FIZINIO KRŪVIO POVEIKIS VALINIŲ JUDESIŲ KONTROLEI

Transkriptas

1 KAUNO MEDICINOS UNIVERSITETAS SLAUGOS FAKULTETAS Kineziologijos ir Sporto Medicinos Katedra Remigijus Nemanis FIZINIO KRŪVIO POVEIKIS VALINIŲ JUDESIŲ KONTROLEI MAGISTRO DIPLOMINIS DARBAS (Visuomenės sveikata: kineziologija) Darbo vadovė: dr. A Vitartaitė SUMMARY 1

2 SUBJECT MATTER OF THE THESIS: Physical exercise influence on voluntary movement control. AIM OF THE THESIS: Assessment of various motivation physical exercise on voluntary movements control in women. The investigated individuals were divided into two groups: group of aerobics and group of local exercises. The Group or aerobics was composed of 51 women with 2 or 3 weekly classes of aerobics (average age 21,6 ±0,4 years, body weight index 20,7 ±0,3 kg/m²).). The group of local exercises consisted of 18 women with 2-3 Pilates health improvement classes (average age 20,9 +/-0,3, body weight index 21,5 ±0,5 kg/m²). METHODS: The computer aided platform LIBRA was employed for the investigation in order to determine proprioception. Both the groups were examined twice: before and after physical exercises. The examination was carried out in three positions: by standing on frontal plane, sitting on frontal plane and sitting on saggital plane. For movement control evaluation the following measurements were taken: extension area, extension time, recovery time, which were measured in standard units as well as global instability assessment in scores (0-10). RESULTS: The group of aerobics showed significant changes in most of the parameters under test within the second testing (after physical exercises). While in making assessments for the effect of local exercises on movement control, a significant reduction of extension time and global instability assessment in sitting position was observed. Assessment of rate changes revealed significant reduction tendencies. FINDINGS: After the aerobic exercises (p<0,05), a significant reduction in global assessment of movement control parameter while sitting and standing on both the planes was observed. The values of all rates under consideration in sitting on frontal plane before and after aerobic exercises showed statistically reliable differences (p<0,05). The both side extension area in standing position and the right side extension area in sitting on sagittal plane after aerobic exercises showed meaningful reduction (p<0,05). After local exercises, statistically weighty (p<0,05) changes in proprioception rate were determined in sitting position i.e. global assessment experienced reduction, left side extension area in frontal plane and right side extension area in sagittal plane experienced reduction too. In assessing dynamics of control indices in standing position, reduction in left side extension area, extension time and recovery time was observed in addition to the reduction tendencies in the right side parameters (p>0,05). 2

3 In comparing the impact of different motivation physical exercises on movement control indices, there were no any statistically weighty differences observed (p>0,05). Kaunas 2005 SANTRAUKA DARBO TEMA: Fizinio krūvio poveikis valinių judesių kontrolei. DARBO TIKSLAS: Įvertinti skirtingo kryptingumo fizinių krūvių poveikį moterų valinių judesių kontrolei. Tiriamųjų kontingentą sudarė dvi grupės: aerobikos grupė ir lokaliųjų pratimų grupė. Aerobikos grupę sudarė 51 moteris, kurios aerobikos užsiėmimus lankė 2-3 kartus per savaitę (amžiaus vidurkis 21,6 ±0,4 metai, kūno masės indeksas 20,7 ±0,3 kg/m²). Lokaliųjų pratimų grupę sudarė 18 moterų, kurios sveikatos stiprinimo užsiėmimus pagal Pilates metodiką lankė 2 3 kartus savaitėje (amžiaus vidurkis 20,9±0,3, KMI - 21,5±0,5 kg/m²). METODIKA. Tyrimo metu naudojama LIBRA kompiuterizuota platforma propriorecepcijai vertinti. Abi grupės tirtos po du kartus: prieš fizinį krūvį ir po krūvio. Tyrimas atliekamas trijose padėtyse: stovint frontalioje plokštumoje, sėdint frontalioje plokštumoje ir sėdint sagitalioje plokštumoje. Judesių kontrolei vertinti imti matavimai: užribio plotas, užribio laikas, atsistatymo laikas (vertinti standartiniais vienetais) ir suminis nestabilumo vertinimas (balais 0 10). REZULTATAI. Aerobikos pratimų grupėje buvo nustatyti daugelių nagrinėtų parametrų reikšmingi pokyčiai antro testavimo metu (po fizinio krūvio). Tuo tarpu vertinant lokaliųjų pratimų efektą judesių kontrolei, nustatytas suminio nestabilumo vertinimo bei užribio laiko skirtingose pusėse sėdint reikšmingas sumažėjimas. Vertinant kitų rodiklių pokyčius stebimos ryškios jų mažėjimo tendencijos. IŠVADOS. Po aerobinių pratimų reikšmingai (p<0,05) sumažėjo judesių kontrolės parametrų suminis vertinimas stovint ir sėdint abiejose plokštumose. Visų nagrinėjamų rodiklių dydžiai sėdint frontalioje plokštumoje prieš ir po aerobinių pratimų skyrėsi statistiškai patikimai (p<0,05). Abiejų pusių užribio plotas stovint ir užribio plotas dešinės pusės sėdint sagitalioje plokštumoje po aerobinių 3

4 pratimų buvo reikšmingai mažesnis (p<0,05). Po lokaliųjų pratimų nustatyti statistiškai reikšmingi (p<0,05) propriorecepcijos rodiklių pokyčiai sėdint: sumažėjo suminis vertinimas, kairės pusės užribio laikas sėdint frontalioje ir dešinės pusės sagitalioje plokštumoje. Vertinant judesių kontrolės rodiklių dinamiką stovint, stebėtos kairės pusės užribio ploto, laiko ir atsistatymo didėjimo ir dešinės tų pačių parametrų mažėjimo tendencijos (p>0,05). Lyginant skirtingo kryptingumo fizinio krūvio poveikį judesių kontrolės rodikliams statistiškai patikimų skirtumų nenustatyta (p>0,05). SUMMARY SUBJECT MATTER OF THE THESIS: Physical exercise influence on voluntary movement control. AIM OF THE THESIS: Assessment of various motivation physical exercise on voluntary movements control in women. The investigated individuals were divided into two groups: group of aerobics and group of local exercises. The Group or aerobics was composed of 51 women with 2 or 3 weekly classes of aerobics (average age 21,6 ±0,4 years, body weight index 20,7 ±0,3 kg/m²).). The group of local exercises consisted of 18 women with 2-3 Pilates health improvement classes (average age 20,9 +/-0,3, body weight index 21,5 ±0,5 kg/m²). METHODS: The computer aided platform LIBRA was employed for the investigation in order to determine proprioception. Both the groups were examined twice: before and after physical exercises. The examination was carried out in three positions: by standing on frontal plane, sitting on frontal plane and sitting on saggital plane. For movement control evaluation the following measurements were taken: extension area, extension time, recovery time, which were measured in standard units as well as global instability assessment in scores (0-10). RESULTS: The group of aerobics showed significant changes in most of the parameters under test within the second testing (after physical exercises). While in making assessments for the effect of local exercises on movement control, a significant reduction of extension time and global instability assessment in sitting position was observed. Assessment of rate changes revealed significant reduction tendencies. FINDINGS: After the aerobic exercises (p<0,05), a significant reduction in global assessment of movement control parameter while sitting and standing on both the planes was observed. The 4

5 values of all rates under consideration in sitting on frontal plane before and after aerobic exercises showed statistically reliable differences (p<0,05). The both side extension area in standing position and the right side extension area in sitting on sagittal plane after aerobic exercises showed meaningful reduction (p<0,05). After local exercises, statistically weighty (p<0,05) changes in proprioception rate were determined in sitting position i.e. global assessment experienced reduction, left side extension area in frontal plane and right side extension area in sagittal plane experienced reduction too. In assessing dynamics of control indices in standing position, reduction in left side extension area, extension time and recovery time was observed in addition to the reduction tendencies in the right side parameters (p>0,05). In comparing the impact of different motivation physical exercises on movement control indices, there were no any statistically weighty differences observed (p>0,05). 5

6 TURINYS SANTRUMPOS 1. ĮVADAS LITERATŪROS APŽVALGA Judesių valdymas. Judesių valdymo teorijos Pusiausvyra ir jos kontrolės mechanizmas Fizinio aktyvumo poveikis judesių valdymui DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI TYRIMO ORGANIZAVIMAS IR METODIKA Tiriamųjų kontingentas Judesių kontrolės vertinimo metodika Matematinės statistikos metodai TYRIMO REZULTATAI IR JŲ APTARIMAS Propriorecepcijos parametrų kaita prieš ir po fizinio krūvio stovint Judesių kontrolės rodiklių duomenys prieš ir po fizinio krūvio sėdint frontalioje plokštumoje Propriorecepcijos rodiklių kitimai sėdint sagitalioje plokštumoje IŠVADOS PRAKTINĖS REKOMENDACIJOS LITERATŪRA

