

Fibre B: cu axoni mielinizați și cu un diametru sub 3 u:- Fibre vegetative preganglionare- Fibre vegetative aferente

Fibre C: amielinice – fibre cu conducere lentă a durerii, care se găsesc și în fibrele vegetative postganglionare.

Rădăcina anterioră și cu cea posterior formează trunchiul nervului, nivel la care nervul spinal reprezintă un nerv mixt. Din acest nerv mixt, imediat după ieșirea lui din gaura de conjugare, se desprinde o ramură recurentă (ramura spinovertebrală LUSCHKA), care repătrunde în canal.

Trunchiul nervului spinal se desface apoi în două ramuri – ambele tot mixte:- Ramura anterioră – va inerva regiunile anterioare și laterale ale

trunchiului și abdomenului, precum și membrele.- Ramura dorsată – destinată musculaturii și pielii spatelui.

Motoneuronul alfa din cornul anterior apare deci ca unica legătură între musculature voluntară și toate posibilitățile de comandă sau declanșare a mișcării, fie prin arcul spinal simplu reflex, fie prin releele superioare.

c. Căile motorii involuntare ale activității tonice

Disctincția între activitatea voluntară musculară și cea tonică este dificil de făcut din punctul de vedere al funcției de mișcare, dar ea apare mult mai evidentă sub raportul structurilor anatomice implicate.

1. Celulele nervoase din corpul anterior. În afara motoneuronilor alfa de care s-a vorbit, există în cornul anterior și alți neuroni, care participă direct la actul motor:

a. Motoneuronii gamma, de la care pornesc fibre de tip A gamma pentru fusul muscular. Acești neuroni gamma sunt de două feluri: gamma dinamici, ai căror axoni se opresc în zona polară a fibrei intrfusale, și gamma static, cu axoni care ajung în zona ecuatorială a fibrei intrafuzale.

b. Celulele Renshaw (ale sistemului inhibitor) – sunt de fapt neuroni intercalari – care determină fenomene inhibitorii pentru toți neuronii din vecinătate, dar mai ales pentru motoneuronul alfa.

c. Neuronii intercalari – care fac legătura între neuronii motori și căile tracturile nervoase cerebromedulare.

d. Neuronii cordonali homolaterali care fac legătura între etajele medulare în cadrul cordoanelor medulare.

2. Fusul muscular – este un organ receptor specializat, care funcționează independent de conștiința noastră. Fusul muscular este o formațiune fusiformă dispusă între fibrele musculare, învelită de o capsulă formată din lamele celulare concentrice. În interiorul acestei capsule se află fibrele intrafuzale.În fusul muscular se află două două tipuri de fibre intrafuzale:

a. Fibre cu sac nuclearb. Fibre cu lanț nuclear

A. Inervația senzitivă – în zona central a ambelor fibre intrafuzale se găsește terminația anulospirală – receptor primar – alcătuită din fibre mielinizate ce înfășoară zona centrală a fibrelor intrafuzale ca pe un mosor.

B. Inervația motorie – căile eferente motorii principale către fusul muscular ajung la plăcile terminale care se găsesc în zona polară (pentru fibrele de la neuronii gamma dinamici) și în zona juxtaecuatorială (pentru fibrele de la neuronii gamma statici)

3. Organul tendinos Golgi – se găsește în tendon, lângă joncțiunea acestuia cu mușchiul. Organul Golgi fiind în contact prin căteva fibre cu mușchiul si tendonul va primi informații despre stare de tensiune a acestora. De la organul tendinos Golgi pornesc aferențe către motoneuronul alfa.

4. Căile nervoase aferente și eferentea. Căile nervoase aferente –

Pornesc de la nivelul fibrei IA intrafuzale – aferentă primară - (sac sau lanț) ajung la nivelul cornului anterior medular și vor face sinapsă cu :

i. motoneuronul alfa (agonist)ii. neuronul intercalar facilitator

iii. neuronul intercalar inhibitor – Renshaw

Fibra IIa – aferentă secundară – pornește de la nivelul receptorior Ruffini de la nivelul fibrelor intrafuzale cu lanț nuclear, ajunge în cornul anterior, face sinpsă cu neuronii intercalari iar prin intermediul acestora cu motoneuronul alfa.

