16508743-biomecanica

GEORGETA NENCIU

BIOMECANICA ÎN EDUCAŢIE FIZICĂ ŞI SPORT Aspecte generale

Universitatea SPIRU HARET

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţ Na ţionale a României NENCIU, GEORGETA Biomecanica în educaţ educaţie fizică fizică şi sport. Aspecte generale / Georgeta Nenciu – Bucureşti: Editura Fundaţiei România de Mâine, 2005 128p.; 23,5 cm. Bibliogr. ISBN 973-725-369-8

577.3

© Editura Funda ţiei România de Mâine , 2005

Redactor: Cosmin COMARNESCU Tehnoredactor: Vasilichia IONESCU Coperta: Marilena BĂLAN (GURLUI) Bun de tipar: 16.12.2005; Coli tipar: 8 Format: 16/70×100 Editura şi Tipografia Fundaţiei România de Mâine Splaiul Independenţei nr.313, Bucureşti, Sector 6, O.P. 83 Tel./Fax: 316.97.90; www.spiruharet.ro e-mail: [email protected] Universitatea SPIRU HARET

UNIVERSITATEA SPIRU HARET

GEORGETA NENCIU

BIOMECANICA ÎN EDUCAŢIE FIZICĂ ŞI SPORT Aspecte generale

EDITURA FUNDAŢIEI ROMÂNIA DE MÂINE BucureSPIRU şti, 2005 Universitatea HARET


CUPRINS

Introducere ………………………………………………………………………...

9

Partea I

1. Scurt istoric …………………………………………………………………….. 2. Alte discipline ştiinţifice care studiază mişcarea ……………………………… 3. Noţiuni cu care operează biomecanica ………………………………………… 4. Noţiuni de fizică aplicate la organismul uman ………………………………… 4.1. Legile mecanice ale mi şcărilor …………………….…………………….. 4.2. Comparaţie între mărimile de bază ale mecanicii şi cele ale biomecanicii … 5. Locomoţia ……………………………………………………………………… 5.1. Principalele forme ale mi şcării …………………………………………… 5.2. Tipuri de statică şi locomoţie …………………………………………….. 5.3. Bipedia şi modificările morfo-funcţionale datorate ei …………………… 5.4. Clasificarea mişcărilor omului …………………………………………… 5.5. Mişcările locomotorii …………………………………………………….. 6. Mecanismele generale ale locomo ţiei …………………………………………. 6.1. For ţele implicate în mişcările corpului …………………………………... 6.1.1. For ţele interne implicate în mişcarea corpului ………………….… 6.1.2. For ţele externe implicate în realizarea mi şcării ..………………….. 7. Cupluri şi lanţuri cinematice …………………………………………………... 7.1.Cuplu cinematic …………………………………………………………... 7.2 Lanţul cinematic …………………………………………………………... 7.2.1. Lanţ cinematic deschis …………………………………………….. 7.2.2. Lanţ cinematic închis ……………………………………………… 8. Grupe şi lanţuri musculare …………………………………………………….. 8.1. Grupa muscular ă …………………………………………………………. 8.2. Lanţurile musculare ………………………………………………………. 9. Tipurile biomecanice de activitate muscular ă …………………………………. 9.1.Tipuri biomecanice de activitate statică …………………………………... 9.1.1 Activitatea statică de consolidare ………………………………….. 9.1.2 Activitatea statică de fixare ………………………………………… 9.1.3. Activitatea statică de menţinere …………………………………… 9.2. Tipuri biomecanice de activitate dinamic ă ………………………………. 9.2.1. Activitatea dinamică de învingere ………………………………… 9.2.2. Activitatea dinamică de cedare ……………………………………. 10. Principalele lanţuri musculare ale corpului …………………………………… 10.1 Lanţurile musculare ale trunchiului ……………………………………... 10.2.Lanţurile musculare ale membrelor superioare …………………………. 10.3 Lanţurile musculare ale membrelor inferioare …………………………... 11. Particularităţi biomecanice ale aparatului locomotor …………………………. 12. Principii generale de anatomie func ţională şi biomecanică …………………... 13. Legile biomecanicii …………………………………………………………… Universitatea SPIRU HARET

13 15 15 17 17 18 21 21 21 21 22 23 23 24 24 32 34 34 34 34 35 35 35 36 37 37 37 37 37 38 38 39 39 40 41 44 51 52 56 5

Partea a II-a

1. Articulaţiile şi clasificarea lor …………………………………………………. 1.1. Articulaţii fixe (sinartroze) sin – „împreună” ……………………………. 1.2. Articulaţii semimobile (amfiartroze) ……………………………………... 1.3. Articulaţii mobile (diartroze) …………………………………………….. 2. Diartrozele – caracteristici morfo-funcţionale …………………………………. 2.1. Suprafeţele articulare …………………………………………………….. 2.2. Mijloacele de unire ……………………………………………………….. 2.3. Mijloacele de alunecare (membrana sinovial ă şi lichidul sinovial) ……… 2.4. Vascularizaţia articulaţiilor ………………………………………………. 2.5. Inervaţia articulaţiilor …………………………………………………….. 2.6. Mobilitatea articular ă …………………………………………………….. 2.7.Axele biomecanice ale articulaţiilor ………………………………………. 2.8. Metode de măsurare a capacităţii funcţionale a articulaţiei ……………… 3. Articulaţiile capului ……………………………………………………………. 3.1. Structura funcţională a articulaţiei temporo-mandibulare ………………... 3.2. Muşchii capului …………………………………………………………... 3.3. Biomecanica articulaţiei ………………………………………………….. 3.4. Calităţile biomecanice ale craniului ……………………………………… 4. Articulaţiile coloanei vertebrale ……………………………………………….. 4.1. Structura funcţională a coloanei vertebrale ………………………………. 4.2. Muşchii implicaţi în mişcările coloanei vertebrale ………………………. 4.2.1. Muşchii gâtului ……………………………………………………. 4.2.2. Muşchii prevertebrali ……………………………………………… 4.2.3. Muşchii abdominali antero-laterali ……………………………….. 4.2.4. Muşchii lombo-iliaci ………………………………………………. 4.2.5. Muşchii posteriori ai coloanei vertebrale ………………………….. 4.3. Biomecanica coloanei vertebrale ………………………………………… 5. Articulaţiile toracelui …………………………………………………………... 5.1. Structura funcţională a toracelui …………………………………………. 5.2. Muşchii implicaţi în mişcările toracelui ………………………………….. 5.2.1. Muşchii gâtului ……………………………………………………. 5.2.2. Muşchii abdominali ……………………………………………….. 5.2.3. Muşchii toracelui ………………………………………………….. 5.3. Biomecanica toracelui ……………………………………………………. 6. Centura scapular ă ……………………………………………………………… 6.1. Structura funcţională a centurii scapulare ………………………………... 7. Articulaţia scapulo-humerală ………………………………………………….. 7.1. Structura funcţională a articulaţiei scapulo-humerale ……………………. 7.2. Muşchii care participă la mişcările umărului …………………………….. 7.2.1. Muşchii posteriori ai coloanei vertebrale ………………………….. 7.2.2. Muşchii toraco-brahiali ……………………………………………. 7.2.3..Muşchii scapulo-brahiali …………………………………………... 7.3. Biomecanica articulaţiei scapulo-humerale ……………………………… 6


61 61 61 61 62 62 63 64 64 64 64 64 65 66 66 67 70 70 71 71 72 72 75 75 75 76 81 82 82 83 83 83 83 85 85 85 86 86 88 88 88 88 89

8. Articulaţia humero-cubito-radială ……………………………………………... 8.1. Structura funcţională a articulaţiei ……………………………………….. 8.2. Muşchii implicaţi în mişcările cotului ……………………………………. 8.2.1. Muşchii flexori …………………………………………………….. 8.2.2. Muşchii extensori ………………………………………………….. 8.3. Biomecanica articulaţiei cotului ………………………………………….. 9. Articulaţiile antebraţului ……………………………………………………….. 9.1. Structura funcţională a antebraţului ……………………………………… 9.2. Muşchii antebraţului ……………………………………………………… 9.2.1. Muşchii anteriori ……………….……………………………….…. 9.2.2. Muşchii posteriori …………………………………………………. 9.2.3. Muşchii externi ……………………………………………………. 9.3. Biomecanica articulaţiilor radio-cubitale ………………………………… 10. Articulaţiile gâtului mâinii şi ale mâinii ………………………………………. 10.1. Structura funcţională a acestor articulaţii ……………………………….. 10.2. Muşchii implicaţi în biomecanica acestor articulaţii …………………… 10.2.1. Muşchii antebraţului …………………………………………….. 10.2.2.Muşchii intrinseci ai mâinii ……………………………………… 10.3. Biomecanica articulaţiei gâtului mâinii şi a mâinii ……………………... 10.4. Membrul superior ca lanţ cinematic …………………………………….. 11. Bazinul ………………………………………………………………………… 11.1. Structura funcţională a bazinului ……………………………………….. 11.2. Biomecanica bazinului ………………………………………………….. 12. Articulaţia coxo-femurală ……………………………………………………... 12.1. Structura funcţională a şoldului ………………………………………… 12.2. Muşchii care intervin în mobilizarea şoldului ………………………….. 12.2.1. Muşchii lombo-iliaci ……………………………………………. 12.2.2. Muşchii bazinului ……………………………………………….. 12.2.3. Muşchii coapsei …………………………………………………. 12.3. Biomecanica articulaţiei coxo-femurale ………………………………... 13. Genunchiul ……………………………………………………………………. 13.1. Articulaţia femuro-tibială ……………………………………………….. 13.1.1. Structura funcţională a articulaţiei femuro-tibiale ……………… 13.1.2. Biomecanica articulaţiei femuro-tibiale ………………………… 13.1.3 Meniscurile: biomecanica şi rolul lor ……………………………. 13.2. Articulaţia femuro-rotuliană ……………………………………………. 13.2 1. Structura funcţională a articulaţiei ……………………………… 13.2.2. Biomecanica articulaţiei femuro-rotuliene ……………………… 13.2.3. Rolul rotulei …………………………………………………….. 13.2.4. Statica genunchiului ……………………………………………. 14. Gamba ………………………………………………………………………… 14.1. Structura funcţională a articulaţiilor gambei ……………………………. 14.2. Muşchii implicaţi în mişcările gambei ………………………………….. 14.2.1. Muşchii lojei anterioare …………………………………………. 14.2.2.Muşchii lojei externe …………………………………………….. 14.2.3. Muşchii lojei posterioare ………………………………………... 14.3. Biomecanica articulaţiilor gambei ……………………………………… 14.4. Statica şi biomecanica gambei ………………………………………….. Universitatea SPIRU HARET

90 90 92 92 92 93 93 93 94 94 95 96 96 96 96 97 97 98 98 99 99 99 102 103 103 106 106 106 107 110 111 112 112 114 116 116 116 117 117 117 118 119 119 119 120 120 122 122 7

15. Articulaţiile gleznei şi ale piciorului ………………………………………….. 15.1. Structura funcţională a acestor două segmente …………………………. 15.2. Muşchii implicaţi în mişcările piciorului ……………………………….. 15.2.1.Muşchii gambei ………………………………………………….. 15.2.2. Muşchii proprii ai piciorului ……….…………………………… 15.2.3 Bolţile piciorului ………………………………………………… 15.2.4. Amprenta plantar ă ………………………………………………. 15.3. Biomecanica gleznei şi a piciorului …………………………………….. 15.4. Membrul inferior ca lanţ cinematic ……………………………………...

122 122 125 125 125 126 127 127 127

Bibliografie selectivă …………………………………………………………….... 128

8


INTRODUCERE

Activitatea motrică din domeniul educa ţ iei fizice şi sportului, cât şi cea din sfera ocupa ţ ional ă , precum şi reabilitarea deficien ţ elor aparatului locomotor, cunosc în ţ ara noastr ă o evolu ţ ie impresionant ă . În formarea şi perfec ţ ionarea celor care lucrează în aceste domenii, un rol important îl are şi biomecanica, aceast ă ştiin ţă biologică ce poate explica atât cauzele şi mecanismele mi şcă rilor, cât şi efectele acestora asupra corpului în întregime şi par ţ ial, asupra segmentelor sale. Cum biomecanica este în strânsă leg ă tur ă cu alte discipline biologice, în multe capitole, mai ales în partea a doua, am legat biomecanica de cuno ştin ţ ele de anatomie func ţ ional ă , deoarece se ştie că nu po ţ i fi un bun specialist în acest domeniu: antrenor, profesor de educa ţ ie fizică sau kinetoterapeut, f ă ră să cuno şti diversitatea formelor de mi şcare ale corpului omenesc şi mecanismel e lor. Nu po ţ i cunoa şte mecanismele mi şcă rilor dacă nu ai no ţ iuni de biomecanică . Nu po ţ i în ţ elege biomecanica dacă nu ai no ţ iuni de anatomie func ţ ional ă . Ad ă ug ă m şi faptul că anatomia func ţ ional ă şi biomecanica fac posibil ă în ţ elegerea şi a altor discipline indispensabile cum sunt: fiziologia şi biochimia efortului, precum şi kinetologia, cu aspectele ei practice, terapeutice, mijlocul cel mai valoros în reabilitarea deficien ţ elor aparatului locomotor. Cunoa şterea corect ă a aspectelor biomecanice ale mi şcă rilor de că tre speciali şti, poate contribui la ameliorarea randamentului procesului de cre ştere a capacit ăţ ii de efort; la valorificarea la maximum în competi ţ ii a capacit ăţ ii de efort, prin adaptarea tehnicilor la caracteristicile somatice şi func ţ ionale ale sportivului; la îmbună tă ţ irea criteriilor de selec ţ ie primar ă pentru o anume ramur ă sportivă , prin compensarea caracteristicilor individuale în anumite limite. Mai poate contribui la cre şterea performan ţ ei sportive prin folosirea unor aptitudini predominant genetice, cum ar fi mobilitatea articular ă , elasticitatea muscular ă şi anumite raporturi de lungime ale segmentelor corpului. Pe de alt ă parte, cunoa şterea şi studierea din punct de vedere biomecanic a modului de producere a diferitelor accidente, leziuni, rupturi musculare, fracturi, joacă un rol foarte important în prevenirea acestora, după cum şi recuperarea şi terapia în astfel de cazuri sunt mult ameliorate dacă se cunosc nu numai cauzele biomecanice ale accidentelor, dar şi efectele unor solu ţ ii recuperatorii care limitează pentru moment mi şcă rile (proteze, gipsuri, dispozitive de fixare sau întindere). De aceea, consider ă m ca introducerea în Planul de învăţă mânt al studen ţ ilor Facult ăţ ii de Educa ţ ie Fizică si Sport din Universitatea Spiru Haret a disciplinei Biomecanica în Educaţie Fizică si Sport reprezint ă un lucru benefic pentru studen ţ i, viitori speciali şti în aceste domenii. Importan ţ a cuno ştin ţ elor de biomecanică este, ast ă zi, eviden ţ iat ă şi de numeroasele simpozioane şi congrese interna ţ ionale ale speciali ştilor din domeniu care, prin schimburi de informa ţ ii de specialitate şi prin publica ţ ii periodice, contribuie la promovarea biomecanicii. Autoarea Universitatea SPIRU HARET

9

10


Partea I


11

12


1. SCURT ISTORIC O dată cu aprofundarea cunoştinţelor despre structura internă şi aspectul exterior al diverselor organe, aparate şi sisteme şi despre raporturile de vecinătate dintre ele, etapa anatomiei descriptive şi topografice a început să fie depăşită. Au apărut probleme noi, referitoare la semnifica ţia morfologică a diverselor structuri, la rostul lor, la cauzele care au determinat apari ţia lor. Şi astfel s-a ajuns la stabilirea strânsei corela ţii dintre organe şi funcţiile lor, la enun ţarea marii legi a biologiei generale: „funcţia creează organul”. Cercetările anatomice au atras dezvoltarea altor ramuri ale ştiinţelor biologice, cum sunt fiziologia, biochimia şi biomecanica. Studiul izolat, pur descriptiv sau pur topografic, al diverselor organe şi sisteme a fost completat prin studiul func ţiilor acestora. Considerând corpul animalelor şi al omului drept o maşină vie, biomecanica se ocupă cu studiul mişcărilor din punctul de vedere al legilor mecanicii. Ea studiază formele de mişcare, for ţele care produc mi şcarea, interacţiunea dintre aceste for ţe şi for ţele care se opun mişcării. Este deci o form ă de analiză anatomofuncţională a mişcărilor în termeni mecanici. Etimologic, noţiunea provine de la cele două cuvinte greceşti, bios – care înseamnă via ţă şi mehane – care înseamnă ma şină . Primele noţiuni au fost enunţate de Aristotel (384 – 322 î.e.n.), în tratatele despre păr ţile animalelor şi mişcările lor. El descrie pentru prima oar ă acţiunile muşchilor, f ăcând o serie de observaţii practice, cum ar fi: animalul care se mi şcă îşi schimbă poziţia apăsând solul din faţa sa, atleţii vor sări mai departe dac ă ţin greutăţi în mâini, iar alerg ătorii vor accelera viteza dac ă îşi vor balansa braţele. Este cel dintâi savant preocupat de procesul complex al mersului. A intuit genial pentru timpul său rolul centrului de greutate, legile mi şcării şi ale pârghiilor. Arhimede (287 – 212 î.e.n.) descoper ă principiile hidrostatice relative la plutirea corpurilor, care se folosesc şi astăzi în biomecanica înotului. Galen (131 – 201 e.n.) studiază mişcările, face distincţie între nervii senzitivi şi motori, între muşchii agonişti şi antagonişti, descrie tonusul muscular şi introduce termenii de diartroză şi sinartroză folosiţi şi astăzi în biomecanică. Leonardo da Vinci (1452 – 1519), celebrul artist al Renaşterii, a studiat majoritatea elementelor legate de mi şcările corpului omenesc. El a descris ac ţiunea unor muşchi sinergici ce particip ă la realizarea mersului, s ăriturilor şi alergărilor. A inventat, plecând de la aceste studii, diferite mecanisme de îmbun ătăţire a randamentului mişcărilor umane, a căror principii de funcţionare au r ămas valabile şi astăzi. Galileo Galilei (1564 – 1643), prin concluziile sale privind faptul că acceleraţia unui corp în cădere nu este propor ţională cu greutatea sa şi că relaţia dintre spaţiu, timp şi viteză este un factor de bază în studiul mişcărilor, inaugurează mecanica clasică . Alfonso Borelli (1608 – 1679), prin studiile sale remarcabile de biomecanică, a ar ătat că oasele şi segmentele corpului uman acţionează ca nişte pârghii care sunt mişcate de mu şchi, conform unor principii mecanice clasice. El a introdus no ţiunea de rezisten ţă a aerului şi a apei şi a f ăcut bilanţuri energetice ale mi şcărilor umane în mod corect. Universitatea SPIRU HARET

13

Nicolas Andry (1658 – 1742) numeşte şi defineşte, în chiar titlul lucr ării sale, Orthopedia, ca arta de prevenire şi corectare a deformaţiilor corpului copilului. Isaac Newton (1642 – 1727) a avut o contribuţie importantă la dezvoltarea biomecanicii, formulând cele trei legi ale mişcării şi repausului care exprim ă legătura dintre for ţe şi efectele lor. Bazat pe observa ţia că un corp în mişcare asupra căruia acţionează două for ţe independente se deplasează de-a lungul unei diagonale egală cu suma vectorială a celor două for ţe ce acţionează independent, Newton foloseşte pentru prima oar ă metoda paralelogramului for ţelor. Rudolf Fick (1866 – 1939) descoper ă variaţia poziţiei centrului de greutate în funcţie de poziţia corpului şi a segmentelor. Introduce termenii de izometrie şi izotonie. Artur Steindler (1878 – 1959), în lucrarea sa Kineziologia, a sistematizat metodele şi mijloacele de studiu ale mi şcării. Primele cercetări de biomecanică r ămân însă legate de numele fraţilor Weber (1836), ale lui Fischer (1889), Marey (1890), Demenz (1900), Strasser (1908), Fick (1920). La noi în ţar ă, primul om de ştiinţă care a introdus studiul mi şcărilor corpului a fost Fr.I. Rainer . Lucr ări importante în acest domeniu dator ăm unor mari profesori, cum sunt I.Th. Riga, E. Repciuc, Z. Jagnov, St. Milcu, Rusu, Gh. Marinescu. Acesta din urmă a introdus cinematografia în studiul mersului bolnavilor cu afecţiuni neurologice şi lui A. Iliescu ce a contribuit la studiul mişcărilor, al actelor motrice din domeniul educa ţiei fizice şi sportului. Donskoi remarca faptul că numai cunoscând legile mi şcă rilor se poate prevedea rezultatul lor în condi ţ ii diferite, se pot da la iveal ă izvoarele gre şelilor în că ile pentru mi şcă ri, se poate aprecia în mod just eficacitatea mi şcă rilor, se pot g ă si perfec ţ ionarea lor şi, în ultimă instan ţă , se pot crea mi şcă rile care corespund, în cel mai înalt grad, sarcinilor motrice propuse. O definiţie a biomecanicii care integreaz ă aceste corelaţii strânse o dator ăm lui Gowerts, şi anume: Biomecanica este ştiin ţ a care se ocupă cu studiul repercursiunilor for ţ elor mecanice asupra structurii func ţ ionale a omului în ceea ce prive şte arhitectura oaselor, a articula ţ iilor şi a mu şchilor, ca factori determinan ţ i ai mi şcă rii. Cum studiul biomecanicii nu este posibil f ăr ă cunoaşterea caracteristicilor morfo-funcţionale ale organismului, interdependen ţa dintre anatomie şi biomecanică apare cu prisosinţă. Biomecanica se ocup ă deci nu numai de analiza mecanic ă a mişcărilor, ci şi de efectele lor asupra structur ării organelor ce realizează mişcarea. Studiul biomecanicii este, astfel, strâns legat de studiul anatomiei func ţionale. Pe lângă biomecanica umană există biomecanica animalelor şi biomecanica plantelor care, aşa cum este lesne de în ţeles, se ocupă cu studiul mişcărilor animalelor şi ale plantelor. În educaţia fizică şi în sport, pentru fiecare ramur ă sportivă se fac studii biomecanice specifice. Ex.: Biomecanica atletismului, Biomecanica scrimei, Biomecanica sporturilor nautice etc. În kinetoterapie, aplicarea corect ă a cunoştinţelor de biomecanică poate scurta şi îmbunătăţi totodată calitativ refacerea, recuperarea şi reabilitarea dup ă traumatisme, accidente, interven ţii chirurgicale sau poate reduce din complexul infirmităţilor. 14


2. ALTE DISCIPLINE ŞTIINŢIFICE CARE STUDIAZĂ MIŞCAREA Cu studiul mişcării însă se ocupă şi alte discipline ştiinţifice, dar care, fiind vizibil diferite, nu se pot confunda cu biomecanica. Ele au obiect de studiu comun cu biomecanica (mişcarea), dar puncte de vedere, scopuri şi mijloace diferite. Prin sistematizarea f ăcută de Gagea A. (2002) le enumer ăm: Kinantropologia, ramur ă a antropologiei, care studiază mişcarea ca efect al tuturor funcţiilor biologice implicate. În acest caz mi şcarea este extinsă şi la grupuri sau mulţimi, primind un caracter social. Kinetoterapia, în care mişcarea este privită şi utilizată ca principal mijloc de recuperare, reabilitare sau refacere dup ă traumatisme, afecţiuni locomotorii etc. Kinetoprofilaxia, în care mişcarea este studiat ă şi utilizat ă ca mijloc profilactic. Kineziologia, ştiinţă care priveşte mişcarea ca fenomen şi are rol mai mult didactic decât practic. Ergonomia (de la ergon – muncă şi nomos – legi), în care mişcarea este studiată prin prisma eficienţei sale profesionale (randamentul muncii fizice). Ergofiziologia , în care mişcarea este studiată ca mecanism fiziologic ce are la bază procesele biochimice. Ergometria, în care mi şcarea este măsurată şi standardizată după criteriul eficienţei muncii fizice. Biofizica, în care mi şcarea este studiat ă ca particularitate a bios-ului, cauzele ei fiind extinse în biochimie şi bioenergetică. Biocinetica , în care sunt studiate fenomenele generate de mi şcarea din bios. Bionica , în care, pe lângă alte fenomene, este studiat ă mişcarea senzorială din bios (în special locomoţia subspeciilor umane evoluate), cu scopul de copiere în domeniul tehnicii. Robotica, în care mişcarea din bios este studiat ă cu scopul înlocuirii sau automatizării ei prin dispozitive tehnice. Anatomia func ţ ional ă , în care mişcarea este studiat ă din punct de vedere structural şi cinematic. Anatomia descriptivă , în care mişcar ea este studiat ă din punct de vedere structural şi geometric. Ortopedia, în special partea ei de mecanic ă a protezelor şi a biomaterialelor, studiază mişcarea pentru a imita sau substitui mi şcarea normală în cazul deficienţelor, disfuncţiilor sau amputărilor. Mecanica aplicat ă la bios (în sport, cosmonautică etc.), în care mi şcarea este studiată ca efect, în principal, al for ţelor externe. Cinematica aplicat ă la bios, ca parte a fizicii, studiaz ă traiectoriile şi vitezele mişcării, f ăr ă să ţină seama de cauzele ei, adic ă de for ţele care o genereaz ă. 3. NOŢIUNI CU CARE OPEREAZĂ BIOMECANICA Convenţional, pentru a fi posibilă orientarea corectă a segmentelor şi organelor, s-a acceptat o poziţie iniţială denumită pozi ţ ia anatomică , o serie de planuri anatomice şi de termeni orientativi, necesari a fi cunoscu ţi. Universitatea SPIRU HARET

15

I. Pozi ţ ia anatomică corespunde până la un punct cu poziţia de drepţi din gimnastică. Adică, în ortostatism, membrele inferioare sunt lipite cu picioarele la unghi drept pe gambe, genunchii şi şoldurile extinse. Membrele superioare sunt lipite pe păr ţile laterale ale trunchiului, cu coatele în extensie, antebra ţele sunt rotate în afar ă, iar palmele şi degetele în extensie privesc înainte. II. Planurile anatomice sunt suprafeţe care secţionează, imaginar, corpul omenesc sub o anumită incidenţă. Ele sunt frontale, sagitale şi transversale. 1. Planurile frontale sunt dispuse paralel cu fruntea, deci vertical şi laterolateral şi împart corpul într-o parte anterioar ă şi o parte posterioar ă. Planul frontal care împarte greutatea corpului într-o jum ătate anterioar ă şi o jumătate posterioar ă este planul medio-frontal . 2. Planurile sagitale sunt dispuse vertical şi antero-posterior şi împart corpul într-o parte stângă şi o parte dreaptă. Planul sagital care împarte greutatea corpului într-o jumătate dreaptă şi o jumătate stângă este planul medio-sagital. 3. Planurile transversale sunt dispuse orizontal şi împart corpul într-o parte superioar ă şi o parte inferioar ă. Planul transversal care împarte greutatea corpului într-o jumătate superioar ă şi o jumătate inferioar ă este planul medio- transversal . La intersecţia planurilor medio-frontal, medio-sagital şi medio-transversal este situat centrul de greutate (de gravita ţ ie). Centrul de greutate poate fi definit ca punctul masei corpului asupra c ăruia acţionează rezultanta liniilor for ţelor gravitaţionale. Adică, gravitaţia acţionează asupra corpului sub forma unui mănunchi de linii de for ţă verticale, dirijate spre centrul pământului. Toate aceste for ţe, asociate vertical, au o rezultant ă care acţionează asupra centrului de greutate. Cum gravita ţia este exprimat ă de acceleraţia g datorită greutăţii (981 cm / s) şi rezultă din acţiunea for ţelor gravitaţionale (F) asupra masei corpului (M), reiese că: F F g M ; deci F Mg M g Astfel, pentru a determina for ţa gravitaţională, vom înmulţi masa corpului (M) cu acceleraţia (g). Dacă corpul respectiv este perfect simetric şi are o densitate uniformă (ex.: mingea de biliard), centrul de greutate se suprapune centrului lui geometric. Corpul omenesc nu este simetric, iar segmentele lui au densit ăţi diferite, de aceea centrul de greutate nu coincide cu centrul geometric. În plus, corpul poate lua poziţii diferite ceea ce atrage o modificare a punctului în care se aplic ă asupra lui rezultanta liniilor de for ţe gravitaţionale. De aceea, centrul de greutate al corpului nu ocupă o poziţie fixă, ci variază de la individ la individ şi de la poziţie la poziţie. =

=

=

III. Termenii orientativi privesc orientarea diferitelor organe sau segmente în raport cu centrul de greutate. Median (medial, intern) – spre centrul corpului sau segmentului Lateral (extern) – în afar ă faţă de centrul corpului sau segmentului Dorsal (posterior) – în spate Ventral (anterior) – în fa ţă Proximal (cranial, superior) – în sus fa ţă de centrul segmentului. Distal (caudal, inferior) – în jos fa ţă de centrul segmentului Radial – spre radius 16


Cubital – spre cubitus Tibial – spre tibie Fibular – spre peroneu (fibulă) Longitudinal – în sensul axei lungi Transversal – în sensul axei transversale Mişcările pot fi: Abducţie – în afar ă faţă de axa longitudinală Adducţie – înăuntru faţă de axa longitudinală Flexie – îndoire Extensie – întindere Rotaţie – în jurul axei lungi (intern ă şi externă) Circumducţie – mişcare complexă, în care segmentul trece succesiv prin poziţiile de flexie, abduc ţie, extensie, adducţie şi revine la poziţia de flexie Pronaţie – r ăsucirea palmelor în jos Supinaţie – r ăsucirea palmelor în sus. 4. NOŢIUNI DE FIZICĂ APLICATE LA ORGANISMUL UMAN

Fizica studiază aspectele cele mai generale ale fenomenelor: mi şcarea mecanică, căldura, electricitatea, radia ţiile, proprietăţile generale şi structura corpurilor. Marile realiz ări ale tehnicii moderne au la baz ă date ştiinţifice furnizate de fizică şi chimia fizicală. O parte a fizicii o reprezint ă mecanica ale c ărei legi fundamentale au fost formulate de Isaac Newton (1642-1727). Prin aceste legi se exprimă legătura şi interacţiunea dintre for ţe şi efectele lor, legi cu importan ţă deosebită pentru dezvoltarea biomecanicii. 4.1. Legile mecanice ale mi şcărilor: Prima lege a mecanicii (legea iner ţiei) spune: Orice corp î şi men ţ ine starea de repaus sau de mi şcare rectilinie şi uniformă , dacă nu este obligat de for ţ e aplicate asupra lui s ă şi-o modifice. Exemple: un vagon de cale ferată r ămâne pe loc, dac ă nu intervine locomotiva să-l pună în mişcare; omul r ămâne imobil dacă for ţa musculaturii nu-l face să se deplaseze. Cauza care determin ă menţinerea stării de repaus sau de mişcare poartă numele de iner ţ ie. Ea acţionează constant asupra corpurilor, atât în repaus, cât şi în mişcare.

A doua lege a mecanicii (legea acceleraţiei) spune: M ă rimea for ţ ei care, ac ţ ionând asupra unui corp, îi imprim ă o anumit ă accelera ţ ie, este egal ă cu produsul dintre masa corpului şi mă rimea accelera ţ iei. Deci F=m*a unde: F = for ţa este cauza care produce accelera ţie; m = masa corpului; a = este spaţiul str ă bătut de un corp într-un anumit timp. Ea nu se confund ă cu viteza, aceasta fiind spaţiul str ă bătut de un corp pe secundă. Universitatea SPIRU HARET

17

Când o for ţă acţionează asupra unui corp, de cele mai multe ori ea îl pune în mişcare. Există însă şi numeroase cazuri când aplicarea unei for ţe nu produce mişcare, ci deformarea corpului, adic ă schimbarea formei sau a volumului acestuia. Deformările corpurilor apar la comprimare (presiune), dilatare, încovoiere, r ăsucire. For ţele acţionează la distanţă sau prin contact direct; exemple de for ţe care acţionează de la distan ţă: for ţa de gravitaţie, for ţele magnetice, for ţele electrice. Prin contact direct avem: în ciocnire, comprimare, întindere, ele sunt for ţe care produc deformarea corpului. În cazul unei comprimări, în interiorul corpului comprimat, apar for ţe contrarii care se opun, numite for ţ e elastice. For ţele se măsoar ă în kilogram-for ţă (kgf) şi se reprezintă prin vectori. Când asupra unui corp acţionează for ţe diferite, accelera ţiile sunt direct pro por ţionale cu intensităţile acestora, o for ţă mai mare produce o accelera ţie sporită şi invers.

A treia lege a mecanicii (legea interacţiunii) spune: Ac ţ iunile reci proce a două corpuri sunt totdeauna egale ca m ă rime şi de sens contrar. Exemple: toate corpurile din natur ă acţionează unele asupra altora, iar for ţele sunt de sens contrar; omul poate executa s ărituri împotriva for ţei lui de greutate. Atâta timp cât omul st ă cu picioarele pe sol, for ţele care acţionează asupra lui se echilibrează reciproc. Prin contracţia muscular ă, omul poate acţiona asupra solului cu o for ţă mai mare decât greutatea lui, surplusul de for ţă imprimându-i o mişcare în sus. Un alt exemplu: prin mi şcarea elicei unui avion sau vapor, acesta ac ţionează asupra aerului sau a apei care, la rândul lor, potrivit legii a treia a mecanicii, acţionează asupra elicei. În consecin ţă, vasul se deplasează în sens opus. 4.2. Compara ţ ie între mărimile de baz ă ale mecanicii şi cele ale biomecanicii A. M ărimi nereductibile (ce nu pot fi reduse, simplificate şi nu sunt specifice biomecanicii) – timpul fizic – o mărime fizică continuu crescătoare. Biomecanica lucreaz ă numai cu durata ( t ). Ea reprezintă diferenţa dintre două momente din scurgerea continuă a timpului. Totdeauna are valoare pozitiv ă. Se măsoar ă în secunde. – spaţiul fizic – în biomecanică este noţiunea de pozi ţ ie. Ea se raporteaz ă la coordonatele x, y, z, faţă de un sistem de referinţă prestabilit. Diferenţa dintre două poziţii este o lungime sau spa ţiu ( S ) propriu-zis. Succesiunea de spaţii reprezintă o traiectorie, iar cel mai scurt spaţiu dintre două poziţii este o distan ţă . – masa – corpurile materiale au un volum şi o densitate a materiei ce ocup ă volumul respectiv. Se notează cu M . – forţa – reprezintă produsul dintre masa unui corp şi acceleraţia gravitaţională (g = 9, 81 m / s). În biomecanic ă se mai numeşte şi greutate. Ca orice mărime vectorială are un punct de aplica ţie, o direcţie, un sens şi o mărime, se măsoar ă în kgf. B. M ărimi reductibile (ce se pot reduce) – deplasarea (d), ca formă practică a mi şcării şi ca expresie a schimb ării de poziţie a unui corp sau segment corporal. Ea reprezint ă o viziune aparte a mi şcării care îmbină principala caracteristic ă a biologiei speciilor evoluate, contrac ţia muscular ă, cu principala caracteristic ă a mecanicii terestre, spa ţiu. 18


– viteza (v) mi şcării, ca raportul între traiectoria sau distan ţa deplasării (d) şi durata acesteia. De ex.: dac ă deplasarea este o alergare a unui sportiv pe distan ţa de 100 m, iar timpul de alergare este de 12 s, atunci viteza este v = d/t v = 100/12 = 8.33 m/s (în medie) – lucru mecanic – travaliul efectuat pentru deplasarea unei greutăţi pe 100 m. Se exprimă în jouli (J). L=k*G*S unde k este coeficient de propor ţionalitate ce include în valoarea lui şi rezistenţa aerului în care se deplasează individul. – puterea (P) – produsul dintre for ţă şi viteză. Se măsoar ă în Watt P = k *G * v – energia – puterea eliberată pe unitate de timp E = k* F* v*t În concluzie, mişcarea biomecanică este o deplasare observabilă (de o anumită durată) dintr-o poziţie în alta a unei greut ăţi (corp sau segment corporal). Deci mişcarea utilizează noţiuni concrete, are o durată (nu este instantanee), se refer ă la un corp real având volum şi densitate (nu ipotetic), aflat în spa ţiul euclidian gravitaţional. În biomecanică se poate vorbi de mişcări ce se pot clasifica dup ă mai multe criterii. Unele sunt împrumutate din mecanic ă (mişcarea de transla ţie, de rotaţie şi cea combinată – elicoidală), altele sunt preluate din anatomia descriptiv ă (mişcările de flexie, extensie, abducţie, adducţie şi cele referitoare la planurile conven ţionale – sagital, frontal sau transversal). În funcţie de sensul de acţiune al contracţiei musculare, mişcările în biomecanică pot fi mişcări concentrice sau excentrice şi mişcări simple sau complexe.