7 1. ĮVADAS Fizinio krūvio poveikis organizmui yra nuolatinė mokslinių tyrimų sritis. Atlikta daug tyrimų, įrodančių reguliaraus fizinio krūvio teigiamą įtaką organizmui ir atskiroms jų sistemoms. Šiuolaikinė visuomenė gerai žino fizinio aktyvumo svarbą bei naudą, todėl daugelis jų reguliariai lanko sveikatos stiprinimo užsiėmimus. Tai patvirtina besiplečiančios fizinio aktyvumo formos, modernių, šiuolaikinių sveikatingumo klubų steigimasis. Klubuose apstu įvairių veiklų, padedančių stiprinti sveikatą. Juose skelbiama, kad vieni stiprina vieną ar kelias organizmo dalis ar sistemas. Tapo populiaru stiprinti atskiras kūno dalis, pamirštant kitas, vaikytis besikeičiančių sportavimo madų, pasirenkant ne tai, kas naudinga, bet tai kas madinga. Ilgainiui dėl to gali atsirasti ar paaštrėti kai kurios sveikatos problemos. Todėl iškyla klausimas, ar sveikatos stiprinimo užsiėmimuose yra tikslinga stiprinti vieną organizmo dalį ar sistemą, pamirštant visą organizmą? Organizmas yra kompleksinė sistema jungianti atskiras sistemas į vieną vientisą visumą. Kompleksinę sistemą sudarančios reguliacinė (CNS), aprūpinančioji (širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo) ir vykdančioji (raumenys) dalys yra tarpusavyje tampriai ir neatsiejamai susijusios [53]. Įprasta fizinio krūvio poveikį organizmui vertinti remiantis vienos kurios nors sistemos funkcinių rodiklių kaita. Mūsų darbe tyrimo objektu pasirinktas neuro - raumeninis ryšys, kurį atspindi judesių valdymas. Fizinio krūvio pagalba šis ryšys yra suaktyvinamas. Šia tema nėra atlikta pakankamai tyrimų. Darbe bandyta nustatyti dviejų skirtingo pobūdžio fizinių pratimų poveikį judesių kontrolei. Aerobinių, aciklinių pratimų, atliekų skambant muzikai, efektai dažniausiai nagrinėjami vertinant širdies ir kraujagyslių sistemos funkcinius rodiklius, kūno masės kompozicijos kaitą. Nors literatūroje teigiama, kad tokie aerobiniai ugdo koordinaciją, tačiau detalių tyrimų nėra atlikta [68, 69]. 7

8 Lokalieji fiziniai atliekami pagal Pilates metodiką, pastaruoju metu tampa vis labiau taikomi sveikatos stiprinimo užsiėmimuose. Mūsų tyrime norima atkreipti dėmesį į organizmą kaip visumą ir jo stiprinimą neišskiriant atskirų jos dalių. 2. LITERATŪROS APŽVALGA 2.1. JUDESIŲ VALDYMAS. JUDESIŲ VALDYMO TEORIJOS. Be sąmoningos kontrolės atliekami judesiai vadinami judėjimo (motoriniais) įgūdžiais. Šie įgūdžiai pasižymi variabilumu (judesį galima atlikti besikeičiančiomis sąlygomis), stabilumu (judesio patvarumas veikiant pašaliniams dirgikliams) ir unikalumu (judesys kiekvieną kartą atliekamas unikaliai). Veiksmas, kurio metu išmokstama vis naujų įgūdžių, vadinama motoriniu mokymu. Yra kelios įgūdžių formavimo fazės: pažinimo, asociacinė ir automatizavimo. Jų metu vyksta tam tikri smegenų žievės sričių (motorinės, premotorinės, sensorinės ir kt.), bazalinių ganglijų, smegenėlių funkciniai ir struktūriniai pokyčiai. Pirmos įgūdžių formavimo fazės metu judesiai atliekami neveiksmingai, reikalaujant daug nervinių pastangų, antrojoje veiksmingiau ir mažiau galvojant, nes susidaro asociaciniai ryšiai tarp atskirų CNS dalių, trečiojoje fazėje beveik automatiškai ir stabiliai. Susidaręs motorinis įgūdis paprastai išlieka visą gyvenimą [68]. Refleksinė judesių valdymo teorija. Teorijos esmė yra tai, kad judesių atlikimas grindžiamas daugybe tarpusavyje susijusių refleksų, kurie dažnai yra sujungti vienam ar kitam judesiui atlikti. Tačiau ši teorija turi nemažai trūkumų: Refleksas negali būti bazinis judesių valdymo elementas. Refleksinė teorija negali paaiškinti, kodėl žmonės ir gyvūnai gali atlikti judesius be judesių jausmo bei kodėl geba prognozuoti judesius. 8

9 Refleksinė teorija negali paaiškinti, kodėl žmogus išmokęs rašyti dešine ranka, tai sugeba atlikti ir kaire. Negali paaiškinti, kodėl žmonės geba labai greitai ir tiksliai atlikti judesius, nes tada refleksai nebespėja judesių valdyti. Hierarchinė judesių valdymo teorija. Judesių valdymo mechanizmai išsidėstę pagal hierarchiją. Kuo aukštesnis judesių valdymo lygis, tuo mechanizmų galios priimti strateginius judesių atlikimo tikslus yra didesnės. Nuo žemesniojo hierarchinio lygio mechanizmų priklauso paprastesnių judesių valdymas (pvz. bėgimas), o aukštesniojo lygio sudėtingos koordinacijos judesių valdymas. Manoma, kad vien galvos smegenyse galima išskirti 3 judesių valdymo lygius: aukščiausias lygis valdo judesių atlikimo strategiją, vidurinysis taktiką, žemiausias užtikrina strategijos ir taktikos vykdymą. Manoma, kad augant žmogui pirmiausiai susiformuoja žemesniojo, po to aukštesniojo lygio mechanizmai.aukštesniojo lygio mechanizmai labiau priklauso nuo motyvacijos, emocijų, atliekamų judesių supratimo. Teorija negali paaiškinti, kodėl atliekant tam tikrą judesį vyrauja tam tikro lygio nerviniai mechanizmai, nes mokslininkai mano, kad nėra griežtos judesių valdymo mechanizmų hierarchijos. Judesių valdymo motorinės programos teorija. Teorijos pagrindas yra centrinė nervinė motorinė programa, kuri programuoja judesį. Pagal šią teoriją, jei yra tiksliai suformuota motorinė programa, tai judesys gali būti gan tiksliai atliekamas ir be atgalinio ryšio. Ši teorija negali paaiškinti, kodėl raumenims nuvargus atliekamas tas pats judesys skirtingai. Be to gaunama iš periferijos informacija neapdorojama. Sistemų teorija. Žmogaus judesių valdymas vyksta kaip sudėtingos sistemos valdymas, kuriam vykstant labai svarbu ne tik centrinė nervinė motorinė programa, bet ir grįžtamoji nervinė informacija apie judesio atlikimo eigą. Teigiama, kad judesių valdymo mechanizmai turi įvertinti judesio atlikimo sąlygas ir remdamiesi šia informacija, koordinuoti raumenų veiklą. Judesio efektyvumas priklauso nuo nervų sistemos gebėjimo, atsižvelgiant į raumenų būseną bei pozą, pasirinkti ekonomiškiausią bei efektyviausią motorinę programą. 9

10 Dinaminė judesių valdymo teorija. Viena naujausių judesių valdymo teorijų, kuri papildo judesių valdymo sistemų teoriją tuo, kad atkreipia dėmesį į kintančios aplinkos įtaką judesių valdymui. Vienas iš pagrindinių šios teorijos principų yra tai, kad judesių valdymo mechanizmai yra save valdantys. Ši teorija yra lankstesnė už kitas, nes ja remiantis judesiai gali būti valdomi ir be centrinės motorinės programos. Kiekvienam konkrečiam judesiui gali būti suformuota skirtinga valdymo programa. Judesių valdymo informacinė teorija. Teorijos esmė ta, kad judesio efektyvumas priklauso nuo informacijos kiekio apie būsimą ar atliekamą judesį. Žinoma daug informacijos perdavimo būdų, pradedant informacija, kuri kyla iš raumenų, sąnarių, sausgyslių, raiščių, odos ir baigiant akimis ar ausimis gaunama informacija. Ši teorija nagrinėja perdavimo, supratimo ir saugojimo mechanizmus. Į tikslą orientuota judesių valdymo teorija. Yra pakankamai žinių apie nervinį judesių valdymą. Tačiau nėra aiškaus nervinio judesių valdymo mechanizmo supratimo. Manoma, kad vienas iš pagrindinių centrinės nervų sistemos veiklos principų tai į tikslą orientuota veikla. Turint aiškų judesio atlikimo tikslą, koncentruojasi visi nerviniai mechanizmai į visumą. Ekologinė judesių valdymo teorija. Teorija siejasi su dauguma minėtų teorijų, tačiau jas papildo tuo, kad atkreipia dėmesį į aplinkos įtaką judesių valdymo veiksmingumui. Manoma, kad iš visų informacijos šaltinių apie atliekamą ar būsimą judesį pats svarbiausias yra žmogaus padėtis erdvėje. Be to teigiama, kad žmogus iš prigimties centrinėje nervų sistemoje turi žemėlapį, kuriuo vadovaujasi atlikdamas įvairius judesius [68, 22]. 10