Fibra Ib pleacă de la nivelul organului Golgi, face sinapsă cu neuronii intercalari inhibitori sau facilitatori, iar prin intermediul acestora va face sinapsă cu motoneuronii alfa ai agoniștilor, sinergiștilor și antagoniștilor.

b. Căile nervoase efernte- Fibra A alfa – ajunge la nivelul plăcii motorii a fibrei musculare

extrafuzale- Fibra A gamma dinamic – ajunge la nivelul fibrei intrafuzale- Fibra A gamma static – ajunge la nivelul fibrei intrafuzale- Fibre beta – ajung la nivelul fibrelor intra și extrafuzale

Conexiunile corn anterior medular – mușchi formează un sistem funcțional foarte bine autoreglat. În cadrul acestui sistem „bucla gamma” este cea mai bine cunoscută. Ea este formată din:

Motoneuronul gamma Motoneuronul alfa tonic

Fibra A gamma Protoneuronul senzitiv spinal

Fibra intrafusală Terminația anulospirală Fibra Ia

Conexiunile cu centrii superiori:

Centrii superiori (cortex, diencefal, trunchi cerebral, cerebel) determină și modulează nu numai activitatea motoneuronului alfa, ci și pe a celui gamma., influențând permanent bucla gamma.Centrii superiori au un rol activ atât în mișcarea voluntară, cât și în ajustarea tonică posturală a mișcării.

Unitatea motorie (UM)

Unitatea motorie – considerată ca cea mai mică unitate funcțională neuromusculară, este un complex neuromuscular format din neuron, axonul său și totalitatea fibrelor muscularea la care ajung terminațiile acestui axon. Neuronul poate fi cel din cornul anterior medular sau cel al nervilor cranieni motori.

Raportul dintre neuron și numărul de fibre musculare pe care le inervează, poartă numele de “coeficient de invervație al UM”. Acest coeficient este variabil, de la un mușchi la altul. Sunt mușchi cu raporturi mari ¼ - 1/10 sau cu raporturi mici, 1/100 – 1/300. Cu cât raportul este mai mare, adică un axon inervează mai puține fibre musculare dintr-un mușchi, acel mușchi are o activitate diferențiată, mai fină. Toate fibrele musculare ale UM se contractă în același timp.

Bazele fiziologice

I. Activitatea unității motorii la nivelul pericarionului

În starea de repaus, neuronul motor perieric (NMP) se prezintă cu o polaritatea negativă intracelular și cu una pozitivă extracelular. Inegalitatea ionică determină o diferență de potențial la nivelul membranei, cu valoare de aproximativ 90 mV.

NMP, prin cele aproape 10.000 de sinapse, primește informații de la o multitudine de alți neuroni răspândiți în măduvă și encefal. Neuronul primește această informație ca pe un stimul biochimic ce depolarizează membrana celulară, ionii de Na penetrează celula, determinând un brusc potențial de acțiune de 120 mV, ajungand-se astfel la o valoare de + 30 de mV, cu o durată de 1 ms.

II. Activitatea UM la nivelul axonului (cilindrax)

De la nivelul celulei NMP, potențialele de acțiune se transmit de-a lungul axonului, realizând „influxul nervos motor”. Deplasarea influxului este diferită în funcție de tipul axonului – cu sau fără teacă de mielină. Fibrele fără teacă de mielină au o permeabilitatea egală peste tot, unda de negativitatea de deplasează din aproape în aproape, având o viteză de deplasare de 0,5- 2 m/s. În cazul fibrelor cu teacă de mielină, membrana axonală nu este permeabilă pentru ioni în porțiunile acoperite de mielină. Doar zona strangulațiilor Ranvier, care nu este acoperită de mielină, este permeabilă pentru ioni, ceea ce înseamnă că procesul de depolarizare are loc doar la acest nivel. Deplasarea influxuli

nervos de-a lungul strangulațiilor Ranvier poartă numele de transmitere saltatorie, viteza de deplasare fiind de 60-120 m/s.

III. Activitatea unității motorii la nivelul sinapsei neuromusculare

Influxul nervos ajunge la butonul terminal al axonului, unde se produce depolarizarea membranei butonului, cu penetrarea Na+ și Ca 2+ în interior. Influxul de Ca2+ determină eliberarea de acetilcolină din vezicule, care la trece în spațiunul sinaptic, unde va excita membrana postsinaptică. Depolarizarea butonului axonal durează câteva milisecunde, după care acesta de repolarizează, Na+ și Ca 2+ traversând în sens invers membrana. Dacă potențialul de acțiune se propagă spre fibra musculară, el devine potențialul de acțiune al fibrei musculare, reprezentând un fenomen bioelectric. Doar pentru fibra musculară albă (monosinapsă), fazică, un potențial de acțiune va depolariza membrana postsinaptică. În fibra roșie, tonică (polisinaptică), depolarizarea nu dă potențial de acțiune care să se răspândească imediat. Se formează potențiale electrotonice locale care prin sumare de –abia ajung să depolarizeze membrana postsinaptică și astfel să formeze potențialul de acțiune al fibrei musculare.