Problema fundamental ă a biomecanicii este de a explica modul cum se produce variaţia mişcărilor corpurilor şi de a stabili raporturile dintre corpurile aflate în mişcare. Corpurile materiale în mi şcare descriu o linie numit ă traiectorie, care poate fi dreaptă sau curbă, iar mişcarea poate fi rectilinie sau curbilinie. Mi şcările se produc în spa ţ iu, măsurat în metri şi în timp, măsurat în ore, minute, secunde. Pentru a caracteriza o mişcare nu sunt suficiente spa ţiul şi timpul, ci şi viteza cu care un corp se deplasează. Viteza poate fi uniformă sau variată. Viteza uniformă este parcurgerea de spa ţii egale în timpi egali. De ex.: omul în mers are o viteză de 1,5 m/s; ciclistul 5 m/s; viteza sunetului este de 340 m/s, iar viteza luminii de 300.000 km/s. În acest caz (al vitezei uniforme), spa ţiul str ă bătut este direct propor ţional cu timpul. Deci S = v * t şi v = S (d) / t Când în mişcare corpul îşi schimbă viteza, el str ă bate spaţii diferite în timpuri egale, deci vorbim de viteză variată. Viteza variat ă este parcurgerea de spaţii inegale în timpi egali, deci în care viteza se schimb ă continuu. Variaţia vitezei în unitate de timp este accelera ţ ia. Universitatea SPIRU HARET

19

Energia este o proprietate a corpurilor, diferit ă de masă şi viteză, reprezentând capacitatea de a efectua un lucru mecanic. Ea poate fi poten ţială şi/ sau cinetică. Dacă ridicăm un corp la o anumit ă înălţime sau dacă comprimăm un resort (minge) elastic, acestea acumuleaz ă o energie numită energie poten ţ ial ă (de poziţie). – Energia potenţială (de poziţie) este energia acumulat ă în corpurile ridicate sau în corpurile elastice comprimate. Ea se exprim ă în kgfm (kilogram-for ţă-metri). Exemplu: balansarea înapoi a piciorului ce urmeaz ă să lovească mingea de fotbal pune în stare de tensiune lanţul muscular al şutului care acumulează o cantitate de energie potenţială ce se va declan şa în momentul executării loviturii. Alt exemplu: lanţurile musculare care urmeaz ă să efectueze aruncarea greutăţii, a suliţei, bătaia la sărituri, înainte să execute mişcarea, sunt puse în stare de tensiune şi acumulează o cantitate de energie poten ţială, pe care o vor elibera în momentul când se contractă, în vederea realizării mişcării respective. – Energia cinetică (de mişcare) este energia care se manifest ă în timpul efectuării mişcării. Astfel, un corp în c ădere (ciocanul, suliţa, mingea) dezvoltă energie cinetică. Ea depinde de masa şi viteza corpului; cu cât masa sau viteza corpului este mai mare, cu atât cre şte şi energia cinetică. Astfel, cu cât viteza şi masa muscular ă a piciorului care loveşte mingea sunt mai mari, cu atât se m ăreşte şi energia cinetic ă dezvoltată. Energia potenţială şi energia cinetică sunt forme ale energiei mecanice. În natur ă mai există şi alte forme de energie: caloric ă, electrică, magnetică, atomică. Oricare din ele poate fi transformat ă în orice altă formă de energie. În toate transformările, energia obţinută este egală cu cea consumată; un muşchi sau o maşină care produce energie trebuie să şi consume, căci energia nu se poate ob ţine din nimic. Iată de ce perpetuum mobile nu poate exista. Pe aceste observa ţii s-a elaborat legea conservării energiei, lege fundamentală a naturii. În toate fenomenele din natur ă energia nu se creează, nu se pierde, ci doar se transformă, trecând dintr-o formă în alta sau, de la un corp la altul, în cantit ăţi egale (M.V. Lomonosov). Puterea este o mărime care măsoar ă lucrul mecanic efectuat în unitate de timp (1 secundă). Ea depinde de for ţa aplicată şi de viteza de mişcare. P=F*v Unitatea de putere este kgfm/s (kilogrammetrul pe secundă). În practică s-au introdus şi alte unităţi: cal-putere (CP), watt (W), kilowatt (kW). Lucrul mecanic este o mărime care se determin ă dacă se înmulţeşte for ţa cu lungimea deplasării obiectului asupra căruia ea se aplic ă. Întreaga activitate a omului desf ăşurată în procesul muncii sau în activitatea sportiv ă constituie lucru mecanic. Condiţia indispensabilă pentru efectuarea unui lucru mecanic constă în existenţa unei for ţe şi deplasarea corpului sub ac ţiunea acesteia. Astfel, ridicarea unei haltere este un lucru mecanic, men ţinerea ei într-o poziţie oarecare, f ăr ă să o deplasăm, nu este lucru mecanic. În ambele cazuri este un efort, dar lucru mecanic este numai atunci când efortul este înso ţit de deplasare. W=F*S în care: W = lucru mecanic; F = for ţa; S = lungimea deplasării Unitatea de măsur ă este kilogrammetrul (kgm) şi reprezintă lucrul mecanic efectuat de o for ţă de 1 kg pe o distanţă de deplasare de 1 metru. 20


Întrebări 1. Ce discipline ştiinţifice au ca obiect de studiu mi şcarea ? 2. Care sunt noţiunile convenţionale cu care operează biomecanica ? 3. Explicaţi legile mecanice ale mi şcării, enunţate de I. Newton. 4. Explicaţi noţiunile din fizică cu care operează biomecanica. 5. LOCOMOŢIA Aparatul specializat care efectueaz ă mişcările corpului omenesc se numeşte aparat locomotor, iar funcţia complexă a acestuia este locomo ţ ia. Majoritatea autorilor înţeleg prin locomoţie o deplasare a corpului în totalitate dintr-un punct într-altul. Termenul provine de la cuvintele latine şti locus = loc şi motus = mi şcat; deci deplasarea în spa ţiu faţă de un punct de referinţă, a corpului sau a unui segment. Americanii au renunţat la termenul de locomo ţ ie, înlocuindu-l cu termenul mai general de kinesis (mişcare). Ramura ştiinţelor biologice care se ocupă cu studiul mişcărilor locomotorii se numeşte kineziologie. Mişcarea este îns ăşi forma de existenţă a materiei sau, după unii autori, un atribut al acesteia. 5.1. Principalele forme ale mi şcării: 1. Mi şcarea microparticulelor materiei (deplasarea electronilor, protonilor, neutronilor – componente ale atomilor); 2. Mi şcarea mecanică (deplasarea corpurilor în spaţiu); 3. Mi şcarea fizică (mişcarea molecular ă sub formă de căldur ă, lumină, electricitate); 4. Mi şcarea chimică (combinarea şi dezagregarea atomilor); 5. Mi şcarea biologică (priveşte viaţa celulei şi a organismelor vii, metabolismul, locomoţia lor); 6. Mi şcarea social ă (viaţa socială). 5.2. Ti puri de static ă şi locomo ţ ie În linii mari se pot descrie patru tipuri principale de postur ă şi de locomoţie: 1. Statica şi locomo ţ ia reptiliană se întâlneşte la târâtoare care- şi menţin axa longitudinală a corpului în contact cu solul şi se deplasează prin târâre. 2. Cvadrupedia este postura şi locomoţia la patrupede, la care centrul de greutate este situat anterior, deasupra membrelor anterioare, la nivelul toracelui, ex.: bizonul. 3. Brahia ţ ia se întâlneşte la primate, care folosesc membrele anterioare pentru a se agăţa şi deplasa în copaci. Centrul de greutate este plasat în mijlocul trunchiului. 4. Bipedia este caracteristic ă omului care foloseşte în mod obişnuit membrele inferioare pentru statică şi locomoţie. Centrul de greutate este plasat tot la nivelul trunchiului, dar mai jos decât la primate. 5.3. Bipedia şi modificările morfo-func ţ ionale datorate ei – Eliberarea membrelor anterioare care serveau la static ă şi transformarea lor în aparate de prehensiune şi veritabile organe senzoriale libere. Dezvoltarea Universitatea SPIRU HARET

21

sistemului nervos, a inteligenţei şi a conştiinţei de sine au fost strâns legate de dezvoltarea mâinii. Chiar denumirea de om provine, în unele limbi, cum ar fi engleza (the man) sau germana (der Mann), de la latinescul manum = mână. – Verticalizarea coloanei vertebrale a dus la micşorarea numărului de vertebre, de la primate la om (26 vertebre mobile deasupra sacrului, 3 sacrate independente, iar coada are 20 de vertebre). Antropoidele (cimpanzeul, urangutanul, gorila) au 23-24 vertebre mobile deasupra sacrului, 5-6 vertebre sacrate independente, iar coada dispare. La om, sunt 24 vertebre mobile deasupra sacrului (7 cervicale, 12 toracale, 5 lombare), 5 vertebre sacrate unite în osul sacrum şi 3-5 vertebre caudale. Şi forma întregii coloane se modific ă, ea începe s ă se curbeze. a) prima curbur ă apare în regiunea lombar ă ca urmare a ridic ării capului şi a eliber ării membrelor anterioare. Ea are concavitatea orientat ă posterior şi este o lordoză; b) a doua curbur ă apare în regiunea toracică, cu concavitatea orientat ă anterior şi este o cifoză; c) a treia curbur ă apare în regiunea cervicală şi este o lordoză. Această formă sinusoidală îi confer ă coloanei vertebrale rezisten ţă crescută la presiuni. – Orizontalizarea g ăurii occipitale (la antropoide este oblică) este urmare directă a verticalizării coloanei vertebrale. Prin aceasta, craniul posterior s-a rotat înapoi, oferind pereţilor proprii posibilitatea să se dezvolte sub influen ţa dezvoltării progresive a emisferelor cerebrale. Astfel, cutia cranian ă de la 686 cm3 (la gorilă) şi 870 cm3 (la pithecantropus) la omul actual este în medie de 1.400 cm 3. – Echilibrarea centrului de greutate (Cg) . Statica şi locomoţia verticală sunt cele mai instabile dintre toate (Delmas) şi pot fi calificate drept poten ţ ialmente catastrofale (Napier). Statica şi locomoţia bipedă presupun un mare consum de energie şi nu sunt practic posibile decât prin intrarea în ac ţiune a numeroase arcuri şi acte reflexe. Dac ă poziţia patrupedă reprezintă şi o poziţie de repaus, omul, dac ă îşi pierde controlul efectuat de centrii nervo şi, se pr ă buşeşte. În poziţia bipedă, centrul de greutate oscileaz ă continuu, între a c ădea înainte, înapoi sau în p ăr ţile laterale. Pentru menţinerea poziţiei bipede este necesar ă intrarea în acţiune a milioane de receptori şi de circuite nervoase, antrenarea majorit ăţii analizatorilor, sesizarea a zeci de mii de centri nervo şi. Nevoia de echilibrare a centrului de greutate a contribuit şi ea la dezvoltarea corespunz ătoare a sistemului nervos, dar, mai ales, la apari ţia şi dezvoltarea cerebelului. – Lărgirea câmpului vizual a contribuit la dezvoltarea encefalului şi a craniului şi deci la evolu ţia psiho-fizică a corpului omenesc. – Modificarea lungimii membrelor (la urangutan membrele anterioare sunt lungi şi cele posterioare scurte, iar la om situa ţia este invers) face ca s ă se u şureze mersul şi alergarea, lungindu-se pasul şi fuleul. 5.4. Clasificarea mi şcărilor omului Mişcările corpului omenesc în spa ţiu pot fi simple sau complexe (combinate). Mi şcă rile simple, la rândul lor, pot fi de transla ţie şi de rotaţie. În mi şcarea de transla ţ ie toate punctele corpului descriu traiectorii paralele şi au în orice moment aceeaşi viteză şi acceleraţie (ex.: mişcările scapulei pe cutia toracic ă). În mi şcarea de rota ţ ie toate punctele corpului descriu circumferin ţe în jurul unui punct fix 22


(centru de rotaţie) sau al unei axe (ax ă de rotaţie). Toate mişcările articulate ale omului sunt mişcări de rotaţie, care se produc în jurul axelor articula ţiilor. Mi şcă rile complexe (combinate) sunt o îmbinare a mişcărilor simple de translaţie cu cele de rotaţie. Ele se pot executa în plan sau în spa ţiu. Mi şcarea complexă în plan are loc atunci când traiectoriile punctelor corpului care o execut ă se găsesc în planuri paralele, de exemplu, aruncarea discului cu piruetă, aruncarea ciocanului. Mi şcarea complexă în spa ţ iu are loc atunci când traiectoria anumitor puncte nu este în planuri paralele, de exemplu, săritura în apă cu r ăsturnare sau în şurub, patinajul artistic. Mişcările corpului în întregime sunt mi şcări complexe şi ele pot fi: a) mişcări de locomoţie: mersul, alergarea, înotul, canotajul; b) mişcări de rotaţie: exerci ţii de gimnastică la bar ă, paralele, inele; c) mişcări complexe în spaţiu: patinajul artistic, mi şcările din jocurile sportive etc. 5.5. Mi şcările locomotorii (de locomo ţ ie) Mişcările locomotorii şi ele pot fi de două feluri: ciclice şi aciclice. În locomo ţ ia ciclică , fiecare parte a corpului revine în pozi ţia iniţială, adică capătă mereu un ciclu asemănător de mişcări. Prin ciclul de mi şcări se înţelege totalitatea mi şcărilor corpului şi ale segmentelor sale, începând de la o pozi ţie iniţială oarecare (luată ca poziţie de plecare) pân ă la poziţia următoare, identică. Locomoţia ciclică rezultă din repetarea acestor cicluri uniforme, asem ănătoare, numite şi „unităţi de mişcare”. La mers sau alergare, ciclul este pasul dublu. La înot (bras) în ciclu intr ă ducerea mâinilor de la b ărbie înainte, tragerea lor înapoi şi mişcarea de împingere a picioarelor. În locomo ţ iile aciclice, nu se produce o repetare succesiv ă a unor cicluri de mişcări. În mişcările aciclice, cum sunt, s ăriturile, corpul se g ăseşte într-o poziţie iniţială şi una finală, după care mişcarea înceteaz ă. Toate aceste mişcări presupun pe de o parte, adaptarea aparatului locomotor din punct de vedere morfologic, iar pe de altă parte, o coordonare nervoasă perfectă a mişcărilor segmentelor sau ale corpului în întregime.

Întrebări 1. Care sunt principalele forme ale mi şcării ? 2. Explicaţi modificările morfo-funcţionale datorate bipediei. 3. Mişcările omului şi clasificarea lor. 6. MECANISMELE GENERALE ALE LOCOMOŢIEI Corpul omenesc este un transportor şi transformator de energie, sursa energetică a organismelor vii fiind asigurată de intervenţia enzimelor, de desf ăşurarea continuă a proceselor metabolice ale glucidelor, lipidelor şi proteinelor şi de schimburile permanente dintre organism şi mediu. Odată produsă această energie este utilizată sub formă termică, electrică, fizico-chimică şi mecanică, în fenomenul general complex de locomo ţ ie. Locomoţia, după cum am văzut, apare ca o modificare a pozi ţiei corpului sau a păr ţilor acestuia. Ea este rezultatul interac ţiunii dintre două categorii de for ţe: for ţele interne şi for ţele externe; prin for ţă înţelegându-se cauza care modifică sau tinde să modifice starea de repaus sau starea de mişcare a unui corp. Universitatea SPIRU HARET

23

6.1. For ţ ele implicate în mi şcările corpului 6.1.1. Forţele interne implicate în mişcarea corpului sunt reprezentate prin impulsul nervos, contracţia muscular ă şi pârghiile osteo-articulare. a) Impulsul nervos este fenomenul ce se transmite pe traseul unui arc reflex care, la rândul lui, prezint ă receptori, cale aferent ă, centru nervos, cale eferent ă şi placa motorie (sinapsa neuro-muscular ă) prin care se transmite impulsul motor celulei musculare. Mecanismele care stau la baza mi şcărilor sunt de natur ă neuromuscular ă, sunt acte reflexe. Un arc reflex, cel mai elementar, specific im pulsului nervos motor este alcătuit din: receptori (proprioceptori), cale aferent ă (de transmitere a sensibilităţii proprioceptive), centrii nervoşi (medulari şi supramedulari), căile eferente (motorii) şi placa motorie (sinapsa neuromuscular ă) prin care se transmite comanda motorie, efectorilor (mu şchii). Proprioceptorii se găsesc la nivelul tuturor organelor aparatului locomotor (oase, articula ţii, muşchi), reprezintă elementele materiale ale sensibilit ăţii proprioceptive, sunt deosebit de numeroşi şi au funcţii polivalente, înregistrând modific ările cele mai variate: termice, mecanice, chimice, osmotice, inclusiv alungirea mu şchiului şi rata acesteia. Împreun ă cu analizatorii vizual şi acustico-vestibular aduc o mare contribuţie în orientare, în modificările de poziţie şi de tonus muscular, fiind indispensabili în men ţinerea echilibrului şi realizarea corect ă a mişcărilor. Rolul cerebelului este deosebit în aceste func ţii, intervenind în procesele de coordonare a mişcărilor voluntare şi în păstrarea echilibrului. Tot el coordoneaz ă colaborarea armonioasă a mu şchilor antagonişti, sinergici şi fixatori. Sub controlul cerebelului sunt şi viteza de execu ţie, for ţa, amplitudinea, direcţia şi continuitatea mişcării. Rolul scoar ţei cerebrale este major, la nivelul ei excita ţiile proprioceptive sunt transformate în senzaţii în urma analizei şi sintezei diferitelor impulsuri nervoase. La nivelul ei, se realizeaz ă legătura dintre căile aferente şi cele eferente, apare comanda motorie care va fi transmis ă eferent prin: a) sistemul piramidal (direct sau încruci şat) neuronilor motori alfa din coarnele anterioare ale măduvei spinării şi de aici mu şchilor, pentru mişcările voluntare b) sistemul extrapiramidal pentru mişcările involuntare şi automate şi pentru reglarea tonusului, comandă transmisă tot la nivelul motoneuronilor alfa din coarnele anterioare ale măduvei spinării. De aceea, ace şti neuroni motori se mai numesc şi „cale finală comună” (Sherrington). Placa motorie (sinapsa neuromuscular ă) este formaţiunea anatomo-funcţională prin care impulsul nervos motor se transmite celulei musculare prin intermediul mediatorului chimic – acetilcolina. În coarnele anterioare ale măduvei spinării, pe lângă motoneuronii alfa, există şi motoneuroni gamma, aflaţi în legătur ă cu fusurile neuromusculare prin aşa-numitele bucle gamma prin care se măreşte reactivitatea motoneuronilor alfa. Buclele gamma sunt interesate în toate activit ăţile motorii, fie ele tonice sau fazice. Prin modificarea activităţii lor, se asigur ă reglarea sensibilităţii la întinderea fusurilor neuromusculare, deci se reglează reflexul miotatic care este suportul tonusului postural. În mişcările voluntare, activitatea gamma precede activitatea alfa. Sistemul piramidal acţionează, într-o primă etap ă, asupra motoneuronului gamma, ceea ce atrage o creştere a reactivităţii motoneuronului alfa şi numai într-o a doua faz ă asupra motoneuronului alfa, producând activitatea motorie. 24


b) Contrac ţ ia muscular ă este a doua for ţă interioar ă care intervine în realizarea mişcării, ca o reac ţie de r ăspuns la stimulare, prin impulsul nervos. Motoneuronul alfa primeşte toate impulsurile motorii, indiferent de originea lor şi când starea de excita ţie care rezultă din această sumaţie a atins un prag suficient, neuronul reacţionează stereotip, trimiţând un impuls motor fibrelor musculare pe care le inervează prin terminaţiile sale. Conform legii „tot sau nimic”, fiecare fibr ă muscular ă r ăspunde printr-o contracţie totală şi eliberează astfel maximum de energie de care este capabil ă în acel moment. Întregul mu şchi se contractă cu intensităţi variabile, activitate explicabil ă prin două mecanisme: prin suma ţ ie în timp, în legătur ă cu frecvenţa cu care se succed impulsurile şi prin suma ţ ie în spa ţ iu, în legătur ă cu un număr din ce în ce mai mare de unit ăţi motorii care intr ă în acţiune. Contracţia muscular ă reprezintă o manifestare legată de schimbarea elasticit ăţii musculare. Ea se manifestă fie ca o întărire a muşchiului, fie ca o modificare şi de tărie şi de formă a acestuia. Deosebim mai multe feluri de contrac ţii: – contrac ţ ii izometrice (statice) sunt contracţii de întărire a muşchiului. Ele produc – creşterea volumului şi a greutăţii muşchiului (deci a for ţei), prin mărirea cantităţii de sarcoplasmă din fibrele musculare şi o redistribuire a nucleilor care din poziţia marginală devin centrali. Prin aceste contrac ţii izometrice lungimea mu şchiului nu se schimbă ceea ce înseamn ă abolirea mişcării, asigurarea echilibrului sau a poziţiei statice. – contrac ţ ii izotonice (dinamice) sunt contracţii de scurtare a muşchiului şi de deplasare a segmentelor, în care se p ăstrează constantă tensiunea mecanică din muşchi pe toată durata scurtării lungimii muşchiului. Ele produc o cre ştere minimă a cantităţii de sarcoplasmă, iar nucleii î şi păstrează dispoziţia marginală. – contrac ţ ii în alungire care se produc când for ţa care se opune dep ăşeşte for ţa muscular ă şi întinde muşchiul. – contrac ţ ii izokinetice care se realizeaz ă cu viteză constantă (izokinetică). Toate mişcările naturale ale aparatului locomotor, precum şi alte numeroase contracţii obişnuite ale musculaturii umane nu au vitez ă constantă, în primul rând datorită acceleraţiei din faza de demarare, iar apoi datorit ă schimbărilor de poziţie în pârghiile lan ţurilor cinematice, schimb ări raportate la greutatea proprie sau la greutatea deplasată. Contracţiile izokinetice se pot realiza cu aparate speciale, mai ales pentru antrenamentele sportive, care elimin ă sau limitează acceleraţiile. Numeroase cercetări au ar ătat faptul că antrenamentele cu mişcări produse prin contracţii izokinetice au câteva avantaje considerabile fa ţă de cele izotonice. Se ştie că antrenamentele cu haltere, adecvate şi bine dozate, conduc la progrese considerabile ale for ţei maxime sau ale for ţei din zona mişcărilor lente. Prin contrac ţiile izokinetice, creşterea puterii musculare se face atât pe seama progresului for ţei maxime, cât şi pe cea a vitezei maxime, ceea ce este un avantaj considerabil. Pe de altă parte, folosirea aparatelor izokinetice ofer ă protecţie împotriva accidentelor, prin faptul că acestea realizeaz ă un acord permanent între viteza execu ţiei mişcării şi sarcina rezistiv ă. – contrac ţ ii auxotonice în care atât viteza mi şcării, cât şi for ţa rezistivă variază independent, fiind posibile nenumărate reguli empirice de leg ătur ă între ele. Majoritatea mişcărilor care se desf ăşoar ă cu putere maximă sunt contracţii auxotone. Se consider ă că, practic, toate mi şcările de locomoţie şi cele naturale ale omului sunt auxotone. Puţinele excepţii sunt mişcările izometrice, izokinetice, izotonice. Universitatea SPIRU HARET

25

După cum s-a văzut în aceast ă clasificare s-a folosit unicul criteriu de taxonomie, şi anume relaţia dintre for ţ a rezistivă şi viteza de contrac ţ ie la muşchii scheletici ai omului. Din acest punct de vedere, se poate spune c ă: – for ţa rezistivă constantă caracterizează contracţia izotonică; – viteza de contracţie constantă caracterizează contracţia izokinetică; – lungimea constantă caracterizează contracţia izometrică. – contracţiile auxotonice utilizeaz ă relaţii empirice dintre for ţa rezistivă şi viteza de contrac ţie. Utilitatea acestei clasific ări este evidentă în practica sportului de performan ţă dar şi în kinetoterapie, interesat ă de anumite tipuri de contrac ţie. Din punct de vedere biomecanic, în executarea unei ac ţiuni musculare, pe lângă muşchiul care execută mişcarea (muşchiul agonist) mai intervin şi alte grupe musculare cu rol bine definit în sincronizarea acţiunilor musculare. Astfel, deosebim următoarele grupe musculare participante: 1. Agonistul este motorul principal, muşchiul care face mi şcarea. 2. Antagonistul este muşchiul care controlează efectuarea continuă şi gradată a mişcării. Ex.: când bicepsul se contract ă pentru a flecta antebraţul pe braţ, în acelaşi timp se contractă şi tricepsul brahial care modereaz ă mişcarea (legea lui Sherrington). 3. Mu şchii de fixare susţin segmentul în poziţia cea mai util ă şi confer ă astfel for ţă mişcării. Ex.: o aruncare nu se poate face numai cu for ţa antebraţului, ci şi cu fixarea cotului şi a umărului în poziţia cea mai convenabil ă. 4. Mu şchii neutralizatori, ce suprimă mişcarea secundar ă a motorului principal, intervin după terminarea mişcării, ei sunt de fapt tot antagoni şti. 5. Mu şchii nu ac ţ ioneaz ă izolat, ci în lan ţ uri musculare. Ex.: a) În mişcarea de aplecare a capului, – întâi pielosul apleacă bărbia – apoi sterno-cleido-mastoidianul flectează capul. b) Când ne aşezăm pe scaun, următorii muşchi acţionează astfel: – muşchii spatelui îndoaie corpul înainte; – muşchii intercostali blocheaz ă toracele; – muşchii abdominali trag trunchiul spre bazin; – psoasul flectează coapsa. Participarea grupelor musculare (2, 3, 4) la acţiunea motorului primar depinde de for ţa, amplitudinea şi poziţia în care se execută mişcarea. Ţinând cont de aceste criterii, mişcările după W.P. Boven pot fi foarte diferite: 1. Mi şcă ri de tensiune slabă : scrisul, mişcări de fineţe, mişcări de îndemânare; 2. Mi şcă ri de tensiune rapid ă : efectuate de mu şchi de for ţă 3. Mi şcă ri balistice: aruncări, lovituri 4. Mi şcă ri de oscila ţ ie: pendulări După un alt criteriu, şi anume „direcţie” există: mi şcă ri rectilinii mi şcă ri curbilinii mi şcă ri rotatorii După planul în care se execută sunt: în plan frontal – flexie şi extensie în plan sagital – abduc ţ ie şi adduc ţ ie în mai multe planuri – circumduc ţ ie în axul lung al segmentului – rota ţ ii 26


După for ţele care intervin exist ă: – mi şcă ri active – executate de subiect cu ajutorul propriilor sale for ţe musculare – mi şcă ri pasive – executate de subiect cu ajutorul unei for ţe din afar ă (mâna examinatorului), la care subiectul nu particip ă activ, deci nu îşi contractă muşchii. c) Pârghiile osteo-articulare reprezintă cea de-a treia for ţă internă care intervine în realizarea mi şcării. Impulsurile nervoase produc contracţii musculare, care, la rândul lor, atrag deplasarea segmentelor osoase la nivelul inser ţiilor musculare transformând astfel energia chimică în energie mecanică. Segmentele osoase asupra cărora acţionează muşchii se comportă, la prima vedere, ca pârghiile din fizic ă. În mecanică, pârghia este o bar ă rigidă care se poate roti în jurul unui punct de sprijin. Asupra oricărei pârghii se aplic ă două for ţe: for ţa activă (F) şi for ţa de rezistenţă (for ţa rezistivă, R). Fiecare dintre ele ac ţionează la o anumită distanţă de punctul de sprijin (axa de rotaţie, fulcrum), formând un moment al for ţei cores punzător pentru braţul for ţei şi un moment al rezisten ţei pentru braţul rezistenţei. Distanţa de la axa de rotaţie la momentul for ţei sau al rezisten ţei se numeşte bra ţ ul for ţ ei, respectiv bra ţ ul rezisten ţ ei. (fig. 1) Pârghiile în mecanică sunt folosite pentru efectuarea unor activit ăţi cum ar fi: ridicarea unei greutăţi, transportul de greutăţi (cu roaba) sau chiar vâslitul. Tot pârghii sunt şi oasele corpului care au axa de rota ţie în articulaţii, for ţa activă este dată de muşchi, iar for ţa de rezistenţă este dată de greutatea corpului sau a segmentelor sale. Pârghiile au rolul de a transmite mi şcarea, de la muşchi şi tendoane la sarcina rezistiv ă, mărind eficienţa ei. Aplicând la mecanismul pârghiilor condiţia de echilibru fundamentală a for ţelor, constatăm că în stare de repaus sau de rotaţie uniformă a pârghiei, f ăr ă frecare, momentul for ţei care roteşte pârghia într-un sens este egal cu momentul for ţei care o rote şte în sens contrar. Din raportul care se stabile şte între braţul for ţei şi braţul rezistenţei, rezultă regula de aur a mecanicii : ce se câ ştigă în for ţă se pierde în viteza de deplasare şi invers.

Fig. nr. 1. Elementele pârghiei. a = braţul for ţei active (F); b = braţul for ţei rezistive (R). (Gagea A.) Universitatea SPIRU HARET

27

Folosind pârghiile ca unelte nu câştigăm lucru mecanic, dar aplic ăm o for ţă mai mică pentru învingerea unei rezisten ţe mai mari. Acţionând asupra braţului lung al pârghiei, efectu ăm o mare deplasare comparativ cu capătul scurt. Funcţia mecanică a pârghiilor se deduce din formula lor de echilibru: F * d = R* b în care F = for ţa; D = braţul for ţei; R = rezisten ţa; B = braţul rezistenţei După felul cum se dispun cele două for ţe (activă şi de rezisten ţă) faţă de punctul de sprijin (fulcrum), există trei feluri de pârghii: Pârghii de gradul I

Pârghiile de gradul I sunt pârghiile la care punctul de sprijin (fulcrum-ul) este situat între cele dou ă momente de aplicare a for ţei şi a rezistenţei; ambele for ţe sunt îndreptate în acelaşi sens (ex.: în mecanică este balanţa). În corpul omenesc sunt numeroase: la nivelul articulaţiei dintre craniu şi coloana vertebrală (atlanto-occipitală), punctul de sprijin se află în articulaţie, for ţa activă este dată de muşchii cefei, iar rezistenţa de greutatea capului. La nivelul articula ţiei coxo-femurale (în poziţie stând) se află punctul de sprijin (axa de rotaţie), iar în plan ventral şi dorsal cele două puncte de aplicare a for ţei active şi a for ţei de rezistenţă. (fig. 2)

Fig. nr. 2 . Un exemplu clasic de pârghie de gradul I. Acţionând pe braţul mult mai lung al pârghiei cu o for ţă mică, se poate deplasa o greutate relativ mare. Câ ştigul este de for ţă în detrimentul vitezei. (Gagea A.)

În corpul omenesc toate pârghiile de gradul I au bra ţe inegale, de aceea şi for ţele care le echilibreaz ă sunt inegale. Astfel, la craniu, bra ţul for ţei este mai scurt decât cel al rezisten ţei, musculatura cefei care-l manevreaz ă este mai dezvoltat ă decât musculatura ventrală a gâtului, care mânuieşte un braţ mai lung. Pârghiile de gradul I sunt pârghii de echilibru. (fig. 3)

28


Fig. nr. 3. a = pârghie de gradul I cu braţe egale, RA = AP; b = pârghie de gradul I cu braţe inegale, braţul for ţei (AP) este mai mic decât braţul rezistenţei (AR): for ţa activă este defavorizată; c = pârghie de gradul I cu braţe inegale, braţul for ţei AP este mai mare decât braţul rezistenţei RA: for ţa este favorizată; d = echilibrul bustului pe bazin, pârghie de gradul I; e = echilibrul bazinului pe coapsă, pârghie de gradul I. (Iliescu A.)

Alte exemple de pârghii de gradul I (fig. 4).

Fig. nr. 4. Alte exemple de pârghii de gradul I: a = articulaţia craniului cu coloana vertebrală; b = articulaţia coxo-femurală şi c = articulaţia talo-crurală.

La pârghiile de gradul II şi III, cele două for ţe au direcţii contrarii, iar punctul de sprijin se află la unul din capetele pârghiei. Universitatea SPIRU HARET

29

Pârghii de gradul II

Pârghiile de gradul II sunt pârghiile care au punctul de sprijin la un cap ăt, for ţa la cel ălalt capăt, iar rezisten ţa între ele, de ex.: roaba sau ridicarea unei greutăţi mari cu o rang ă de fier. În corpul omului acest gen de pârghii este contestat; majoritatea autorilor admit c ă ar exista un singur exemplu, la articula ţia talocrurală, în poziţia – stând pe vârfuri, unde punctul de sprijin este în vârful piciorului, for ţa se exercit ă pe calcaneu de către muşchii care acţionează tendonul lui Achile, iar rezisten ţa este dată de greutatea corpului care se transmite acestei pârghii prin oasele gambei. Acestea sunt pârghii de for ţă. (fig. 5)

Fig. nr. 5. Exemplu de pârghie de gradul II. (Gagea A.) Pârghii de gradul III

Pârghiile de gradul III sunt pârghiile care au punctul de sprijin la un cap ăt al pârghiei, rezistenţa la cel ălalt capăt, iar for ţa intre acestea. Ex.: pedala tocilarului, cleştele de c ărbuni. În corpul omenesc, acest gen de pârghii este foarte r ăspândit. Ele acţionează cu pierdere de for ţă şi câştig de deplasare. Ex.: articulaţia cotului, unde punctul de sprijin este în articula ţie, rezisten ţa la celălalt capăt (dată de greutatea antebraţului şi a mâinii), iar for ţa este între ele (dat ă de muşchii flexori ai antebraţului pe braţ). Acestea sunt pârghii de vitez ă. (fig.6)

Fig. nr. 6. Exemplu de pârghie de gradul III 30


Sistemul de pârghii aplicat în mecanica corpului omenesc ofer ă o serie de avantaje, fie economisind munca, fie favorizând deplasarea, adic ă amplitudinea mişcărilor. Principalii muşchi care acţionează ca for ţe active pe pârghii de gradul III sunt menţionaţi în tabelul urm ător: Nr. crt.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Muşchiul

Gluteus maximus Soleus Vastus lateralis Diaphragm Levitor scapulae Levator scapulae Subscapularis Triceps brahii longus Flexor digitorum profundus

Secţiunea orientativă (cm2)

58 47 41 36 35 35 20 14 10

Dar acţiunea muşchiului nu se execută numai cu scopul mobilizării pârghiilor osoase. Prin tonusul sau prin contracţia lor voluntar ă, muşchii reprezintă unul din principalele mijloace de unire şi de contenţie ale segmentelor osoase articulate. După paralelogramul for ţelor, for ţa unui muşchi se descompune în două componente: una muscular ă şi alta articular ă, de menţinere a suprafeţelor osoase. Deci o parte din for ţa muscular ă se consumă pentru realizarea contracţiei propriu-zise, iar altă parte, pentru menţinerea „în contact” a suprafeţelor articulare. Descompunerea for ţ ei musculare are importanţă practică în antrenamentul sportivului, deoarece for ţa muscular ă necesar ă executării unei mişcări impune o încărcare suplimentar ă de efort, la care se adaug ă şi pierderile suplimentare pentru muşchii antagonişti sau atunci când mi şcarea nu este bine coordonată la începători (fig. 7).