11 2.2. PUSIAUSVYRA IR JOS KONTROLĖS MECHANIZMAS Pusiausvyra fizinė ypatybė, gebėjimas išlaikyti santykiškai pastovią kūno padėtį įvairiomis pozomis, atliekant įvairius judesius ar veiksmus, veikiant išorės jėgoms. Pusiausvyra yra statinė ir dinaminė (1 Pav.). Statinė Pusiausvyra Dinaminė Atliekant standartinius judesius Besikeičiančiomis sąlygomis Pusiausvyra sąlygojantys veiksniai Vestibiuliarinis aparatas Išorinių receptorių informacija Vidinių receptorių informacija CNS koordinacinė funkcija 1 pav. Pusiausvyros klasifikacija ir ją sąlygojantys veiksniai. Statinė pusiausvyra tai gebėjimas nejudant išlaikyti pastovią kūno padėtį reikiamomis pozomis. Dinaminė pusiausvyra tai gebėjimas išlaikyti ar atgauti pusiausvyrą darant judesius, veiksmus ar jų derinius, taip pat veikiant įvairioms išorės jėgoms. Statinė ir dinaminė pusiausvyra neturi glaudaus ryšio. Gebėjimas gerai išlaikyti statinę pusiausvyrą nereiškia, kad gerai išlaikoma ir 11

12 dinaminė pusiausvyra. Specifinė dinaminė pusiausvyra būtina atliekant standartinius tiksliai užprogramuotus judesius, taip pat kūnui judant besikeičiančiomis sąlygomis, į kurias atsižvelgiant reikia atlikti tikslingus judesius, išlaikant reikiamą kūno padėtį. Pusiausvyrą lemia daug veiksnių, visų pirma vestibiuliarinio aparato funkcijos. Be to, labai didelę reikšmę turi išorinių dirgiklių: regos, klausos ir kita informacija. Labai reikšminga vidinių receptorių informacija tai informacija apie raumenų įsitempimą, sąnarių būklę, kūno dalių, organų padėtį ir slėgį. CNS gavusi šią informaciją, apibendrina ir siunčia reikiamus impulsus į raumenis. Sutrikus nors vienai grandžiai pusiausvyra blogėja arba visiškai prarandama [20, 68]. Propriorecepcija. Fiziologiniai pagrindai. Padirginus proprioreceptorius (lot. proprius nuosavas) esančius raumenyse, sausgyslėse, sąnariuose sukelsime refleksinius judesius. Literatūroje aprašomi du iš jų: raumens verpstės ir sausgyslių Goldžio receptoriai. Raumenų verpstės. Raumenų verpstė yra raumenų ištempimo receptorius. Forma primena verpstę: pailga, storesnė centre ir galuose plonėjanti. Verpstė apsupta jungiamojo audinio kapsule ir susideda iš 3 pagrindinių komponentų: 1) specializuotų raumeninių skaidulų; 2) sensorinių (aferentinių) nervinių skaidulų 3) motorinių (eferentinių) nervinių skaidulų (2 pav.). Verpstės raumeninės skaidulos vadinamos intrafuzinėmis. Jų storis µm, ilgis mm. Intrafuzinių skaidulų išvystoma susitraukimo jėga praktiškai yra nereikšminga. Abiejuose galuose raumenų verpstės jungiamuoju audiniu prisitvirtina prie ekstrafuzinių (pagrindinės darbinės raumenų skaidulos) raumeninių skaidulų dangalo. Raumeninės verpstės yra lygiagrečios pagrindinėms raumeninėms skaiduloms. Morfologiškai intrafuzinės skaidulos yra dviejų tipų: 1) storesnės branduolių maišelio skaidulos, kurių branduoliai yra susikaupę į maišelį skaidulos centre; 2) plonesnės branduolių grandinėlės skaidulos, kurių branduoliai yra išsirikiavę grandinėle. Intrafuzinių skaidulų centre beveik nėra aktino ir miozino filamentų, todėl šios skaidulos susitraukia periferinėse dalyse, o centrinė dalis funkcionuoja kaip ištempimo receptorius [36, 81]. Kapsulė 12

13 Intrafuzinės skaidulos Raumeninės verpstės Sensorinės nervinės skaidulos Ekstrafuzinės skaidulos Sausgyslė Goldžio receptoriai 2 pav. Raumeninės verpstės ir Goldžio receptoriai Sensorinė (aferentinė) inervacija. Kiekvieną verpstę įnervuoja viena stora µm diametro nervinė skaidula, išsišakojanti į kelias spiralines galūnes, apsivyniojančias apie kiekvieną intrafuzinę raumeninę skaidulą jos centrinėje dalyje. Šios nervinės skaidulos vadinamos pirminėmis (priklauso Ia nervinių skaidulų gr.). Dauguma intrafuzinių skaidulų turi dar antrines nervines galūnes, kurias sudaro viena ar dvi smulkios 8-9 µm diametro skaidulos (II grupės nervinės skaidulos). Šios skaidulos paprastai baigiasi šalia pirminių galūnių. Branduolių maišelių skaidulos yra skirstomos į dinamines ir statines. Pirminės verpsčių nervinės galūnės įnervuoja visų tipų intrafuzines skaidulas, o antrinės nervinės galūnės tik statines branduolių maišelio ir branduolių grandinėlės skaidulas. Dažniausiai vieną raumenų verpstę sudaro maždaug 3-5 branduolių grandinėlės skaidulos ir po vieną dinaminę bei statinę branduolių maišelio skaidulą. Motorinė (eferentinė) inervacija. Intrafuzines skaidulas įnervuoja γ motoriniai neuronai, kurių aksonų diametras 2-8 µm. Jų sinapsės yra periferinėse intrafuzinių skaidulų dalyse. γ motoneuronai, keisdami intrafuzinių skaidulų įtempimą, gali keisti verpstės kaip receptoriaus jautrumą. Žmogaus nugaros smegenyse nedideliais kiekiais randamas β motoneuronų, inervuojančių ir intrafuzines, ir ekstrafuzines raumenines skaidulas. Raumenų verpsčių reakcija į ištempimą. Raumenų verpstės reaguoja į ištempimą, t.y. į raumens ilgio kitimą. Ištempimo metu deformuojasi aferentinių nervų galūnės, atsidaro jų membranose joniniai kanalai, vyksta depoliarizacija ir kyla nerviniai impulsai. Lėtai ištempiant raumenų verpstes, kartu aktyvuojamos pirminės ir antrinės verpsčių nervinės galūnės. Jų impulsacijos dažnis didėja proporcingai ištempimo laipsniui. Tai vadinamas statinis atsakas. Ištempiant verpstes 13