IV. Activitatea UM la nivelul fibrei musculare

Potențialele de acțiune de la pericarion ajung să invadeze fibra musculară sub forma potențialului de acțiune al fibrei musculare. Potențialele de acțiune ajung la fibră sub forma de impulsuri repetitive având o pauză între ele de 20 – 100 ms.

Cea mai mica mișcare voluntară a unui segment comportă intrarea în acțiune a unui număr enorm de sinapse neuronale. În principiu această mișcare presupune:

Elaborarea centrală – decizia și comanda Calea de conducere Ajustarea tonusului postural al segmentului mobilizat Contracția musulară efectoare a mișcării comandate Modularea permanent în timpul mișcării a tonusului muscular

Controlul motricității

A. Controlul medular

Substanța cenușie medulară este zona de integrare a reflexelor medulare motorii, care, reprezintă principalele forme ale activității măduvei.

Măduva este sediul unor reflexe prin care se realizează întreaga activitate motorie la nivel medular.

1. Reflexul miotatic (stretch reflex, reflexul de întindere) – este singura care monosinaptică a unui system senzitivo-motor de feed-back. Este reflexul fusului muscular, căci întinderea unui mușchi excită fusul muscular, ceea ce, reflex va declanșa contracția unui mușchi, a fibrelor extrafusale.

Reflexul are două compenente: dinamică și statică, se poate spune că fibra fusală cu sac nuclear este responsabilă de răspunsul dinamic, iar cea cu lanț nuclear, de răspunsul static. Cele două tipuri de răspunsuri explică existența celor două component ale stretch-reflex-ului.

a. Reflexul miotatic dinamic - este declanșat de semnalul dinamic emis de receptorul primar, când fusul primar este întins cu intensitate. Semnalul ajunge direct la motoneuronul alfa, fără să treacă

prin neuronii intercalari. De aici este imediat comandată contracția reflexă a mușchiului întins, care îl va aduce la lungimea lui de repaus.

b. Reflexul miotatic static – este generat de semnalele continuea ale receptorului static secundar transmise din fibra fusală cu lanț nuclear. El poate determina o contracție musculară atât timp cât mușchiul este menținut într-o excesivă alungire.

c. Reflexul miotatic negativ – apare cînd mușchiul este brusc scurtat din starea de alungire în care fusese adus. Este mai mult un reflex inhibitor, static și dinamic, cu efecte exact opuse celui clasic. Deci, reflexul miotatic negativ se opune scurtării bruște a mușchiului.

Răspunsurile static și dynamic ale fusului muscular sunt permanent controlate de nervi eferenți gamma.

Fusul muscular este stimular în două feluri

- Întinzând mușchiul întreg- Prin contracția fibrelor musculare intrafusale, în timp ce fibrele

extrafusale rămân la dimensiunea normală; contracția fibrelor musculare intrafusale care se află la capetele fusului va întinde receptorii intrafusali, excitând fusul. Fusul muscular acționează ca un reglator al lungimii celor două tipuri de fibre musculare.

d. Reflexul de greutatee. Mecanismul de amortizare – reflexele miotatic dinamic și

static au rol în creare unei contracții lipsite de oscilații.f. Bucla gamma - motoneuronii gamma primesc în permanent

influxuri din centrii superiori, care le modulează starea de escitabilitate, stare pe care o retransmit motoneuronului alfa. Bucla gamma pregătește și ajustează mereu starea tonusului muscular necesară mișcărilor active.

2. Reflexul de tendon

La nivelul joncțiunii musculotendinoase se află un receptor proprioceptiv, organul Golgi, de la care pleacă fibre senzitive de tip Ib. Acest receptor detectează orice schimbare în starea de tensiune a mușchiului. Modificare de tensiune musculară determină o puternică excitație în organul Golgi, care va transmite repede informația, pentru ca în următoarea fracțiune de secundă starea de excitație să scadă și să se stabilizeze la un nivel proporțional cu tensiunea existentă în mușchi.