Fig. nr. 7. Descompunerea for ţei muşchiului biceps brahial. P 1 – componenta de rotaţie; P2 – componenta articular ă; P – for ţa rezultantă; R – acţiunea for ţei de rezistenţă; O – axa de rotaţie. Universitatea SPIRU HARET

31

În timpul activităţii sale, muşchiul are un moment de maximă eficienţă, atunci când traiectoria muşchiului este perpendicular ă pe pârghia osoasă. Acesta este momentul mu şchiului, adică: Mm = Fm * Bp Mm = momentul muşchiului; Fm = for ţa muscular ă; Bp = braţul virtual al pârghiei (distanţa dintre axa biomecanică a articulaţiei şi linia de ac ţiune a muşchiului). În acţiunea sa, muşchiul se apropie sau se dep ărtează de axa articulaţiei. Muşchiul cu braţ virtual al pârghiei mic are un moment muscular mic. Muşchiul cu braţ virtual al pârghiei mare are un moment muscular mare şi deci o putere de acţiune crescută. Ex.: bicepsul brahial dispus oblic pe antebra ţ, în mişcare de flexie, va avea o for ţă crescută când antebraţul va fi flectat pe bra ţ mai mult. Direcţia acţiunii unor muşchi nu corespunde direcţiei for ţei de acţiune a fascicolului muscular. Aceasta datorit ă schimbării poziţiei tendonului în timpul unei acţiuni. Este vorba de acei mu şchi care prin constituţia lor au mai multe tendoane sau trec peste mai multe articula ţii. Ex.: – muşchiul biceps brahial, prin tendonul scurt (originea pe apofiza coracoid ă a scapulei), este adductor al braţului. Prin tendonul lung (origine tuberculul supraglenoidian al scapulei) este adductor al um ărului, rotator intern şi flexor. – muşchiul biceps femural, prin tendonul lung (origine pe tuberozitatea ischiatică), este extensor al coapsei pe pelvis. Prin tendonul scurt (origine pe jum ătatea inferioar ă a interstiţiului liniei aspre) este flexor al gambei şi rotator extern. – muşchiul semitendinos este extensor al coapsei, flexor şi rotator intern al gambei. Punctul unde tendonul îşi schimbă direcţia în raport cu articula ţia este „punctul de reflexie” sau Hipomoclionul. Hipomoclionul, pentru muşchii coapsei, este reprezentat de condilii femurali, iar pentru bicepsul brahial, extremitatea superioar ă a humerusului. În corpul omenesc, aceeaşi pârghie poate să-şi schimbe gradul în raport cu poziţia în care acţionează segmentele. De exemplu, în ortostatism, cotul este pârghie de gradul III şi devine pârghie de gradul I în pozi ţia stând pe mâini. 6.1.2. Forţele externe implicate în realizarea mişcării a) for ţ a gravita ţ iei – este manifestarea unei legi universal valabile în natur ă. În conformitate cu legea atrac ţiei universale, pământul atrage corpurile şi, în acelaşi timp, este atras şi el de acestea. În condiţii normale, atrage continuu spre sol corpul şi segmentele sale care nu scap ă acţiunii legii gravitaţiei universale. Pământul fiind turtit la poli (polii sunt deci mai aproape de centrul p ământului), for ţa gravitaţiei va fi mai mare la poli decât la ecuator. La poli, for ţa gravitaţiei este maximă, iar la ecuator, minim ă. For ţa gravitaţiei acţionează totdeauna vertical de sus în jos. Împotriva ei, for ţele interne cumulate ac ţionează exact în sens invers, de jos în sus. For ţa superioar ă de mişcare care încearcă să învingă for ţa gravitaţiei este săritura. Înainte de a face s ăritura, corpul se adună, şi îşi concentrează for ţele. Învingerea ei presupune un mare consum de energie. Numai în imponderabilitate acţiunea for ţei gravitaţionale este anihilat ă şi în acest caz contrac ţia muscular ă se realizează cu o for ţă egală cu for ţa absolută de contracţie. 32


For ţa de atracţie a pământului acţionează asupra fiecărui atom al corpurilor. Suma for ţelor de atracţie ce se exercită asupra tuturor atomilor unui corp alc ătuieşte for ţa gravitaţională totală care acţionează asupra corpului respectiv. Teoretic se poate considera că asupra unui corp acţionează o singur ă for ţă, aplicată într-un singur punct, numit centrul de greutate al corpului. b) greutatea corpului acţionează întotdeauna vertical, de sus în jos asupra centrului de greutate al corpului sau al segmentului. Valoarea acestei for ţe este legată de volumul, lungimea, densitatea segmentului care se deplaseaz ă sau de numărul segmentelor angajate în mişcare. Practic, valoarea acestei for ţe este legată de masa segmentului care se mişcă. Masa = Volumul * Densitatea c) presiunea atmosferică reprezintă indirect tot o formă de acţiune a for ţei gravitaţionale. Ea apasă asupra corpului cu o intensitate variabil ă în funcţie de viteza de deplasare. Ex.: în repaus, asupra corpului omenesc acţionează o presiune atmosferică de peste 20.000 kg. Articulaţia coxofemurală are o suprafaţă de 16 cm2. Cavitatea ei articular ă reprezintă un spaţiu virtual şi este vidă. Presiunea atmosferică acţionează asupra ei cu 16,537 kg. Greutatea membrului inferior este de 9-10 kg. Presiunea atmosferică poate menţine singur ă capul femural în cavitatea cotiloid ă chiar după secţionarea tuturor muşchilor periarticulari. Acţiunea presiunii atmosferice asupra corpului este compensat ă de presiunea internă a marilor cavităţi, care are valori identice cu cele ale presiunii atmosferice. d) rezisten ţ a mediului este cea a mediului extern în care se desf ăşoar ă exerciţiile fizice care pot fi practicate atât în aer liber cât şi în apă. De aceea segmentele corpului omenesc sau corpul în întregime vor trebui s ă învingă rezistenţa acestora. Ea depinde de m ărimea suprafeţei frontale pe care corpul o opune mediului. e) iner ţ ia este for ţa care tinde să prelungească şi să susţină o situaţie dată. Astfel, un corp în repaus tinde s ă r ămână în repaus, iar un corp în deplasare tinde s ă se deplaseze în continuare. f) for ţ a de reac ţ ie a suprafe ţ ei de sprijin (reazem) este statică atunci când corpul este imobil şi este egală cu greutatea static ă a corpului şi este dinamică atunci când corpul este în mişcare şi este egală cu greutatea static ă a corpului plus iner ţia. g) for ţ a de frecare este propor ţională cu greutatea corpului (G) care alunec ă pe o suprafaţă de sprijin şi cu coeficientul de frecare (K). F = G * K For ţele interne şi externe sunt indisolubil legate între ele şi în continuă interacţiune. Întreaga activitate a omului se desf ăşoar ă cu ajutorul acestor for ţe, în care rolul hotărâtor îl are contracţia muscular ă dirijată de scoar ţa cerebrală.

Întrebări 1. Care sunt for ţele interne implicate în mi şcarea corpului ? 2. Explicaţi impulsul nervos şi rolul lui. 3. Ce este contracţia muscular ă ? 4. Clasificarea contracţiilor musculare, exemple. 5. Ce muşchi intervin în executarea unei ac ţiuni musculare ? 6. Ce sunt pârghiile osteo-articulare, rolul lor şi exemple ? 7. Care sunt for ţele externe implicate în realizarea mi şcării, exemple ? Universitatea SPIRU HARET

33

7. CUPLURI ŞI LANŢURI CINEMATICE Mecanismele activit ăţii neuromusculare pentru asigurarea posturală şi a mişcărilor sunt foarte complexe din cauz ă că articulaţiile corpului formează cupluri şi lanţuri cinematice care permit mai multe grade de libertate. 7.1. Cuplul cinematic este format din două segmente osoase articulate mobil, de ex.: braţul şi antebraţul, coapsa şi gamba, gamba şi piciorul. Mişcările lor sunt în general mişcări de rotaţie. 7.2. Lan ţ ul cinematic se constituie dintr-o înşiruire de mai multe segmente articulate mobil, capabile s ă execute numeroase mişcări, fie proprii fiecărui cuplu cinematic în parte, fie mai multor cupluri care intr ă în compunerea lanţului cinematic. Deosebim două feluri de lanţuri cinematice: deschise şi închise. 7.2.1. Un lanţ cinematic deschis reprezintă o înşiruire de cupluri cinematice articulate între ele, având o extremitate liber ă. Ex.: membrul superior în aruncare, sau membrul inferior când loveşte mingea acţionează ca lanţuri cinematice deschise. (fig. 8)

Fig. nr. 8 Lanţ cinematic deschis

34


7.2.2. Lanţul cinematic închis se formează atunci când extremitatea (mâna sau piciorul) se sprijin ă pe sol sau pe un aparat. Ex.: în pozi ţia atârnat sau atârnat cu sprijin, membrul superior este un lanţ cinematic închis, iar în pozi ţia stând, membrul inferior acţionează ca un lanţ cinematic închis. (fig. 9)

Fig. nr. 9. Lanţ cinematic închis

8. GRUPE ŞI LANŢURI MUSCULARE După cum am văzut, cuplurile şi lanţurile cinematice sunt formate din pârghii osoase articulate mobil. Ele au ca organe de mi şcare muşchii striaţi dispuşi în jurul articulaţiilor. 8.1. Grupa muscular ă este formată din mai mulţi muşchi care mobilizează un cuplu cinematic şi este reprezentativ ă pentru fiecare grad de libertate al acestuia; ex.: la articula ţia cotului, care are un grad de libertate, exist ă două grupe musculare: a flexorilor şi a extensorilor, care ac ţionează concomitent, acţiunea lor inversându-se. Când unii sunt agonişti (flexorii), alţii (extensorii) sunt antagonişti, iar articulaţia acţionează ca o pârghie de gradul III (de vitez ă). În extensie, extensorii sunt agonişti, flexorii fiind antagoni şti, articulaţia acţionează ca o pârghie de gradul I (de sprijin). La articulaţiile cu mai multe grade de libertate, exist ă mai multe grupe musculare; ex.: la articula ţia coxofemurală sunt şase grupe musculare: a flexorilor, a extensorilor, a abductorilor, a adductorilor, a rotatorilor mediali şi a rotatorilor laterali. Universitatea SPIRU HARET

35

8.2. Lan ţ urile musculare sunt o înl ăn ţ uire de grupe musculare cu acţiune sinergică sau antagonistă. Caracteristic lan ţurilor musculare este modalitatea foarte variată de legătur ă funcţională ce se stabileşte între diferitele grupe musculare. Puţine sunt mişcările complexe care s ă fie efectuate de acela şi lanţ muscular, deoarece pentru fiecare variaţie a mişcării se adaugă alte componente ale mi şcării. Exemplu de lanţ muscular care intervine constant în mi şcările de impulsie de la sol, caracteristice mersului, alerg ării, săriturii este lan ţul triplei extensii, format din contracţia concomitentă a muşchilor extensori ai coapsei pe bazin, ai gambei pe coapsă şi a flexorilor plantari. Alt exemplu: pentru lovirea mingii de fotbal, lan ţul muscular este format din flexorii coapsei pe bazin, extensorii gambei pe coaps ă şi flexorii dorsali ai labei piciorului. Exemple de lanţuri cinematice: – lanţurile cinematice ale trunchiului, gâtului şi capului; – lanţurile cinematice ale membrelor superioare; – lanţurile cinematice ale membrelor inferioare. În funcţie de modul în care se grupeaz ă în jurul articulaţiilor, muşchii înde plinesc roluri diferite; ei pot fi agoni şti, sinergici sau antagonişti. Muşchii agonişti execută aceeaşi mişcare: de flexie, extensie, abduc ţie adducţie etc., în aceast ă categorie intr ă puţini muşchi deoarece majoritatea mu şchilor produc sau pot participa la mai multe categorii de mi şcări. Muşchii sinergici îndeplinesc în comun anumite mişcări, dar fiecare în parte poate efectua acţiuni diferite. Din însumarea lucrului lor mecanic rezult ă mişcarea respectivă. Ei, neavând aceeaşi direcţie de tracţiune, joacă şi rolul de orientare a mişcărilor, de reglare a direcţiei mişcării în cadrul mi şcărilor complexe ale lan ţurilor cinematice. Ex.: marele pectoral şi marele dorsal în mi şcarea de coborâre a centurii scapulare şi marele pectoral, marele din ţat şi scalenii ac ţionează sinergic la ridicarea coastelor. Muşchii antagonişti execută mişcări opuse în articula ţiile pe care le mobilizează. Ei sunt consideraţi principala frână a mi şcărilor. În cazul când ace ştia nu au timp suficient să amortizeze mişcarea datorită rapidităţii cu care se execută, solicitarea se transmite ligamentelor şi capsulei articulare care pot suferi traumatisme. Dar ei trebuie privi ţi şi ca o adaptare în scopul realiz ării unei reglări cât mai fine şi mai precise a ac ţiunilor. Adaptarea apare şi se dezvoltă în antrenament, fiind dependentă şi controlată de scoar ţa cerebrală. Activitatea mecanic ă depusă de muşchi variază şi în funcţie de forma lor. Astfel, muşchii cu fibre lungi şi paralele (croitorul) sunt mu şchi de dirijare subtilă a mişcărilor, dar dezvoltă for ţă mică. Muşchii penaţi (dreptul femural), având o secţiune fiziologică mare, sunt muşchi care dezvoltă o for ţă importantă, iar muşchii cu direcţii diferite ale fibrelor sunt capabili de ac ţiuni multiple, unele din ele putând acţiona antagonist faţă de celelalte (trapezul, deltoidul).

Întrebări 1. Ce este un cuplu cinematic şi exemple ? 2. Ce este un lan ţ cinematic şi exemple ? 3. Ce este o grupă muscular ă şi exemple ? 4. Ce este un lan ţ muscular şi exemple ? 36


9. TIPURILE BIOMECANICE DE ACTIVITATE MUSCULAR Ă Musculatura corpului dezvoltă două tipuri de activitate şi anume: statică şi dinamică. La fiecare din aceste două tipuri întâlnim o serie de particularităţi biomecanice. 9.1. Tipuri biomecanice de activitate static ă Activitatea static ă de asigurare posturală este rezultatul contrac ţiei staticoizometrice a grupelor şi lanţurilor musculare; ea nu duce la scurtarea mu şchiului şi nici la deplasarea unor segmente sau a corpului în întregime. În cadrul lor, mu şchii obosesc rapid, întrucât ei solicit ă puternic centrii nervoşi, iar circula ţia sângelui şi a limfei la nivelul mu şchilor este îngreunată ca urmare a comprimării vaselor. Ea este de trei feluri: 9.1.1. Activitatea statică de consolidare o întâlnim în cazul pozi ţiilor de echilibru stabil (atârnat), unde centrul general de greutate se afl ă sub baza de susţinere. Aici grupele şi lanţurile musculare se opun for ţelor de tracţiune care, la nivelul articulaţiilor, se manifestă ca for ţe ce au tendin ţa de a disloca articula ţiile punând în stare de tensiune capsula şi ligamentele, cu atât mai mult cu cât solicitarea este mai mare. Efortul static de consolidare solicit ă concomitent grupele şi lanţurile musculare antagoniste. De aceea, exerci ţiile care folosesc acest tip de efort antrenează concomitent atât mu şchii agonişti, cât şi pe cei antagonişti. 9.1.2. Activitatea statică de fixare (echilibrare) apare în cazul pozi ţiilor statice cu echilibru nestabil, unde centrul de greutate al corpului se afl ă deasupra bazei de susţinere, cum sunt poziţiile stând şi numeroasele lor variante. Grupele şi lanţurile musculare se opun for ţelor care tind s ă dezechilibreze corpul, fixându-l în poziţia respectivă. Condiţiile de echilibru nestabil determin ă for ţe care se manifest ă la nivelul articulaţiilor sub formă de presiune, aceasta fiind cu atât mai mare cu cât greutatea este mai mare (purtarea unei greut ăţi în braţe sau pe umeri). Şi aici efortul static solicită concomitent grupe şi lanţuri musculare antagoniste (agonişti şi antagonişti din diferite articula ţii). Poziţiile stând pe vârfuri, cumpănă cu braţe lateral, stând pe mâini necesit ă cel mai mare efort static de fixare. În cele două tipuri de activitate static ă descrise până acum, for ţa de gravitaţie acţionează în lungul axei verticale a corpului sau a segmentelor sale aflate în echilibru stabil sau nestabil. Când corpul în întregime sau segmentele sale se afl ă în poziţii complexe, în care for ţa de gravitaţie numai acţionează în lungul axei verticale, de ex.: atârnat echer, sprijin lateral la inele, stând cu un picior flexat înainte, stând cu braţele lateral, apar solicit ări statice diferite. Musculatura corpului, luptând împotriva for ţei de gravitaţie care tinde să schimbe poziţia acestuia sau a segmentelor sale, depune un efort static de men ţinere, care asigur ă poziţia. 9.1.3. Activitatea statică de menţinere se întâlneşte atât în pozi ţiile de echilibru stabil, cât şi în cele de echilibru nestabil, la care nu mai contribuie toate grupele şi lanţurile musculare antagoniste, ci numai unele dintre ele. Acest tip de efort este folosit în reeducare motric ă. Numărul grupelor care depun efort de menţinere variază în funcţie de poziţia pe care o analiz ăm. Universitatea SPIRU HARET

37

Astfel, în poziţia atârnat la bar ă fixă grupa muscular ă a flexorilor degetelor şi cea a basculei mediale a scapulei depun efort static de men ţinere, iar restul musculaturii depune efort static de consolidare. În poziţia atârnat echer se adaugă, cu efort static de men ţinere, grupa muşchilor flexori ai coapsei pe bazin şi muşchii pereţilor abdominali. În poziţia stând cu bra ţ ele depă rtate grupa muşchilor abductori în articulaţia scapulo-humerală şi a extensorilor cotului depun efort de men ţinere, iar restul activitate static ă de fixare. În poziţia sprijin lateral la inele grupa muşchilor adductori în articulaţia scapulo-humerală şi muşchii basculei mediale a scapulei depun un efort considerabil de menţinere. (fig. 10)

Fig. nr. 10. Forme de activitate muscular ă a – de menţinere; b – de consolidare; c – de fixare.

9.2. Tipurile biomecanice de activitate dinamic ă Activitatea dinamic ă a musculaturii corpului are două particularităţi: de învingere şi de cedare. 9.2.1. Activitatea dinamică de învingere (contracţie concentrică) este contracţia în care mu şchiul se scurteaz ă şi mobilizează oasele printr-o mişcare concentrică, de apropiere; muşchii antagonişti sunt întin şi şi prin aceasta contribuie la frânarea mişcării. 38


9.2.2. Activitatea dinamică de cedare (contracţie excentrică) este contracţia în care muşchiul efectuează mişcarea prin cedarea progresivă a stării sale de contracţie, lungimea muşchiului crescând corespunzător. Astfel, înclinarea corpului înainte poate fi produs ă prin contracţia de învingere a musculaturii pereţilor abdominali, sau prin contrac ţia de cedare a mu şchilor şanţurilor vertebrale care sunt antagoni ştii primilor. Sau, un alt exemplu, flexia coapsei pe bazin poate fi produsă de grupa flexorilor coapsei, iar dacă trunchiul este aşezat în poziţie culcat pe o banchetă, cu faţa în jos, aceea şi mişcare rezultă din efortul dinamic de cedare al extensorilor coapsei, care, luptând împotriva gravita ţiei, cedează treptat din contracţia lor şi permit astfel mi şcarea de flexie. Rezultă o idee de cea mai mare importan ţă în biomecanică, şi anume: aceeaşi grupă muscular ă poate, în unele condiţii, să efectueze mişcarea prin scurtare, ca şi mişcarea opusă ei, dar prin alungire (cedare). Astfel, grupa flexorilor antebra ţului pe braţ apropie (flectează) cele două segmente prin contracţie de învingere, sau le depărtează (extensie) prin contracţie de cedare. Acest principiu este valabil pentru toate grupele musculare. Ex.: în mi şcarea de tracţiune la bar ă fixă, în prima faz ă – de ridicare a corpului – ac ţionează un lanţ muscular format din flexorii degetelor, ai antebra ţului, retroductorii în articula ţia scapulo-humerală, coborâtorii scapulei şi muşchii basculei mediale a scapulei; activitatea acestora la ridicarea corpului este de învingere. În faza a doua a mi şcării – de coborâre a corpului – tot acelaşi lanţ muscular asigur ă mişcarea, însă prin activitate de cedare. Un alt exemplu: la s ăritura în lungime (cu sau f ăr ă elan), în faza de impulsie ac ţionează lanţul muscular al triplei extensii prin contrac ţie muscular ă dinamică de învingere, iar la aterizare ac ţionează acelaşi lanţ muscular, însă prin efort dinamic de cedare.

Întrebări 1. Care sunt tipurile biomecanice de activitate muscular ă ? 2. Tipurile biomecanice de activitate static ă şi exemple. 3. Tipurile biomecanice de activitate dinamic ă şi exemple. 10. PRINCIPALELE LANŢURI MUSCULARE ALE CORPULUI

Asigurarea posturală şi mişcările corpului sunt efectuate de c ătre musculatura dispusă în jurul articulaţiilor sub formă de grupe musculare şi lanţuri. Cum majoritatea mişcărilor omului sunt complexe, există întotdeauna o îmbinare între activitatea dinamic ă cu elemente de activitate static ă. Astfel, când se execut ă o mişcare împotriva gravitaţiei, cum ar fi: respira ţia, flexia coapsei pe bazin, flexia cotului, a genunchiului, grupele musculare agoniste în aceste articula ţii dezvoltă o acţiune de învingere, iar cele antagoniste o ac ţiune de cedare. Dacă mişcarea se produce în acelaşi sens cu for ţa de gravitaţie, ca la flexia coloanei vertebrale, expira ţie, extensia coapsei din pozi ţie de flexie, grupele musculare antagoniste sensului mişcării execută mişcarea printr-o acţiune de cedare, iar cele ce ac ţionează în acelaşi sens cu mişcarea particip ă în mod pasiv. Universitatea SPIRU HARET

39

10.1. Lan ţ urile musculare ale trunchiului execută activitatea în funcţie de mobilitatea coloanei vertebrale. Regiunile coloanei vertebrale Reg. cervicală Reg. dorsală Reg. lombar ă Mişcări globale

Flexie

Extensie

700 500 400

600 550 300

Înclinări laterale 300 1000 350

1600

1450

1650

R ăsucire 750 400 50 1200

Pe faţa dorsală a trunchiului se află cele două lanţuri musculare puternice ale extensorilor coloanei vertebrale, care prin direc ţia multiplă a muşchilor şanţurilor vertebrale participă la toate mişcările coloanei; astfel, sistemul interspinos execut ă extensia, sistemul intertransvers înclin ările laterale, sistemul transversospinos rota ţia de partea opusă, iar sistemul spinotransvers rotaţia de aceeaşi parte. Când lucrează în acelaşi sens cu gravitaţia, muşchii şanţurilor vertebrale asigur ă flexia printr-o contracţie de cedare. În mi şcările de r ăsucire a coloanei, lan ţurile musculare ale sistemului transversospinos şi spinotransvers se continuă pe faţa ventrală a trunchiului cu muşchii oblici ai pereţilor abdominali. (fig. 11)

Fig. nr. 11. Lanţurile musculare dorsale ale corpului 40


Fig. nr. 12. Lanţurile musculare ventrale ale corpului

Pe faţa ventrală a trunchiului, pe lângă cele două lanţuri musculare verticale ale drep ţilor abdominali, antagoniste muşchilor extensori ai coloanei vertebrale, există două lanţuri musculare puternice oblice, care se întretaie, formând cu cele oblice ale fe ţei dorsale a trunchiului nişte lanţuri spirale. Astfel, lanţul muscular al oblicului extern dintr-o parte se continu ă cu direcţia fibrelor oblicului intern de partea opusă, iar în partea dorsal ă a trunchiului cu sistemul transversospinos de aceeaşi parte. (fig. 12) În general, pentru efectuarea mi şcării de r ăsucire, grupele musculare ale trunchiului formează două spirale care îl încercuiesc de la apofiza mastoid ă până la bazin şi toţi muşchii care au fibrele paralele cu direc ţia spiralei vor fi sinergici în mişcarea de r ăsucire la dreapta sau la stânga a trunchiului. Lanţurile musculare ale trunchiului se continu ă cu cele ale membrelor superioare şi inferioare, solidarizând astfel întreg corpul în executarea mi şcărilor sau asigurarea poziţiilor.

10.2. Lan ţ urile musculare ale membrelor superioare (fig. 13) sunt capabile s ă asigure la om cele mai precise şi mai complexe mişcări care s-au perfecţionat în procesul muncii, astfel: Universitatea SPIRU HARET

41

Fig. nr. 13. Grupele şi lanţurile musculare care asigur ă prehensiunea unei haltere 1. flexorii gâtului; 2. extensorii coloanei cervicale; 2–3. ridicătorii centurii scapulare şi anteductorii; 4. flexorii cotului; 5. flexorii degetelor; 6. extensorii cotului; 7. extensorii degetelor; 8. aductorii braţului; 9. muşchii pereţilor abdominali; 10. flexorii gambei; 11. flexorii plantari; 12. extensorii gambei; 13. flexorii dorsali ai piciorului. Not ă : Haşurat sunt prezentaţi muşchii antagonişti.

a) Mi şcarea de prindere (de apucare) şi de apropiere a membrelor superioare de trunchi , ex.: prinderea adversarului la lupte este asigurat ă de lanţul muscular al flexorilor degetelor, de flexorii carpului, ai cotului, de pronatorii antebraţului şi adductorii braţului. Apropierea de trunchi o fac muşchii pectorali şi dorsalul mare, înlănţuind trunchiul atât ventral (pectoralii mari) cât şi dorsal (marele dorsal şi marele rotund). b) Mi şcarea de împingere se execută, de regulă, cu participarea trunchiului care o amplifică şi a membrelor inferioare care fixeaz ă corpul de sol. Ex.: la ridicarea halterei, lanţul muscular care asigur ă ridicarea înaltă a braţului (elevaţia) este format din muşchii care basculeaz ă lateral scapula (marele din ţat şi trapezul), abductorii în articulaţia scapulohumerală (deltoidul şi supraspinosul) şi extensorii cotului; la nivelul mâinii se produce o blocare în flexie. (fig. 14 şi 15) c) Mi şcarea de lovire este asociat ă, de regulă, cu mişcări de r ăsucire a trunchiului. Participă lanţul muscular care basculează lateral scapula, anteductorii centurii scapulare şi ai humerusului, extensorii cotului, flexorii carpului şi ai degetelor. d) Mi şcarea de aruncare, adică o impulsie energică a membrului superior, amplificată de mişcările trunchiului cu participarea membrelor inferioare pentru sprijin. e) Mi şcarea de sprijin superior (atârnat) cu: flexorii degetelor (care depun o activitate static ă de menţinere), grupele musculare antagoniste (flexorii şi extensorii) ale articulaţiei radiocarpiene şi ale cotului, anteductorii şi retroductorii humerusului, iar la nivelul centurii scapulare, mu şchii care execută bascula medială (romboizii, pectoralul mic şi ridicătorul scapulei) care depun o activitate de men ţinere. f) Mi şcarea de sprijin inferior (stând pe mâini) cu muşchii basculei mediale a scapulei (romboizii, pectoralul mic şi ridicătorul scapulei) care depun o activitate statică de menţinere, restul musculaturii membrelor superioare formează două lanţuri antagoniste, care fixează articulaţiile (activitatea static ă de fixare). 42


Fig. nr. 14. Lanţurile musculare care asigur ă împingerea unor greutăţi (vedere dorsală) 1. extensorii degetelor; 2. flexorii degetelor; 3. extensorii cotului; 4. abuctorii braţului; 5. ridicătorii centurii scapulare; 6. muşchii care trag umerii înapoi; 7–8. muşchii care coboar ă umerii; 9. muşchii şanţurilor vertebrale; 10. extensorii coapsei; 11. extensorii gambei; 12. flexorii plantari; 13. flexorii gambei; 14. flexorii dorsali ai piciorului. Not ă: Haşurat sunt reprezentaţi muşchii antagonişti.

Fig. nr. 15. Lanţurile musculare care asigur ă împingerea halterei Universitatea SPIRU HARET

43

10.3. Lan ţ urile musculare ale membrelor inferioare Funcţia de susţinere a corpului în poziţie verticală, precum şi mersul biped au dus la o dezvoltare puternică a musculaturii, pentru a corespunde efortului sporit. La acestea s-au ad ăugat şi funcţii de coordonare nervoasă a echilibrului corpului în diferite poziţii şi în executarea mi şcărilor. Modificări substanţiale a suferit laba piciorului prin dispunerea sub formă de boltă dublă a pieselor scheletice ce o compun. Laba piciorului este solicitat ă cel mai mult în efortul static de asigurare a pozi ţiilor corpului. Ea are şi o mobilitate destul de mare, care creşte cu cât este solicitat ă mai mult în activitatea sportiv ă. În articulaţia talocrurală sunt posibile doar flexia plantar ă (ridicarea pe vârfuri) şi flexia dorsală (ridicarea pe călcâie). În celelalte articula ţii sunt posibile mi şcări de supinaţie, îmbinate cu o uşoar ă adducţie şi de pronaţie îmbinate cu o uşoar ă abducţie. În flexia plantar ă, laba piciorului acţionează ca o pârghie de gradul I, unde punctul de sprijin este articulaţia talocrurală, braţul for ţei este perpendiculara coborâtă din axul de mişcare pe direcţia de tracţiune a tricepsului sural şi este mai mic decât braţul rezistenţei care este perpendiculara coborât ă din axul de mişcare pe direcţia reacţiei reazemului, care se aplic ă pe capetele metatarsienelor. De aceea, mişcarea se face cu pierdere de for ţă, dar cu câştig de viteză. Laba piciorului acţionează şi ca pârghie de gradul II, atunci când lu ăm în considerare ceilalţi muşchi flexori plantari: tibialul posterior, fibularii, flexorul lung al degetelor şi flexorul propriu al halucelui, care se inser ă pe faţa plantar ă a labei piciorului. Braţul for ţei este mai mic decât bra ţul rezistenţei; în plus, unghiul de tracţiune al muşchilor este ascuţit şi din această cauză avem o pierdere de for ţă şi un câştig de viteză, ceea ce favorizează viteza în cazul mi şcării de impulsie. În alcătuirea lanţurilor musculare ale membrelor inferioare apare dispunerea flexorilor şi extensorilor sub forma a două lanţuri antagoniste, la care particip ă câte trei grupe de muşchi, motiv pentru care ele au fost numite lan ţ ul triplei flexii şi al triplei extensii. (fig. 16 şi 17) Lanţul muscular al triplei flexii este format din grupele musculare ale: – flexorilor coapsei pe bazin – flexorilor genunchiului – flexorilor dorsali ai labei piciorului (care fac ridicarea pe c ălcâie). Lanţul muscular al triplei extensii este format din grupele musculare ale: – extensorilor coapsei pe bazin – extensorilor genunchiului – flexorilor plantari (ridicarea pe vârfuri).

44


Fig. nr. 16. Lanţul triplei flexii şi al triplei extensii 1. extensorii coapsei; 2. extensorii gambei; 3. flexorii dorsali ai piciorului; 4. flexorii gambei; 5. flexorii plantari.

Fig. nr. 17. Mişcarea de impulsie pe piciorul stâng

Specificul staţiunii bipede a impus la om o dezvoltare considerabil ă a lanţului triplei extensii, încât raportul dintre greutatea mu şchilor extensori şi flexori este de 2 : 1 la membrul inferior şi de 1 : 1 la membrul superior, ceea ce demonstreaz ă participarea mai puternică a lanţului triplei extensii la asigurarea staticii şi dinamicii corpului omenesc. În paginile următoare exemplificăm câteva lan ţuri musculare ce acţionează în diferite poziţii ale corpului. Universitatea SPIRU HARET

45

Fig. nr. 18. Dispoziţia muscular ă a lanţurilor cinematice la un halterofil (după Tittel K., citat de M. Ifrim) 60. M. extensor al degetelor; 58. M. cubital posterior; 51. M. brahial; 47. M. deltoid; 39. M. trapez; 40. M. subspinos; 41. M. romboid mare; 42. M. dorsalul mare; 43. Aponevroza lombo – sacrată; 79. M. fesier mijlociu; 86. M tensor al fasciei lata; 78. M. fesier mare; 67. M. extensor scurt al policelui; 68. M. abductor lung al policelui; 57. M. al doilea radial extern; 56. M. prim radial extern; 55. M. brahio radial; 50. M. biceps brahial; 94. a+b M. biceps femoral; 57. M. al doilea radial extern; 60. M. extensor al degetelor; 56. M. prim radial extern; 58. M. cubital posterior; 59. M. cubital anterior; 49. M. anconeu; 55. M. brahio radial; 48. – d – 48. M. triceps brahial; 52. M. coraco – brahial; 45. M. Rotundul mic; 44. M. Rotundul mare; 33. M. pectoralul mare; 34. M. marele dinţat anterior; 35. M. oblic mare; 91.a) M. drept anterior; 91.d) M. vast intermediar; 91.b) M. vast lateral; 87. Fascia lata; 107. M. lung peronier; 99. M. gemeni; 102. M. tibial anterior; 100. M. solear; 103. M. extensor lung al degetelor; 101. Tendonul lui Achile; 108. M. peronier scurt;

46


Fig. nr. 19. Grupele şi lanţurile musculare care asigur ă mişcarea de lovire la Tenis

Fig. nr. 20. a) Lanţurile musculare care asigur ă aruncarea ciocanului Lanţurile musculare care asigur ă aruncarea discului Universitatea SPIRU HARET

47

Fig. nr. 21. Dispoziţia musculaturii şi lanţurile cinematice în poziţia atârnat la bar ă fixă (după Tittel K., citat de M. Ifrim) 50. M. biceps brahial; 51. M. brahial; 39. M. trapez; 41. M. romboid mare; 42. M. dorsalul mare; 43. Aponevroza lombo-sacrat ă; 96. M. semitendinos; 95. M. semimembranos; 89. M. drept intern; 99. M. gemeni; 67. M. extensor scurt al policelui; 68. M. abductor lung al policelui; 57. M. al doilea radial extern; 56. M. prim radial extern; 55. M. brahio radial; 60. M. extensor al degetelor; 48. d) 48 a) M. triceps brahial; 47. M. deltoid; 40. M. subspinos; 45. M. rotundul mic; 44. M. Rotundul mare; 35. M. oblic mare; 79. M. fesier mijlociu; 78. M. fesier mare; 87. Fascia lata; 91. b) M. vast lateral; 94. a+b (drept anterior) M. vast lateral.

48


Fig. nr.22 Lanţurile cinematice şi dispoziţia musculaturii în poziţia de sprijin la paralele (după Tittel K., citat de M. Ifrim) 50. M. biceps brahial; 49. M. aneconeu; 57. M. al doilea radial extern; 60. M. extensor al degetelor; 58. M. cubital posterior; 59. M. cubital anterior; 87. Fascia lata; 91. b) M. vast lateral; 94. a) M. biceps femoral; 94. b) 90. M. croitor; 99. M. gemeni; 39. M. trapez; 47. M. deltoid; 40. M. subspinos; 45. M. Rotundul mic; 44. M. Rotundul mare; 48. M. triceps brahial; 48. d) 42. M. dorsalul mare; 35. M. oblic mare; 43. Aponevroza lombo-sacrată; 79. M. fesier mijlociu; 78. M. fesier mare; 88. c) M. adductor mare; 96. M. semitendinos; 89. M. drept intern; 95. M. semimembranos.


49

Fig. nr. 23. Dispoziţia musculaturii şi lanţurile cinematice în poziţia sprijin la inele (după Tittel K., citat de M. Ifrim) 100. M. solear; 99. M. gemeni; 95. M. semimembranos; 87. Fascia lata; 94. a+b M. biceps femoral; 90. M. croitor; 86. M. tensor al fasciei lata; 78. M fesier mare; 79. M. fesier mijlociu; 43. Aponevroza lombo-sacrată; 42. M. dorsalul mare; 9. M. trapez; 47. M. deltoid; 48. M. triceps brahial; 50. M. biceps brahial; 55. M. brahio radial; 56. M. prim radial extern; 60. M. extensor al degetelor; 44. Rotundul mare; 33. M. pectoralul mare; 51. M. brahial; 55. M. brahio radial; 56. M. prim radial extern; 57. M. al doilea radial extern; 68. M. abductor lung al policelui.