14 vis didesniu greičiu, ypač padidėja pirminių nervinių galūnių aferentinės impulsacijos dažnis. Šis padidintas pirminių nervinių galūnių atsakas į staigų ištempimą vadinamas dinaminiu atsaku. Nustojus didėti receptoriaus ilgiui, pirminių nervinių galūnių impulsacijos dažnis greitai sumažėja iki lygio, būdingo statiniam atsakui. Staigiai sutrumpėjus verpstėms, jas atpalaidavus, taip pat labiausiai sumažėja pirminių galūnių impulsacijos dažnis. Dinaminės branduolių maišelio skaidulos sąlygoja dinaminį verpsčių atsaką, o statinės branduolių maišelio bei branduolių grandinėlės skaidulos statinį verpsčių atsaką. γ motoneuronus, inervuojančius intrafuzines raumenines skaidulas, galima skirstyti į du tipus. Jaudinant statinius γ motoneuronus, padidėja statinis verpsčių atsakas, o jaudinant dinaminius dinaminis. Raumenų verpsčių aferentai sudaro jaudinančias sinapses ant α motoneuronų, inervuojančių tuos pačius raumenis. Todėl raumens ištempimas, aktyvuojantis pirminių nervinių galūnių aferentus, sukelia α motoneuronų sujaudinimą. Sujaudinti α motoneuronai per eferentines nervines skaidulas pasiunčia veikimo potencialų seriją atgal į tą patį raumenį ir sukelia jo susitraukimą, pasipriešinantį raumens ilgėjimui. Tai vadinamasis raumens ištempimo refleksas. Šio reflekso centrinę dalį sudaro tik viena sinapsė, todėl jis vadinamas monosinapsiniu [36]. Goldžio receptoriai. Skeleto raumenų sausgyslėse taip pat yra ištempimo receptorių, vadinamų Goldžio receptoriais. Jie yra ties sausgyslių jungtimi su raumenimis. Vidutiniškai raumeninių skaidulų, sujungtų sausgysline fascija, būna nuosekliai sujungtos su kiekvienu Goldžio receptoriumi, padengtu sausgysline kapsule. Goldžio receptorių inervuoja viena Ib tipo aferentinė nervinė skaidula, kuri receptoriuje išsišakoja į daugelį plonų galūnių, nepadengtų mielinu. Goldžio receptoriai pasireiškia statiniu ir dinaminiu atsaku.stipriai susitraukiant raumeniui, Goldžio receptorių impulsacijos dažnis didėja, bet per mažą sekundės dalį sumažėja iki pastovaus dažnio, kuris būna proporcingas raumens susitraukimo jėgai, deformuojančiai receptorių [36]. Raumenų verpsčių ir sausgyslių Goldžio receptorių aktyvavimas. Raumenų verpsčių ir sausgyslių Goldžio receptorių funkcija skiriasi. Raumeninės verpstės išsidėsčiusios lygiagrečiai raumeninės skaidulos, Goldžio receptoriai - nuosekliai, kas dalinai ir nulemia skirtingą jų funkciją. Sausgyslės pasižymi didesniu tamprumu, todėl ištempiant atpalaiduotą raumenį, didžiausi pakitimai vyksta raumenyje. Čia daugiausia ir aktyvuojama raumenų verpsčių receptorių. Tačiau nuosekliai didinant tempimą, didėja ne tik Ia aferentų impulsacija, bet ir aktyvuojami jautriausi Ib aferentai. 14

15 Raumens susitraukimo metu raumeninės skaidulos tiesiogiai veikia sausgyslių receptorius ir Goldžio receptoriai reaguoja į menkiausią raumenų jėgos pasikeitimą. Ekstrafuzinių raumeninių skaidulų izotoninio susitraukimo metu verpsčių įtempimas mažėja, kadangi raumuo trumpėja. Goldžio receptorių impulsacijos dažnis didėja, jeigu padidėja išorinis pasipriešinimas arba judesys atliekamas su pagreičiu. Izometrinio raumenų susitraukimo Ib aferentų impulsacijos dažnis didėja, didėjant raumens susitraukimo jėgai, o verpsčių mažai kinta. Galima sakyti, kad raumenų verpstės visų pirma reaguoja į raumens ilgį, o Goldžio receptoriai į raumens jėgos pokyčius. Aktyvuojant raumenų verpstės γ motoneuronus, intrafuzinės skaidulos susitraukia periferinėse dalyse ir ištempiama centrinė intrafuzinių skaidulų dalis, kurioje yra ištempimo receptorius. Tai sukelia raumenų verpsčių aferentų impulsacijos dažnio padidėjimą, jeigu nesumažėja ekstrafuzinių raumeninių skaidulų ilgis. Aktyvuojant α motoneuronus, kartu aktyvuojasi ir γ motoneuronai. Tai vadinama koaktyvacija. Jos metu susitraukiant ekstrafuzinėms skaiduloms, susitraukia ir intrafuzinės raumeninės skaidulos. Taip verpstės išsaugo sugebėjimą reaguoti į staigius raumens ilgio kitimus valingų judesių metu. Manoma, kad net ramybėje yra palaikomas tam tikras foninis γ motoneuronų aktyvumo lygis ir verpsčių įtempimas. Visi žmogaus skersaruožiai raumenys turi ir raumeninių verpsčių, ir sausgyslių Goldžio receptorius, nors verpsčių yra šiek tiek daugiau: 100 verpsčių tenka Goldžio organų [1, 65]. Raumens ištempimo reflekso reguliavimas ir jo vaidmuo judesių valdyme. Raumens ištempimo refleksas padeda išsaugoti pastovų raumens ilgį. Tai labai svarbu stovint ar palaikant bet kurią kitą kūno padėtį. Raumens ištempimas lipant nuo laiptų arba suklupus, sujaudina raumenų verpstes, kurios per monosinapsinius kelius aktyvuoja motoneuronus. Motoneuronų aksonai perduoda jaudinimą į raumenines skaidulas, kurios susitraukdamos kompensuoja raumens ilgio pakitimus. Jeigu raumuo susitraukia per daug, tai sumažėja raumens ištempimo receptorių ir motoneuronų jaudinimo intensyvumas. Raumenų verpstės ne tik jaudina, bet ir slopina raumenų aktyvumą. Antagonistinių raumenų slopinimas vadinamas reciprokine inervacija. Reciprokinę inervaciją sudaro raumenų verpstės, disinapsiniu ryšiu su antagonistinių raumenų grupe. Reciprokinio slopinimo tikslas yra apriboti raumenų aktyvumą taip, kad vienu metu būtų atliekamas judesys viena kryptimi. Ištempus raumenį, aktyvuojasi Ia aferentai, kurie skatina homoniminius (savo) ir agonistinius, bet slopina antagonistinius 15

16 raumenis, besipriešinančius judesiui. Sąnario padėties pasikeitimas aktyvuoja 4 reflekso lankus: 2 monosinapsinius ir 2 disinapsinius slopinimo. Jie veikia kaip viena sistema, kurios tikslas išsaugoti pastovų raumens ilgį. Reciprokinė judesių koordinacija yra naudinga ne tik refleksiniams, bet ir valingiems judesiams. Aukštesnės CNS struktūros gali keisti spinalinių refleksų dydį. Kai kurie supraspinaliniai nusileidžiantys keliai sudaro akso-aksonines sinapses ant Ia aferentų nervinių galūnių. Šie sinapsiniai nusileidžiantys keliai gali slopinti sinapsinį perdavimą, sukeldami ilgalaikę presinapsinės membranos depoliarizaciją ir sumažindami Ca jonų įėjimą į presinapsinę dalį, bei mediatoriaus išsiskyrimą iš Ia aferentinių nervinių galūnių. Šis slopinimas vadinamas presinapsiniu slopinimu. Presinapsinis slopinimas pasirinktinai sumažina kai kurių aferentų įtaką motoneuronui, tiesiogiai neslopindamas paties neurono. Kiti nusileidžiantys supraspinaliniai keliai sudaro sinapses su α ir γ motoneuronais bei tarpiniai neuronais, dalyvaujančiai reciprokiniame antagonistinių motoneuronų slopinime. Šie keliai aktyvuoja α ir γ motoneuronus bei slopinančius interneuronus, sustiprėja judesį atliekančių raumenų jaudinimas ir susilpnėja antagonistinių raumenų pasipriešinimas. Motoneuronų aktyvumą gali riboti jų pačių impulsacija per neigiamo grįžtamojo ryšio grandinę. Tai vadinamasis grįžtamasis slopinimas. Jo grandinę sudaro motoneuronų aksonų atšakos, kurios baigiasi sinapsėmis prie čia pat, priekiniuose nugaros smegenų raguose esančių slopinančių Renšou ląstelių. Motoneuronų impulsacijos padidėjimas aktyvuoja Renšou ląsteles, o šios slopina α ir γ motoneuronus bei tarpinius neuronus, dalyvaujančius reciprokiniame slopinime. Tokiu būdu ribojamas per didelis motoneuronų aktyvumas ir tuo pačiu slopinamas per didelis antagonistų slopinimas [1, 78]. Sausgyslių Goldžio receptorių ryšiai su CNS. Goldžio receptoriai per Ib nervines skaidulas sudaro slopinančius disinapsinius ryšius su homogeniniais motoneuronais. Šiame reflekso lanke per slopinantį interneuroną vyksta autogeninis (savęs paties) slopinimas, padedantis palaikyti pastovią raumens jėgą. Goldžio receptoriai jautriai reaguoja į raumens jėgos padidėjimą, slopindami savo ir agonistinių raumenų motoneuronus, o sumažėjus jėgai, sumažėja ir autogeninis slopinimas. Be to, tuo pačiu metu Ib aferentai per jaudinantį tarpinį neuroną jaudina antagonistinių raumenų motoneuronus, nors šis poveikis pastebimas ne visuomet. 16