Semnalele de la organul Golgi ajung în măduvă, excitând un singur neuron intercalar inhibior, care, în conextiune cu motoneuronul alfa, îi transmite acestuia informația de inhibiție motorie. Întinderea unui mușchi va declanșa, deci, prin excitația fuzală o contracție în acel mușchi, dar concomitent cu această întindere, mărind excitația în organul Golgi, va crea inhibiția motoneuronului afa. Uneori, când tensiunea de contracție a unui mușchi devine extremă, impulsul inhibitor tendinos poate fi atât de intens și brutal, încât să determine brusca relaxare a mușchiului – efect numit “reacție de alungire” și considerat ca un mecanism protectiv împotriva smulgerii tendonului.

3. Reflexul flexor – reflexul nociceptiv.

Reflexul are la bază excitația exteroceptivă, a pielii, și este considerat un reflex polisinaptic. Stimulul exteroceptiv ajuns în măduvă, în afară de reflexul flexor homolateral și reflexul extensor heterolateral, determină și un efect inhibior asupra extensorilor homolaterali și flexorilor heterolaterali. Așadar, o excitație exteroceptivă determină un reflex de apărare care se realizează prin contracția unui grup muscular, simultan cu relaxarea grupului muscular antagonist, de aceeași parte, și cu fenomene musculare inverse, în partea opusă.Inhibiția reciprocă contralaterală este determinată de mecanismul neuronal cunoscutu sub numele de inervație reciprocă – proces de mare importanță în cadrul reflexelor motorii medulare.

4. Reflexele posturale și de locomoție

a) Reacția pozitivă de sprijin – reprezintă extensia membrului inferior când se execută o presiune pe talpă. Reflexul este puternic, putând susține chiar și greutatea animalului spinalizat. Creștera tonusului extensorilor apare în ortostatism. Reflexul pozitiv de sprijin determină și direcția în care membrul inferior se întinde , și anume în direcția unde a fost localizată presiunea în plantă. (de reținut, acesre reflex pentru pacienții care merg în cârje, fără sprijin pe unul din membre)

b) Reflexele de redresare – apar în poziția de decubit, având ca țel posturarea în poziție dreaptă verticală. Sunt, de fapt, un complex de mișcări sincronizate ale membrelor, trunchiului, capului de a menține ochii orizontal, capul și corpul verticale, pentru a se pregăti pentru actul motor.

c) Reflexele de echilibru – sunt mișcări reflexe care încearcă să mențină centrul de greutate al corpului în interiorul bazei de susținere.5. Reflexele medulare care determină spasmul muscular

a) Spasmul muscular posr-fractură – apare în zona de fractură datorită durerii cauzate de leziunea traumatică și cedează anestezie generală și locală. Contracția puternică poate îngreunea reducerea fracturii.

b) Crampele muscuare – sunt determinate de factori iritativi locali – frig, ischemie musculară, etc – care determină durere: impulsul senzitiv inducând contracța musculară localizată , care va deveni ea însăși în timp stimul pentru receptorii senzitivi locali și se va intensifiva.6. Reflexele supraspinale

a) Reflexele tonice ale gâtului – se declanșează prin mișcare și poziția capului și gâtului, care determină stimularea terminațiilor nervoase senzitive proprioceptive din extremitatea superioară cervicală (articulațiile occipito-atlantoidiană și atlanto-axială). La nivelul articulațiilor cervicale există receptori care conduc informația asupra orientării capului în raport cu corpul.

b) Reflexele labirintice sau vestibulare – sunt de două feluri

Reflexul tonic labirintic simetric declanșează în cazul poziției de extensie a capului

Reflexul tonic labirintic asimetric apare în decubit lateral, cu creșterea tonusului flexorilor la membrele heterolaterale și cu creșterea tonusului extensorilor.

c) Reflexele de redresare – d) Reflexele de echilibru – sunt controlate de reacții propioceptive

sau labirintice și sunt de două feluri: Recții de origine musculară cu mecanism proprioceptiv –

care se produc când, datorită unui balans puternic, centrul de greutate iese din baza de sprijin, corpul începând căderea. Apărarea reflexă se manifestă prin deplasarea laterală rapidă a unui membru inferior pentru lărgirea poligonului se susținere sau prin adoptarea poziției de ghemuit, pentru a coborî centrul de greutate.

Reacții de origine labirintică – apar la accelerații liniare sau angularep pentru a menține echilibrul. Musculaura întregului corp înregistreaza modificări de tonus.

B. Controlul supramedular

Activitatea motoneuronilor periferice este controlată de etajele superioare ale nevraxului. Orice activitate motorice declanșată supraspinal este inițiată în formațiunile piramidale și extrapiramidale. Aceste formațiuni emit impulsuri cu acțiune depolarizantă asupra motoneuronilor medulari, de unde, descărcarea lor va induce contracția musculară. Formațiunile piramidale se găsesc în cortexul cerebral iar căile pornesc de aici spre motoneuronul alfa din cornul anterior medular unde fac sinapsă. Formațiunile extrapiramidale pornesc din cortex, fac sinapsă în subcortex și apoi ajung în motoneuronul periferic.