50


Lanţurile musculare ale membrelor inferioare îndeplinesc importante func ţii statice, precum şi diferite mi şcări. Acestea sunt: a) mi şcarea de impulsie este întâlnită în mers, alergare, sărituri şi este înde plinită de lanţul muscular al triplei extensii; concomitent ac ţionează musculatura care asigur ă fixarea segmentelor pentru păstrarea echilibrului. b) amortizarea prin care se frânează viteza mişcării respective; este efectuat ă tot de lanţul triplei extensii (ca la impulsie) cu deosebirea c ă la impulsie se depune o activitate dinamic ă de învingere, iar la amortizare o activitate dinamic ă de cedare, care anihilează treptat for ţa reacţiei reazemului. Membrele inferioare se comport ă la aterizare ca ni şte resorturi elastice datorit ă contracţiei lanţului triplei extensii; în aterizare greşită rolul de resort elastic este mic şorat sau suprimat şi pot interveni accidente, uneori foarte grave. c) mi şcarea de lovire cu membrele inferioare (fotbal) este asigurat ă de flexorii coapsei pe bazin, extensorii gambei şi flexorii dorsali ai labei piciorului. d) asigurarea sta ţ iunii (posturale) se efectuează printr-o contracţie statică a musculaturii, în care rolul principal îl are lan ţul triplei extensii, la care particip ă şi muşchii adductori ai coapsei, care ac ţionează asupra lanţului cinematic închis, reprezentat prin cele dou ă membre inferioare şi bazin. În concluzie, lanţurile musculare ale membrelor inferioare se caracterizeaz ă printr-o mai mică varietate decât ale celor superioare; ele sunt adaptate pentru asigurarea staţiunii şi a câtorva mişcări fundamentale, dintre care principale sunt impulsia şi amortizarea. 11. PARTICULARITĂŢI BIOMECANICE ALE APARATULUI LOCOMOTOR

Aparatul locomotor al omului este în aşa fel alcătuit, încât se realizeaz ă o îmbinare armonioasă între principiul economiei de for ţă şi cel al economiei de deplasare. În general, pentru men ţinerea echilibrului în pozi ţiile statice sunt utilizate pârghii care economisesc for ţa, iar pentru efectuarea mi şcărilor se folosesc pârghii de gradul III cu care se ob ţine o economie de deplasare (de scurtare muscular ă). Aparatul locomotor este format din: oase, articula ţii şi muşchi. Oasele sunt considerate pârghii dure şi rezistente cu rol în: – menţinerea formei corpului; – efectuarea mişcărilor. Oasele sunt alcătuite din ţesut conjunctiv impregnat cu săruri de calciu. Ţesutul osos are o structur ă adecvată funcţiilor: de a rezista la solicit ările de presiune, încovoiere, întindere, r ăsucire. Aceste proprietăţi mecanice depind de vârstă, compoziţie chimică, alimentaţie, natura solicitării fizice etc. Sub influenţa exerciţiilor fizice, structura oaselor se modific ă concomitent cu creşterea rezistenţei la factorii mecanici, ex.: modific ările apărute la oasele piciorului de bătaie la săritori şi fotbalişti. Articulaţiile realizează legătura mecanică dintre pârghiile osoase. Majoritatea articula ţiilor sunt mobile, permiţând mişcări în diferite direcţii: mişcări de rotaţie sau mişcări de alunecare (de translaţie). Muşchii reprezintă for ţa care asigur ă poziţiile şi mişcările corpului, mobilizând pârghiile osoase pe anumite direcţii. Universitatea SPIRU HARET

51

Întrebări 1. Care sunt principalele lan ţuri musculare ale corpului ? 2. Care sunt lanţurile musculare ale trunchiului ? 3. Ce mişcări complexe asigur ă lanţurile musculare ale membrelor superioare ? 4. Care sunt lanţurile musculare ale membrelor inferioare ? 5. Ce mişcări asigur ă lanţurile musculare ale membrelor inferioare ? 12. PRINCIPII GENERALE DE ANATOMIE FUNCŢIONALĂ ŞI BIOMECANICĂ Corpul omenesc, ca orice organism viu, dispune de posibilit ăţi complexe de comportare biomecanică şi adaptare funcţională, posibilităţi ce nu pot fi integral interpretate matematic. Dar în analiza anatomo-func ţională şi biomecanică a diverselor mişcări ale corpului uman pot fi folosite principiile generale (Baciu Cl. 1977). Principiul nr. 1.

Orice mi şcare începe prin stabilirea în pozi ţ ie favorabil ă sau mobilizarea centrului de greutate principal al corpului. Exemplul 1. Lovirea cu pumnul. Pentru această mişcare, centrul de greutate se stabilizeaz ă prin intrarea în acţiune a centurii musculare a trunchiului din imediata apropiere a centrului principal de greutate al corpului. Exemplul 2. Pornirea din ortostatism în mers. Pentru a se face primul pas, centrul de greutate este mobilizat pe direc ţia de deplasare. Trunchiul este aplecat înainte prin contrac ţia muşchiului psoas-iliac şi a muşchilor abdominali. Celelalte mi şcări ale mersului încep numai dup ă ce proiecţia centrului de greutate deplasat înainte a dep ăşit baza de susţinere. Principiul nr. 2. Pornind

de la centura muscular ă a centrului de greutate, ac ţ iunea mobilizatoare a segmentelor se realizeaz ă sub forma unei pete de ulei de la centru spre periferie. Exemplu. Din stând, ridicarea braţelor lateral În acest caz, lan ţurile musculare intr ă în acţiune în următoarea ordine: – centura muscular ă a trunchiului stabilizează centrul de greutate; – muşchii centurii scapulare stabilizeaz ă centura la trunchi şi încep să o ridice; – muşchii abductori ai braţului abduc braţul; – muşchii extensori ai antebra ţului menţin antebraţul extins; – muşchii extensori ai mâinii şi degetelor menţin mâna şi degetele extinse; – muşchii lombricali şi interosoşi menţin degetele apropiate. Principiul nr. 3.

Membrele superioare şi inferioare ac ţ ionează ca lan ţ uri cinematice închise sau deschise. Exemplul 1. Din atârnat, îndoirea braţelor. În această mişcare, membrele superioare acţionează ca lanţuri cinematice închise. Exemplul 2. Aruncarea greutăţii Membrele superioare acţionează ca lanţuri cinematice deschise. 52


Principiul nr. 4 Când membrele superioare sau inferioare ac ţ ionează ca lan ţ uri

cinematice deschise, mu şchii care intr ă în ac ţ iune î şi iau puncte fixe de inser ţ ie pe capetele lor centrale şi ac ţ ionează asupra segmentelor prin capetele lor periferice. Exemplu: Din stând, ridicarea braţelor oblic în sus. Muşchii centurii scapulare î şi iau punct fix pe coloan ă şi trag centura înainte şi în sus, muşchii abductori ai bra ţului iau punct fix pe centura scapular ă şi duc braţele în abducţie; muşchii extensori ai antebraţului iau punct fix pe bra ţ şi menţin antebraţul în extensie, mu şchii extensori ai mâinii şi ai degetelor iau punct fix pe antebraţ şi menţin extensia acestor ultime segmente. Principiul nr. 5.

Când un membru (superior sau inferior) ac ţ ionează ca un lan ţ cinematic închis, deci prin extremitatea lui periferic ă se afl ă sprijinit sau fixat pe o bază oarecare de sus ţ inere, mu şchii care intr ă în ac ţ iune î şi iau punct fix pe capetele lor periferice şi ac ţ ionează asupra segmentelor prin capetele lor centrale. Exemplu: Din stând, îndoirea genunchilor. Muşchii extensori ai piciorului pe gamb ă (tricepsul sural, în special) î şi iau punct fix pe picior pentru a nu lăsa gamba să se pr ă buşească pe picior, extensorii gambei pe coapsă (cvadricepsul, în special) îşi iau punct fix pe gamb ă pentru a nu lăsa coapsa să se pr ă buşească pe gambă, extensorii coapsei pe bazin (ischiogambierii mai ales) î şi iau punct fix pe gambă pentru a nu lăsa bazinul să se pr ă buşească pe coapsă. Când membrele ac ţ ionează ca lan ţ uri cinematice deschise, grupele musculare agoniste se contract ă izotonic şi mi şcarea rezult ă din apropierea capetelor musculare de inser ţ ie. Exemplu: Lovirea mingii cu piciorul. Acţiunea rezultă din mai multe mişcări concomitente. Flexia coapsei pe bazin, extensia gambei pe coapsă şi flexia dorsală a piciorului. Grupele musculare agoniste iau punct fix pe capetele lor centrale şi se contractă izotonic, apropiindu-şi capetele de inser ţie. Principiul nr. 6.

Principiul nr.7 .

Când membrele ac ţ ionează ca lan ţ uri cinematice închise, grupele musculare agoniste se contract ă izotonic sau izometric, succesiv sau sub ambele forme. Exemplu de contrac ţ ie izotonică : Din poziţia atârnat, îndoirea bra ţelor. Exerciţiul rezultă din mişcările concomitente: flexia bra ţelor pe antebraţ şi adducţia braţelor. Grupele musculare agoniste iau punct fix pe capetele lor periferice şi se contractă izotonic, apropiindu-şi capetele de inser ţie. Exemplu de contrac ţ ie izometrică . Din atârnat cu braţele îndoite, întinderea braţelor. Exerciţiul rezultă din următoarele mişcări concomitente: extensia braţelor pe antebraţe şi abducţia braţelor. Grupele musculare agoniste iau punct fix pe capetele lor periferice şi se contractă izometric, depărtându-şi capetele de inser ţie. Exemplu de contrac ţ ie succesivă : în alergarea de vitez ă, atacul solului cu piciorul, apoi extensia piciorului (flexia plantar ă) pe gambă. În atacul solului antepiciorul ia contact cu solul şi tricepsul sural, contractându-se izometric, controlează apropierea călcâiului de sol. În faza urm ătoare de extensie a piciorului pe gambă, antepiciorul continu ă să fie sprijinit pe sol, dar tricepsul sural se contractă izotonic, apropiindu-şi capetele de inser ţie pentru a fi posibilă extensia (flexia plantar ă), deci propulsia corpului înainte. Universitatea SPIRU HARET

53

Principiul nr. 8. Executarea

unei mi şcă ri este posibil ă datorit ă interven ţ iei concomitente şi contrarii a mu şchilor agoni şti şi antagoni şti. Când agoni ştii se contract ă izotonic, antagoni ştii se contract ă izometric şi invers. Viteza de execu ţ ie a mi şcă rilor este dependent ă de raportul invers propor ţ ional dintre intensitatea de ac ţ iune a agoni ştilor şi antagoni ştilor. Exemplu: din stând cu braţele lateral cu palmele în sus, îndoirea coatelor la o 90 . În această mişcare intervin ca agonişti muşchii flexori ai antebra ţului pe braţ (în special brahialul anterior şi bicepsul brahial), care se contract ă izotonic. Concomitent intervin însă şi muşchii antagonişti, deci extensorii antebra ţului pe braţ (în special, tricepsul sural şi anconeul), care se contract ă izometric. În lipsa antagoniştilor, mişcarea s-ar executa necoordonat şi brusc. Pentru realizarea rapid ă a exerciţiului, flexorii se contract ă puternic, iar extensorii cu o intensitate mai sc ăzută. Pentru realizarea înceat ă a mi şcării, flexorii se contractă mai puţin intens, iar extensorii opun o rezisten ţă mai mare. Cu cât viteza de execu ţie a agoniştilor este mai mare, cu atât interven ţia antagoniştilor pe parcursul amplitudinii de mişcare este mai mic ă. Principiul nr. 9 . La sfâr şitul mi şcă rii, mu şchii antagoni şti se transformă în mu şchi neutralizatori. Cu cât viteza de execu ţ ie este mai mare, cu atât interven ţ ia antagoni ştilor, la sfâr şitul mi şcă rii, este mai intens ă . Exemplu. ca la principiul nr. 8. Când cotul ajunge la o flexie de 90 0, muşchii extensori, intensificându-şi acţiunea, opresc excursia antebraţului în aceast ă poziţie. Men ţ inerea pozi ţ iei se realizează prin echilibrarea intensit ăţ ii de ac ţ iune a agoni ştilor şi antagoni ştilor şi intrarea tuturor lan ţ urilor musculare în condi ţ ii de travaliu static. Exemplu: ca la principiile 8 şi 9. Antebraţul ajuns în poziţie de flexie la 90 0 pe braţ este menţinut la vertical ă prin echilibrarea intensităţii de acţiune a flexorilor şi extensorilor antebraţului pe braţ. Principiul nr. 10.

Principiul nr. 11 .

Folosirea ac ţ iunii for ţ elor externe (în special a for ţ elor gravita ţ ionale) inversează rolul grupelor musculare. Exemplu: din stând, îndoirea genunchilor. Au loc următoarele mişcări concomitente: flexia gambelor pe picioare, flexia coapselor pe gambe şi flexia bazinului pe coapse. De şi este vorba de o mişcare de triplă flexie a membrelor inferioare, în realitate îns ă exerciţiul este controlat şi gradat de lanţul triplei extensii, deci de extensorii piciorului pe gamb ă, ai gambei pe coapsă şi ai coapsei pe bazin. To ţi aceşti muşchi se contractă izometric şi nu lasă segmentele membrelor inferioare să se pr ă buşească unele pe celelalte sub influen ţa for ţelor gravitaţionale. Deşi este vorba de o triplă flexie, agoniştii sunt reprezentaţi de grupele musculare ale lan ţului triplei extensii, iar flexorii devin antagoni şti. Principiul nr. 12 .

În unele situa ţ ii, folosirea for ţ elor externe ( şi în special a for ţ elor gravita ţ ionale) inversează rolul grupelor musculare numai dup ă ce acestea au declan şat mi şcarea. Exemplul 1: din poziţia stând, aplecarea trunchiului înainte. Mişcarea este iniţiată de muşchii abdominali şi de flexorii coapsei pe bazin, care acţionează ca agonişti. Muşchii şanţurilor vertebrale şi extensorii coapsei pe 54


bazin acţionează ca antagonişti în aceast ă fază a mişcării. După ce trunchiul a păr ăsit poziţia de echilibru, el tinde sub ac ţiunea for ţelor gravitaţionale să se pr ă buşească înainte. Pentru ca mişcarea să se poată executa coordonat, controlul ei este preluat de mu şchii şanţurilor vertebrale şi de extensorii coapsei pe bazin. De şi este vorba de o mişcare de flexie a trunchiului, dup ă ce aceasta a fost ini ţiată de muşchii flexori, care s-au contractat izotonic, ea este continuat ă şi controlată de extensori, care se contract ă izometric. Exemplul 2: din stând, aplecarea trunchiului înapoi. Mecanismul este invers, mi şcarea fiind iniţiată de extensorii care se contract ă izotonic şi apoi este continuat ă de muşchii abdominali şi de psoas-iliaci, care se contractă izometric. Principiul nr. 13. În

cadrul ac ţ iunilor lan ţ urilor cinematice închise, pârghiile osteo-articulare ac ţ ionează , în general, ca pârghii de sprijin, deci ca pârghii de gradul I. Exemplu: comportarea pârghiei articulaţiei cotului în poziţia stând pe mâini. For ţa, reprezentată de inser ţia olecraniană a tricepsului brahial, se g ăseşte în afar ă. Sprijinul, reprezentat de contactul dintre extremit ăţile articulare humerale şi radio-cubitale, se găseşte la mijloc. Rezisten ţa, reprezentată de proiecţia centrului de greutate, cade la interior. Deci, F.S.R., pârghie de gradul I Principiul nr. 14. În cadrul ac ţ iunilor lan ţ urilor cinematice deschise, pârghiile osteo-articulare ac ţ ionează , în general, ca pârghii de viteză , deci ca pârghii de gradul III. Exemplu: Comportarea aceleiaşi pârghii a articulaţiei cotului la aruncarea greutăţii. Prin flectarea excesivă a cotului, for ţa, reprezentată de inser ţia olecraniană a tricepsului brahial, este plasată între punctul de sprijin osos humero-cubito-radial şi între rezistenţă, reprezentată de greutatea de aruncat şi greutatea proprie a antebraţului şi mâinii. Deci, S.F.R., pârghie de gradul III. Principiul nr. 15. Perfec ţ ionarea

se atinge prin realizarea mi şcă rilor cu maximum de eficien ţă , folosindu-se la minimum for ţ ele interne şi la maximum for ţ ele externe. Astfel, perfec ţ ionarea exerci ţ iilor fizice apare ca o form ă superioar ă de adaptare a organismului uman la mediu. Exemplul 1: în alergare, pendularea înainte a gambei membrului inferior. Deşi mişcarea reprezintă o extensie incompletă a gambei pe coapsă, ea nu se realizează prin intrarea în contracţie izotonică a muşchilor extensori, ci prin iner ţie (ca un pendul), deci prin folosirea unei for ţe externe. Grupele musculare care intervin sunt reprezentate de muşchii flexori ai gambei pe coaps ă, respectiv muşchii ischio-gambieri, care, la sfâr şitul mişcării, se contractă izometric, oprind pendularea gambei. Exemplul 2: aruncarea mingii la handbal. Pentru ca for ţa cu care mingea este tras ă la poartă să fie cât mai mare este folosită şi traiectoria centrului de greutate al corpului. Exemplul 3: aruncarea discului sau a ciocanului. For ţa externă folosită la maximum în aceste exerci ţii este for ţa centrifugă. Bineînţeles că utilizarea la maximum a for ţelor externe presupune o coroborare perfectă a acestora cu for ţele motorii interne şi se bazează, în ultimă instanţă, pe un grad înalt de dezvoltare a proceselor de coordonare. Cunoscând aceste principii, orice antrenor, profesor de educaţie fizică sau specialist în ergometrie, cu un oarecare bagaj de cuno ştinţe de anatomie funcţională Universitatea SPIRU HARET

55

şi biomecanică poate trece la studiul diverselor mi şcări care-l intereseaz ă, în scopul perfecţionării lor.

Întrebări 1. Care sunt principiile generale de anatomie func ţională şi biomecanică? 2. Ce vizeaz ă aceste principii ? 13. LEGILE BIOMECANICII Legile mecanicii enunţate de Isaac Newton sunt aplicate în biomecanic ă, în cazul mişcărilor în care for ţele externe predomină faţă de cele interne, dar nu sunt proprii biomecanicii. Biomecanica are legi proprii, este deci o ştiinţă (Gagea A. 2002). Legile proprii biomecanicii privesc, mai ales, cauzele mi şcării (deci, în mod concret, eficienţa mişcării), legate de posibilit ăţile efectorului muscular de a debita energie pe o anumită durată de timp, care sunt limitate şi dependente de sursele şi resursele acestuia. Debitul de energie (puterea muscular ă) este esenţial în motricitatea umană, el poate îmbr ăca diferite forme (for ţă în regim de viteză, for ţă în regim de rezistenţă) în funcţie de specificul efortului fizic respectiv. Pe de alt ă parte, prin intermediul pârghiilor, tensiunea mecanic ă din muşchi este transmisă la for ţele rezistive (de rezisten ţă) conservând momentele for ţelor (în cazul izometriei sau al echilibrului) şi amplificând fie viteza, fie for ţa, în mod compensator. Astfel, pârghiile devin mecanisme de conservare a puterii musculare (a produsului dintre for ţă şi viteză). Câştigul de for ţă, în cazul pârghiilor, se face în detrimentul distan ţei, ceea ce este cunoscut încă din antichitate, ca o lege de aur a mecanicii. I. Legea conservării forţei în demararea mişcării În demararea mi şcă rii, produsă prin contrac ţ ie muscular ă , for ţ a net ă tinde să se conserve sub formă de for ţă iner ţ ial ă For ţa netă este cauza care produce scurtarea fibrelor musculare, iar for ţa iner ţială este cauza care produce acumularea de cantitate de mi şcare sau de energie sub formă reactivă, în corpul supus mi şcării. Efectul este întârzierea şi demararea greoaie a mişcării. În demararea mişcării, for ţa iner ţială tinde să continue starea de repaus a corpului, deoarece creşterea ei depinde de mărimea şi variaţia admitanţei sistemului neuromuscular de activare a convertorului de energie chimică în energie cinetică. Admitanţa este o proprietate care leag ă un efect de o cauz ă. În cazul contracţiei musculare, viteza de scurtare a fibrelor musculare este legat ă de tensiunea electrochimică (sau electrostatică) prin admitanţa (inversul impedanţei, uneori a rezistenţei). Când vorbim despre mărimea şi variaţia admitanţei, în cea mai mare parte ne referim la recrutarea temporo-spaţială a sinapselor, fenomen care face ca demararea mişcării să fie un regim tranzitoriu. Spre deosebire de legea I a mecanicii (legea iner ţiei), unde for ţa netă apare instantaneu, în biomecanică for ţa netă creşte progresiv pe seama diferenţei dintre for ţa iner ţială şi cea rezistiv ă, delimitând un regim tranzitoriu, de o anumit ă durată, dependentă de particularităţile structurale neuromusculare. 56


La orice mişcare produsă prin contracţia muscular ă, adică predominant prin for ţele interne, demararea se face pe o durată ce nu poate fi ignorată (regim tranzitoriu), iar for ţa netă se cumulează sub formă de for ţă iner ţială, rezultând o sumă constantă, o conservare de for ţe. În sporturile de performanţă, aceste regimuri tranzitorii sunt denumite domenii ale for ţei pure (haltere, aruncări etc.), iar când for ţa rezistivă este chiar greutatea corpului sau a unor segmente, domeniul este al for ţei explozive (start, sărituri, box etc.). Fn (t) = Fir (t) – R unde: Fn = for ţa netă; Fir = for ţa iner ţială; R = for ţa rezistivă. În concluzie, la început, când for ţa netă încă nu o depăşeşte pe cea rezistiv ă, mişcarea este întârziat ă, iar când for ţa netă o depăşeşte pe cea rezistiv ă, mişcarea demarează progresiv, după cum o dictează admitanţa comenzii neuromusculare. II. Legea conservării puterii în eforturile maximale Puterea mecanică debitat ă de contrac ţ ia muscular ă maximal ă tinde să r ă mână constant ă Prin asemănare cu mecanica, această lege exprimă, în formă specifică, conservarea puterii. Spre deosebire de mecanic ă, în biomecanică for ţa nu apare instantaneu, viteza nu înseamnă putere, iar puterea nu este constant ă decât pe o anumită durată, ea fiind între două perioade tranzitorii (una de producere şi alta de epuizare a ei). Relaţia dintre for ţa rezistivă şi viteza de contracţie a muşchiului striat a fost studiată experimental, pe diverse animale, în special pe iepure, de mai mul ţi savanţi, printre care îl menţionăm pe Hill, V.A. care a propus un model matematic simplu (F + a) * (v + b) = (Fmax + a) * b = const. unde: F este o for ţă rezistivă (o greutate de ridicat sau de deplasat); v este viteza mişcării; a este o constantă care semnifică greutatea proprie a segmentului corporal pus în mişcare; b este o constant ă cu semnificaţia de viteză minimă a deplasării unei sarcini (for ţă rezistivă) maxime; Fmax – for ţa maximă. În cazul sportivilor, care efectueaz ă un efort maximal, ce constă dintr-o săritur ă pe verticală f ăr ă un elan prealabil şi cu start dintr-o poziţie uşor flectată, A. Gagea, a expus un model teoretic prin care puterea maxim ă (P), debitată de contracţia muscular ă la un sportiv, este P = G * S/te + G * h/te unde: G = greutatea corpului; te = timpul în care centrul de greutate se ridic ă pe distanţa (S); h = înălţimea săriturii. Această putere a fost denumită de A. Gagea (1995), drept puterea maximă instantanee anaerobă . După transformări simple a ajuns la forma (F + a) * (v + b) = P Cele două modele sunt foarte asemănătoare, deosebirea constă în faptul că în cel de al doilea, b nu mai este o constant ă, ci are în ţelesul de detent ă şi nu poate fi neglijat (în sportul de performan ţă, mai ales la gimna şti, săritori, baschetbalişti). În concluzie, legea conservării puterii în eforturile maximale se refer ă la regimul staţionar, atunci când faza iner ţială a demar ării mişcării a fost dep ăşită, dar încă nu s-a ajuns la faza de obosire. Adic ă, dacă for ţa rezistivă este mai mare, viteza mişcării va fi cu necesitate mic ă (relaţie ce se p ăstrează şi invers). Universitatea SPIRU HARET

57

III. Legea conservării energiei în eforturile obositoare Energia mecanică disponibil ă a eforturilor obositoare tinde s ă r ă mână constant ă Eforturile obositoare sunt eforturile de durat ă relativ mare, în care puterea maximă scade treptat (şi deci nu mai poate fi considerat ă constantă). În aceste eforturi, în care debitul de energie mecanic ă este mai mare decât aportul de energie provenit din resinteza ATP, când nu se mai poate men ţine o putere constantă, energia muscular ă disponibilă tinde să fie ea însăşi o constantă. Adică, cu cât este mai mare nivelul puterii debitate, cu atât mai repede se ajunge la epuizarea posibilităţilor şi rezervelor biologice. Ex.: un atlet care alearg ă cu viteză mare ajunge la epuizare mai repede, adic ă după o durată mai scurtă de timp, decât dacă ar alerga cu o viteză mai mică. P = Pmax exp (K1 * t k2) + Prez unde: Pmax = puterea maximă; K1 şi K 2 = constante individuale; Prez = rezerva de putere. În concluzie, legea conserv ării energiei în eforturile obositoare se aplic ă la toate tipurile de efort fizic, indiferent de dificultatea acestora şi, este valabil ă pentru durate ale efortului în care puterea nu mai poate fi men ţinută la nivel maxim. Legea se adresează eforturilor de anduranţă (rezistenţă fizică la efort de lungă durată).

Întrebări 1. Care sunt legile biomecanicii ? 2. Explicaţi legile biomecanicii.

58


Partea a II-a


59

60


1. ARTICULAŢIILE ŞI CLASIFICAREA LOR Articulaţiile reprezintă legătura dintre două sau mai multe oase prin intermediul unui aparat fibros şi ligamentar. Altfel spus, ele sunt un ansamblu de p ăr ţi moi şi dure prin care se unesc dou ă sau mai multe oase vecine. O definiţie recentă spune că articulaţia este componenta pasiv ă de mişcare, fiind animată de muşchii adiacenţi (N. Efimov, 2004). După gradul lor de mobilitate, articula ţiile sunt de mai multe feluri: 1.1. Articula ţ ii fixe (sinartroze) sin – „împreun ă” Sunt articulaţiile în care oasele nu pot executa nici o mi şcare sau fac mişcări foarte reduse. Se întâlnesc la oasele cutiei craniene şi la oasele cutiei toracice. Legătura dintre oase la acest tip de articula ţii se face prin ţesut cartilaginos, ţesut conjunctiv fibros şi ţesut osos. De aceea, dup ă felul ţesutului care leag ă oasele unei sinartroze, deosebim: a) Sincondroze în care legătura dintre oase se face prin ţesut cartilaginos ce îi confer ă un oarecar e grad de mobilitate. Exemple: – articulaţia dintre lama perpendicular ă a etmoidului cu vomerul – articulaţia dintre prima coastă şi stern b) Sindesmoze în care legătura dintre oase se face prin ţesut conjunctiv fibros. Exemple: – articulaţiile sacro-iliace – articulaţiile dintre epifizele distale ale tibiei şi fibulei – articulaţiile dintre oasele cutiei craniene c) Sinostoze în care oasele sunt legate prin ţesut osos. Ele deriv ă fie din sincondroze, fie din sindesmoze, articulaţii la care ţesutul de legătur ă s-a osificat, mai ales la vârstă înaintată. Ex.: sinostoza cranian ă apare la o vârstă înaintată, când ţesutul de legătur ă dintre oasele cutiei craniene se osific ă. 1.2. Articula ţ ii semimobile (amfiartroze) Sunt articulaţiile cu mişcări ceva mai ample, deci semimobile. Exemple: – articulaţiile de la nivelul coloanei vertebrale. La nivelul coloanei vertebrale, leg ătura dintre corpii vertebrelor se face printr-un disc fibrocartilaginos. Discul are forma corpurilor vertebrale şi prezintă la periferie o serie de lame concentrice de ţesut fibrocartilaginos (inelul fibros), iar în centru o substanţă gelatinoasă (nucleul pulpos). 1.3. Articula ţ ii mobile (diartroze) Sunt articulaţiile cele mai r ăspândite în organism. Ele au o cavitate articular ă în care se găseşte o mică cantitate de lichid sinovial, o capsul ă articular ă că ptuşită în interior de membrana sinovială şi cartilajul hialin. Diartrozele, după gradul de libertate al mi şcărilor, în raport cu cele trei planuri (transversal, sagital şi longitudinal), pot fi: • Articulaţii cu un singur grad de libertate a) Articula ţ ii plane (artrodii) cu suprafeţe articulare congruente şi în care mişcarea este numai de alunecare; Exemple: – articulaţiile dintre apofizele articulare toracale – articulaţiile dintre oasele carpiene Universitatea SPIRU HARET

61

b) Articula ţ ii cilindroide (asemănătoare balamalelor) – articulaţia trohlear ă – articulaţia cotului (dintre humerus şi ulnă) – articulaţia trohoidă – articulaţia radio-cubitală superioar ă • Articulaţii cu două grade de libertate a) Articula ţ ia elipsoidal ă – articulaţia radio-carpiană b) Articula ţ ia şelar ă – articulaţia carpo-metacarpiană • Articulaţii cu trei grade de libertate - sferoidale (enartrozele) Exemple: – articulaţia scapulo-humerală – articulaţia coxo-femurală 2. DIARTROZELE – CARACTERISTICI MORFO-FUNCŢIONALE Diartrozele sunt alcătuite din mai multe elemente componente, suprafeţele articulare, mijloace de unire şi mijloace de alunecare.

cum sunt:

2.1. Suprafe ţ ele articulare. Ele pot avea diferite forme: sferice, eliptice, cilindrice sau plane şi sunt acoperite de un cartilaj articular hialin, care se muleaz ă perfect pe toată suprafaţa de articula ţie. Cartilajul hialin (cartilaj articular) este cel mai vechi ţesut din organism din punct de vedere filogenetic, care s-a transmis f ăr ă modificări de la vertebratele primitive la om. Este un ţesut conjunctiv cu fibre colagene şi se prezintă ca o suprafaţă lucioasă, alb-gălbuie la centru, alb-albăstruie la periferie, în funcţie de grosime. Grosimea este mai mare în punctele de maxim ă presiune (centru) până la 6 mm şi mai subţire la periferie. Grosimea mai depinde şi de momentul opririi osificării complete a cartilajului de cre ştere. Înlesneşte mişcările, durează tot timpul vieţii, mai gros la tineri, se sub ţiază treptat cu vârsta. Cartilajul hialin nu are vase de sânge, se hr ăneşte prin imbibiţie din lichidul sinovial. O mică parte din nutriţie este asigurată prin continuitate hidrică din osul subiacent prin unele orificii. F ăr ă această sursă cartilajul degenerează şi moare. Neavând vase de sânge, nu are posibilitatea de cicatrizare sau regenerare. Are un metabolism foarte scăzut, de aceea rezistă mai bine ca ţesutul osos la factorii agresivi. Numărul redus de fibre colagene din substanţa fundamentală a cartilajului hialin îl face puţin rezistent la factorii mecanici (de încovoiere, de îndoire). De aceea, el se fisurează destul de frecvent mai ales la nivelul meniscurilor genunchiului şi se vindecă foarte greu, neavând o circulaţie activă (prin vase sanguine). În schimb, este rezistent la presiuni. Cu cât presiunea este mai mare, grosimea lui este mai mare. Cartilajul hialin este lipsit de inerva ţie şi de aceea agresiunile nu pot determina senzaţii dureroase. El are o patologie pasiv ă şi tăcută. Cartilajul hialin este compresibil (amortizor pentru ţesutul osos care s-ar eroda prin frecare). Întrucât presiunile continue se opun difuzării substanţelor nutritive, acestea duc la apari ţia tulbur ărilor trofice (de nutriţie). De aceea este necesar ca presiunile să fie intermitente pentru a se asigura nutri ţia cartilajului. Cartilajul hialin este elastic. Această elasticitate este legat ă de conţinutul în apă care în mod normal este de 50-60%. Deshidratarea atrage reducerea elasticit ăţii şi în consecinţă generează artroze. 62


Cartilajul hialin este poros. El se îmbib ă cu lichid sinovial ca un burete. Vârsta, traumatismele, infec ţiile duc la deshidratare şi apoi la ramolire. Când presiunile şi tracţiunile articulare normale scad sau nu se mai exercit ă, cartilajul hialin este invadat de vase, care transport ă celule ce vor construi ţesut osos, pe măsur ă ce cartilajul se resoarbe. Astfel, se ajunge la anchiloz ă (proces degenerativ). Când suprafeţele articulare nu concordă perfect (una este mai mare şi alta mai mică), este nevoie de corecţia lor cu ajutorul fibrocartilajelor, care sunt de dou ă feluri: a) fibrocartilaj de mărire (burelet articular) ex.: fibrocartilajul de pe cavitatea glenoid ă a scapulei b) fibrocartilaje de restabilire ex.: – discul interarticular (care separ ă complet cele două suprafeţe articulare) în cazul articula ţiei temporo-mandibulare – meniscul interarticular care este un fibrocartilaj incomplet, prezentând un orificiu la nivelul c ăruia suprafeţele articulare vin în contact (ex.: meniscurile articulaţiei genunchiului). Diartrozele, după forma suprafeţelor articulare, sunt de mai multe feluri: • Articula ţ ii sferice (enartroze). Ele au o suprafaţă articular ă sferică şi alta concavă (cavitate glenoidă). În funcţie de conformaţia sferică a oaselor, pot fi: cu capul articular mai mic decât o jum ătate de sfer ă, ex.: articula ţia scapulo-humerală şi cu capul articular mai mare decât o jum ătate de sfer ă ex.: articulaţia coxo-femurală. • Trohleartroz ă (Ginglimul) care are una din suprafeţe sub formă de trohlee (mosor), iar cealaltă de formă concavă pentru a primi trohleea, ex.: articula ţ ia cotului. • Articula ţ ia elipsoidal ă în care una din suprafeţe este de formă elipsoidală, iar cealalt ă este o cavitate glenoid ă, ex.: articula ţ ia radio-carpiană ; articula ţ ia atlanto- occipital ă. • Articula ţ ia în şa are suprafeţele articulare de formă concavă într-un sens şi de formă convexă în alt sens, ex.: articula ţ iile între oasele carpiene. • Articula ţ ie în pivot cu suprafeţe articulare ca un cilindru osos, ex.: articula ţ ia radio-ulnar ă. • Articula ţ ii planiforme cu suprafeţe articulare plane, ex.: articula ţ iile apofizelor articulare ale vertebrelor toracice

2.2. Mijloacele de unire ale articulaţiilor sunt: capsula articular ă, ligamentele şi muşchii. a) capsula articulară se prezintă ca un manşon fibros, care uneşte cele două oase ale articula ţiei, creând cavitatea articular ă. Ea are rolul de a asigura rezisten ţa articulaţiei la factorii mecanici de trac ţiune şi de a proteja articula ţia de agenţii microbieni din mediul extern. Deschiderea accidental ă a acesteia produce infec ţii serioase ale articula ţiei respective. Are vasculariza ţie şi inervaţie bogate. b) ligamentele sunt benzi fibroase provenite: fie din îngroşarea capsulei articulare, fie din transformarea unor tendoane în ligamente, fie din fibre musculare atrofiate. c) muşchii au rol important în articula ţii, menţin contactul între suprafeţele articulare, fiind muşchi periarticulari, au rol de ligamente active. ex.: în articula ţ ia scapulo-humeral ă . Universitatea SPIRU HARET