17 Atliekant valingus judesius, keičiasi ir raumens ilgis, ir jėga. Todėl kartu aktyvuojama ir raumenų ilgio palaikymo sistema (verpstės), ir raumenų jėgos palaikymo sistema (Goldžio receptoriai). Šių dviejų aferentinių sistemų darnią sąveiką reguliuoja supraspinalinės struktūros dažnai veikdamos per interneuronus [36, 81]. Statokinetinis jutimas. Statokinetinis jutimas suteikia informaciją apie kūno padėtį erdvėje, taip pat apie linijinį ir sukimosi pagreičius. Su šiuo jutimu yra susiję daug receptorių sistemų. Tai odos mechanoreceptoriai, raumenų verpstės, sausgyslių ir sąnarių mechanoreceptoriai, vestibiuliarinio organo receptoriai. Propriorecepcija apima statokinetinį jutimą, kuris atsiranda dirginant odos, sąnarių, raumenų, sausgyslių ir fascijų receptorius. Propriorecepcija turi tris kokybines charakteristikas: 1. Padėties; 2. Judėjimo; 3. Jėgos. 1. Padėties jutimas priklauso nuo sąnarinio kampo dydžio. Maži šio kampo pokyčiai yra juntami. Šie pokyčiai juntami net nematant. 2. Judėjimo jutimą sukelia sąnario padėties kitimas. Šio jutimo slenkstis priklauso nuo sąnario judėjimo kampinio pagreičio, pavyzdžiui proksimalinių sąnarių slenkstis yra mažesnis už distalinių. 3. Jėgos jutimą lemia raumens susitraukimo jėga, kuri naudojama judesiui atlikti arba sąnariui išlaikyti tam tikroje padėtyje. Propriorecepcija sukeliama, sujaudinus tam tikrus receptorius. Sąnario receptoriai tikriausiai nėra svarbūs, nes ligonių, turinčių dirbtinius sąnarius, padėties ir judėjimo jutimai yra tik truputį sutrikę. Vadinasi, šie jutimai labiausiai priklauso nuo raumenų verpsčių. Anatominiu ir fiziologiniu požiūriu pusiausvyros funkciją atlieka visa eilė tarpusavyje susijusių komponentų, kuriems priklauso daugybė sensorinių impulsų iš pusiausvyros aparato, regos ir klausos analizatorių bei propriorecepcinės ir somatosensorinės sistemų [5, 8]. Vestibiulinis Aparatas. 17

18 Analizatorių veikla ir jų tarpusavio sąveika turi didelę reikšmę palaikant pusiausvyrą. Vestibiulinis analizatorius tai specifinis ir greitas žmogaus kūno padėties ir judėjimo krypties informatorius. Tai porinis organas, susidedantis iš trijų skyrių: periferinio arba receptorinio, pralaidinio ir centrinio. Periferinis skyrius vadinamas vestibiuliniu aparatu. Jį sudaro prieangis (vestibulum) ir trys pusratiniai kanalai, išsidėstę trijose viena kitai statmenose plokštumose. Kauliniame labirinte yra plėvinis labirintas, kurio forma beveik tokia, kaip kaulinio labirinto. Prieangyje yra apvalusis (sacculus) ir pailgasis maišelis (utriccus). Į pastarąjį atsiveria pusratiniai kanalai. Tarp kaulinio ir plėvinio labirintų sienų yra skysčio perilimfos, o plėviniame labirinte endolimfos. Prieangio apvaliajame ir pailgajame yra pilkšvų dėmių (macula sacculi et utriculi). Tai receptorių ląstelių sankaupos, įsiterpusios tarp atraminių ląstelių. Recepcinės ląstelės baigiasi plaukeliais, padengtais į drebučius panašia medžiaga, ant kurios yra kristalai otolitai. Jie keičiant padėtį, einant greičiau ar lėčiau, judant aukštyn ar žemyn, mechaniškai veikia plaukelius, juos spausdami ir tempdami. Toks mechaninis poveikis transformuojamas į nervinį impulsą. Jeigu judesys yra tolygus (negreitėjantis ir nelėtėjantis), tai otolitai plaukelių neveikia. Registruojant biosroves judesio pradžioje ir pabaigoje, matome, kad impulsai tolygaus judesio metu negeneruojami. Jie atsiranda tik judesio pradžioje ir pabaigoje. Pusratiniai kanalai sueina į pailgąjį maišelį ir baigiasi sustorėjimu plėvinėmis ampulėmis (ampullae membranacea), kuriuose yra receptorinės plaukuotos ląstelės, sudarančios skiauteres (cristaeampullares). Sukantis galvai ir visam kūnui, dėl inercijos endolimfa sujudina skiauterių plaukelius, juos deformuodama, palenkdama į vieną ar kitą pusę priklausomai nuo sukamojo judesio krypties. Kadangi pusratiniai kanalai yra trijose plokštumose, tai sukimasis bet kuria kryptimi ir bet kokioje ašyje sukelia vieno ar kito kanalo endolimfos judėjimą skiauterės atžvilgiu ir tada pajuntamas sukamasis judesys. Dėl gausių pusiausvyros analizatorių ryšių su akių judinamaisiais bei kaklo, liemens ir galūnių raumenimis, kūnas gali išlaikyti pusiausvyrą, pasikeitus jo padėčiai erdvėje. Kūnui pasvirus į vieną kurią nors pusę, pusiausvyros analizatoriai tai įvertina ir kaklo, liemens bei galūnių raumenys taip pakeičia tonusą, kad žmogus nepargriūtų. Šio analizatoriaus funkcijos negalima suabsoliutinti, nes kūno padėtį bei judesius reguliuoja ir kiti analizatoriai (regos, judėjimo, odos ir kt.). Pusiausvyros laido pirmasis neuronas yra prieanginiame mazge (ganglion vestibulare), vidinės klausomosios landos dugne. Šio mazgo bipolinių ląstelių periferinės atšakos per prieangio medialinėje 18

19 sienoje esančias angutes nueina iki maculae et cristae ampullaris juntamųjų ląstelių. Centrinės šių ląstelių atšakos susijungia su sraigine nervo dalimi ir sudaro sraigės ir prieangio nervą (n. Vestibulocochlearis), kuris per vidinę klausomąją landą išeina iš smilkinkaulio ir įeina į smegenėlių kamieną. Tilte ir pailgosiose smegenyse kiekviena prieanginė skaidula skyla į kylamąją ir nusileidžiamąją šakeles, kurios nueina į keturis branduolius. Branduoliuose yra antrieji laido neuronai. Tačiau dalis skaidulų tilte nepersijungia ir nueina per apatines smegenėlių kojytes tiesiai į smegenėles. Kylamosios šakelės pasibaigia viršutiniame prieangio branduolyje, nusileidžiamosios medialiniame, lateraliniame ir apatiniame branduoliuose. Iš šių branduolių antrieji neuronai eina keliomis kryptimis: į smegenėles, nugaros smegenis, į medialinį išilginį pluoštelį (fasciculus longitudinalis medialis), ir pro tarpinių smegenų gumburą į žievę. Skaidulos smegenėlėse baigiasi nucleus fascigii ir vermis žievėje. Šie centrai turi ir atgalinį ryšį su lateraliniu prieangio branduoliu. Iš pastarojo prasideda prieanginis nugaros smegenų laidas (tractus vestibulospinalis). Iš lateralinio branduolio medialiniu išilginiu pluošteliu skaidulos nueina iki akies judinamojo nervo branduolių. Prieangio nervo branduoliai jungiasi su klajoklio ir liežuvinio ryklės nervų branduoliais, todėl dirginant vestibiulinį aparatą, kartais būna vegetacinės reakcijos (pykina ir pan.). Dalis prieangio branduolių skaidulų susikryžiuoja ir nueina iki tarpinių smegenų gumburo. Ir čia jau tretieji neuronai pasibaigia kaklinės skilties priekiniame centriniame vingyje, smilkininės ir momentinės skilčių žievėje. Manoma, kad šiose galvos smegenų srityse yra pusiausvyros analizatoriaus žievinė zona [65, 56]. Pusiausvyros kontrolės mechanizmas. Pagrindiniai pusiausvyros kontrolės mechanizmo uždaviniai: 1. Įvertinti kūno masės nukrypimą nuo centrinės ašies; 2. Užtikrinti tinkamą atsaką pusiausvyrai atstatyti, kai ji netikėtai sutrikdoma; 3. Užtikrinti pusiausvyros stabilumą, kūno masių centro kontrolę ramybėje ir atliekant kompleksinius judesius (einant, šokant ir pan.). Nėra specifinės sistemos, kuri apspręstų kūno masių centro poziciją. Išskiriami trys sensorinių impulsų mechanizmai, kurie suteikia reikiamą informaciją, tai: 1. Regos sistema; 2. Propriorecepcinė/somatosensorinė sistema; 19