1.Cortexul motor – este format din mai multe arii motorii (formațiunile piramidale și extrapiramidale):

a) aria motorie pricipală

b) aria premotoriec) aria motorie secundarăd) aria motorie suplimentarăFibrele care pleacă de la nivelul acestor arii și trec prin piramidele

bulbare reprezintă căile piramidale, în timp ce fibrele care ocolesc piramidele sunt reprezentate de căile extrapiramidale.

Sistemul piramidal – asigură motricitatea voluntară, de control și declanșare intențională a activității asupra aparatului motor muscular. Sistemul piramidal este atât un activator cât și un facilitator pentru motoneuronii medulari.Aria motorie principală trimite stimuli permanenți către motoneuronii medular iar pe aceeași cale vor fi transmise și alte influxuri care vin de la nivelul altor arii care vor comanda și realiza mișcările. Astfel sistemul piramidal influențează tonusul muscular..

Sistemul extrapiramidal – rolul acestuia este de a regla tonusul muscular al posturii, ca și mișcările complexe reflex-automate. El intervine și în mișcarea voluntară declanșată de sistemul piramidal, controlându-i dimensiunea, amplitudinea, stabilitatea prin circuite recurente (cortico-strio-palido-talamo-cortical).

Sistemul extrapiramidal este format din următoarele structuri: Nucleii striați – caudat și lenticular (fiind format la rândul

său din puteam și globul pallidus) Nucelii cenușii din mezencefal și subtalamus (nucleul roșu,

locus niger, corpul Luys, zona incerta)Sistemul extrapiramidal exercită asupra motoneuronilor medulari

efecte atât facilitatorii cât și inhibitorii.Sistemul extrapiramidal și cel piramidal formează așadar comanda

și conducerea influxului nervos, care stau la baza contracției musculare. Acțiunea acestor două sisteme este permanent modulată de numeroși factori senzitivi și senzoriali informaționali, care vor definitiva calitatea și cantitatea mișcării.

Mișcarea voluntară cere o ajustare tonică posturală, care precedă însăși mișcarea, dar o urmează. Este rolul buclei gamma să realizeze această ajustare permanentă pe baza comenzii extrapiramidale și

modulatorii, în special cerebeloase, a formațiunilor reticulare și a aparatului vestibular.

2. Cerebelul – reprezintă o stație de modulare a mișcării de primă importanță, căci prin el trec stimulii proprioceptivi musculari, articulari, exteroceptivi cutanați, ca și stimulii vestibulari și senzoriali. El nu are eferențe directe către coarnele anterioare medulare, ci spre nucleii substanței reticulare, nucleii vestibulari, etc.

Cerebelul intervine în activitatea sistemului extrapiramidal și la nivelul nucleilor cenușii și vestibulari, facilitând și inhibând influxul motor, care se îndreaptă către motoneuronul alfa. El intervine și în reglarea tonusului muscular. Are acțiunea mai ales facilitatoare la om, dar echilibrul facilitare-inhibiție depinde de ritmul și frecvența descărcărilor aferente, de informațiile primite.

Așadar, cerebelul funcționează ca un centru motor cu retroacțiune, care modifică în mod permanent comenzile motorii cerebrale în raport cu mesajele primite de la receptorii periferici.

3. Formațiunea reticulată – localizată la nivelul trunchiului cerebral, are un rol determinant în reglare tonusului muscular. Este formată din două sisteme, unul activator și unul inhibitor:

a. sistemul activator cerebromedular reticular – are două căi descendente facilitatorii :

- calea reticulospinală rapidă care ajunge direct la motoneuronii alfa și gamma, controlându-le activitatea;

- calea reticulospinală lentă, polisinaptică, ce intră în activitate numai la stimuli repetitivi, având o acțiune mai difuză asupra motoneuronilor.

Sistemul reticulator activator determină creșterea tonusului muscular, facilitarea reflexului miotatic și inhibarea reflexului de flexie.

b. sistemul inhibitor reticular - prin el se realizează scăderea tonusului musclar cât și inhibiția reflexelor medulare, prin blocarea neuronilor motori medulari.

4. Hipotalamusul și riencefalul – intervin în reglarea tonusului muscular, atât ca factor facilitator cât și ca inhibitor.

Coordonarea mișcărilor voluntare