63

2.3. Mijloacele de alunecare (membrana sinovial ă şi lichidul sinovial) a) membrana sinovială este fină, netedă şi lucioasă, tapetând suprafaţa internă a capsulei articulare. Este bogat vascularizat ă şi inervată. Pe lângă rolul de etanşare a cavităţii articulare are şi rol secretor, ea producând lichidul sinovial care unge şi hr ăneşte structurile articulare. Iritarea mecanic ă sau microbiană a sinovialei duce la creşterea cantităţii de lichid sinovial şi la dureri în timpul mi şcărilor. Integritatea şi sănătatea ei asigur ă calităţile nutritive şi tribologice (de ungere) ale lichidului sinovial. Nu prezintă formaţiuni limfoide, deci nu are rol de protec ţie antimicrobiană. Prin vascularizaţia ei bogată, reglează temperatura şi presiunea articular ă, creând condiţii favorabile funcţiei articulare. Prin reversul secre ţiei, reabsoarbe lichidul sinovial şi deşeurile articulare (microscopice) care pot fi în suspensie. b) lichidul sinovial are dublă origine. Este produs prin transudatul lichidului plasmatic din pereţii capilarelor (atât în repaus, cât mai ales în timpul mi şcărilor) şi din produsele de descuamare de pe faţa superficială a sinovialei şi a cartilajelor articulare care rezultă prin frecare în timpul mi şcărilor. Mişcarea este deci factorul principal de producere a lichidului sinovial. El este un lichid de culoare gălbuie, vâscos, transparent, cu pH = 7,4. Con ţine monocite 47 %, limfocite 25%, granulocite 7% şi alte celule 2 %. Majoritatea celulelor au propriet ăţi fagocitare. 2.4. Vasculariza ţ ia articula ţ iilor este dată de vasele articulare din care se desprind mai multe ramuri ce formează o reţea periarticular ă din care iau naştere ramuri epifizare, capsulare şi sinoviale. 2.5. Inerva ţ ia articula ţ iilor provine din nervii ce inervează oasele, muşchii şi tegumentul regiunii respective. Articula ţiile sunt bogat inervate în special în zonele capsulare care sunt cele mai solicitate de for ţele mecanice. În ele se g ăsesc proprioceptori (Golgi-Manzoni, Krause, Ruffini, Vater-Pacini), de la care, pe căi aferente, se transmit informaţii referitoare la funcţia articulaţiei respective spre cordoanele dorsale ale m ăduvei spinării, la cerebel apoi la scoar ţa cerebrală. Nervii articulari sunt nervi senzitivi forma ţi din fibre aferente. Unicele fibre nervoase eferente care pătrund în articulaţie, însoţind vasele sanguine, sunt de natur ă vegetativă şi au rol în vasomotricitate. 2.6. Mobilitatea articular ă Deplasarea segmentelor osoase angrenează în lanţul mecanismelor motorii şi participarea obligatorie a articulaţiilor. Forma şi gradele de libertate de mi şcare pe care le ofer ă articulaţiile reprezintă factori importanţi, care dirijeaz ă direcţia şi sensul mişcărilor şi care limiteaz ă amplitudinea lor. De aceea, mobilitatea articular ă este un factor activ, care particip ă la realizarea mişcărilor. De altfel, la unele articula ţii, cum ar fi cea a cotului, conducerea direcţiei mişcărilor este legată exclusiv de conformaţia segmentelor osoase. Muşchii sunt cei care efectueaz ă mişcarea, dar direcţia mişcării este imprimată de orientarea anatomică a şanţului trohleei humerale. 2.7. Axele biomecanice ale articula ţ iilor Articulaţiile prezintă mişcări în jurul unor axe biomecanice, care corespund libertăţii de mişcare a articula ţiei. La o articula ţie mobilă, în mişcarea sa, una dintre 64


suprafeţele articulare este imobil ă, iar cealalt ă se mişcă. Axa biomecanică reprezintă linia situată într-un anumit plan, în jurul căreia una din componentele osoase se deplasează faţă de cealaltă. Ea poate fi fixă sau mobilă, atunci când se deplaseaz ă o dată cu segmentul osos (cum se întâmplă la genunchi). Mişcările articulaţiilor pot fi active şi/sau pasive. Mi şcarea activă este mişcarea executată de subiectul examinat cu ajutorul propriilor sale grupe musculare. Prin ea se poate determina şi capacitatea funcţională a muşchiului. Mi şcarea pasivă este mişcarea executată de o for ţă exterioar ă, de obicei mâna examinatorului, la care subiectul examinat nu particip ă activ, deci nu îşi contractă muşchii. În general, amplitudinea articular ă a mişcărilor pasive este mai mare decât a mi şcărilor active. 2.8. Metode de m ăsurare a capacit ăţ ii func ţ ionale a articula ţ iei Pentru măsurarea amplitudinii articulare, a capacit ăţii funcţionale de mişcare, se utilizează mai multe metode: dinamometria, goniometria, electromiografia şi teste clinice. Dinamometria reprezintă o metodă de măsurare cu ajutorul unui instrument numit dinamometru. Ea nu se poate face decât pe grupe mari musculare: este greoaie, şi foloseşte un aparat special – dinamometru – pentru fiecare grupă muscular ă. Se foloseşte mai ales pentru determinarea for ţei de prehensiune. Goniometria articulară se foloseşte pentru determinarea amplitudinii de mişcare care reprezintă un semn obiectiv important în examinarea deficien ţelor motorii, atât pentru aprecierea st ării prezente, cât şi pentru urmărirea ştiinţifică a rezultatelor terapeutice, a ritmului şi a duratei de recuperare. Pentru a efectua corect o goniometrie trebuie s ă se ţină seama de următoarele considerente: – Mobilitatea articular ă se determină ţinându-se seama de tipul funcţional al articulaţiei respective şi de numărul gradelor de libertate a acesteia; – Fiecare grad de libertate presupune o axă biomecanică proprie, în jurul căreia se realizeaz ă mişcarea; – Amplitudinea mişcării se determin ă plecând de la poziţia anatomică a segmentului respectiv, numită pozi ţ ia zero sau pozi ţ ia de start ; – Mişcarea (pasivă sau activă) se efectuează pe un arc de cerc, centrul cercului fiind însăşi axa biomecanică a mişcării. Punctul final în care segmentul s-a deplasat pe arcul de cerc ia numele de pozi ţie finală. Această metodă foloseşte un instrument numit goniometru. El are forma unui semicerc. Prezintă o bază dreaptă, un semicerc gradat de la 0 0 la 1800 şi un indicator care se roteşte în jurul unui ax, plasat în mijlocul bazei, indicând pe semicercul gradat amplitudinea de mişcare. Electromiografia este o metodă prin care se înregistreaz ă, pentru a fi analiza ţi, biocurenţii electrici genera ţi de muşchii în activitate. Ea este o metod ă obiectivă de determinare a stării funcţionale a fibrei musculare din componen ţa unităţii motorii, dar şi a activit ăţii neuronului motor, din cornul anterior al măduvei spinării. Testele clinice fac parte din examenul clinic specializat. Pol le Coeur a avut prima tentativă mai serioasă în acest sens schiţând o scar ă de la 0 la 5, prin care Universitatea SPIRU HARET

65

valoarea funcţională a unui muşchi se poate nota numai pe baza examenului clinic. Scala lui Pol le Coeur este urm ătoarea: 0–0 1 – for ţă decelabilă, dar inutilă pentru funcţie. 2 – for ţă utilă, dar insuficientă 3 – for ţă suficientă pentru o funcţie uzuală 4 – for ţă normală, dar care se epuizeaz ă uşor 5 – for ţă normală Această scar ă, fiind prea lapidar ă şi prea vagă, se foloseşte mai puţin. Mai practică şi mai precisă este scara 0-5 propusă de Fundaţia Naţională pentru Paralizia infantilă 0 – f ăr ă contracţie 0% 1 – contracţie modestă, f ăr ă executarea mişcării 10% 2 – contracţie posibilă numai prin eliminarea gravitaţiei şi rezistenţei 25% 3 – contracţie posibilă contra gravitaţiei, dar f ăr ă opunere de rezistenţă 50% 4 – contracţie posibilă contra gravitaţiei, plus o rezisten ţă 75% 5 – contracţie posibilă contra gravitaţiei, plus o rezisten ţă puternică 100%

Întrebări 1. Ce sunt articulaţiile şi cum se clasific ă ele ? 2. Care este structura funcţională a diartrozelor ? 3. Cartilajul hialin – proprietăţi şi importanţa lui ? 4. Care sunt mijloacele de unire ale unei articula ţii ? 5. Dar mijloacele de alunecare ? 6. Ce este mobilitatea articular ă şi prin ce metode se măsoar ă ? 3. ARTICULAŢIILE CAPULUI Toate oasele capului se unesc între ele prin articula ţii fixe (sinartroze). Singura articulaţie mobilă a capului este articula ţia temporo-mandibular ă. Articulaţia temporo-mandibulară. Ea uneşte partea superioar ă a ramurilor verticale ale mandibulei cu zona mijlocie a craniului şi permite mişcarea (fig. 24). 3.1. Structura func ţ ional ă a articula ţ iei temporo-mandibulare a) Suprafaţa articular ă a mandibulei prezintă de fiecare parte câte un condil cu o faţă anterioar ă şi una posterioar ă, îndreptat oblic din afar ă-înăuntru şi dinainteînapoi. Suprafaţa anterioar ă a temporalului are un condil temporal, ce pleacă de la baza apofizei zigomatice şi o cavitate glenoid ă (de formă elipsoidală). Si condilul şi cavitatea sunt orientate oblic, în ăuntru şi înapoi. b) Deoarece atât condilul mandibular , cât şi suprafa ţ a glenoid ă a temporalului sunt convexe, ele nu respectă principiul congruenţei articulare şi de aceea, au între ele un menisc de formă eliptică. c) Cele două suprafeţe articulare sunt unite între ele printr-o capsul ă , întărită prin două ligamente laterale: intern şi extern. Meniscul ader ă la faţa interioar ă a capsulei care este acoperit ă de membrana sinovială. 66


Fig. nr. 24. Articulaţia temporo-mandibular ă

3.2. Mu şchii capului (fig. 25 şi 26) sunt reprezentaţi de două grupe mari de muşchi: a) muşchii pieloşi ai capului, cu legături întinse cu pielea craniului şi a feţei (muşchii mimicii): – muşchii pieloşi ai craniului: mu şchiul frontal, muşchiul occipital lega ţi între ei de aponevroza epicranian ă; – muşchii pieloşi ai pleoapelor (orbicularul pleoapelor); – muşchii pieloşi ai gurii (orbicularul buzelor); – muşchii pieloşi ai nasului (piramidalul, transversul, dilatatorul). b) muşchii masticatori (4 ridicători şi 4 coborâtori ai mandibulei): – ridică torii mandibulei (ai capului): temporalul, maseterul, pterigoidianul intern, pterigoidianul extern. – coborâtorii mandibulei (ai gâtului): pielosul gâtului, digastricul, milo-hioidianul, genio-hioidianul. Universitatea SPIRU HARET

67

Pentru o mai bună înţelegere a mişcărilor fiecărei articulaţii s-au folosit o serie de figurii din Mic atlas de anatomia omului elaborat de Teodorescu D.

Fig. nr. 25. Muşchii superficiali ai capului

68


Fig. nr. 26. Muşchii superficiali şi profunzi ai capului


69

3.3. Biomecanica articula ţ iei temporo-mandibulare Articulaţia temporo-mandibular ă are trei grade de libertate. Mandibula poate efectua trei feluri de mi şcări: de coborâre şi de ridicare, de proiecţie înainte şi înapoi şi de lateralitate. Se comport ă ca o pârghie de gradul III, cu punctul de sprijin în articulaţie, rezistenţa este dată de greutatea mandibulei şi de duritatea bolului alimentar, iar for ţa este dată de muşchii masticatori. Bra ţul for ţei este mai mic decât braţul rezistenţei şi de aceea, pârghia pierde din for ţă, câştigă în viteză ceea ce duce la scurtarea timpului de mastica ţie. a) Mişcările de coborâre şi de ridicare se fac în jurul axei transversale ce trece prin mijlocul ramurilor verticale ale mandibulei. – mişcarea de coborâre se face sub acţiunea gravitaţiei şi ajutată de muşchii gâtului (digastric, milo-hioidian, genio-hioidian şi pielosul gâtului). Ace şti muşchi au punct fix de inser ţie pe capetele lor distale, se contract ă izotonic, şi acţionează prin capetele lor proximale asupra mandibulei. – mişcarea de ridicare se face cu muşchii: temporal, maseter şi pterigoidian, ce au puncte fixe de inser ţie pe capetele lor proximale, se contract ă izotonic şi acţionează prin capetele lor distale asupra mandibulei. b) Mişcările de proiecţie înainte şi înapoi se execută în plan antero-posterior. – mişcarea de proiecţie înainte se face prin contracţia simultană a celor doi pterigoidieni externi, în care condilii mandibulei p ăr ăsesc cavităţile glenoide temporale. – mişcarea de proiecţie înapoi se face prin contracţia produsă de digastric şi temporal. c) Mişcările de lateralitate (mişcări de diducţie) sunt mişcările prin care mentonul se îndreaptă la dreapta şi la stânga. Mentonul este proeminen ţa osoasă pe linia mediană a mandibulei (pe faţa sa externă). În aceste mişcări, când un condil mandibular păr ăseşte cavitatea glenoid ă, celălalt r ămâne pivot şi invers. Muşchii ce asigur ă aceste mişcări sunt pterigoidienii interni şi externi. Când cei de o parte se contractă izotonic, cei de partea opusă se contractă izometric şi invers. 3.4. Calit ăţ ile biomecanice ale craniului Craniul adă posteşte encefalul. El are o rezisten ţă şi elasticitate remarcabile: – suportă presiunile transmise de muşchii masticatori, ce pot atinge 400-600 kg; – comprimat în sens transversal sau sagital, îşi reduce diametrul cu câţiva centimetri, f ăr ă fracturi; – lăsat să cadă pe podea, el sare ca o minge; – în traumatismele craniene, importantă este viteza cu care un agent love şte craniul, sau viteza cu care craniul love şte un plan rigid, ex.: • la o vitez ă mică, craniul absoarbe for ţa cu care se ac ţionează asupra lui; • la o vitez ă mai mare apar fisuri (plesnituri); • la o vitez ă mai mare apar fracturi cominutive (cu mai multe fragmente); • la o viteză şi mai mare apar fracturi penetrante (oasele se înfund ă în encefal).

Întrebări 1. Descrieţi structura funcţională a articulaţiei. 2. Prezentaţi cele două grupe de muşchi ai capului. 3. Ce calităţi biomecanice are craniul ? 4. Care sunt mişcările articulaţiei temporo-mandibulare ? 70


4. ARTICULAŢIILE COLOANEI VERTEBRALE 4.1. Structura func ţ ional ă a coloanei vertebrale Coloana vertebrală este cel mai important segment al aparatului locomotor. De ea sunt legate toate celelalte segmente, care alc ătuiesc trunchiul (toracele şi bazinul), şi tot de ea se articuleaz ă membrele superioare şi membrele inferioare. Ea ne confer ă simetria corpului şi direcţia de mişcare. Tot ea face posibil ă atât mobilitatea, cât şi stabilitatea corpului. Coloana vertebrală este un segment complex, cu o mare importan ţă funcţională. Este alcătuită din 33-34 vertebre, 344 suprafeţe articulare, 24 discuri intervertebrale şi 365 ligamente cu 730 inser ţii musculare. Coloana vertebrală este alcătuită din suprapunerea pieselor osoase numite vertebre. O vertebr ă este alcătuită dintr-o parte anterioar ă numită corp şi o parte posterioar ă numită arc. Aceste două păr ţi închid între ele canalul vertebral. Cunoscând alcătuirea unei vertebre, în cadrul articulaţiilor coloanei vertebrale vom vorbi despre articulaţiile corpilor vertebrali, articulaţiile apofizelor articulare, articula ţiile lamelor vertebrale, articulaţiile apofizelor spinoase şi articulaţiile apofizelor transverse. Articulaţiile corpilor vertebrali

a) suprafeţele articulare sunt date de feţele superioar ă şi inferioar ă, uşor concave ale corpilor vertebrali. Între aceste suprafe ţe osoase se găsesc discurile intervertebrale. b) discurile intervertebrale sunt formaţiuni fibro-cartilaginoase alcătuite dintr-o por ţiune fibroasă periferică (inelul fibros) şi o por ţiune centrală (nucleul pulpos). Discul intervertebral începe să se constituie încă de la embrionul de 40 mm. Rezistenţa inelului fibros creşte de la centru spre periferie. Inelul fibros este format din lame de fibre conjunctive care se inser ă profund pe zona compactă osoasă. Nucleul pulpos se comportă fizic ca un gel care pierde ap ă şi îşi diminuează fluiditatea în raport direct cu presiunea ce se exercit ă asupra lui. Rolul discurilor intervertebrale este multiplu: – contribuie, prin rezistenţa lor, la men ţinerea curburilor coloanei; – favorizează, prin elasticitatea lor, revenirea la starea de echilibru dup ă terminarea mişcării; – transmit, în toate direcţiile, greutatea corpului diferitelor segmente ale coloanei; – amortizează şocurile sau presiunile la care fiecare segment este supus în mod special în cursul mişcărilor şi eforturilor. Exemplu: simpla trecere de la pozi ţia culcat la vertical ă provoacă o suprapresiune de 45,5 kg la nivelul nucleului pulpos. În mişcarea de redresare după o flexie a corpului, suprapresiunea suportată de nucleul pulpos ajunge la 90-135 kg. În poziţie ortostatică asupra discului C6-C7 va apăsa o greutate de 3 kg; asupra discului D4-D5 o greutate de 17 kg şi asupra discului L4-L5 o greutate de 47 kg. Dacă subiectul din poziţia ghemuit încearcă să ridice o greutate de 10 kg, asupra apofizelor spinoase ale coloanei lui lombare ac ţionează o for ţă de tracţiune de 141 kg. Menajarea discurilor intervertebrale fa ţă de solicitările inerente reprezintă o obligativitate faţă de corpul nostru. Chiar şi în şederea pe un scaun, când speteaza este înclinată înapoi, lordoza lombar ă normală dispare, articulaţia coxo-femurală se extinde şi solicitarea discurilor intervertebrale este mai mare. În mod corect, se şade astfel, încât lordoza lombar ă să se menţină, ceea ce atrage o mai bună echilibrare a coloanei vertebrale. Universitatea SPIRU HARET

71

În toată lungimea coloanei vertebrale se întind dou ă ligamente: – ligamentul vertebral comun anterior pus în tensiune în timpul extensiei coloanei, pe care o limiteaz ă – ligamentul vertebral comun posterior pus în tensiune de mi şcarea de flexie a coloanei pe care o limiteaz ă. Articulaţiile apofizelor articulare Aceste articulaţii sunt plane şi permit articulare una pe cealalt ă.

doar simpla alunecare a suprafe ţelor

Articulaţiile lamelor vertebrale Acestea nu sunt articulaţii propriu-zise.

Ele sunt unite prin ligamente speciale, numite ligamente galbene, care prin structura lor, permit apropierea şi depărtarea lamelor vertebrale una fa ţă de alta. Articulaţiile apofizelor spinoase

Apofizele spinoase sunt unite între ele prin dou ă feluri de ligamente: ligamentele interspinoase (între dou ă apofize spinoase) şi ligamentul supraspinos (pe toat ă lungimea coloanei vertebrale). În regiunea cervical ă posterioar ă, ligamentul are rolul de a menţine pasiv capul şi gâtul, pentru a nu se flecta înainte. Articulaţiile apofizelor transverse

Apofizele transverse sunt unite prin ligamentele intertransverse. Articulaţia occipito-atlantoidă Este o diartroză bicondiliană. Suprafeţele

articulare sunt, pe de o parte, cei doi condili occipitali care privesc în jos, înainte şi în afar ă şi au formă convexă şi pe de altă par te, cele două cavităţi glenoide ale atlasului, care privesc în sus, înainte şi înăuntru şi au formă concavă. Suprafeţele articulare sunt acoperite de un strat subţire de cartilaj hialin şi sunt unite între ele printr-o capsul ă subţire, întărită de două ligamente, anterior şi posterior. Segmentul motor al coloanei vertebrale este alcătuit din: – discul intervertebral şi ligamentele sale – găurile de conjugare – articulaţiile interapofizare – apofizele spinoase cu ligamentele lor Partea anterioar ă a segmentului motor este mai pu ţin mobilă, mai solidă, are rare inser ţii musculare şi susţine pasiv coloana. Partea posterioar ă a segmentului motor are multe inser ţii musculare şi este principalul element motor al coloanei vertebrale. 4.2. Mu şchii implica ţ i în mi şcările coloanei vertebrale sunt: 4.2.1. Muşchii gâtului (fig. 27 şi 28): • sternocleidomastoidianul situat pe faţa laterală a gâtului, pe sub muşchiul pielos al gâtului şi îndreptat diagonal de sus în jos dinapoi înainte şi din afar ă înăuntru. Proximal se inser ă pe apofiza mastoidă a osului temporal, iar distal se inser ă prin două capete: unul pe manubriul sternal (cap ătul sternal) şi unul pe partea internă a claviculei (capătul clavicular). Acest mu şchi flectează capul pe coloană, îl înclină (apleacă) lateral de partea lui şi îl rotează îndreptând bărbia în partea opusă. 72


Fig. nr. 27. Muşchii anteriori ai gâtului (Plan superficial)


73

Fig. nr. 28 Muşchii anteriori ai gâtului (Plan profund)

74


scalenii (anterior, mijlociu şi posterior) se întind de la apofizele transverse ale ultimelor şase vertebre cervicale la primele dou ă coaste. Când iau punct fix pe capetele distale, înclin ă de partea lor coloana vertebral ă cervicală. Când iau punct fix pe capetele proximale, devin mu şchi inspiratori. •

4.2.2. Muşchii prevertebrali: ei se găsesc pe faţa anterioar ă a coloanei vertebrale

dreptul anterior al capului se inser ă proximal pe osul occipital, înaintea găurii occipitale; se împarte în patru fascicule şi se inser ă distal pe tuberculii anteriori ai vertebrelor cervicale 3, 4, 5, 6. Este flexor al capului pe coloana cervical ă. • micul drept anterior al capului situat imediat înapoia precedentului, se inser ă proximal pe osul occipital, iar distal, pe masele laterale şi pe apofizele transverse ale atlasului. Flecteaz ă capul pe coloană. • lungul gâtului se întinde de la tuberculul anterior al atlasului pân ă la corpii vertebrali ai primelor trei vertebre dorsale. Este flexor şi rotator al coloanei vertebrale cervicale. •

4.2.3. Muşchii abdominali antero-laterali (fig. 29, 30, 31):

abdomenului ; cele trei fascicule ale sale se inser ă proximal pe cartilajele costale ale coastelor 5, 6, 7. Distal, se inser ă pe marginea superioar ă a pubisului. Când ia punct fix pe pubis, coboar ă coastele (muşchi expirator) şi flectează toracele pe bazin. Când ia punct fix pe coaste, flecteaz ă bazinul pe torace. Prin contracţia lui ajută împreună cu ceilalţi muşchi la comprimarea viscerelor şi expulzarea conţinutului acestora (mic ţiune, defecaţie, vomă). • marele oblic al abdomenului (oblicul extern) este muşchi superficial. Se inser ă proximal pe ultimele 7-8 coaste, iar distal, pe marginea crestei iliace, pe spina iliacă antero-superioar ă, pe marginea anterioar ă a osului coxal, pe pubis şi pe linia albă care este o band ă conjunctivă rezistentă care se întinde pe linia median ă de la pubis la apendicele xifoid şi rezultă din încrucişarea aponevrozelor muşchilor largi ai abdomenului. Când ia punct fix pe bazin coboar ă coastele (muşchi expirator), flectează toracele pe bazin şi comprimă viscerele abdominale. Când ia punct fix pe torace, este un flexor al bazinului pe torace. Când se contract ă de o singur ă parte, este un rotator al coloanei vertebrale. • micul oblic al abdomenului (oblicul intern) este situat sub marele oblic. Se inser ă distal, pe spina iliac ă antero-superioar ă, pe creasta iliac ă, pe apofizele transverse ale primei vertebre sacrate şi ale ultimelor vertebre lombare. Are ac ţiune asemănătoare cu cea a marelui oblic. • transversul abdomenului : fasciculele lui pornesc de la ultimele coaste, apofizele transverse ale coloanei lombare, marginea intern ă a crestei iliace. Anterior ele formează o aponevroză largă ce se inser ă pe linia albă, la care particip ă. Comprimă viscerele abdominale, iar secundar este mu şchi expirator. • marele drept al

4.2.4. Muşchii lombo-iliaci închid posterior cavitatea abdominal ă. • pătratul lombelor situat pe laturile coloanei lombare cu trei grupe de fascicule: ilio-costale, ilio-transversale şi costo transversale. De la coasta a 12-a la creasta iliac ă. Universitatea SPIRU HARET

75

Când ia punct fix pe creasta iliac ă coboar ă ultimele coaste (muşchi expirator) şi înclină coloana lateral. Când ia punct fix pe torace, înclin ă bazinul lateral pe torace. • psoasul iliac situat în partea posterioar ă a abdomenului, în fosa iliacă internă şi în partea anterioar ă a coapsei. Este format din dou ă por ţiuni: psoasul şi iliacul. Ambele por ţiuni se inser ă distal, printr-un tendon pe micul trohanter al extremităţilor superioare ale femurului. Are ac ţiuni foarte importante: – flecteaz ă coapsa pe bazin – flecteaz ă coloana vertebrală şi bazinul pe coapsă – flecteaz ă trunchiul pe bazin – rotator al coloanei. Împreună cu muşchii abdominali, cu cei ai spatelui şi cu ischio-gambierii asigur ă echilibrul trunchiului pe coapsă. 4.2.5. Muşchii posteriori ai coloanei vertebrale (fig. 32) sunt în număr mare:

trapezul , prin baza lui se inser ă pe linia mediană de la protuberanţa occipitală externă, pe ligamentul cervical posterior şi pe apofizele spinoase ale vertebrelor cervicale inferioare şi ale celor dorsale. Prin vârful lui se inser ă pe cele două oase ale centurii scapulare (clavicul ă, acromion, spina omoplatului). Rolul lui: mobilizează centura scapular ă şi umărul ridicându-le şi apropiind omoplatul de coloană, înclină capul lateral, înclin ă coloana cervicală lateral şi înclină coloana dorsală spre omoplatul de aceeaşi parte. • marele dorsal , prin baza lui se inser ă pe ultimele 4 coaste, pe apofizele spinoase ale ultimelor vertebre dorsale şi lombare şi pe buza externă a crestei iliace. Rolul lui: este adductor, proiector înapoi şi rotator înăuntru al braţului; tracţionează asupra coastelor (muşchi expirator), tracţionează asupra trunchiului spre braţ (ca în mişcarea de atârnare sau căţărare). • romboidul situat în partea inferioar ă a cefei şi în partea superioar ă a regiunii dorsale. Rolul lui: trage omoplatul în ăuntru şi îl basculează, apropiind vârful omo platului de coloană; trage coloana spre omoplat. • unghiularul situat pe partea lateral ă a cefei. Proximal, se inser ă pe apofizele transverse ale primelor 5 vertebre cervicale, iar distal, pe unghiul supero-intern al omo platului. Rolul lui: trage omoplatul în sus, înclin ă lateral coloana cervicală pe partea lui. • mi cul din ţ at postero-superior , situat sub romboid. De la apofizele C 5-D3 până pe coastele 2-5. Este mu şchi inspirator. • micul din ţ at postero-inferior . De la apofizele spinoase D11-L3 până pe ultimele 4 coaste. Este mu şchi inspirator. • mu şchii cefei . Situaţi sub trapez, romboid şi micul dinţat, deasupra unghiularului, sunt în număr de 8. Cel mai important este mu şchiul splenius. Sunt muşchi de extensie, înclinaţie laterală şi de rotaţie a capului. • mu şchii spinali se găsesc în şanţurile vertebrale formate din apofizele spinoase şi coaste (ilio-costalul, lungul dorsal, spino-transversalul). La nivelul regiunii lombare inferioare alcătuiesc sacro-spinalul. Rolul lor: sunt mu şchi extensori ai coloanei şi menţin echilibrul extrinsec al acesteia. – mu şchii intertransversali înclină coloana lateral de partea lor – mu şchii interspino şi sunt extensori ai coloanei. •

76


Fig. nr. 29. Muşchii anteriori ai trunchiului


77

Fig. nr. 30. Muşchii anteriori ai abdomenului

78


Fig. nr. 31. Muşchii laterali ai trunchiului


79

Fig. nr. 32. Muşchii posteriori ai trunchiului

80


4.3. Biomecanica coloanei vertebrale Mişcările coloanei vertebrale sunt mi şcări complexe. Ele se realizeaz ă prin cumularea uşoarelor deplasări ale corpurilor vertebrale (la nivelul discurilor intervertebrale şi la nivelul articula ţiilor). Aceste mi şcări sunt limitate de rezisten ţa ligamentelor şi a articula ţiilor intervertebrale şi de gradul de compresibilitate a ţesutului fibrocartilaginos din care este compus discul.

Mişcarea de flexie În mişcarea de flexie, por ţiunea anterioar ă a discurilor intervertebrale este comprimată, în timp ce ligamentul vertebral comun posterior, ligamentele galbene, ligamentele interspinoase, ligamentul supraspinos şi mu şchii spatelui sunt pu şi sub tensiune. Muşchii care iniţiază mişcarea sunt cei ai peretelui abdominal în special dreptul abdominal şi cei doi oblici, psoasul iliac şi muşchii subhioidieni şi sternocleidomastoidienii. Odată iniţiată mişcarea, grupul antagonist al flexorilor (extensorii coloanei) intr ă în acţiune şi gradează flectarea trunchiului, învingând for ţele gravitaţionale. Mişcarea de extensie În mişcarea de extensie, por ţiunile posterioare ale discurilor intervertebrale sunt comprimate, în timp ce ligamentul vertebral comun anterior este pus sub tensiune. Extensia este blocată în ultima fază de intrarea în contact a apofizelor articulare şi apoi a apofizelor spinoase. Mu şchii şanţurilor vertebrale, deci muşchii extensori, sunt cei care ini ţiază mişcarea, care apoi este controlat ă de grupul anterior. Mai intervin în extensie şi: spleniusul capului, mu şchii posteriori ai gâtului, interspinoşii şi muşchii sacrospinali. Mişcarea de înclinare lateral ă (îndoire) Această mişcare are maximum de amplitudine în segmentul dorsal. Mu şchii în înclinare sunt: pătratul lombelor, psoasul, intertransversalii şi dreptul lateral al capului. Mai pot interveni şi muşchii şanţurilor vertebrale şi în special sistemul transverso-spinos, sternocleidomastoidianul (STM), scalenii, mu şchii cefei, trapezul, marele şi micul oblic abdominal. Mişcarea de rotaţie (răsucire) Este maximă în regiunea cervicală. Coloana dorsală se rotează puţin şi numai dacă se înclină şi lateral. Coloana lombar ă se r ăsuceşte când este în extensie. Muşchii care execută mişcarea sunt: oblicii abdominali, intercostalii, sistemul spino-transvers al muşchilor şanţurilor vertebrale. R ăsucirea de aceeaşi parte se face prin: marele dorsal, spleniusul, lungul gâtului şi micul oblic abdominal. R ăsucirea de partea opusă se face prin: spino-transvers şi marele oblic abdominal. Biomecanica articulaţiei occipito-atlantoidiene Articulaţia acţionează ca o pârghie de gradul I, cu punctul de sprijin în articulaţie, plasat între for ţa dată de muşchii cefei şi rezistenţa dată de greutatea capului care tinde să cadă înainte. Ea permite mi şcări de flexie cu amplitudinea de 20o, de extensie de 30o şi de înclinare lateral ă de 15o. Muşchii flexori sunt: marele şi micul drept anterior ai capului şi dreptul lateral al capului. Universitatea SPIRU HARET

81

Muşchii extensori sunt: trapezul, splenius, marele complex, marele şi micul drept posterior ai capului. Muşchii pentru înclinare sunt: trapezul, spleniusul, micul complex, STM, dreptul lateral al gâtului.