20 3. Pusiausvyros analizatorius. Sensorinės orientacijos integracija skatina automatišką ir koordinuotą raumenų susitraukimą, kuris užtikrina kūno masių centro stabilumą arba norimą atsaką į kūno padėties pasikeitimus. Manoma, kad į bet kokį stimulą gali būti panaudojamos įvairios raumenų atsako kombinacijos. Reakcijos laikas geriausiai užtikrina atsakomąjį veiksmą į dirgiklį ir aplinkos pokytį, eliminuojant sąmoningų veiksmų poreikį ir parenkant tinkamiausią atsaką. Visi trys sensoriniai impulsai gali suteikti orientacinę informaciją. Propriorecepcinis/somatosensorinis impulsas atsirandantis esant pokyčiams kelio ir čiurnos sąnarių kampuose yra dominuojantis automatiniam raumenų atsakui apatinių galūnių raumenyse. Regos ir pusiausvyros analizatorių impulsai dalyvauja daugiau modeliuojant atsaką nei jį priimant, išskyrus jei eliminuojami somatosensoriniai impulsai. Kaklo propriorecepciniai impulsai kartu su regos pusiausvyros sistema dalyvauja galvos stabilumo palaikyme atsižvelgiant į gravitaciją ir kūno judesius. Pasikeitęs kampas čiurnos sąnaryje, suaktyvina raumenų tempimo receptorius čiurnoje ir impulsai aferentiniais laidais eina per nugaros smegenis ir smegenų kamieną/smegenėles iki galvos smegenų žievės motorinės projekcijos, iš kur per nugaros smegenis grįžta atsakas į reikiamus raumenis. Tai apibūdinama kaip didžioji kilpa, automatinio atsako kelias [5, 10, 22]. Pagrindiniai proprioreceptiniai ir vestibiuliniai veiksniai laikysenos kontrolei ir pusiausvyros išlaikymui yra šie: Užtikrinti raumenų apatinių galūnių atsaką. Pagrindinį vaidmenį atlieka impulsai iš čiurnos ir kelio sąnarių kampų; Galvos stabilumą erdvėje pirmiausiai užtikrina kaklo ir vestibiulinė sistema; Apatinių galūnių atsako jėgą moduliuoja vestibiulinė sistema. Apatinių galūnių raumeninį atsaką, kai proprioreceptinės sistemos poveikis eliminuotas, užtikrina vestibiulinė sistema. Specifinis raumenų atsakas yra veiksmas, priklausantis nuo įvairaus kampų pokyčio greičio ir dydžio. Pusiausvyros kontrolei siekiant išmokti atlikti tikslingus judesius svarbų vaidmenį atlieka ir kiti refleksai. Prie jų priskiriami vestibulo spinalinis refleksas (VSR) ir daugelis kaklo statinių refleksų, padedančių išlaikyti galvos padėtį atitinkamai kūno padėčiai. VSR sudaro du pagrindiniai komponentai. Pirmasis yra galvą tiesiantysis, kuris išlaiko galvą stabilioje padėtyje esant fiksuotam 20

21 žvilgsniui, kai kitos kūno dalys atlieka judesį. Antrasis yra viršutinių ir apatinių galūnių atsakomasis pokytis į besikeičiančius judesius. Jo poveikyje vyksta raumenų susitraukimas priklausomai nuo judesio krypties. Proprioreceptinės ir vestibiulinės sistemų įtaka pusiausvyros išlaikymui yra: Pėdos padinio paviršiaus somatosensoriniai receptoriai, kartu su čiurnos propriorecepciniais receptoriais, užtikrina raumenų susitraukimą ramiai, stabiliai stovint; Pėdos padinio paviršiaus somatosensoriniai receptoriai reaguoja į svorio perkėlimą, ypač žengiant žingsnį. Vestibiulospinalinis refleksas pirmiausiai priklauso nuo vestibiulinės sistemos. Vestibiulinė sistema kartu su proprioreceptine/somatosensorine sistema slopina stebimo judančio objekto įtaką kūno pozos išlaikymui. Pusiausvyros valdymo mechanizmai Pusiausvyros valdymo mechanizmai turi du tikslus: 1) išlaikyti stabilumą, t. y. išlaikyti kūno padėtį, kurios metu kūno masės centras yra atramos ploto ribose, o galva orientuota vertikaliai; 2) priimti ir išlaikyti tinkamą kūno pozą, t. y. sukurti ir išlaikyti tam tikrų kūno dalių tarpusavio ryšį, sudarant sąlygas kitoms dalims atlikti motorinius veiksmus [8, 9]. Pusiausvyrą iš esmės valdo smegenų kamieno branduoliai, tačiau pusiausvyros valdymo vyksme reikšmingi ir kiti, toliau aprašyti, mechanizmai. Biomechaninis kūno dalių tarpusavio santykis. Stovint ramiai, kūno dalys yra išsidėsčiusios taip, kad bendros kūno masės linija eina per vidurio liniją tarp speninių smilkinkaulio ataugų, prieš peties sąnarius, už klubo sąnarių, prieš kelių ir čiurnos sąnarius. Šis tobulas kūno dalių išsidėstymas sudaro galimybes išlaikyti pusiausvyrą, panaudojant minimalius energijos išteklius, t. y. esant minimaliai raumenų įtampai. Tačiau net ir statinėmis sąlygomis reikalinga optimali kai kurių raumenų 21

22 (tiesiojo nugaros, pilvo preso, klubinio juosmens, didžiojo sėdmens, plačiosios fascijos tempiamojo, dvigalvio šlaunies, priekinio blauzdos, plekšninio) įtampa, išlaikanti griaučių dalis vertikalioje padėtyje. Raumenų įtampa didėja ir suaktyvinama daugiau raumenų grupių, kai bendro kūno masės centro projekcija ima artėti prie atramos ploto ribų arba jas peržengia. Raumenų tonusas. Refleksai. Raumenų tonusas nusakomas kaip jėga, kuria raumuo priešinasi jo ilginimui. Raumens toninę įtampą reguliuoja raumens tempimo refleksas, veikiantis per raumenines verpstes ir Goldžio aparatą. Prarandant pusiausvyrą, yra ištempiami kai kurie raumenys. Taip aktyvuojamos raumeninės verpstės, kurios reflekso lanku per stuburo smegenų interneuronus sukelia raumens agonisto susitraukimą ir raumenų antagonistų atsipalaidavimą. Refleksinis pusiausvyros išlaikymo mechanizmas greičiausiai iš visų pusiausvyrą reguliuojančių mechanizmų reaguoja į pusiausvyros svyravimus ir yra pirminė grandis jai normalizuoti. Pusiausvyros išlaikymo reakcijos. Kūnui prarandant pusiausvyrą, pasireiškia refleksinės apsauginės reakcijos kūno padėties grąžinimo reakcijos (angl. righting reactions). Pagrindinis jų tikslas išlaikyti galvą vertikaliai ir galūnėmis apsisaugoti nuo dramatiško pusiausvyros praradimo. Motorinės sinergijos. N. Bernstein (1967) pirmasis iškėlė mintį apie pusiausvyrą išlaikančių sinergijų egzistavimą. Autoriaus teigimu, yra funkcinis ryšys tarp pavienių raumenų grupių, ir ne pavienės grupės yra suaktyvinamos konkrečioje pusiausvyros praradimo situacijoje, bet tam tikras jų derinys. Pusiausvyros išlaikymo sinergijos yra plačiai aprašomos ir skirstomos į tris grupes: čiurnos, klubų ir žengimo. Mažus bendros kūno masės centro svyravimus išlygina pėdos raumenys, keturgalvis ir dvigalvis šlaunies raumuo per besikeičiantį ir tobulai suderintą tarpusavio aktyvumą. Sinergija pasireiškia nuosekliu distaliau esančių raumenų suaktyvinimu, vėliau įsitraukiant proksimaliesiems galūnės raumenims. Esant didesniam ir staigesniam bendro kūno masės centro judėjimui, kurio distalieji apatinių galūnių raumenys nepajėgia kontroliuoti, pusiausvyros išlaikymo funkciją perima 22

23 proksimalieji apatinių galūnių ir liemens raumenys. Ši sinergija pasireiškia dvigalvio, keturgalvio šlaunies, klubinio juosmens, tiesiojo pilvo ir nugaros raumenų suaktyvinimu. Normalu, kai pirmiausia aktyvuojami proksimaliausiai esantys raumenys, vėliau esantys distaliau. Žengimo sinergija pasireiškia tada, kai bendro kūno masės centro projekcija pasislenka už atramos ploto ribų, ir žmogus, stengdamasis išlaikyti pusiausvyrą, žengia žingsnį pusiausvyrą sutrikdžiusių jėgų veikimo kryptimi. Aukščiausias nervinis pusiausvyros valdymo lygis. Refleksinį pusiausvyros išlaikymą, valdomą nugaros smegenų lygiu, reguliuoja aukščiau esančios centrinės nervų sistemos struktūros. Šiuo nerviniu lygiu pagrindinę pusiausvyros valdymo funkciją atlieka smegenų kamieno branduoliai. Nuo jų priklauso tinkamų motorinių sinergijų aktyvinimas ir netinkamų slopinimas. Smegenų kamieno branduoliai taip pat reguliuoja nugaros smegenų lygiu vykstančias refleksines reakcijas (t. y. slopina netinkamas). Taip yra valdomas raumenų tonusas ir valingos jėgos parametrai. Smegenėlės atlieka koreguojamąjį vaidmenį per sensorinės informacijos suderinimą su motoriniu tikslu bei subtilų raumenų agonistų ir antagonistų aktyvumo koordinavimą. Pusiausvyrai valdyti yra svarbūs ir valingi judesiai, nors tai ir lėčiausia pusiausvyros valdymo grandis. Valingus judesius aktyvina didžiųjų galvos smegenų pusrutulių motorinė žievė. Joje yra kuriamos ir kaupiamos motorinės programos abstrakčios judesių aktyvavimo sistemos, kurios yra perduodamos žemesnėms centrinės nervų sistemos struktūroms. Motorinės programos lemia fundamentaliuosius judesių parametrus: santykinę jėgą, santykinį jėgos generavimo laiką ir faziškumą. Šie parametrai yra derinami su sensorine informacija, juos koreguoja žemesni nervinės sistemos valdymo lygiai [37]. Sensorinė informacija Raumens tempimo refleksas. Pusiausvyros išlaikymo Raumens reakcijos tempimo Sinergijų parinkimas ir aktyvavimas Optimali raumenų jėga; Tinkamų raumenų grupių aktyvavimas; Tinkamas raumenų grupių aktyvumo eiliškumas ir faziškumas 23

24 Sinergijų parinkim Valingi Valingi judesiai. judesiai. Motorinės Motorine programos programa Mintis, tikslas atlikti judesį 3 paveikslas. Pusiausvyros valdymo schema Tam, kad būtų išlaikyta pusiausvyra, tiek atliekant valingus judesius (pvz., pakeliant ranką, žengiant, pasukant galvą, giliai įkvėpiant), tiek paveikus išorinėms jėgoms ir veiksniams (pvz., sujudėjus atramos plotui, pastūmus, užgesus šviesai), ją valdantys mechanizmai turi garantuoti: 1) tinkamų raumenų grupių aktyvumą; 2) tinkamą raumenų grupių aktyvavimo ir atsipalaidavimo eiliškumą ir faziškumą; 3) optimalią raumenų susitraukimo jėgą. Šiuos veiksnius lemia darni pusiausvyros valdymo mechanizmų tarpusavio koordinacija, kurioje pagrindinį vaidmenį atlieka aukščiausiojo galvos smegenų lygio mechanizmai. Raumenų gebėjimą išvystyti valingą jėgą lemia šie veiksniai: 1) raumeninis paties raumens fiziologinės ypatybės; 2) nervinis: a) aktyvuojamų motorinių vienetų skaičius; b) aktyvuojamų motorinių vienetų tipas; c) aktyvuojamų motorinių vienetų eiliškumas ir faziškumas; d) aktyvavimo dažnis. 24

25 Sensorinė informacija. Jutimai pusiausvyros valdymo vyksme yra naudojami kaip aferentinė informacija (angl. feed-forward), kurios pagrindu paleidžiamas refleksinis pusiausvyros valdymo mechanizmas, parenkamos motorinės smegenų žievės programos ir koreguojami fundamentalieji jų parametrai. Jutimai taip pat suteikia informacijos apie suaktyvintų sistemų poveikio pusiausvyrai grąžinti rezultatus (angl. feedback. Reikšmingiausia pusiausvyrai valdyti yra regos ir vestibiulinės sistemų informacija papildoma informacija yra gaunama per propriorecepciją ir taktilinius jutimus. Rega Galvos smegenų žievė Vestibulinė sistema Smegenų pamato branduoliai. Smegenėlės Pusiausvyra Somatosensorika Nugaros smegenys 4 pav. Jutimų įtaka pusiausvyros valdymui [14] Pusiausvyros lavinimas - sudėtingas procesas. Pusiausvyra svarbi tiek kasdienėje veikloje, tiek atliekant sveikatos stiprinimo pratimus, todėl rengiant pusiausvyros lavinimo pratimus, reikia atsižvelgti į išsikeltus tikslus. Gera pusiausvyra leidžia efektyviai atlikti pratimus, ekonomiškai naudoti energiją. 25

26 2.3. FIZINIO AKTYVUMO POVEIKIS PUSIAUSVYRAI Judėjimas, tai viena svarbiausių gyvo organizmo biologinių funkcijų. Judėjimo funkcija apsprendžia augimo, vystymosi, organizmo formavimosi procesus. Todėl stimuliuojant aktyvią visų organizmo sistemų veiklą, palaikant ir vystant ją, sąlygojamas bendras sveikatos pagerėjimas. Pokyčiai, vykstantys organizme fizinių pratimų įtakoje yra sudėtingi tai fiziologiniai ir morfologiniai pakitimai. Galutinis fizinių pratimų poveikio rezultatas naujų, sudėtingų sąlyginių refleksų, padidinančių organizmo funkcines galimybes sudarymas. Šis poveikis vyksta nervinių ir humoralinių mechanizmų dėka. Atliekant fizinius pratimus, vystosi ir tobulėja bei užsitvirtina laikini ryšiai, sustiprėja žievinių ir požievinių centrų reguliacinis poveikis kraujagyslių sistemai. Fizinių pratimų įtakoje išsilygina pagrindinių nervinių procesų eiga, vyraujant slopinimo procesams sustiprėja jaudinimas, o patologinio dirgimo metu išsivysto slopinimo procesai. Todėl reguliariai atliekant dozuotą fizinę treniruotę formuojasi naujas dinaminis stereotipas, kuris pašalina ar susilpnina patologinį stereotipą ir taip sąlygoja funkcinio sutrikimo ar ligos pašalinimą. Fiziniai gerina trofiką ir asimiliacijos procesus. Tai teigiamai veikia širdies ir kraujagyslių veiklą. Normalizuojasi pulsas: mažėja jo labilumas ramybėje ir po darbo, mažėja arterinis kraujospūdis, kraujyje padidėja ph, eritrocitų kiekis, suaktyvėja kraujo fermentai. Teigiami pokyčiai vyksta ir kvėpavimo sistemoje bei dujų apykaitoje: didėja kvėpavimo raumenų jėga, krūtinės ląstos ir diafragmos paslankumas, ko pasekoje kvėpavimas tampa gilesnis ir lėtesnis, padidėja plaučių gyvybinė talpa, plaučių kvėpuojamasis paviršius. Fizinių pratimų įtakoje pagerėja judamojo aparato trofika. Kaulinėje dalyje padidėja vamzdinių kaulų diafizė, keičiasi kaulinių plokštelių struktūra ir išsidėstymas, padidėja kalcio nusėdimas, sustorėja žievinis sluoksnis. Raumenyse vystosi hipertrofija: padidėja raumeninių skaidulų skersmuo, pagerėja raumenų elastingumas, jų aprūpinimas krauju, padaugėja kapiliarų ir kraujagyslių anastomozių, padidėja raumenų tonusas ir jėga. Raiščių sąnarių aparatas tvirtėja, gerėja sąnarių paslankumas. Teigiami pokyčiai stebimi ir kitose organizmo sistemose: virškinimo ir šalinimo, medžiagų ir energijos apykaitoje. Fizinių pratimų palankus poveikis nervų sistemai pasireiškia savijautos ir miego pagerėjimu, nuotaikos pastovumu. Svarbiausia yra fizinės ir psichinės sistemos vienovė. Psichika valdo judesius, o tikslingi specialieji, darantys poveikį centrinei ir periferinei nervų sistemai, taip pat ir sąmonei, intensyvina organizmo atstatomuosius procesus, padeda prisitaikyti prie besikeičiančių sąlygų. 26