Biomecanica articulaţiei atlanto-axoidiene Este articulaţia dintre prima şi a doua vertebr ă cervicale (atlas şi axis). Vertebra atlas nu are corp vertebral şi nici apofize articulare inferioare, acestea fiind reduse la simple suprafeţe articulare, aflate pe fe ţele inferioare ale maselor lui laterale. Împreună cu acestea, apofizele articulare superioare ale axisului realizeaz ă articulaţiile atlanto-axoidiene laterale, articula ţii plane ca şi cele dintre apofizele articulare ale celorlalte vertebre. Prin ea se realizeaz ă numai mişcarea de rotaţie a capului cu o amplitudine de 30o de o parte şi de alta. La rota ţii de amplitudini mai mari iau parte şi articulaţiile vertebrelor subiacente. Întrebări 1. Ce este coloana vertebral ă ? 2. Care sunt articulaţiile coloanei vertebrale ? 3. Precizaţi rolul discurilor intervertebrale. 4. Care sunt grupele de muşchi implicaţi în mişcările coloanei ? 5. Care sunt mişcările coloanei vertebrale ? 5. ARTICULAŢIILE TORACELUI 5.1. Structura func ţ ional ă a toracelui Articulaţiile toracelui se realizeaz ă între diferitele segmente osoase ale toracelui (coloana vertebrală, coaste şi stern). Acestea sunt:

Articula ţiile costo-vertebrale sunt plane şi ele se realizeaz ă între faţetele articulare ale capetelor costale şi faţetele articulare ale corpilor vertebrali dorsali. Ele au o capsulă articular ă întărită de un ligament costo-vertebral anterior şi un ligament costo-vertebral posterior. În interiorul articula ţiei se mai găseşte şi un ligament interosos. Articula ţiile costo-transversale sunt plane şi se realizeaz ă între faţetele articulare ale tuberozităţilor costale şi faţetele articulare ale apofizelor transverse. Segmentele osoase sunt menţinute în contact de 4 ligamente dispuse astfel: anterior, posterior, superior şi inferior. Articulaţiile costo-condrale sunt articulaţii fixe. În cadrul lor, periostul coastelor se continu ă cu pericondrul cartilajului costal. Articulaţiile condro-sternale sunt articulaţii plane, realizate între fa ţetele articulare ale extremit ăţilor anterioare ale cartilajelor costale şi faţetele articulare de pe marginile laterale ale sternului. Segmentele articulare sunt men ţinute în contact de o capsulă articular ă întărită de două ligamente condro-sternale: anterior şi posterior. În interiorul articulaţiei se mai află şi un ligament interosos. 82


5.2. Mu şchii implica ţ i în mi şcările toracelui Muşchii care acţionează asupra toracelui fac parte din mai multe grupe şi anume: 5.2.1. Muşchii gâtului (descri şi anterior) 5.2.2. Muşchii abdominali (descri şi anterior) 5.2.3. Muşchii toracelui sunt – mu şchii costali deservesc mişcările coastelor. Ei sunt: diafragma, intercostalii şi supracostalii. • diafragma (fig. 33) este un muşchi larg, aşezat transversal, care separ ă trunchiul în două mari cavităţi: toracică şi abdominală. Are forma unei bolte (bolta diafragmatică). În expiraţie profundă, el urcă până în dreptul coastelor 4 şi 5. În centru, diafragmul prezintă o aponevroză foarte rezistentă numită centru frenic. De la această aponevroză pornesc radiar o serie de fascicule musculare care se inser ă pe primele trei vertebre lombare şi în jurul segmentelor inferioare ale fe ţei inferioare ale cavit ăţii toracice. Centrul frenic mai ader ă şi la faţa inferioar ă a pericardului, care se continu ă în sus cu ligamentul suspensor al inimii. De aceea, centrul frenic r ămâne aproape imobil la mişcările diafragmei. Mişcările diafragmei sunt importante în respiraţie; în inspiraţie bolta se turteşte, mărindu-se diametrul longitudinal, iar în expiraţie bolta se accentueaz ă. • muşchii intercostali sunt situaţi între marginea inferioar ă a coastei supraiacente şi marginea superioar ă a coastei subiacente. Se consider ă că au rol modest fie în inspiraţie, fie în expiraţie (sunt doar nişte pereţi elastici ai cutiei toracice), dar rolul lor important apare în mi şcările de rotaţie ale coloanei vertebrale. • muşchii supracostali sunt mici, în număr de 12, dispuşi oblic şi în afar ă, de la vârful apofizelor transverse la faţa posterioar ă a extremităţii posterioare a coastelor subiacente. Sunt mu şchi inspiratori. – mu şchii toraco-brahiali (fig. 29) sunt cei care leag ă toracele de centura scapular ă şi de extremitatea superioar ă a humerusului. • marele pectoral este muşchi superficial, de formă triunghiular ă. Cu baza lui se inser ă pe marginea anterioar ă a celor două treimi interne ale claviculei, pe faţa anterioar ă a sternului şi pe cartilajele primelor 7 coaste. Toate aceste fascicule converg către un tendon comun de formă patrulater ă, care trece prin fa ţa axilei şi se inser ă pe buza interioar ă a culisei bicipitale. Când ia punct fix pe torace, marele pectoral face adducţia braţului şi duce umărul înainte; când ia punct fix pe humerus, ridică trunchiul (ca în poziţia atârnat). • micul pectoral este situat sub marele pectoral şi se inser ă proximal pe apofiza coracoidă, iar distal pe faţa externă a coastelor 3, 4, 5. Când ia punct fix pe torace, coboar ă umărul; când ia punct fix pe apofiza coracoid ă, este un muşchi inspirator. • subclavicularul se întinde transversal de la prima coast ă la faţa inferioar ă a claviculei. Când ia punct fix pe torace, coboar ă clavicula; când ia punct fix pe claviculă, este un muşchi inspirator. • marele dinţat este un muşchi lat, situat pe fa ţa laterală a toracelui. Se inser ă înapoi pe marginea intern ă a omoplatului, trece printre acesta şi grilajul costal şi se inser ă înainte, pe primele 10 coaste, printr-o serie de digita ţii ce se încruci şează cu digitaţiile marelui oblic abdominal. Când ia punct fix pe torace trage omoplatul înainte; când ia punct fix pe omoplat trac ţionează asupra coastelor şi este deci un muşchi inspirator. Universitatea SPIRU HARET

83

Fig. nr. 33 . Muşchiul diafragm

84


5.3. Biomecanica toracelui Mişcările pe care le realizeaz ă diversele segmente osoase ale toracelui, datorită articulaţiilor dintre ele, sunt foarte importante pentru respira ţie. Respiraţia se realizeaz ă în doi timpi: inspira ţia şi expiraţia. Inspiraţia presupune pătrunderea unei cantităţi mari de aer în plămâni, extinderea plămânilor şi deci mărirea volumului cavităţii toracice. Expira ţia este mecanismul invers. Pentru aceasta, cavitatea toracic ă trebuie să aibă un oarecare grad de mobilitate. Cum coloana vertebrală şi sternul sunt rigide, r ămân coastele care, prin articula ţiile lor cu vertebrele şi sternul, pot efectua mi şcări de ridicare şi coborâre. Datorită dispoziţiei anatomice a articula ţiilor, aceste mi şcări nu sunt simple. Ex.: la ridicarea coastelor, se execută şi o mişcare de proiectare înainte, de îndep ărtare şi de rotaţie a fiecărei coaste. Astfel, în inspira ţie, se măresc toate diametrele cutiei toracice. În aceste mi şcări, coastele se comport ă ca nişte pârghii de gradul III (S.F.R) în care: punctul de sprijin (S) este în articula ţia costo-vertebrală for ţa activă (F) este dată de inser ţia muşchiului pe coastă for ţa de rezisten ţă (R) este dată de partea anterioar ă a coastelor. Mişcările coastelor mobilizeaz ă pasiv sternul care este puternic ata şat de coaste. Experienţa lui Braus: împreunăm mâinile, înaintea toracelui şi arcuim membrele superioare astfel ca ele s ă formeze un cerc. Presupunem că acest cerc reprezintă circumferinţa cutiei toracice, mâinile împreunate reprezint ă sternul, toracele nostru ar fi coloana vertebral ă, iar membrele superioare ar fi coastele. Mu şchii inspiratori (care ridică coastele) sunt: diafragma, scalenii (anterior şi posterior), supracostalii, pectoralii (mare şi mic), marele din ţat. Mu şchii expiratori (care coboar ă coastele) sunt: marele drept abdominal, marele oblic abdominal, micul oblic, transversul abdomenului, micul din ţat postero-inferior şi marele din ţat (fascicolul mijlociu). Întrebări 1. Care sunt articulaţiile toracelui ? 2. Care sunt grupele de muşchi implicaţi în mişcările toracelui ? 3. Precizaţi muşchii costali. 4. Precizaţi muşchii toraco-brahiali. 5. Descrieţi mişcările de inspiraţie şi expiraţie. 6. CENTURA SCAPULAR Ă 6.1 Structura func ţ ional ă a centurii scapulare Legătura dintre partea superioar ă a trunchiului şi membrele superioare este realizată de centura scapular ă . Scheletul centurii scapulare este alc ătuit din două oase: clavicula şi omoplatul. Clavicula este un os lung, turtit, a şezat transversal, deasupra toracelui între manubriul sternal şi acromionul omoplatului. Omoplatul (scapula) este un os lat, triunghiular, cu baza în sus, turtit antero-posterior, aplicat pe fa ţa posteroexternă a toracelui, între primul şi al optulea spa ţiu intercostal. Articula ţiile centurii scapulare sunt: articulaţia sterno-clavicular ă articulaţia acromio-clavicular ă articulaţia scapulo-toracică Biomecanica articulaţiei sterno-claviculară Articulaţia sterno-clavicular ă este o diartroză prin dublă îmbucare, deci o articulaţie şelar ă, are două grade de libertate: permite claviculei mi şcări de ridicare şi coborâre şi mişcări de proiectare înainte şi înapoi, iar ca o rezultant ă a acestora şi Universitatea SPIRU HARET

85

mişcări de circumducţie. Adevăratul pivot al acestor mi şcări este ligamentul costoclavicular în jurul c ăruia se realizeaz ă aceste mişcări. Extremităţile claviculei, în diversele mi şcări, se deplaseaz ă concomitent, dar în sens invers, astfel: – în mi şcarea de proiec ţ ie ie înainte a claviculei extremitatea ei intern ă basculează înapoi, iar cea extern ă -înainte. – în mi şcarea de proiec ţ ie ie înapoi a claviculei, extremitatea ei intern ă basculează înainte, iar cea extern ă – înapoi. – în mi şcarea de circumduc ţ ie, ie, extremitatea intern ă are o amplitudine mai mică, iar cea extern ă o amplitudine mai mare. Muşchii motori ai articula ţiei sterno-claviculare sterno-claviculare sunt: – mu şchii ridicători ai claviculei / mu şchii pentru proiec ţ ia ia înapoi a claviculei – trapezul – sternocleidomastoidianul (capătul clavicular) – mu şchii coborâtori ai claviculei / mu şchii pentru proiec ţ ia ia înai nte nte a claviculei: – marele pectoral, deltoidul, subclavicularul Biomecanica articulaţiei acromio-claviculare acromio-claviculare Articulaţia acromio-clavicular ă are mişcări de alunecare, care, de şi foarte limitate, permit omoplatului bascul ări de mare amplitudine. Această articulaţie confer ă centurii scapulare o anumită supleţe. Făr ă ea mişcările claviculei ar antrena mişcări bruşte şi necoordonate ale omoplatului pe torace. Biomecanica articula ţiei scapulo-toracice scapulo-toracice Omoplatul se sprijin ă indirect pe torace, prin intermediul claviculei, la nivelul articulaţiei sterno-claviculare. Ridicarea omoplatului este realizat ă de fasciculele superioare ale trapezului, de romboid şi unghiular. Realizat ă concomitent şi bilateral, contribuie la ridicarea braţelor prin înainte, sus. Coborârea omoplatului se realizeaz ă de fasciculele inferioare ale trapezului, de dinţatul mare şi dorsalul mare. Realizat ă concomitent şi bilateral, contribuie la realizarea poziţiei stând (poziţia de drepţi). Întrebări 1. Ce este centura scapular ă ? 2. Care sunt articula ţiile centurii scapulare ? 3. Precizaţi muşchii motori motori ai articula ţiei sterno-claviculare. 7. ARTICULAŢIA SCAPULO-HUMERAL SCAPULO-HUMERALĂ (articulaţia umărului) 7.1. Structura func ţ ional ional ă a articula ţ iei iei scapulo-humerale scapulo-humerale Această articulaţie este o enartroz ă (capul articular este mai mic decât o jumătate de sfer ă). a) suprafe ţ ele ă a ele articulare sunt: capul humerusului, şi cavitatea glenoid ă omoplatului, ambele acoperite cu cartilaj hialin. Cavitatea glenoid ă este înconjurată de bureletul glenoidian, care-i măreşte capacitatea. b) cele două suprafeţe sunt menţinute în contact de o capsul ă ă articular ă ă întărită în partea superioar ă de un ligament coraco-humeral şi anterior de trei ligamente gleno-humerale (fig. 34). 86


ă

d i o n e l g a e t a t i v a c i ş i u l u r ă

m u a i ţ a l u c i t r A . 4 3 . r n . g i F


87

7.2. Mu şchii care particip ă la mi şcările umărului sunt: 7.2.1. Muşchii posteriori ai coloanei vertebrale (descrişi anterior) 7.2.2. Muşchii toraco-brahiali toraco-brahiali (descrişi anterior) 7.2.3. Muşchii scapulo-brahiali (fig. 35): • deltoidul este cel mai voluminos. Prin baza lui, se inser ă proximal pe treimea externă a marginii anterioare a claviculei, pe marginea extern ă a acromionului şi pe buza inferioar ă a marginii posterioare a spinei omoplatului. Toate aceste fascicule converg spre tendonul distal, care se inser ă pe buza superioar ă a amprentei deltoidiene de pe fa ţa externă a humerusului. Acţiunea lui este complexă, în totalitatea lui. Dac ă ia punct fix pe centura scapular ă, este abductor al braţului. Când ia punct fix pe humerus, deltoidul trage centura scapular ă şi toracele, cum se întâmpl ă în poziţia atârnat şi în mişcările de căţărare.

Fig. nr. 35. Muşchii braţului şi antebraţului (anterior şi posterior)

• coraco-brahialul se inser ă proximal pe apofiza coracoidă împreună cu scurta por ţiune a bicepsului, iar distal în treimea mijlocie a fe ţei interne a humerusului. Când ia punct fix pe apofiza coracoidă este proiector înainte, adductor şi rotator în afar ă a humerusului, iar când ia punct fix pe humerus, îl apropie pe acesta de apofiza coracoidă şi deci de omoplat, ca în pozi ţia atârnat şi în mişcările de căţărare. • supraspinosul are o formă triunghiular ă, se inser ă intern pe fosa supraspinoasă a omoplatului şi extern pe faţeta superioar ă a marii tuberozităţi a extremităţii superioare 88


a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este abductor al braţului, iar când ia punct fix pe humerus, trage omoplatul către acesta. • subspinosul se inser ă intern pe fosa subspinoasă a omoplatului şi extern pe faţeta mijlocie a marii tuberozit ăţi a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este rotator în afar ă al braţului şi când ia punct fix pe humerus trage omoplatul către braţ. • micul rotund , situat imediat în afara subspinosului, se inser ă intern pe fosa subspinoasă a omoplatului şi extern pe faţa inferioar ă a marii tuberozităţi a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este rotator în afar ă al humerusului şi când ia punct fix pe humerus trage omoplatul c ătre braţ • marele rotund este un muşchi puternic, se inser ă intern pe unghiul inferior al omoplatului, se îndreapt ă în sus, în afar ă şi înainte, ocole şte faţa internă a extremităţii superioare a humerusului şi se inser ă pe buza posterioar ă a culisei bicipitale a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat, este un adductor al bra ţului, iar când ia punct fix pe humerus este un ridic ător al omoplatului. • subscapularul se inser ă intern în fosa subscapular ă şi extern pe mica tuberozitate a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este un rotator în ăuntru şi un adductor al bra ţului, iar când ia punct fix pe humerus trage omoplatul către braţ. 7.3. Biomecanica articula ţ iei iei scapulo-humerale Articulaţia scapulo-humerală este cea mai mobil ă articulaţie. Are trei grade de libertate. Ea acţionează în strânsă corelaţie funcţională cu articulaţiile centurii scapulare, mărindu-se astfel amplitudinea de mi şcare a membrului superior faţă de trunchi. Mişcarea de abducţie (de îndepărtare a braţului). În această mişcare cele două extremităţi ale humerusului sufer ă o deplasare în sens invers. Extremitatea inferioar ă urcă, iar cea superioar ă coboar ă. Mişcarea se face pân ă când marea tuberozitate se loveşte de por ţiunea superioar ă a bureletului glenoidian. În acest moment, suprafaţa articular articular ă a capului humeral p ăr ăseşte aproape cavitatea glenoid ă şi intr ă în contact cu por ţiunea inferioar ă a capsulei articulare. Muşchii abductori ai um ărului sunt: – deltoidul cu toate fasciculele lui; – supraspinosul (chiar singur în afara deltoidului); – lunga por ţ iune iune a bicepsului brahial (are un rol secundar). Mişcarea de abducţie se poate face numai pân ă la un unghi de 900. Peste această valoare, ridicarea humerusului nu este posibilă datorită prezenţei acromionului. Ridicarea braţului peste 900 se face numai cu ajutorul mi şcării de basculă laterală a scapulei. Mişcarea de adducţie se face în sens invers, un rol important revine greut ăţii membrului şi gravitaţiei, mişcarea fiind controlata tot de mu şchii abductori care, prin contracţia lor izometrica, dirijeaz ă apropierea membrelor superioare de trunchi. Muşchii adductori ai um ărului sunt: – pectoralul mare; – dorsalul mare; – rotundul mare; – rotundul mic; – subscapular; – coraco-brahial; – biceps brahial (cu scurta por ţiune); – triceps brahial (cu lunga por ţiune). Universitatea SPIRU HARET

89

Mişcările de proiecţie înainte (anteduc ţie) şi înapoi (retroduc ţie) Ele se fac: cu bascularea capului humeral înapoi, în anteduc ţie şi cu bascularea capului humeral înainte, în retroducţie, în timp ce extremitatea inferioar ă a humerusului se deplasează în sens invers, pe un arc de cerc dispus sagital. Amplitudinea proiecţiei înainte este de 95 0, iar cea a proiec ţiei înapoi de 20 0. Amplitudinea lor se poate mări prin intervenţia centurii scapulare şi a coloanei vertebrale până la 180o în anteducţie şi 35o în retroducţie. În anteducţie intervin muşchii: – marele pectoral – coraco-brahialul – deltoidul (fascicule claviculare) În retroducţie intervin muşchii: – deltoidul (fascicule spinale) – marele dorsal Mişcările de rotaţie înăuntru (mediană) şi în afară (laterală) Ele se realizeaz ă în jurul unui ax longitudinal ce trece prin capul humeral în jurul axei anatomice lungi a humerusului. Amplitudinea lor este de 800 pentru rotaţia externă şi 950 pentru rotaţia internă. În mişcarea de rotaţie înăuntru, capul humerusului alunecă dinainte – înapoi pe cavitatea glenoidă. Mişcarea este produsă de muşchii supraspinos, rotundul mare, subscapular. În mişcarea de rotaţie în afar ă, capul humerusului alunecă dinapoi – înainte pe cavitatea glenoid ă. Mişcarea este produsă de muşchii subspinos şi micul rotund. Mişcarea de circumducţie Această mişcare însumează mişcările precedente care se execut ă în jurul celor trei axe. Capul humeral descrie un mic cerc urm ărind conturul cavităţii glenoide, în timp ce extremitatea inferioar ă a humerusului descrie un cerc mare, dar în sens invers. Între articulaţiile centurii scapulare şi articulaţia scapulo-humerală este o strânsă legătur ă în mişcările variate şi ample ale membrului superior. Întrebări 1. Precizaţi structura funcţională a articulaţiei scapulo-humerale. 2. Care sunt muşchii implicaţi în mişcările umărului ? 3. Detaliaţi muşchii scapulo-brahiali. 4. Precizaţi biomecanica articulaţiei scapulo-humerale. 8. ARTICULAŢIA HUMERO-CUBITO-RADIALĂ (articulaţia cotului) 8.1. Structura func ţ ional ă a articula ţ iei Această articulaţie este o trohleartroză, are un singur grad de libertate şi permite numai executarea mişcărilor de flexie şi extensie, a antebra ţului pe braţ. Se întâlnesc aici trei oase, iar suprafe ţele articulare sunt: – extremitatea inferioar ă a humerusului (trohleea, condilul humeral şi epicondilul); – extremitatea superioar ă a cubitusului prezintă o scobitur ă semilunar ă (marea cavitate sigmoidă), apofiza coronoidă în partea anterioar ă a cavităţii sigmoide şi tuberozitatea (olecranul) în partea posterioar ă a cavităţii sigmoide. La marginea externă a acestei cavităţi se află o altă scobitur ă semilunar ă (mica cavitate sigmoidă) care ia parte la alc ătuirea articulaţiei radio-cubitale superioare. – extremitatea superioar ă a radiusului prezintă o scobitur ă (cupula radială) care se adapteaz ă pe condilul humeral. Capul radial, prin faţa sa superioar ă, contribuie la alc ătuirea articulaţiei cotului, iar prin faţa sa laterală contribuie la alcătuirea articulaţiei radio-cubitale superioare. 90


i u l u t o c a i a l u c i t r A . 6 3 . r n . g i F ţ


91

sunt acoperite de cartilajul hialin. Trohleea humeral ă vine în raport cu incizura cubitusului, iar condilul humeral cu foseta capului radial. Mijloacele de unire sunt capsula articular ă, care leag ă humerusul cu cubitusul (ulna) şi radiusul. Capsula articular ă este laxă şi întărită lateral de patru ligamente mai puternice, dispuse anterior, posterior, lateral extern şi lateral intern. Membrana sinovial ă este ca o foi ţă subţire, înveleşte pe din ăuntru capsula articular ă. Ea este comună atât articula ţiei humero-cubito-radiale, cât şi articulaţiei radio-cubitale superioare (fig. 36). Suprafe ţ ele articulare

8.2. Mu şchii implica ţ i în mi şcările cotului sunt flexori şi extensori (fig. 35). 8.2.1. Muşchii flexori sunt • bicepsul brahial , cu două capete superioare (de unde şi numele) şi unul inferior. Proximal, se inser ă cu un cap (scurta por ţiune a bicepsului) pe vârful apofizei coracoide, printr-un tendon comun cu coraco-brahialul; cu cel ălalt cap (lunga por ţiune a bicepsului) se inser ă pe suprafaţa de deasupra cavităţii glenoide. Prin unirea celor două por ţiuni se formează corpul muscular care descinde vertical în faţa humerusului şi a cotului şi se inser ă distal, printr-un tendon puternic, pe tuberozitatea bicipital ă a radiusului. Când ia punct fix pe omoplat are mai multe ac ţiuni: – proiectează înainte şi rotează înăuntru braţul; – flecteaz ă antebraţul supinat pe braţ; – rotează antebraţul în afar ă (supinaţie); – este adductor al braţului (prin por ţiunea scurtă); – este abductor al braţului (prin por ţiunea lungă). Acţiunea cea mai important ă este cea de supinaţie şi pe plan secundar de flexor al antebraţului pe braţ. Când ia punct fix pe antebraţ (ca în poziţia atârnat), flecteaz ă braţul pe antebraţ şi apropie omoplatul. • brahialul anterior este situat sub biceps. Se inser ă proximal pe buza inferioar ă a amprentei deltoidiene şi pe faţa internă şi externă a jumătăţii inferioare a humerusului. Se îndreaptă în jos şi după ce trece de faţa anterioar ă a articulaţiei cotului, se inser ă distal pe o mică suprafaţă rugoasă, situată pe faţa internă a bazei apofizei coronoide a cubitusului. Când ia punct fix pe humerus, flecteaz ă antebraţul pe braţ; Când ia punct fix pe cubitus, flecteaz ă braţul pe antebraţ • mu şchii epicondilieni sunt în număr de patru: – brahio-radial – primul brahial extern – al doilea brahial extern – scurtul supinator 8.2.2. Muşchii extensori sunt: • tricepsul brahial este un muşchi voluminos, ocupă singur faţa posterioar ă a braţului. Are trei capete superioare (de unde şi numele) şi unul inferior. Din cele trei capete, unul este lung (lunga por ţiune a tricepsului) şi se inser ă pe suprafaţa rugoasă, sub cavitatea glenoid ă a omoplatului. Celelalte dou ă sunt scurte: vastul extern şi vastul intern. Când ia punct fix proximal, este un extensor al antebra ţului pe braţ, Prin lunga por ţiune este un adductor al bra ţului. Când ia punct fix pe olecran, este fie un coborâtor, fie un ridic ător al omoplatului, după cum membrul superior este orientat în jos sau în sus. 92


• anconeul este un muşchi scurt şi trunghiular, situat pe fa ţa posterioar ă a cotului. Se inser ă proximal, prin baza sa, pe faţa posterioar ă a epicondilului. Se îndreaptă în jos şi în ăuntru şi se inser ă distal, prin vârful său, pe marginea externă a olecranului. Când ia punct fix pe humerus, este extensor al antebra ţului pe braţ; Când ia punct fix pe cubitus, este un extensor al bra ţului pe antebraţ. În plus, el joacă un rol important în mişcările de lateralitate ale cubitusului, în timpul prono-supinaţiei. • mu şchii extensori ai degetelor vor fi studiaţi la antebraţ. 8.3. Biomecanica articula ţ iei cotului Articulaţia humero-cubito-radială este o trohleartroză şi are un singur grad de libertate. Ea permite numai executarea mi şcărilor de flexie şi extensie. Flexia şi extensia active au o amplitudine medie normal ă de 1500, dintre care 900 revin extensiei şi 600 flexiei.

Mişcarea de flexie este apropierea antebraţului de braţ. Are o amplitudine activă normală de aproape de 1500. În faza finală a mi şcării, mâna nu se orienteaz ă spre umăr, ci spre torace, deoarece axa antebra ţului nu se suprapune axei braţului, ci este dirijat ă faţă de acesta înăuntru. Explicaţia constă în orientarea oblică în sus şi înăuntru a jgheabului trohleei humerale. Muşchii flexori sunt: brahialul anterior, bicepsul brahial şi muşchii epicondilieni. Mişcarea de extensie este mişcarea de îndepărtarea a antebraţului de braţ. Amplitudinea este de 900. Mişcarea de extensie este limitat ă de vârful olecranului şi de ligamentul anterior al cotului care este pus sub tensiune. Muşchii extensori sunt: tricepsul brahial, şi anconeul (în mod accesoriu). Prin contracţia lor, antebraţul acţionează ca o pârghie de gradul I, în care punctul de sprijin este în articula ţia cotului. Întrebări 1. Care este structura funcţională a articulaţiei ? 2. Care sunt muşchii implicaţi în mişcările articulaţiei ? 3. Detaliaţi muşchii flexori şi extensori ai articula ţiei cotului. 4. Care este biomecanica articula ţiei cotului. 9. ARTICULAŢIILE ANTEBRAŢULUI 9.1. Structura func ţ ional ă a antebra ţ ului Cele două oase ale antebraţului se articuleaz ă între ele prin cele dou ă extremităţi ale lor, formând, astfel, dou ă articulaţii radio-cubitale: superioar ă şi inferioar ă.

Articulaţia radio-cubital ă superioară: Articulaţia este o cilindroid ă de tip trohoid, cu un grad de libertate. Suprafe ţ ele articulare sunt reprezentate de mica cavitate sigmoid ă a extremităţii superioare a cubitusului, de incizura radial ă a cubitusului completată de ligamentul inelar şi de capul radial. Ambele au fost descrise la oasele cotului. Universitatea SPIRU HARET

93

Cele două suprafeţe articulare sunt men ţinute în contact de ligamentul inelar şi de ligamentul p ă trat (al lui Denucé). Sinoviala articulaţiei este dependentă

de sinoviala articulaţiei humero-cubito-

radiale.

Articulaţia radio-cubital ă inferioară Articulaţia este tot o trohoidă cu un grad de libertate. Suprafe ţ ele articulare reprezentate de cavitatea sigmoid ă a radiusului de pe extremitatea inferioar ă şi mediană şi o suprafaţă convexă de pe partea median ă şi inferioar ă a capului cubital. Ele sunt acoperite de cartilaj hialin şi unite prin intermediul unei capsule fibroase, un ligament triunghiular şi două ligamente radio-cubitale. Sinoviala este foarte lax ă şi comunică în 40% din cazuri cu sinoviala articulaţiei radio-carpiene. Ligamentul interosos radio-cubital este o membrană fibroasă care se întinde între diafizele celor dou ă oase ale antebra ţului pe toată lungimea lor. 9.2. Mu şchii antebra ţ ului (vezi fig. 35) sunt în număr de 20 şi se împart în trei grupe: 9.2.1. Muşchii anteriori: • rotundul pronator se inser ă proximal pe faţa anterioar ă a epitrohleei şi pe marginea internă a apofizei coronoide; în continuare se îndreapt ă în jos şi în afar ă şi se inser ă distal pe faţa externă a por ţiunii mijlocii a radiusului. Este un mu şchi pronator şi accesoriu un flexor al antebra ţului pe braţ. • marele palmar se inser ă proximal pe faţa anterioar ă a epitrohleei, se îndreaptă în jos şi în afar ă şi se inser ă distal pe faţa anterioar ă a bazei celui de-al doilea metacarpian. Este flexor al mâinii pe antebra ţ şi al antebraţului pe braţ. Accesoriu este un abductor, pronator şi fixator al mâinii în timpul mi şcării de prehensiune. • micul palmar se inser ă proximal pe faţa anterioar ă a epitrohleei, se îndreaptă în jos şi puţin în afar ă şi se inser ă distal pe ligamentul inelar al carpului şi aponevroza palmar ă. Este flexor al mâinii pe antebra ţ. • cubitalul anterior se inser ă proximal pe epitrohlee şi pe marginea intern ă a olecranului şi distal pe osul pisiform. Este flexor al mâinii pe antebra ţ şi un fixator al mâinii în prehensiune. • flexorul comun superficial al degetelor se inser ă proximal pe epitrohlee, ligamentul lateral intern al articula ţiei cotului, marginea intern ă a apofizei coronoide şi marginea anterioar ă a radiusului. Corpul lui ocupă toată lăţimea antebraţului. În treimea mijlocie a antebra ţului se ramifică în 4 fascicule musculare care se continuă fiecare cu câte un tendon. Cele 4 tendoane trec pe sub ligamentul inelar al carpului şi se îndreapă către ultimele 4 degete pe care se inser ă la nivelul bazelor falangelor doi. Este flexor al falangelor doi pe primele falange, un flexor al degetelor pe mână, al mâinii pe antebra ţ şi al antebraţului pe braţ. • flexorul comun profund al degetelor se inser ă proximal pe treimea superioar ă a feţei anterioare, pe treimea superioar ă a marginii interne şi a feţei interne 94


a cubitusului, pe ligamentul interosos cubito-radial şi pe faţa anterioar ă a radiusului, sub tuberozitatea bicipitală, formează 4 tendoane care alunecă pe sub ligamentul inelar al carpului şi se îndreaptă spre ultimele 4 degete. Ele se inser ă distal pe baza celei de-a treia falange. Este flexor al falangei a treia pe a doua falang ă şi accesoriu al falangei a doua pe prima, al degetelor pe mân ă şi al mâinii pe antebra ţ • lungul flexor propriu al policelui se inser ă proximal pe cele 3 / 4 superioare ale feţei anterioare a radiusului şi pe marginea extern ă a apofizei coronoide, apoi se îndreaptă vertical în jos, trece pe sub ligamentul inelar anterior al carpului şi se inser ă distal pe baza ultimei falange a policelui. Este flexor al ultimei falange pe prima. • pătratul pronator situat la partea inferioar ă a antebraţului, între marginea anterioar ă a cubitusului şi marginea şi faţa anterioar ă a radiusului. Este pronator, când ia punct fix pe cubitus. 9.2.2. Muşchii posteriori: • extensorul comun al degetelor se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a epicondilului, formează 4 tendoane, care după ce trec pe sub ligamentul inelar carpian posterior, se îndreaptă spre ultimele 4 degete. Este extensor al falangei a treia pe falanga a doua, al falangei a doua pe prima, al primei pe metacarp, al mâinii pe antebraţ şi al antebraţului pe braţ. • extensorul propriu al degetului mic se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a epicondilului şi la nivelul degetului mic se une şte cu tendonul extensorului comun al acestuia. Este extensor al degetului mic. • cubitalul posterior se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a epicondilului, pe faţa şi marginea posterioar ă a cubitusului şi distal, se inser ă pe faţa internă a bazei metacarpianului al cincilea. Este extensor şi abductor al mâinii pe antebra ţ. • anconeul a fost studiat la muşchii cotului. • lungul abductor al policelui se inser ă proximal pe feţele posterioare ale cubitusului, radiusului şi ligamentului interosos, trece pe sub ligamentul inelar carpian posterior şi se inser ă distal pe faţa externă a bazei primului metacarpian. Este abductor al policelui şi abductor şi supinator al mâinii. • scurtul extensor al policelui se inser ă proximal tot pe feţele posterioare ale cubitusului, radiusului şi ligamentului interosos. Trece pe sub ligamentul inelar carpian posterior şi se inser ă distal pe faţa posterioar ă a bazei celei de-a doua falange a policelui. Este extensor al falangei a doua a policelui pe prima, al primei pe metacarpian şi al metacarpianului pe carp. • lungul extensor al policelui se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a cubitusului, coboar ă oblic în afar ă spre gâtul mâinii, alunecă prin şanţul extern al feţei posterioare a radiusului, delimitează tabachera anatomică şi trece pe faţa posterioar ă a primului metacarpian şi a falangei proximale a policelui, pentru a se insera distal pe faţa posterioar ă a bazei falangei distale a policelui. Este extensor al policelui. • extensorul propriu al indexului se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a cubitusului şi a ligamentului interosos, trece pe sub ligamentul inelar carpian posterior şi se inser ă distal pe tendonul extensorului comun pentru index. Este extensor al indexului. Universitatea SPIRU HARET

95

9.2.3. Muşchii externi: • brahio-radialul se inser ă proximal pe marginea externă a humerusului, iar distal, pe apofiza stiloid ă a radiusului. Este flexor al antebra ţului pe braţ şi accesoriu intervine în mişcarea de pronaţie şi supinaţie. • primul radial extern se inser ă proximal pe marginea extern ă a humerusului, sub lungul supinator, şi distal se inser ă pe faţa posterioar ă a bazei celui de-al doilea metacarpian. Este extensor şi abductor al mâinii pe antebra ţ. • al doilea radial extern se inser ă proximal pe epicondil şi distal pe faţa posterioar ă a bazei celui de al treilea metacarpian. Este extensor al mâinii pe antebraţ şi accesoriu abductor al mâinii pe antebra ţ. • scurtul supinator se inser ă proximal pe marginea extern ă a cubitusului, înconjoar ă treimea superioar ă a radiusului şi se inser ă distal pe faţa anterioar ă şi externă a radiusului, deasupra rotundului pronator. Este supinator al antebraţului. 9.3. Biomecanica articula ţ iilor radio-cubitale Mişcările în aceste articula ţii permit pronaţia (faţa palmar ă orientată posterior) şi supinaţia (cu faţa palmar ă orientată anterior), la nivelul antebraţului. Ele asigur ă rotaţia radiusului în jurul cubitusului.

În mişcarea de pronaţie, antebraţul se r ăsuceşte înăuntru, faţa palmar ă a mâinii priveşte posterior, iar policele este medial. Mu şchii pronatori sunt: rotundul pronator, pătratul pronator, palmarul mare (accesoriu), anconeul (accesoriu), brahio-radialul (accesoriu). În mişcarea de supinaţie, antebraţul se r ăsuceşte în afar ă, faţa palmar ă a mâinii priveşte anterior, iar policele este lateral. Mu şchii supinatori sunt: supinatorul scurt, bicepsul brahial, brahio-radialul (accesoriu). Cele două articulaţii radio-cubitale ac ţionează concomitent pentru realizarea acestor mişcări deci, funcţional ele formează o singur ă articulaţie şi găsindu-se totdeauna într-o poziţie similar ă de pronaţie sau supinaţie. Întrebări: 1. Descrieţi structura funcţională a celor două articulaţii. 2. Care sunt muşchii anteriori ai braţului ? 3. Dar cei posteriori ? 4. Explicaţi mişcările de pronaţie şi de supinaţie. 10. ARTICULAŢIILE GÂTULUI MÂINII ŞI ALE MÂINII 10.1. Structura func ţ ional ă a acestor articula ţ ii Prin gâtul mâinii în ţelegem regiunea care face leg ătura între antebraţ şi mână, care împreună formează un tot funcţional. Cele 27 de oase care alc ătuiesc scheletul gâtului mâinii şi al mâinii sunt reprezentate de trei grupe (fig. 37): 96


Oasele carpiene: (8 la număr), dispuse pe două rânduri: – rândul superior: scafoid, semilunar, piramidal, pisiform – rândul inferior: trapez, trapeziod, osul mare, osul cu cârlig Oasele metacarpiene (5 la număr) sunt lungi, aşezate cu extremitatea lor proximală (baza) spre rândul metacarpian, iar cu extremitatea lor distal ă (cap) se continuă cu oasele degetelor. Se numerotează din afar ă înăuntru. Oasele degetelor (falange) continuă direcţia metacarpienelor. Degetul mare (policele) are doar două falange, celelalte patru (indexul, mijlociul, inelarul şi degetul mic) au câte trei falange. Segmentele osoase se articuleaz ă între ele prin 30 de articula ţii. Acestea sunt: articulaţiile intercarpiene, radio-carpian ă, medio-carpiană, carpo-metacarpiene, intermetacarpiene, metacarpo-falangiene, interfalangiene. Toate articulaţiile mâinii sunt înt ărite de către un manşon capsular şi de ligamente dispuse lateral, de o parte şi de alta a capsulei. Degetele sunt segmente de membru formate din piele şi os cu articula ţii şi curele de transmisie (tendoane) acţionate de la distan ţă, pe de o parte, de mu şchii antebraţului şi, pe de alt ă parte, de muşchii intrinseci ai mâinii.

Fig. nr. 37. Oasele mâinii

10.2. Mu şchii implica ţ i în biomecanica acestor articula ţ ii 10.2.1. Muşchii antebraţului (descrişi anterior) reprezintă grupul muşchilor de for ţă ai mâinii. Ei ac ţionează asupra degetelor, dar şi asupra articulaţiei gâtului mâinii, contribuie la mi şcările mâinii, dar şi la mişcarea şi fixarea articulaţiei gâtului mâinii în pozi ţiile cele mai convenabile execut ării mişcărilor degetelor. Universitatea SPIRU HARET

97

10.2.2. Muşchii intrinseci ai mâinii (19 muşchi proprii) reprezintă grupul muşchilor de fineţe şi precizie ai mâinii. Ei sunt (fig. 38): – muşchii tenarieni se găsesc în regiunea tenar ă, la partea superoexternă a palmei: – scurtul abductor al policelui – scurtul flexor al policelui – opozantul – adductorul policelui – muşchii hipotenarieni se găsesc în regiunea hipotenar ă aflată în partea intern ă a palme: – palmarul cutanat – adductorul degetului mic – scurtul flexor al degetului mic – opozantul degetului mic – muşchii lojei mijlocii se găsesc între eminenţa tenar ă şi eminenţa hipotenar ă, ei sunt: – mu şchii lombricali (flexori ai primei falange şi extensori ai ultimelor două falange ale degetelor 2-5). – mu şchii interoso şi.(flexori ai primei falange şi extensori ai ultimelor două falange ca şi lombricalii, dar în acela şi timp, sunt şi adductori şi abductori ai degetelor 2-5).

Fig. nr. 38. Muşchii palmari şi tecile sinoviale

10.3. Biomecanica articula ţ iei gâtului mâinii şi a mâinii Complexul osteo-articular al gâtului mâinii este astfel structurat încât permite efectuarea mai multor mi şcări. Rolul cel mai important revine articula ţiei radiocarpiene şi medio-carpiene care sunt articula ţii condiliene cu două grade de libertate. Mişcările sunt de flexie-extensie, de abduc ţie-adducţie şi de circumducţie de mică amplitudine, la nivelul gâtului mâinii şi de flexie-extensie, de înclinare laterală şi de circumducţie la nivelul degetelor II, III, IV, V. 98


La nivelul policelui, mi şcările sunt de: flexie, extensie, abduc ţie, adducţie, opoziţie (policele prive şte cu faţa lui palmar ă, faţa palmar ă a degetelor 2-5) şi de circumducţie. Policele se suprapune peste celelalte 4 degete putând transforma mâna într-o adevărată pensă care permite prehensiunea. Flexia şi extensia se execută în plan sagital, în jurul unei axe transversale care trece prin capul osului mare. Însumate, mişcările de flexie şi extensie active au o amplitudine medie de 165 0, iar cele pasive de 175o. Mişcările de abducţie şi adducţie active au o amplitudine de 550, iar cele pasive au amplitudinea de 65 0. 10.4. Membrul superior ca lan ţ cinematic Centura scapular ă, umărul, braţul, cotul, antebraţul, gâtul mâinii şi mâna pot acţiona în cursul diferitelor mi şcări fie ca un lanţ cinematic deschis, fie ca unul închis. Ca lan ţ cinematic deschis, membrul superior acţionează în poziţia ortostatică în: – ridicarea şi coborârea braţelor prin lateral, prin înainte sau prin înapoi. – r ăsucirea înăuntru şi în afar ă. – rotaţia dinainte înapoi şi dinapoi înainte. – apucarea, împingerea, aruncarea, lovirea. Ca lan ţ cinematic închis membrul superior acţionează în: – susţinerea corpului în poziţiile atârnat, atârnat sprijinit şi stând pe mâini.

Întrebări 1. Care este structura funcţională a acestor articula ţii ? 2. Precizaţi muşchii intrinseci ai mâinii. 3. Care este biomecanica acestor articula ţii ? 4. Prezentaţi membrul superior ca lanţ cinematic. 11. BAZINUL (centura pelvin ă) 11.1. Structura func ţ ional ă a bazinului

B a z i n u l este o formaţiune anatomică complexă. El face leg ătura între coloana vertebrală şi membrele inferioare. Datorit ă poziţiei lui şi prin analogie cu centura scapular ă a membrului superior, bazinul se mai numeşte şi centura pelvină. Spre deosebire însă de centura scapular ă, care este deosebit de mobil ă, centura pelvină este rigidă. Rolul ei este numai de a transmite greutatea corpului spre membrele inferioare şi de a susţine viscerele abdominale. Are deci un rol static prin excelenţă. Scheletul bazinului Scheletul bazinului este alc ătuit din cele dou ă oase coxale, reunite anterior prin simfiza pubiană şi posterior prin segmentul sacro-coccigian al coloanei vertebrale, cu care oasele coxale se articuleaz ă strâns. Universitatea SPIRU HARET

99

Osul coxal (fig. 39) este un os plat, de formă patrulater ă, alcătuit din trei piese osoase: iliacul situat în sus şi în afar ă; pubisul situat înainte şi ischionul situat în jos. Toate aceste piese converg spre centrul osului coxal, care prezint ă pe faţa lui externă cavitatea cotiloid ă (acetabulum). Osul coxal are: două feţe – externă şi internă patru margini – superioar ă, inferioar ă, anterioar ă, posterioar ă

Fig. nr. 39. Osul coxal

Faţa externă are în centrul ei cavitatea cotiloid ă de formă sferoidă delimitată de o margine (sprânceana) cotiloidian ă în care se articuleaz ă capul femurului. Deasupra cavităţii cotiloide este fosa iliac ă externă, pe care se inser ă muşchii fesieri: fesierul mic, în zona anterioar ă, fesierul mijlociu, în zona mijlocie; fesierul mare, în zona posterioar ă Sub cavitatea cotiloid ă este gaura obturatoare. Faţa internă are la mijlocul ei o proeminen ţă liniar ă, linia nenumit ă , îndreptată oblic în jos şi înainte. Deasupra acesteia se afl ă fosa iliacă internă pe care se inser ă por ţiunea iliacă a muşchiului psoas-iliac. Sub ea şi înapoia ei, întâlnim: tuberozitatea iliac ă pe care se inser ă puternicele ligamente sacro-iliace, faţeta auricular ă a coxalului şi suprafaţa de inser ţie a obturatorului intern. Marginea superioară (creasta iliacă) are inseraţi pe ea marele oblic abdominal, micul oblic abdominal şi transversul abdomenului. Anterior, ea se termină cu spina iliac ă antero- superioar ă pe care se inser ă croitorul. Marginea anterioară are o scobitur ă nenumit ă şi o spină iliacă anterioar ă pe care se inser ă tendonul dreptului anterior al cvdricepsului femural. 100


Marginea inferioară are o faţetă pubiană pentru articulaţia cu celălalt os coxal şi o suprafaţă de inser ţie pentru marele adductor (muşchi al coapsei). Ea se termină cu corpul ischionului (marea tuberozitate ischiatic ă) care este segmentul cel mai gros al osului coxal care suport ă greutatea corpului în pozi ţie şezândă. Pe ea se inser ă: – marele adductor al coapsei; – muşchii ischio-gambieri: – semitendinosul – semimembranosul – bicepsul femural – muşchii posteriori ai şoldului: – gemenul inferior – pătratul femural Marginea posterioară de jos în sus prezint ă: mica scobitur ă sciatică , spina sciatică pe care se inser ă muşchiul gemen superior, marea scobitur ă sciatică şi spina iliacă postero-superioar ă de la care începe marginea superioar ă a osului coxal. Sacrul este un os median şi simetric, format din sudura vertebrelor sacrate. El închide partea posterioar ă a bazinului. Este îndreptat oblic în jos şi înapoi. Formează cu ultima vertebr ă lombar ă un unghi care proemină anterior, numit promontoriu. Are patru feţe: anterioar ă, posterioar ă şi două laterale, o baz ă şi un vârf. Faţa anterioară este concavă şi prezintă 4 linii transversale (nivelele de sudur ă ale vertebrelor). La capul lor, de o parte şi de alta sunt g ăurile sacrate anterioare prin care ies ramurile anterioare ale nervilor sacra ţi. Faţa posterioară este convexă şi prezintă găurile sacrate prin care ies ramurile posterioare ale nervilor sacra ţi. Cu feţele laterale se articuleaz ă cu oasele coxale. Baza sacrului priveşte în sus şi puţin înainte şi se articuleaz ă cu a 5-a vertebr ă lombar ă. Vârful sacrului se articulează cu coccisul. Coccisul este situat sub sacru, rezult ă din sudura celor 4 sau 5 vertebre coccigiene. Are forma unei piramide triunghiulare cu baza în sus. Articula ţ iile bazinului Articulaţiile bazinului sunt: – simfiza pubiană (articulaţie semimobilă) – articulaţiile sacro-iliace (articula ţii semimobile) – articulaţia sacro-coccigiană (artrodie) f ăr ă importanţă funcţională.

Conformaţia generală a bazinului Bazinul (fig. 40) are forma unui trunchi de con cu baza în sus. Inelul format anterior de marginea superioar ă a simfizei pubiene, lateral de liniile nenumite de pe feţele interne ale coxalelor şi posterior de promontoriu împarte bazinul în dou ă păr ţi: marele bazin şi micul bazin, cu strâmtoarea superioar ă şi strâmtoarea inferioar ă. Diametrele lor transversale, oblice, şi antero-posterioare joacă la femeie un rol important în desf ăşurarea normală a naşterii. Universitatea SPIRU HARET

101

Fig. nr. 40. Oasele bazinului

11.2. Biomecanica bazinului În mod normal, la adult, oasele coxale se mi şcă concomitent cu sacru şi practic bazinul poate fi considerat ca un întreg rigid. În realitate îns ă, chiar în aceste condiţii, se produc unele mi şcări minime la nivelul articulaţiilor sacro-iliace, mai accentuate la tineri. Ele constau din o serie de mişcări de basculă ale sacrului, în jurul unei axe transversale care trece prin partea superioar ă a osului. Aceste mi şcări sunt: mişcări de nutaţie şi mişcări contranutaţie. Mişcarea de nuta ţie este mişcarea prin care baza sacrului se îndreapt ă în jos şi înainte, iar vârful se îndreapt ă în sus şi înapoi. Mişcarea de contranutaţie este mişcarea prin care baza sacrului se îndreapt ă în sus şi înapoi, iar vârful lui se îndreapt ă în jos şi înainte. În condiţii fiziologice deosebite (în timpul na şterii), aparatele capsuloligamentare ale tuturor articula ţiilor corpului se îmbib ă cu lichid intersti ţial şi se relaxează sub acţiunea unui hormon special de tip relaxina. 102


Relaxarea aparatelor capsulo-ligamentare are efecte imediate, în special la nivelul coloanei vertebrale şi bazinului. La nivelul coloanei vertebrale apar rahialgiile (dureri vertebrale) gravidelor şi chiar hernii de disc. La nivelul bazinului, relaxarea capsulo-ligamentar ă duce la mărirea amplitudinii mişcărilor articulaţiilor sacro-iliace şi simfizei pubiene, ceea ce u şurează desf ăşurarea normală a sarcinii.

Întrebări: 1. Care este structura func ţională a bazinului ? 2. Descrieţi anatomia funcţională a osului sacru. 3. Descrieţi anatomia funcţională a sacrului. 4. Care sunt articulaţiile bazinului ? 5. Care sunt mişcările bazinului ? 12. ARTICULAŢIA COXO-FEMURALĂ (articulaţia şoldului) 12.1. Structura func ţ ional ă a şoldului Prin intermediul şoldului, centura pelvină se continuă cu membrul inferior. Şoldul este structurat astfel, încât s ă permită membrului inferior îndeplinirea celor două funcţii contradictorii: – oscilaţia în faza de pendulare – stabilizarea în faza de propulsie a mersului, alerg ării sau săriturii. În alcătuirea articulaţiei şoldului participă două segmente osoase: osul coxal şi extremitatea superioar ă a femurului, de o parte şi de alta. Osul coxal a fost descris anterior.

F e m u r u l este os lung, pereche şi nesimetric. El reprezint ă scheletul coapsei. Are un corp şi două extremităţi (superioar ă şi inferioar ă). Cu extremitatea superioar ă intr ă în articulaţia şoldului. Extremitatea superioară a femurului prezintă un cap articular, un gât şi două proeminenţe: o tuberozitate mare (marele trohanter) şi o tuberozitate mic ă (micul trohanter). Cele două tuberozităţi sunt voluminoase, pe ele se inser ă muşchi puternici. Capul articular reprezintă 2/3 dintr-o sfer ă, este perfect rotunjit şi orientat în sus, înainte şi înăuntru. Puţin sub centrul lui se afl ă foseta ligamentului rotund. Gâtul femurului uneşte capul femurului cu cele dou ă extremităţi. Axa lungă a gâtului este înclinat ă faţă de axa lungă a corpului femural cu 125-135o, unghiul fiind unghiul de înclina ţ ie. Axa lungă a gâtului face şi cu planul frontal un unghi de 15-25 o, acesta fiind unghiul de declina ţ ie. Marele trohanter este o proeminenţă partulater ă, care continuă în sus corpul osului. Pe el se inser ă: pe faţa externă – fesierul mijlociu pe faţa internă – obturatorul extern – obturatorul intern – cei doi gemeni Universitatea SPIRU HARET

103

pe marginea superioar ă – piramidalul pe marginea inferioar ă – vastul extern pe marginea anterioar ă – fesierul mic pe marginea posterioar ă – pătratul femural Micul trohanter este situat la partea postero-inferioar ă a gâtului femural şi d ă inser ţie psoasului-iliac. Asupra extremităţii superioare se exercit ă eforturi de presiune şi tracţiune deosebit de puternice şi de aceea structura ei este adecvat ă acestor sarcini. Fasciculele trabeculare sunt bine individualizate. Corpul femurului este îndreptat oblic de sus în jos şi dinafar ă înăuntru. Axa lui lungă este axa anatomică şi nu se confundă cu axa biomecanică. Aceasta pleacă de la centrul capului femural şi se întâlne şte cu axa anatomică în partea central ă a extremităţii inferioare a femurului. Cele dou ă axe fac între ele un unghi de 8-100, deschis în sus. Pe el se prind urm ătorii muşchi: • pe faţa anterioar ă – muşchiul crural (partea profundă a cvadricepsului) – muşchiul tensor al sinovialei genunchiului • pe faţa externă – vastul extern al cvadricepsului • pe faţa internă – vastul intern al cvadricepsului. Marginea posterioar ă este foarte dezvoltat ă, se numeşte linia aspr ă. Pe ea se inser ă vastul extern, vastul intern, iar în lungul zonei mijlocii, cei trei adductori ai coapsei şi scurta por ţiune a bicepsului femural. În partea superioar ă, linia aspr ă se trifurcă într-o creastă externă (spre marele trohanter) pentru inser ţia marelui fesier, o creastă mijlocie (spre micul trohanter) pentru inser ţia pectineului şi o creastă internă (spre partea inferioar ă a gâtului) pentru inser ţia vastului intern. Extremitatea inferioară va fi prezentată la studiul genunchiului.

Articula ţia coxo-femurală (fig. 41) este o enartroză cu trei grade de libertate şi o deosebită importanţă în statică şi locomoţie. Este construit ă în a şa fel, încât să ofere, în acelaşi timp, maximum de stabilitate şi de mobilitate. a) Suprafe ţ ele articulare sunt: capul femurului şi cavitatea cotiloid ă a coxalului. Cavitatea cotiloid ă nu poate cuprinde singur ă capul femurului, de aceea este mărită de jur împrejur de un burelet fibro-cartilaginos. Acesta trece peste scobitura pubo-ischiatică şi formează ligamentul transvers, sub care se g ăseşte un orificiu plin cu ţesut celulo-gr ăsos şi câteva arteriole şi venule pentru ligamentul rotund şi osul coxal. b) Cele două suprafeţe articulare sunt men ţinute în contact prin bureletul fibro-cartilaginos şi o capsul ă fibroasă. Capsula este formată din fibre: unele superficiale, longitudinale şi altele profunde, circulare. Fibrele se grupeaz ă formând ligamentele ce au rol de întărire a capsulei, asigurând soliditatea extremit ăţilor inferioare în timpul staţiunii verticale, în timpul mersului, alerg ării şi săriturii. Ligamentele sunt: 1. ligamentul ilio-femural , important în men ţinerea poziţiei ortostatice, se opune căderii corpului înapoi. În aceast ă poziţie, şoldul se extinde şi ligamentul pus sub tensiune strangulează gâtul femural, apăsând capul femurului în cavitatea cotiliodă. 104


2. ligamentul pubo-femural limitează abducţia şi rotaţia externă 3. ligamentul ischio-femural limitează rotaţia internă şi adducţia 4. fibrele circulare profunde ale capsulei formează un inel care înconjoar ă colul, susţinându-l. 5. ligamentul rotund este intraarticular cu rol secundar în biomecanica şoldului. La nivelul articula ţiei coxo-femurale, un rol important în menţinerea suprafeţelor articulare îl are presiunea atmosferic ă. Suprafaţa articulaţiei coxofemurale măsoar ă 16 cm2 şi reprezintă un spaţiu virtual. Asupra ei ac ţionează o presiune atmosferică de 16, 537 kg. Cum greutatea unui membru inferior este de 910 kg, presiunea atmosferică, singur ă, poate menţine capul femurului în cavitate chiar după secţiunea tuturor păr ţilor moi. c) Sinoviala tapetează faţa internă a capsulei.

Fig. nr. 41. Articulaţia coxo-femurală şi secţiune frontală Universitatea SPIRU HARET

105

12.2. Mu şchii care intervin în mobilizarea şoldului sunt 12.2.1. Muşchii lombo-iliaci descrişi la coloana vertebral ă. Dintre aceştia doar psoasul –iliac intervine direct asupra şoldului. El se suprapune ca direcţie, axei biomecanice a membrului inferior. Inser ţia lui pe primele vertebre lombare se suprapune centrului de greutate, apoi se îndreapt ă în afar ă şi în jos, trece prin fa ţa capului femural, înapoi formează un unghi de aproximativ 400 şi se inser ă pe micul trohanter. Realizeaz ă, astfel, o puternică chingă anterioar ă, care împinge capul femural dinainte-înapoi şi reprezintă principalul stabilizator anterior stabilizator anterior al şoldului. Acest muşchi are acţiuni complexe: – când se contractă în totalitate, luând punct fix pe inser ţiile proximale, flectează coapsa pe bazin şi în acelaşi timp imprimă coapsei o uşoar ă mişcare de adducţie şi rotaţie externă. – când ia punct fix pe inser ţia distală, flectează coloana vertebrală şi bazinul pe coapsă (este, deci, un flexor al coloanei) – când se contractă de o singur ă parte, este tot flexor, dar, în acela şi timp, imprimă coloanei vertebrale şi o mişcare de înclinare lateral ă. Ca flexor al coapsei pe bazin el intervine în special dup ă ce coapsa dep ăşeşte amplitudinea de flexie de 90 0. De aceea, valoarea lui func ţională se determină aşezând subiectul pe un scaun şi punându-l să facă flexia coapsei pe bazin. Dacă nu poate face flexia coapsei dincolo de 90 o, muşchiul este deficitar. Ca rotator al coapsei, acţiunea lui difer ă după poziţia acesteia. Când coapsa este flectată pe bazin, micul trohanter fiind situat posterior faţă de axa femurului, psoasul-iliac este rotator extern. Când coapsa este extins ă pe bazin, muşchiul este un rotator intern. Muşchiul psoasul-iliac este unul din cei mai importan ţi muşchi în statica şi dinamica trunchiului. El împreună cu muşchii abdominali, muşchii spatelui şi muşchii ischio-gambieri asigur ă echilibrul trunchiului pe coapsă. Tot el, în mers, efectuează izotonic mişcarea de flexie a coapsei pe bazin, ini ţiind deci faza de pendulare şi gradează extensia coapsei pe bazin, spre sfâr şitul fazei de pendulare. 12.2.2. Muşchii bazinului (fig. 42) • fesierul mare – cel mai voluminos mu şchi al bazinului. Se inser ă proximal pe partea posterioar ă a fosei iliace externe, se îndreapt ă oblic în jos şi în afar ă şi se inser ă distal pe creasta extern ă a liniei aspre, imediat sub marele trohanter. Când ia punct fix pe bazin, este rotator în afar ă al coapsei. Intervine în mi şcarea de extensie atunci când subiectul poartă greutăţi sau urcă pe un plan înclinat. • f esierul esierul mijlociu , prin baza lui, se inser ă proximal pe por ţiunea mijlocie a fosei iliace mijlocii, se îndreapt ă vertical în jos şi prin vârful lui se inser ă distal pe faţa externă a marelui trohanter. Când se contract ă în totalitate şi ia punct fix pe bazin, este abductor şi rotator în afar ă al coapsei. Când ia punct fix pe femur înclină lateral bazinul. El apas ă pe faţa lateral ă a marelui trohanter, înfundând astfel capul femurului în cavitatea cotiloid ă şi este principalul stabilizator lateral şoldului. al ş 106


• fesierul mic, prin baza lui, se inser ă proximal pe por ţiunea anterioar ă a fosei iliace externe, se îndreapt ă aproape orizontal în afar ă şi prin vârful lui se inser ă distal pe marginea anterioar ă a marelui trohanter. Când ia punct fix pe bazin, este rotator înăuntru şi un adductor al coapsei, când ia punct fix pe femur, este un proiector înainte al jum ătăţii bazinului de partea opus ă. • gemenul superior se inser ă medial pe spina sciatic ă, se îndreaptă în afar ă, se uneşte cu tendonul gemenului inferior şi se inser ă lateral pe cavitatea de pe fa ţa internă a marelui trohanter. Este un rotator în afar ă al coapsei. • gemenul inferior se inser ă medial pe tuberozitatea ischionului, se îndreapt ă în afar ă şi se uneşte cu tendonul gemenului extern. Este un rotator în afar ă al coapsei. • obturatorul intern se inser ă medial pe faţa internă a membranei obturatoare care umple gaura obturatoare a osului coxal şi pe conturul ei osos, trece prin mica scobitur ă sciatică a marginii posterioare a coxalului, iese din micul bazin, se îndreaptă în afar ă şi se inser ă lateral pe cavitatea de pe fa ţa internă a marelui trohanter. Este un rotator în afar ă al coapsei şi un stabilizator posterior al şoldului. • obturatorul extern se inser ă medial pe faţa externă a membranei obturatoare şi pe conturul ei osos, trece prin spatele articula ţiei coxo-femurale şi se inser ă lateral pe cavitatea de pe fa ţa internă a marelui trohanter. Este rotator în afar ă al coapsei şi un principal stabilizator inferior al şoldului. • pătratul femural se inser ă medial pe tuberozitatea ischiatic ă, se îndreaptă în afar ă, trece prin spatele articula ţiei coxo-femurale şi se inser ă lateral pe marginea posterioar ă a marelui trohanter. Este un rotator în afar ă al coapsei. • piramidalul (pisiformul) se inser ă medial pe faţa anterioar ă a sacrului, în jurul găurilor sacrate anterioare, se îndreapt ă în afar ă, iese din bazin prin marea scobitur ă sciatică şi se inser ă lateral pe marginea superioar ă a marelui trohanter. Când ia punct fix pe bazin, roteaz ă coapsa în afar ă. Este sinergic cu gemenii. Este un stabilizator posterior al şoldului. 12.2.3. Muşchii coapsei (fig. 42) se îndreaptă vertical de la bazin la coaps ă, iar unii dintre ei la extremit ăţile superioare ale oaselor gambei. Dup ă topografia lor se împart în trei grupe: anteriori, mediali şi posteriori. – mu şchii anteriori ai coapsei: • tensorul fasciei lata , muşchi superficial, se inser ă proximal pe spina iliac ă antero-superioar ă şi pe buza externă a treimii anterioare a crestei iliace. Are un corp aplatizat, se întinde pe treimea superioar ă a coapsei, se continu ă cu un tendon lat şi se inser ă distal pe tuberozitatea extern ă a extremităţii superioare a tibiei. Are rol deosebit în static ă (în sprijinul unilateral) şi în mers. Este rotator în afar ă al coapsei. • croitorul , muşchi superficial, se întinde diagonal de sus în jos şi din afar ăînăuntru. Se inser ă proximal pe spina iliac ă antero-superioar ă şi distal pe tuberozitatea intern ă a extremităţii superioare a tibiei, prin laba de gâsc ă. Este flexor al gambei pe coapsă şi flexor, adductor şi rotator în afar ă al coapsei pe bazin, realizând poziţia de lucru a vechilor croitori, de unde şi numele nuşchiului. Universitatea SPIRU HARET

107

• cvadricepsul , muşchi larg care ocup ă toată partea anterioar ă a coapsei. Este alcătuit din patru fascicule musculare: dreptul femural, vastul lateral, vastul medial şi femuralul (cruralul). Inser ţiile proximale ale acestor fascicule sunt diferite. Dreptul anterior se inser ă pe bazin prin două tendoane: unul direct pe spina iliac ă antero-inferioar ă şi unul pe sprânceana cotiloid ă. Celelalte trei por ţiuni se inser ă pe femur. Toate cele patru fascicule se unesc între ele şi formează tendonul cvadricipital, care înglobeaz ă rotula şi de la aceasta în jos se continu ă cu tendonul rotulian, care se inser ă distal pe tuberozitatea anterioar ă a tibiei. Este extensor al gambei pe coapsă. • mu şchiul tensor al sinovialei genunchiului este subfemural. Se inser ă proximal pe treimea inferioar ă a fa ţei anterioare a femurului şi distal pe fundul de sac subcvadricipital al sinovialei genunchiului. El trage în sus fundul de sac pentru a nu fi prins între femur şi rotulă în extensia genunchiului. – mu şchii mediali ai coapsei: • dreptul intern (muşchiul gracilis) este foarte sub ţire, se inser ă proximal pe unghiul pubisului şi distal, prin intermediul labei de gâsc ă, pe partea superioar ă a feţei interne a tibiei. Este flexor şi adductor al coapsei. • pectineul se inser ă proximal pe spina pubisului, se îndreaptă oblic în jos şi în afar ă şi se inser ă distal pe creasta mijlocie a liniei aspre. Este flexor, adductor şi rotator în afar ă al coapsei. • adductorul mare se inser ă proximal pe ramura ischio-pubiană şi tuberozitatea ischiatic ă a coxalului, iar distal pe tuberculul supero-intern al condilului intern al extremităţii inferioare a femurului . • adductorul mijlociu se inser ă proximal pe unghiul pubisului, se îndreaptă în afar ă şi în jos şi se inser ă distal pe zona mijlocie a liniei aspre a femurului. • adductorul mic se inser ă proximal pe unghiul pubisului şi distal pe creasta internă, superioar ă a liniei aspre. Toţi cei trei adductori au o direc ţie aproximativ oblică în afar ă şi în jos şi sunt paraleli ca direc ţie cu psoasul-iliac. Sunt adductori şi flexori ai coapsei. – mu şchii posteriori ai coapsei alcătuiesc grupul muşchilor ischiogambieri. Ei sunt muşchi biarticulari şi au o deosebită importanţă în statică, mers, alergare şi sărituri. Ei extind coapsa pe bazin şi au asupra gambei o acţiune caracteristică: fiind flexori ai gambei pe coaps ă de la 10o la 1550 şi devin extensori ai gambei pe coapsă pe amplitudinea dintre 00-100. Aceştia sunt: • semitendinosul se inser ă proximal pe tuberozitatea ischionului, împreună cu lunga por ţiune a bicepsului femural şi distal, prin intermediul labei de gâsc ă, pe partea superioar ă a feţei interne a tibiei. • semimembranosul se inser ă proximal pe faţa posterioar ă a tuberozităţii ischiatice şi distal pe cei doi condili tibiali. Ambii mu şchi sunt flexori şi rotatori înăuntru ai gambei pe coapsă şi extensori ai coapsei pe bazin. • bicepsul femural se inser ă proximal prin două capete care se numesc: lunga por ţ iune ce se inser ă pe tuberozitatea ischiatic ă, împreună cu semitendinosul şi scurta por ţ iune ce se inser ă pe partea externă a liniei aspre a femurului. Cele dou ă por ţiuni se unesc şi se inser ă distal, printr-un tendon comun, pe capul peroneului. Este flexor al gambei pe coapsă, extensor al coapsei pe bazin. 108


Fig. nr. 42. Muşchii coapsei (anterior şi posterior)


109

12.3. Biomecanica articula ţ iei coxo-femurale Articulaţia coxo-femurală este o enartroză, are trei grade de libertate şi permite efectuarea mişcărilor de flexie / extensie, abducţie / adducţie, rotaţie şi circumducţie, cu amplitudinile eviden ţiate în tabelul următor:

Activ Pasiv Diferenţa

Flexia

Extensia

90-1200 110-1500 20-300

300 500 200

Abducţiaadductia

60-700 70-800 100

Rotaţia internă

350 400 50

Rotaţia externă

150 200 50

Mişcările de flexie şi extensie Dacă mişcările de flexie şi extensie ar fi pure, ar trebui s ă se realizeze în jurul unei axe transversale care ar trece prin vârful marelui trohanter şi prin foseta ligamentului rotund. Cum însă flexia se însoţeşte şi de mişcarea de rotaţie înăuntru, iar extensia se înso ţeşte de o mişcare de rotaţie în afar ă, axa biomecanică corespunde axei centrale a cavit ăţii cotiloide. Amplitudinea acestor mi şcări este legată de poziţia genunchiului. Când genunchiul este extins, flexia şoldului este limitat ă la 900, prin punerea sub tensiune a muşchilor posteriori ai coapsei. Când genunchiul este îndoit, flexia şoldului atinge 1200.

Flexorii principali sunt: dreptul anterior, psoasul-iliac, tensorul fasciei lata, croitorul. Flexia este limitat ă de muşchii posteriori ai coapsei. Mu şchii flexori sunt mai puternici decât mu şchii extensori. Extensorii principali sunt: ischio-gambierii, fasciculele posterioare ale fesierului mijlociu şi fesierul mic. Extensia este limitat ă de partea anterioar ă a capsulei şi de ligamentul ilio-femural. Hiperextensia este posibil ă numai prin flexia articulaţiei opuse şi accentuarea curburii lombare.

Mişcările de abducţie şi adducţie Ele se realizeaz ă în jurul unei axe antero-posterioare care trece prin centrul capului femural şi sunt însoţite de mişcări de rotaţie ale coapsei. Când coapsele sunt extinse, amplitudinea maxim ă de abducţie este de 60 0, astfel că ambele coapse formează între ele un unghi de 120o. În flexia maximă a coapselor, abducţia atinge 700, între ambele coapse se formeaz ă un unghi de 140o. Abducţia se realizează de către: tensorul fasciei lata, fesierul mijlociu şi croitorul. Adducţia se realizeaz ă de către: psoasul-iliac, fesierul mic, dreptul intern,

pectineul, cei trei adductori, semitendinosul, semimembranosul.

Ambele mişcări au o amplitudine activ ă de 600-700 şi pasivă de 700-800. În mişcarea de sfoar ă laterală, abducţia reală a coapsei pe bazin nu dep ăşeşte 700 de fiecare parte, dar mişcarea devine posibilă datorită înclinării bazinului înainte şi unei lordoze accentuate, ceea ce face ca abduc ţia să se transforme în mişcare de flexie. Mişcările de rotaţie externă şi internă Aceste mişcări se realizeaz ă în jurul unei axe verticale care trece femurului. Amplitudinea rotaţiei externe active este de 15 0 şi pasive rotaţiei interne active este de 35 0 şi pasive de 400.

110


prin capul 200, iar a

Mu şchii rotatori exter ni sunt: fesierul mijlociu (cu fasciculele posterioare), fesierul mare, cei doi gemeni ai coapsei (superior şi inferior), piramidalul, cei doi obturatori, pătratul femural, pectineul, dreptul intern şi croitorul. Mu şchii rotatori interni sunt: fesierul mijlociu (cu fasciculele anterioare), fesierul mic, semitendinosul şi semimembranosul. Mişcarea de circumducţie Această mişcare rezultă din

trecerea coapsei prin toate pozi ţiile descrise anterior. În realizarea ei intervin toate grupele musculare ale şoldului. – capul femural se învârte în cavitatea cotiloid ă – diafiza femurului descrie un con. – epifiza distală a femurului descrie un cerc. Întrebă ri: 1. Care este importan ţa articulaţiei coxo-femurale ? 2. Descrieţi structura funcţională a articulaţiei. 3. Care sunt ligamentele de la acest nivel ? 4. Care sunt muşchii implicaţi în mobilizarea şoldului ? 5. Psoasul-iliac şi importanţa lui. 6. Care sunt muşchii bazinului, dar ai coapsei ? 7. Precizaţi biomecanica articula ţiei coxo-femurale. 13. GENUNCHIUL G e n u n c h i u l este segmentul mobil al aparatului locomotor care leag ă coapsa de gambă. Scheletul genunchiului este format din extremitatea inferioar ă a femurului, extremităţile superioare ale celor dou ă oase ale gambei: tibia şi peroneul şi osul propriu al regiunii, rotula. a) Extremitatea inferioar ă a femurului prelungeşte corpul la partea lui distală, mărindu-şi progresiv dimensiunile atât în sens transversal, cât şi în sens antero-posterior. Anterior, ea prezintă o trohlee (mosor), posterior, şanţul trohleei se continuă cu o scobitur ă intercondiliană care împarte extremitatea inferioar ă a femurului într-un condil extern şi un condil intern, ultimul terminându-se mai jos

decât primul. Pe feţele interne ale celor doi condili se inser ă extremităţile proximale ale ligamentelor încrucişate. Faţa laterală a condilului intern are o tuberozitate pe care se inser ă ligamentul lateral intern al articula ţiei genunchiului. Tot pe aceast ă faţă se mai află şi tuberculul pe care se inser ă marele adductor şi o mică fosetă pe care se inser ă gemenul intern al tricepsului sural. Faţa laterală a condilului extern prezintă şi ea o tuberozitate, pe care se inser ă ligamentul lateral extern al articula ţiei genunchiului. Înapoia acestei tuberozit ăţi se inser ă gemenul extern al tricepsului sural şi popliteul. b) extremit ăţ ile superioare ale tibiei şi peroneului vor fi studiate la gambă. c) rotula (patela), un os scurt, situat la fa ţa anterioar ă a genunchiului. Văzută din faţă ea, are o formă aproximativ triunghiular ă, cu baza aşezată proximal, iar vârful, distal. Faţa anterioar ă este convexă şi vine în contact cu fascia genunchiului şi cu tegumentele. Fa ţa posterioar ă este concavă şi articular ă. Pe baza şi marginile ei se inser ă tendonul cvadricipital, iar la vârf, tendonul rotulian. Rotula este astfel înglobată în largul tendon distal al cvadricepsului. Universitatea SPIRU HARET

111

La nivelul genunchiului se g ăsesc trei articula ţii: femuro-tibială (articulaţia propriu-zisă a genunchiului), femuro-rotuliană (care participă la alcătuirea articulaţiei genunchiului) şi articulaţia tibio-peronier ă superioar ă care va fi descrisă la gambă. 13.1. Articula ţ ia femuro-tibial ă 13.1.1. Structura funcţională a articulaţiei femuro-tibiale Această articulaţie este cea mai voluminoas ă articulaţie a corpului şi cea mai puternică. Structural, ea este o trohleartroz ă imperfectă şi de aceea are în constitu ţia ei două meniscuri (fig. 43 şi 44). a) Extremitatea inferioar ă a femurului are cei doi condili, separa ţi de scobitura intercondiliană şi de trohlee şi acoperiţi la suprafaţă de un cartilaj hialin. b) Extremitatea superioar ă a tibiei prezintă două cavităţi glenoide acoperite de cartilaj hialin, separate între ele de doi tuberculi (intern şi extern) ai masivului osos ce apar ţin spinei tibiale. Pe spina tibial ă se inser ă capetele distale ale ligamentelor încrucişate. c) Fa ţ a posterioar ă a rotulei este divizată în două faţete laterale de c ătre o creastă teşită şi este acoperită de cartilaj hialin. d) Deoarece între suprafeţele osoase articulare ale femurului şi tibiei nu există congruenţă perfectă, intre ele s-a dezvoltat, pe fiecare cavitate glenoid ă câte un menisc. Meniscul extern are o formă circular ă, iar cel intern forma literei C. Meniscul intern, prin cornul său anterior, se fixează la marginea anterioar ă a platoului tibial, imediat înaintea ligamentului încruci şat anterior, iar prin cornul s ău posterior, pe suprafaţa retrospinală, imediat înapoia inser ţiei ligamentului încrucişat posterior. Meniscul extern, prin cornul său anterior, se fixeaz ă pe suprafaţa prespinală, imediat înaintea spinei şi pe faţa externă a ligamentului încruci şat anterior, iar prin cornul său posterior se fixează pe tuberculul intern al spinei tibiale. Cele dou ă meniscuri sunt reunite la partea lor anterioar ă de o formaţiune delicată numită ligamentul transvers (jugal) care este înconjurat de pachetul celular gr ăsos anterior al genunchiului. Aceste meniscuri, nefiind strict cartilaginoase, au o elasticitate şi o deformabilitate mai mare decât a cartilajului obi şnuit. Partea internă a meniscului nu conţine vase, dar în partea capsular ă acestea sunt abundente. e) Segmentele osoase din articulaţie sunt menţinute între ele de o capsul ă articular ă înt ărit ă de şase ligamente. Capsula articular ă este un manşon fibros, care se fixeaz ă de jur împrejur, foarte apropiat de limita cartilajelor articulare, lateral pe meniscuri şi înainte pe ligamentul jugal, ajungând la tibie. Este foarte rezistent ă, poate suporta trac ţiuni mai mari de 300 kg. Cele şase ligamente sunt: 1. ligamentul anterior (rotulian) – reprezintă tendonul terminal al cvadricepsului, se întinde de la rotul ă la tuberozitatea anterioar ă a tibiei, este l ăţit transversal, gros şi foarte rezistent. 2. ligamentul posterior (Winslov) – se confundă cu inser ţiile muşchilor gemeni (ai tricepsului sural). Partea mijlocie este în scobitura intercondilian ă şi se confundă cu inser ţiile ligamentelor încruci şate. 112


3. ligamentul lateral intern – se inser ă sus pe tuberozitatea condilului femural intern, iar jos, pe partea cea mai de sus a fe ţei interne a tibiei. 4. ligamentul lateral extern – se inser ă sus pe tuberozitatea condilului femural extern, iar jos, pe partea antero-extern ă a capului peroneului. Ligamentele încrucişate se găsesc în scobitura intercondilian ă. 5. ligamentul încruci şat anterior se inser ă sus, pe por ţiunea posterioar ă a condilului extern şi se îndreaptă în jos, înainte şi înăuntru pentru a se insera pe partea antero-internă a spinei tibiale şi pe suprafaţa rugoasă prespinală, între inser ţiile cornurilor anterioare ale meniscurilor. 6. ligamentul încruci şat posterior se inser ă pe por ţiunea posterioar ă a condilului intern şi se îndreaptă în jos, înainte şi înăuntru pentru a se insera înapoia spinei tibiale. f) sinoviala genunchiului tapetează faţa interioar ă a capsulei; se adapteaz ă la toate fundurile de sac capsulare şi se întrerupe la nivelul inser ţiei meniscurilor, împăr ţindu-se în două por ţiuni: una suprameniscală, care reprezintă aproape întreaga sinovială şi alta submeniscală, mult mai redusă ca dimensiuni. Sinoviala genunchiului comunică în aproape 10 % din cazuri cu sinoviala articula ţiei tibio peroniere superioare.