27 Fiziniai teigiamai veikia organizmą, kai parenkamas adekvatus žmogaus fiziniam pasirengimui fizinis krūvis. Neteisinga metodika ir neracionalus režimas gali pakenkti sveikatai. Fizinis aktyvumas, naudojamas esant pusiausvyros sutrikimams, atlieka nespecifinio dirgiklio funkciją, sukeldamas bendrą organizmo reakciją. Atliekant fizinius pratimus, iš odos, raumenų, sausgyslių, sąnarių refleksogeninių zonų kyla nerviniai impulsai, plintantys aferentiniais laidais į galvos smegenis, kur jie perdirbami ir impulsų pavidalu leidžiasi eferentiniais laidais į motorinę zoną. Lavinant ir gerinant pusiausvyrą gali būti naudojamos įvairios fizinio aktyvumo formos, kaip paprasčiausi pusiausvyrą lavinantys, žaidimai ir pan. Bendrieji pusiausvyrą lavinantys gali būti parenkami pagal sudėtingumą, keičiant pradines padėtis. Po kurio laiko, šie gali tapti nebeįdomūs, monotoniški. Todėl siekiant sudominti, paįvairinti fizinę veiklą, pratimus rekomenduojama derinti su žaidimais, kurie gali būti atliekami grupėje ir sukelti daug teigiamų emocijų, tuo pačiu lavinti pusiausvyrą bei judesių koordinaciją [34, 40, 45]. Vestibiulinių funkcijų tobulinimui yra taikoma speciali priemonių ir metodų sistema. Vestibiulinio aparato lavinimo priemonės skirstomos į aktyvias ir pasyvias. Fiziniai priskiriami aktyvioms priemonėms. Treniruotėse naudojamas aktyvus metodas, atliekami įvairūs, t.y. galvos judesiai, šuoliukai, pritūpimai ir pan. Naudojant pasyvų metodą, galima pasiekti žymų efektą. Pagrindiniai treniruotės šiuo atveju atliekami Barany kėdėje, Renskio rate ant batuto ir įvairių kitų įrengimų. Tačiau treniruojantis įvairių prietaisų pagalba, sportuojančiųjų vaidmuo vestibiulinio aparato tobulinimo procese yra žymiai pasyvesnis. Todėl tokios lavinimo priemonės praktikoje taikomos retai. Naudojamas ir mišrus lavinimo metodas. Jo privalumai: neatsiranda neigiamų emocijų, iššauktų pritaikant vienodas tiek pasyvaus, tiek aktyvaus metodo priemones. Lavinant vestibiulinį aparatą, svarbu tinkamai parinkti tinkamus pratimus, parinkti tinkamą treniravimo metodiką, tinkamai dozuoti ir kontroliuoti krūvį [9, 17]. Pagrindiniai pusiausvyrą lavinančių pratimų principai: Užsiėmimų reguliarumas, pradedant nuo paprasčiausios fizinės veiklos iki vis sudėtingesnės, motorinio aktyvumo reikalaujančios veiklos, sensorinių analizatorių panaudojimas (taktilikos, 27

28 regos ar propriorecepcijos) siekiant padidinti motorinį aktyvumą ir sensorinių analizatorių eliminavimas siekiant pagerinti problemų sprendimą ir motorikos aktyvinimą. Judesiai pradžioje gali būti paprasti, anatominių judesių lygmenyje ir palaipsniui sudėtingėti iki kombinuotų ar diagonalinių. Proksimaliniam stabilumui dažniausiai kreipiamas didesnis dėmesys nei distaliniam mobilumui. Pagerėjus judesių kokybei, turi pagerėti judesių atlikimo greitis ir laikas [17]. 3. DARBO TIKSLAS IR UŽDAVINIAI TIKSLAS Įvertinti skirtingo kryptingumo fizinių krūvių poveikį moterų valinių judesių kontrolei. UŽDAVINIAI 1. Nustatyti judesių kontrolės parametrų kaitą prieš ir po aerobinių pratimų. 2. Nustatyti propriorecepcijos rodiklių kaitą prieš ir po lokaliųjų pratimų. 3. Palyginti judesių kontrolės ypatumus tarp skirtingų fizinių krūvių poveikio. 28

29 4. TYRIMO ORGANIZAVIMAS IR METODIKA 4.1. TIRIAMŲJŲ KONTINGENTAS Tyrimas buvo vykdomas Kauno Medicinos Universiteto Kineziologijos ir Sporto medicinos katedroje 2004 m. gruodžio 2005 m. vasario mėnesiais. Tiriamųjų kontingentą sudarė dvi grupės: aerobinių pratimų grupė ir lokaliųjų pratimų grupė. Aerobinių pratimų grupė lankė tradicinės aerobikos užsiėmimus reguliariai 2 3 kartus per savaitę. Užsiėmimai vykdavo 1 val., skambant muzikai, atliekant acikliniai pratimus. Grupėje buvo 51 moteris. Tiriamųjų amžiaus vidurkis buvo 21,6 ±0,4 metai, kūno masės indeksas 20,7 ±0,3 kg/m². Lokaliųjų pratimų grupė 2 3 kartus per savaitę lankė sveikatos stiprinimo užsiėmimus pagal Pilates metodiką. Šiuose užsiėmimuose dirbama su savo kūno svoriu, akcentuojamas kvėpavimas ir koncentracija. Užsiėmimų trukmė - 1 val. Šią grupę sudarė 18 moterų. Amžiaus vidurkis 20,9 ±0,3 metai, kūno masės indeksas 21,0 ±0,5. Tiriamosios buvo atrenkamos atsitiktinės atrankos būdu, savo noru patvirtinusios sutikimą dalyvauti tyrime JUDESIŲ KONTROLĖS VERTINIMO METODIKA 29

30 Tiriamųjų judesių kontrolei įvertinti buvo naudojama kompiuterizuota platforma Libra (Italija, 2002, 93/42/CEE). Sistemą sudaro: 42x42 cm dydžio platforma, ant kurios tiriamasis atlieka tam tikrą užduotį (...pav.). platforma leidžia atlikti pratimus pasirenkant skirtingą atramos plotį, įvairias judesių atlikimo plokštumas (frontali, sagitali ir frontali sagitali). 5 pav. Libra Platforma Kompiuterinė programa, skirta duomenų kaupimui, apdorojimui ir archyvavimui (...pav.). 6 pav. LIBRA vaizdas kompiuterio ekrane. 30

31 Kompiuteris ir platforma tarpusavyje susieta sistema. Kaupiamus duomenis apdoroja kompiuterinė programa. Pratimo atlikimo metu vertinamas: suminis plotas; užribio plotas; užribio laikas; atsistatymo laikas; suminis nestabilumo vertinimas. Suminis plotas, užribio plotas, užribio laikas ir atsistatymas buvo matuojami santykiniais vienetais (SV), suminis nestabilumo vertinimas balais (10 0). Tyrimui buvo naudojamas vizualinis metodas. Kompiuterinės programos pagalba buvo nustatyti svyravimo intervalai nuo -3 iki +3, procedūros atlikimo laiko intervalas 60 s. Tyrimas buvo atliekamas trijose padėtyse: 1. Stovint (1 padėtis). Platforma svyra į šalis, stebimas kūno padėties valdymas frontalioje plokštumoje. Pradinė padėtis: kojos klubų plotyje, pėdos lygiagrečios viena kitai, rankos ant klubų 2. Sėdint (2 padėtis). Platforma svyra į šalis, tiriamasis atlieka judesius frontalioje plokštumoje. Tiriamasis sėdi ant platformos įprastoje laikysenoje, rankos sukryžiuotos ant pečių, kojos suglaustos, nesiekia atramos. 3. Sėdint (3 padėtis). Platforma svyra pirmyn ir atgal, atliekamas pusiausvyros testavimas sagitalioje plokštumoje. Pradinė padėtis kaip sėdint 2 padėtyje. Tiriamasis pratimo atlikimo metu, visose trijose pozicijose turėjo sekti mėlynos spalvos kursoriaus svyravimus, neišsvyrant už žalios spalvos judančios į kairę ir į dešinę puses juostos ribų (...pav.). Visa judesių biomechanika turėjo vykti fiksuotame kūno segmente klubuose. 31

32 7 pav. Vaizdas kompiuterio ekrane testuojant. Kiekvienas tiriamasis tyrimą atliko du kartus: prieš ir po fizinio krūvio MATEMATINĖS STATISTIKOS METODAI Tyrimo duomenų analizei buvo skaičiuojamas aritmetinis vidurkis, standartinis nuokrypis, vidurkio standartinė paklaida. Vidurkio skirtumo patikimumas buvo skaičiuojamas taikant Stjudento t kriterijų, reikšmių skirtumas patikimas, kai p<0,05. Skaičiavimai atlikti naudojant programų paketą SPSS 10,0. 32