Fig. nr. 43 Articulaţia genunchiului (anterior şi posterior) Universitatea SPIRU HARET

113

Fig. nr. 44. Articulaţia genunchiului (suprafeţe articulare şi secţiune sagitală)

13.1.2. Biomecanica articulaţiei femuro-tibiale Articulaţia femuro-tibială are un singur grad de libertate şi în consecinţă prezintă două mişcări principale: flexia şi extensia gambei pe coaps ă, mişcări la care se adaugă şi altele secundare ca: rota ţie internă şi rotaţie externă. Articulaţia mai prezintă şi mişcări de înclinare lateral ă foarte reduse ca amplitudine. Amplitudinea medie a mi şcărilor active de flexie şi extensie este 1350, iar a celor pasive de 1500. Mişcările se execut ă în plan sagital, în jurul unei axe transversale care trece prin cei doi condili femurali. Articulaţia femuro-tibială acţionează după principiul unei pârghii de gradul III, prin deplasarea femurului pe tibia fixat ă (ca în sprijinul pe sol), prin deplasarea tibiei pe femurul fixat (ca în pozi ţia şezând) sau prin deplasarea simultană a celor două oase (ca în mers, când gamba este pendulat ă). Mişcarea de flexie este aceea prin care fa ţa posterioar ă a gambei se apropie de faţa posterioar ă a coapsei. Se execută în jurul mai multor axe. Începutul mi şcării de flexie se face mai mult prin rostogolire, iar sfâr şitul mai mult prin rotaţie pe loc în jurul unei axe fixe. Când flexia ajunge la 700, se asociază şi o mişcare de rota ţie internă, care poate ajunge până la 200 amplitudine.

114


Mu şchii motori pentru flexie sunt: bicepsul femural şi semimembranosul, ca muşchi principali, iar în mod accesoriu intervin şi semitendinosul, gemenii, popliteul, plantarul subţire, dreptul intern şi croitorul. Limitarea mi şcării de flexie este realizat ă de întâlnirea feţei posterioare a gambei cu faţa posterioar ă a coapsei. Mişcarea de extensie este aceea prin care fa ţa posterioar ă a gambei se depărtează de faţa posterioar ă a coapsei. La începutul mi şcării are loc rotarea extremităţii femurului, apoi rostogolirea lui pe platoul tibial, pân ă când axa lungă a gambei ajunge să continue axa lungă a coapsei (văzute din profil). Mişcării de extensie i se asociaz ă şi o mişcare de rotaţie în afar ă a gambei pe coapsă. Mu şchii motori ai extensiei sunt, în primul rând, cvadricepsul şi tensorul fasciei lata. Ei realizeaz ă, împreună cu tendonul cvadricipital, rotula, aripioarele rotuliene şi

tendonul rotulian, un aparat complex de extensie a genunchiului. Extensorii acţionează cu toată for ţa lor atunci când se face extensia for ţată a genunchiului flectat sau când se execută o mişcare for ţată de blocare a genunchiului în uşoar ă flexie, ca în activitatea fizic ă. Astfel, în aceste situa ţii se poate rupe aparatul extensor al genunchiului la diferite nivele, ajungându-se la ruptur ă de tendon cvadricipital (mai ales la fotbalişti şi rugbişti), la o fractur ă de rotulă, la o ruptur ă de ligament rotulian (la alpinişti) sau la o smulgere de apofiz ă tibială anterioar ă. Mişcarea de extensie este limitat ă de ligamentul posterior al articula ţiei, de ligamentul încrucişat anterior, iar în mod accesoriu de ligamentul încruci şat posterior, de muşchii ischio-gambieri şi de ligamentele anterioare care se extind în momentul extensiei.

Mişcările de rotaţie înăuntru şi în afară Aceste mişcări se asociază mişcărilor de flexie şi extensie. Mai intervin şi ligamentele încrucişate, care rotează gamba în afar ă în poziţia finală de flexie şi înăuntru în poziţia finală de extensie. Amplitudinea mi şcării de rotaţie activă este de 150 – 200, iar de rota ţie pasivă de 350 – 400 . Rotaţia în afar ă se face de bicepsul femural, iar rota ţia înăuntru se face de: semimembranos, semitendinos, popliteu, drept intern şi croitor. În rotaţia externă ligamentele laterale se extind, iar ligamentele încruci şate se relaxează, în timp ce în rota ţia internă se întind ligamentele încruci şate şi se destind

ligamentele laterale.

sunt limitate de ligamentele laterale în special în mers, când sunt puse sub tensiune maximă o dată cu extensia genunchiului. În flexia completă, ligamentul lateral extern se relaxeaz ă, dar cel intern se men ţine uşor destins. În semiflexie, însă, se obţine o relaxare maximă a ligamentelor. Ligamentele încrucişate limiteaz ă deplasarea înainte şi înapoi a platoului tibial pe condilii femurali, când genunchiul este extins. Ligamentul încrucişat anterior limiteaz ă deplasarea înainte, iar cel posterior – deplasarea înapoi. Ligamentul încrucişat anterior se întinde în extensie, se relaxeaz ă în flexia uşoar ă şi se întinde din nou în hiperextensie. El se poate rupe în extensia genunchiului, în flexia de 90 0 a genunchiului, sau prin trecerea for ţată de la flexie la extensie cu genunchiul rotat extern. Mişcările de lateralitate


115

Ligamentul încrucişat posterior se întinde în flexie complet ă, se relaxează în semiflexie şi se întinde din nou u şor în extensie. El se rupe foarte rar, când lovitura pe gambă surprinde genunchiul în flexie. 13.1.3. Meniscurile: biomecanica şi rolul lor Deşi solitare pe tibie, meniscurile se deplaseaz ă în flexie, dinainte înapoi pe platoul tibial, dar se apropie uşor şi între ele, prin extremit ăţile posterioare. În extensie, meniscurile se deplaseaz ă în sens invers, adică dinapoi înainte, ating marginile anterioare ale platoului tibial şi se depărtează uşor unul de altul. Tot ele se mai deplaseaz ă şi o dată cu platoul tibial faţă de condilii femurali, ele situânduse mereu pe acea parte a platoului care suport ă presiunea condililor. Astfel, în extensie, condilii alunecă înainte, împingând meniscurile înaintea lor, iar în flexie, condilii alunecă înapoi, împingând meniscurile înapoia lor. În rotaţia gambei în afar ă, partea anterioar ă a meniscului intern urmeaz ă capsula la care ader ă şi se deplaseaz ă dinapoi înainte şi dinăuntru în afar ă, în timp ce partea sa posterioar ă este împinsă înapoi de condilul femural, ceea ce are drept rezultat o puternică distensie a meniscului. Meniscul extern poate suferi o deplasare asemănătoare, dar de sens invers, în timpul mi şcării de rotaţie externă. El este mai rezistent şi mai mobil. Rolul meniscurilor 1. Completează spaţiul liber dintre suprafaţa curbă a femurului şi suprafaţa plană a tibiei şi împiedică astfel protruzia sinovialei şi capsulei în cavitatea articular ă, în cursul mişcărilor. 2. Centrează sprijinul femurului pe tibie în cursul mi şcărilor. 3. Participă la lubrefierea suprafeţelor articulare, asigurând repartizarea uniformă a sinovialei pe suprafaţa cartilajelor. 4. Joacă rolul unui amortizor de şoc între extremităţile osoase, mai ales în mişcările de hiperextensie şi hiperflexie. 5. Reduc în mod important frecarea dintre extremit ăţile osoase.

Majoritatea rupturilor de menisc se produc în mi şcări rapide şi puternice sau în mişcări care îşi modifică direcţia în timpul efectu ării lor, când meniscurile sunt supuse unor presiuni foarte mari. 13.2. Articula ţ ia femuro-rotuliană 13.2.1. Structura funcţională a articulaţiei Această articulaţie este o trohleartroz ă fiind alcătuită din trohleea extremităţii inferioare a femurului şi faţa posterioar ă articular ă a rotulei. Aparatul capsuloligamentar se confundă cu cel al feţei anterioare a articula ţiei femuro-tibiale. Muşchii implicaţi în mişcările genunchiului sunt: a) mu şchii coapsei (anteriori: cvadricepsul, tensorul fasciei lata, dreptul intern, croitorul şi posteriori: ischio-gambierii), muşchi biarticulari, care au fost descri şi la muşchii şoldului şi b) mu şchii gambei, dintre care ca mu şchi accesori în mişcările genunchiului intervin cei doi gemeni ai tricepsului sural, popliteul şi plantarul subţire, care vor fi descri şi la muşchii gambei. 116


13.2.2. Biomecanica articulaţiei femuro-rotuliene Rotula este menţinută pe locul ei, de un sistem complicat de frâuri, de origine muscular ă, ligamentar ă şi tendinoasă. În sens vertical, este fixat ă de tendonul rotulian şi de tendonul cvadricipital care numai el este motor şi solicită rotula, tr ăgând-o în afar ă şi aplicând-o puternic în şanţul trohlean. Aceste tendoane fac între ele un unghi deschis în afar ă (unghiul Q). Închiderea lui favorizează apariţia luxaţiei rotulei. În sens transversal, rotula este men ţinută de cele două aripioare rotuliene. Ari pioara internă se întinde de la marginea intern ă a rotulei, la faţa internă a condilului intern, este întărită de inser ţia vastului intern şi de ligamentul menisco-rotulian intern şi este deosebit de solicitat ă. Aripioara externă se întinde de la marginea extern ă a rotulei, la faţa externă a condilului extern, este înt ărită de vastul extern, fascia lata şi ligamentul meniscorotulian extern şi este mai slab dezvoltat ă. În afara acestor formaţiuni, o serie de elemente fibroase se încruci şează peste rotulă, formând o veritabilă reţea. Este vorba de expansiunile directe şi încrucişate ale vaştilor, expansiunile croitorului, fasciei lata, aponevrozei gambiere şi ale dreptului anterior. 13.2.3. Rolul rotulei – în extensie, menţine tendonul la distanţă de trohleea femurală – măreşte braţul de pârghie al cvadricepsului, deplasând tendonul cvadricipital faţă de axa de rotaţie a genunchiului, uşurând activitatea acestui mu şchi. – în flexie, fiind trasă de tendonul rotulian, rotula ia contact progresiv cu suprafaţa articular ă a trohleei şi se înscrie în şanţul trohlean; pornind de sus şi uşor din afar ă ea coboar ă spre linia median ă, trece peste linia vertical ă a trohleei, apoi, o dată cu intrarea în şanţul dintre cei doi condili, se îndreapt ă din nou în afar ă, pentru ca la sfâr şitul mişcării de flexie să acopere exclusiv condilul extern. 13.2.4. Statica genunchiului La omul normal, când sprijinul se repartizeaz ă în mod egal pe ambele membre inferioare, greutatea corpului se transmite prin capetele femurale la genunchi şi de aici la plante, linia de for ţă trecând prin mijlocul capului femural, prin mijlocul genunchiului şi prin mijlocul articulaţiei gleznei. Axa biomecanică a femurului care trece prin centrul capului femural şi prin scobitura intercondiliană, face cu axa anatomic ă a corpului femural un unghi de 100 deschis în sus. Faţă de axa anatomică a tibiei, axa anatomic ă a femurului se găseşte uşor înclinată în afar ă, formând astfel un unghi deschis în afar ă de 1700 – 1770 (genu valgum fiziologic).

Întrebări 1. Care este structura func ţională a articulaţiei femuro-tibiale ? 2. Care sunt ligamentele acestei articula ţii ? 3. Biomecanica articula ţiei. 4. Rolul meniscurilor. 5. Rolul rotulei. Universitatea SPIRU HARET

117

14. GAMBA G a m b a este segmentul care leag ă coapsa de picior. După coapsă, ea reprezintă a doua pârghie importantă a membrului inferior. În alcătuirea articulaţiilor gambei intr ă două oase lungi: tibia şi peroneul.

este un os voluminos, situat la partea antero-intern ă a gambei. a) Extremitatea superioar ă are aproape o formă patrulater ă, alungită transversal şi foarte voluminoasă. Prin faţa ei superioar ă participă la alcătuirea articulaţiei femuro-tibiale, care a fost descrisă anterior. Sub faţa ei superioar ă se găsesc două mari tuberozităţi solitare între ele, tuberozitatea intern ă şi tuberozitatea extern ă. Pe tuberozitatea internă se inser ă semimembranosul şi capătul distal al ligamentului lateral intern al articula ţiei femuro-tibiale. Pe tuberozitatea externă , la partea ei postero-extern ă, se găseşte faţeta articular ă pentru articulaţia cu capul peroneului. Pe partea anterioar ă are o altă tuberozitate pe care se inser ă tendonul rotulian. Între tuberozitatea anterioar ă şi faţeta articular ă pentru peroneu este a patra proeminenţă osoasă mult mai mică, numită tuberculul lui Gerdy, pe care se inser ă gambierul anterior şi tensorul fasciei lata. b) Corpul tibiei prezintă trei feţe (externă, internă şi posterioar ă) şi trei margini (anterioar ă, internă şi posterioar ă). Pe fa ţ a internă se inser ă proximal laba de gâscă, rezultată din unirea aponevrozelor terminale ale croitorului, semitendinosului şi dreptului intern. Pe fa ţ a externă , în cele dou ă treimi superioare, se inser ă gambierul anterior, iar pe treimea inferioar ă alunecă tendoanele extensorilor degetelor. Fa ţ a posterioar ă prezintă la unirea treimii superioare cu cele dou ă treimi inferioare, o creastă rugoasă, îndreptată oblic în jos şi înăuntru, linia oblică a tibiei. Pe buza superioar ă a liniei oblice se inser ă popliteul, pe interstiţiu se inser ă solearul, iar pe buza inferioar ă, gambierul posterior şi flexorul comun al degetelor. Marginea anterioar ă (creasta tibial ă) se întinde de la tuberozitatea anterioar ă a extremităţii superioare până la marginea anterioar ă a maleolei interne. Marginea internă dă inser ţie aponevrozei gambiere şi câtorva fascicule ale flexorului comun al degetelor. Marginea externă pleacă proximal de sub faţeta articular ă pentru capul peroneului, dă inser ţie membranei interosoase tibio-peroniere şi se termin ă distal deasupra faţetei articulare a extremit ăţii inferioare a tibiei. c) Extremitatea inferioar ă se continuă cu maleola tibial ă. Faţa ei inferioar ă şi cea externă a maleolei tibiale se articuleaz ă cu astragalul. Tibia

(fibula) este un os lung, subţire, situat postero-extern faţă de tibie. Extremitatea lui proximal ă se găseşte sub extremitatea proximal ă a tibiei, iar extremitatea lui distal ă coboar ă mai jos decât extremitatea distal ă a tibiei. El joac ă un rol important în statica şi biomecanica gambei. Înt ăreşte stabilitatea întregului sistem. a) Extremitatea superioar ă are la partea intern ă o suprafaţă articular ă plană pentru articulaţia cu tuberozitatea extern ă a tibiei, iar postero-extern o apofiz ă stiloidă pe care se inser ă tendonul bicepsului femural şi ligamentul lateral extern al articulaţiei femuro-tibiale. Peroneul

118


b) Corpul peroneului este tot prismatic triunghiular şi are trei fe ţe (internă, externă şi posterioar ă) şi trei margini (anterioar ă, internă şi externă). Fa ţ a internă are o creastă interosoasă pe care se inser ă membrana interosoasă tibio-peronier ă. Înaintea acesteia se inser ă extensorul comun al degetelor, peronierul anterior şi extensorul propriu al halucelui. Înapoia ei se inser ă gambierul posterior. Fa ţ a externă dă inser ţie în cele două treimi superioare peronierilor, iar în treimea inferioar ă are şanţul peronierilor în care alunecă tendoanele muşchilor peronieri. Fa ţ a posterioar ă dă inser ţie proximal solearului, iar în por ţiunea mijlocieflexorului propriu al halucelui. c) Extremitatea inferioar ă se continuă în jos cu maleola peronier ă. Faţa internă este articular ă şi intr ă în contact cu tibia şi cu faţa externă a astragalului. Pe vârful ei se inser ă ligamentul peroneo-calcanean. 14.1. Structura func ţ ional ă a articula ţ iilor gambei Cele două oase ale gambei se articuleaz ă între ele atât prin extremit ăţile lor superioare, cât şi prin cele distale, formând dou ă articulaţii tibio-peroniere (superioar ă şi inferioar ă). Articulaţia tibio-peronieră superioară este o artrodie. a) Suprafeţele articulare sunt plane şi acoperite de cartilaj b) Capsula fibroasă este întărită de două cartilaje (anterior şi posterior) şi menţine în contact cele dou ă suprafeţe articulare. c) Sinoviala tapeteaz ă faţa interioar ă a capsulei şi în 10 % din cazuri comunică cu sinoviala articulaţiei femuro-tibiale. Articulaţia tibio-peronieră inferioară este tot o artrodie. a) Suprafeţe articulare sunt plane şi acoperite de un strat sub ţire de cartilaj hialin. b) Capsula fibroasă este întărită de trei ligamente, anterior, posterior şi unul intraarticular, interosos, care se continu ă proximal cu membrana interosoasă tibio-peronier ă. c) Această articulaţie nu prezintă nici cartilaj, nici sinovial ă. Este o articula ţie strict ligamentar ă.

Membrana interosoasă tibio-peronier ă împreună cu cele două oase împarte gamba într-o lojă anterioar ă şi una posterioar ă. Pe faţa ei anterioar ă se inser ă gambierul anterior, extensorul comun al degetelor şi extensorul propriu al halucelui. Pe faţa ei posterioar ă se inser ă gambierul posterior şi flexorul peronier al degetelor. 14.2. Mu şchii implica ţ i în mi şcările gambei Gamba prezintă 12 muşchi dispuşi în trei loje: anterioar ă, externă şi posterioar ă. Ei sunt (fig. 47): 14.2.1. Muşchii lojei anterioare a) gambierul anterior se inser ă proximal pe tuberozitatea externă a tibiei, pe tuberculul lui Gerdy, pe cele dou ă treimi superioare ale feţei externe a tibiei şi pe Universitatea SPIRU HARET

119

partea supero-internă a feţei anterioare a membranei interosoase. Corpul muscular se continuă ca un tendon puternic, care trece prin fa ţa gleznei, pe sub ligamentul inelar anterior al tarsului şi se inser ă distal pe faţa internă a primului cuneiform şi a bazei primului metatarsian. Când ia punct fix pe tibie, flecteaz ă, adduce şi rotează înăuntru piciorul. b) extensorul comun al degetelor este un muşchi aplatizat. Se inser ă proximal pe tuberozitatea externă a tibiei, pe cele dou ă treimi superioare ale fe ţei interne a peroneului şi pe partea extern ă a membranei interosoase. Tendonul lui trece pe sub ligamentul inelar al tarsului şi se împarte în patru tendoane secundare, care se îndreaptă către ultimele patru degete. Când ia punct fix pe gamb ă, extensorul comun al degetelor este un extensor al ultimelor 4 degete pe picior şi flexor, abductor şi rotator extern al piciorului pe gamb ă. c) extensorul propriu al halucelui se află între primii doi muşchi şi se inser ă proximal pe treimea mijlocie a feţei interne a peroneului şi pe partea corespunzătoare a membranei interosoase. Tendonul distal trece şi el pe sub ligamentul inelar anterior al tarsului şi se îndreaptă spre haluce, pe a c ărui falangă se inser ă distal. Când ia punct fix pe gamb ă, extensorul propriu al halucelui este extensor al halucelui pe picior şi flexor, adductor şi rotator intern al piciorului pe gamb ă. Este sinergic cu gambierul anterior. d) peronierul anterior este cel mai extern mu şchi al lojei anterioare, se inser ă proximal pe jumătatea inferioar ă a feţei anterioare a peroneului, tendonul lui trece pe sub ligamentul inelar anterior al tarsului şi se termină distal pe baza celui de-al cincilea metatarsian. Când ia punct fix pe gamb ă, peronierul anterior este flexor, abductor în afar ă al piciorului pe gamb ă. Este sinergic cu extensorul comun al degetelor, al cărui fascicol extern poate fi considerat. 14.2.2. Muşchii lojei externe • lungul peronier lateral este muşchiul cel mai superficial. Se inser ă proximal pe faţa externă şi pe marginea anterioar ă şi externă a peroneului. Se continuă cu un tendon lung şi puternic, care coboar ă înapoia maleolei externe, o înconjoar ă, se îndreaptă spre mijlocul marginii externe a piciorului, trece pe fa ţa inferioar ă a scheletului piciorului pe care o str ă bate oblic înainte şi înăuntru şi se termină pe tuberculul extern al bazei primului metatarsian. Când ia punct fix pe peroneu, muşchiul este extensor, abductor şi rotator în afar ă al piciorului pe gambă. Participă la susţinerea bolţii plantare. • scurtul peronier lateral este situat sub lungul peronier lateral. Se inser ă proximal pe cele două treimi inferioare ale fe ţei externe şi pe marginea anterioar ă şi marginea externă a peroneului. Tendonul lui coboar ă tot prin spatele maleolei externe, dublând tendonul lungului peronier, pe care-l înso ţeşte până la marginea externă a piciorului, unde se termină însă pe baza celui de-al cincilea metatarsian. 14.2.3. Muşchii lojei posterioare • tricepsul sural cel mai voluminos muşchi al gambei, este alc ătuit din: cei doi gemeni (intern şi extern) şi solearul – gemenul extern (gastrocnemianul extern) se inser ă proximal pe faţa postero-externă a condilului femural extern. 120


– gemenul intern (gastrocnemianul intern) se inser ă proximal pe faţa postero-internă a condilului femural intern – solearul este un muşchi lat şi gros, situat înaintea celor doi gemeni. Se inser ă proximal atât pe tibie, cât şi pe peroneu. Toate cele trei fascicule musculare converg c ătre un tendon care le continuă direcţia, tendonul lui Achile. Acesta trece prin spatele articula ţiei tibio-astragaliene şi se inser ă pe jumătatea inferioar ă a feţei posterioare a calcaneului. Prin intermediul tendonului lui Achile, tricepsul sural are o mare importan ţă în acţiunile motorii ale gambei şi gleznei. Când ia punct fix pe inser ţiile superioare, tricepsul sural este flexor plantar al piciorului pe gamb ă şi în mod accesoriu (prin cei doi gemeni), este flexor al gambei pe coapsă. Când ia punct fix pe calcaneu, în pozi ţie ortostatică, în mod accesoriu, ajută la menţinerea poziţiei de extensie a genunchiului. • plantarul sub ţ ire este un muşchi filiform, aşezat la partea intern ă a tendonului lui Achile pe care-l dubleaz ă. Se inser ă proximal pe condilul extern al femurului, se îndreată oblic în jos şi înăuntru şi coborând pe lângă marginea internă a tendonului lui Achile, se inser ă distal fie pe acest tendon, fie pe fa ţa posterioar ă a calcaneului. Acest mu şchi este flexor plantar al piciorului pe gamb ă, fiind sinergic cu tricepsul sural. • popliteul este scurt, plat, are o formă triunghiular ă, fiind situat pe fa ţa posterioar ă a articulaţiei femuro-tibiale, înaintea gemenilor şi a plantarului subţire. Se inser ă proximal pe condilul femural extern, se îndreaptă oblic în jos şi în ăuntru şi se inser ă pe faţa posterioar ă a tibiei, deasupra liniei oblice a tibiei şi pe buza superioar ă a acesteia. Este flexor şi rotator înăuntru al gambei pe coapsă. • flexorul comun al degetelor se inser ă proximal pe buza inferioar ă a liniei oblice a tibiei şi pe treimea mijlocie a fe ţei posterioare a tibiei, apoi coboar ă şi se continuă cu un tendon care înconjoar ă maleola internă, după care îşi schimbă direcţia îndreptându-se înainte în regiunea plantar ă, unde se împarte în patru tendoane terminale, inserându-se pe bazele ultimelor falange. Când ia punct fix pe tibie, este flexor al ultimelor 4 degete pe picior şi extensor al piciorului pe gambă. Când ia punct fix pe degete, în poziţie ortostatică, susţine gamba să nu se flecteze pe picior. Este deci şi un sinergist al tricepsului sural. • flexorul lung al halucelui se inser ă proximal pe cele două treimi inferioare ale feţei posterioare a peroneului şi pe membrana interosoasă tibio-peronier ă şi se continuă cu un lung tendon care alunecă pe faţa posterioar ă a extremităţii inferioare a tibiei, pe fa ţa posterioar ă a astragalului, pe fa ţa internă a calcaneului şi ajunge în regiunea plantar ă. Aici se îndreapt ă oblic înainte şi în ăuntru, încrucişează tendonul flexorului comun, cu care se une şte şi ajunge să se insere distal pe baza celei de a doua falange a halucelui. Când ia punct fix pe peroneu, este flexor al halucelui şi al celorlalte degete, precum şi un extensor al piciorului pe gamb ă. Când ia punct fix pe inser ţiile distale, în ortostatism, sus ţine gamba să nu se flecteze pe picior. Este sinergic cu tricepsul sural şi cu flexorul propriu. • gambierul posterior este situat profund între cei doi flexori, imediat înapoia membranei interosoase. Se inser ă proximal pe buza inferioar ă a liniei oblice a tibiei, pe fa ţa posterioar ă a tibiei, pe cele dou ă treimi superioare ale membranei interosoase şi pe faţa internă a peroneului, înapoia crestei interosoase. Tendonul lui se îndreaptă înăuntru, încrucişează tendonul flexorului comun, trece pe marginea Universitatea SPIRU HARET

121

internă a acestuia, alunec ă înapoia maleolei interne, pe care o înconjoar ă şi se inser ă distal pe tuberculul scafoidului. Când ia punct fix pe gamb ă este extensor, adductor şi rotator înăuntru al piciorului pe gambă. Când ia punct fix pe scafoid, în ortostatism, susţine gamba să nu se flecteze pe picior. Este sinergic cu tricepsul sural, cu flexorul comun şi cu flexorul lung al halucelui. 14.3. Biomecanica articula ţ iilor gambei Biomecanica articulaţiei tibio-peroniere superioare Articulaţia, fiind o artrodie, nu permite decât mi şcări de alunecare de mică amplitudine a celor două suprafeţe articulare una faţă de cealaltă. Aceste mişcări sunt indispensabile dinamicii articula ţiei tibio-peroniere inferioare şi gleznei de care sunt funcţional strâns legate. Biomecanica articulaţiei tibio-peroniere inferioare Articulaţia intervine în mişcările de flexie şi extensie ale piciorului pe gamb ă, mosorul astragalului rulează înainte şi înapoi pe faţa articular ă a pensei tibio peroniere. Este o articulaţie ligamentar ă, f ăr ă cartilaj articular şi f ăr ă sinovială. Rolul ligamentelor este acela de a men ţine în contact cele dou ă extremităţi ale oaselor gambei în mişcările piciorului şi în statică.

14.4. Statica şi biomecanica gambei În ortostatism, gamba, a c ărei axă longitudinală prelungeşte axa biomecanic ă a coapsei, transmite greutatea corpului la picior. Când membrul inferior acţionează ca un lanţ cinematic închis, cu piciorul fixat pe sol, segmentul gambei se comport ă ca o pârghie de gradul I, cu punctul de sprijin la mijloc. Când membrul inferior acţionează ca un lanţ cinematic deschis (piciorul nu este fixat pe sol), gamba se comport ă ca o pârghie de gradul III, cu punctul de aplicare al for ţei la mijloc, deci este o pârghie de vitez ă.

Întrebări: 1. Prezentaţi structura funcţională a gambei. 2. Care este structura funcţională a celor două articulaţii ? 3. Prezentaţi muşchii implicaţi în mişcările gambei. 4. Ce mişcări se produc în cele două articulaţii ? 15. ARTICULAŢIILE GLEZNEI ŞI ALE PICIORULUI 15.1. Structura func ţ ional ă a acestor două segmente Aceste două elemente alcătuiesc un tot funcţional, situaţie asemănătoare cu cea întâlnită la gâtul mâinii şi mână. Piciorul reprezintă, după coapsă şi gambă, a treia pârghie principal ă a membrului inferior. El este elementul de leg ătur ă dintre corp şi sol, cu o structur ă adecvată acestor funcţii. 122


Piciorul, în structura sa complex ă, este format din 26 de oase scurte, legate între ele prin ligamente relativ scurte, dar foarte puternice, cu 32 de articula ţii, cu inser ţii a 11 muşchi ai gambei şi a 20 proprii piciorului. Scheletul piciorului este format din 7 oase tarsiene, 5 metatarsiene şi 14 falange. Oasele tarsiene (fig. 45) sunt:

astragalul situat între pensa bimaleolar ă şi calcaneu calcaneul situat sub astragal, cel mai voluminos os al tarsului, pe fa ţa lui posterioar ă se inser ă tendonul lui Achile cuboidul situat înaintea calcaneului, între acesta şi bazele ultimelor două metatarsiene. scafoidul situat medial faţă de cuboid. Se articulează posterior cu capul astragalului şi anterior cu feţele posterioare ale celor trei cuneiforme cuneiformele , în număr de trei, au forma unor col ţuri, introduse între scafoid, cuboid şi bazele ultimelor patru metatarsiene. Oasele metatarsiene sunt oase lungi care (bază), un corp şi o extremitate distal ă (cap).

prezint ă o extremitate proximală

Falangele reprezintă scheletul degetelor piciorului, au şi ele o extremitate proximală (bază), un corp şi o extremitate distal ă (cap). Fiecare deget are trei falange cu excepţia halucelui care are numai dou ă.

Fig. nr. 45. Oasele piciorului Universitatea SPIRU HARET

123

Articulaţiile gleznei şi piciorului Aceste articulaţii sunt numeroase, (fig. 46) se pot grupa astfel:

Articula ţ ia gleznei este o articula ţie trohleană. a) suprafeţele articulare sunt: pensa tibio-peronier ă şi fa ţa superioar ă şi fe ţele articulare ale astragalului (fa ţa inferioar ă a extremităţii inferioare a tibiei şi faţa externă a maleolei tibiale; suprafa ţa externă a maleolei tibiale = interne = este plan ă şi intr ă în contact cu faţa internă a astragalului). b) capsula este fibroasă şi întărită lateral de un ligament intern şi unul extern. c) sinoviala că ptuşeşte interiorul capsulei şi formează funduri de sac. Articula ţ ia astragalo-calcanean ă este articulaţia dintre faţa inferioar ă a astragalului şi faţa superioar ă a calcaneului. Suprafeţele sunt menţinute în contact de trei ligamente (interosos, extern şi posterior). Articula ţ ia medio-tarsiană uneşte cele două oase ale tarsului posterior (astragalul şi calcaneul) cu primele oase ale tarsului anterior (scafoidul şi cuboidul). Articula ţ iile intertarsiene ale celor 5 oase ale tarsului anterior sunt între: scafoid şi cuboid, între scafoid şi cele trei oase cuneiforme, între cele trei oase cuneiforme între ele, între cuboid şi al treilea cuneiform, toate articula ţiile fiind artrodii. Articula ţ ia tarso-metatarsiană uneşte cuboidul şi cele trei oase cuneiforme cu baza celor cinci metatarsiene. Toate articula ţiile sunt artrodii şi prezintă o serie de ligamente interosoase, dorsale şi plantare. Articula ţ iile intermetatarsiene sunt între ultimele 4 metatarsiene care se unesc prin bazele lor (trei artrodii), iar la capetelor lor au o bamdelet ă fibroasă transversală (ligamentul transvers al metatarsului). Articula ţ iile metatarso-falangiene sunt articulaţii condiliene, realizate de capul rotunjit al metatarsienelor şi de baza falangelor proximale, care prezint ă câte o cavitate glenoidă, mărită în jos şi înapoi de un fibrocartilaj. Extremit ăţile osoase sunt legate de o capsulă întărită de câte două ligamente laterale. Articula ţ iile i nterfalangiene sunt articulaţii trohleene. În linii mari, dispozi ţia segmentelor osoase şi a articulaţiilor respectă structura mâinii, cu deosebirea c ă halucele nu dispune de aceeaşi mobilitate şi nu poate executa mişcarea de opoziţie. Aponevroza plantar ă Întreaga structur ă arhitectonică a piciorului este susţinută de două formaţiuni fibroase complexe situate în plante (aponevroze). Ele sunt: una superficial ă şi alta profundă. Cea mai importantă fiind cea superficială. Are o formă triunghiular ă, cu vârful spre calcaneu şi baza spre degete, este foarte rezistent ă şi contribuie la menţinerea bolţii plantare în ortostatism. 124


Fig. nr. 46. Articulaţiile piciorului (în secţiune)

15.2. Mu şchii implica ţ i în mi şcările piciorului 15.2.1. Muşchii gambei (descrişi anterior) 15.2.2.Muşchii proprii ai piciorului (fig. 47): – mu şchii regiunii dorsale – singurul muşchi în regiunea dorsală este: • pediosul se inser ă pe partea antero-superioar ă a calcaneului, se îndreaptă înainte şi în ăuntru, se împarte în patru fascicule musculare, continuate cu un tendon subţire ce se inser ă pe primele patru degete. Extinde primele patru degete pe metatarsiene şi este sinergic cu lungul extensor comun al degetelor. – mu şchii regiunii plantare interne se inser ă proximal pe oasele tarsiene şi distal pe baza primei falange a halucelui. Ei sunt: adductorul halucelui, scurtul flexor al halucelui şi abductorul halucelui. – mu şchii regiunii plantare mijlocii • scurtul flexor plantar se inser ă proximal pe tuberozitatea intern ă a feţei inferioare a calcaneului. Se împarte în patru tendoane şi se inser ă distal pe bazele falangelor mijlocii ale ultimelor 4 degete. Este flexor al falangelor mijlocii pe primele falange ale ultimelor 4 degete şi un flexor al degetelor pe metatarsiene. • accesoriu lungului flexor se inser ă proximal pe cele două tuberozităţi ale feţei inferioare a calcaneului şi distal pe tendonul flexorului comun al degetelor. Flecteaz ă ultimele 4 degete pe metatarsiene. • lombricalii piciorului sunt identici ca num ăr, dispoziţie şi acţiune cu cei ai mâinii. Sunt în num ăr de 4 şi flectează prima falangă, extinzând concomitent celelalte dou ă falange ale ultimelor 4 degete. Universitatea SPIRU HARET

125

• interoso şii piciorului şi ei sunt identici ca num ăr, dispoziţie şi acţiune cu cei ai mâinii. Sunt 7 interoso şi (3 plantari şi 4 dorsali) care se inser ă proximal pe feţele laterale ale metatarsienelor şi distal pe primele falange ale degetelor. Sunt flexori ai primelor falange pe metatarsiene şi extensori ai falangelor a doua şi a treia pe prima falang ă, deci sinergici cu lombricalii. – mu şchii regiunii plantare externe sunt: abductorul degetului mic, scurtul flexor al degetului mic şi opozantul degetului mic. To ţi aceşti muşchi se inser ă proximal pe feţele infero-externe ale oaselor tarsiene şi ale ultimului metatarsian şi distal pe baza primei falange a degetului mic.

Fig. nr. 47. Muşchii gambei şi ai plantei

15.2.3. Bolţile piciorului Cele trei bolţi ale piciorului sunt dou ă lungi (internă şi externă) şi o boltă scurtă (transversală anterioar ă). Prin ele este posibil ă biomecanica complexă a piciorului, în mers, alergare, s ărituri, dans. 126


Bolta internă este formată din calcaneu, astragal, scafoid şi cele trei cuneiforme şi primul metatarsian. Este înt ărită de ligamentul calcaneo- scafoidian plantar şi de tendoanele muşchilor gambei. Ea serveşte la mişcare. Bolta externă (principală) este formată din calcaneu, cuboid şi metatarsienele IV şi V şi serveşte la sprijin. Bolta transversal ă este scurtă, se ridică de la marginea externă a piciorului prin cuboid, are maximum de înălţare în dreptul celui de-al doilea cuneiform şi coboar ă puţin către marginea internă prin primul cuneiform 15.2.4. Amprenta plantară În mod normal, datorită existenţei bolţilor plantare, contactul dintre picior şi sol nu se face pe toat ă suprafaţa plantar ă, ci numai pe un anumit teritoriu (amprenta plantar ă), care variază ca formă şi întindere de la individ la individ şi pentru fiecare individ de la o poziţie la alta. Amprenta plantar ă se înregistrează cu ajutorul plantogramei, prin badijonarea plantelor cu cerneală sau tuş şi aşezarea plantelor pe o coal ă de hârtie. 15.3. Biomecanica gleznei şi a piciorului În articulaţia gleznei au loc mi şcări de flexie şi extensie ale piciorului. Axa biomecanică în jurul căreia se execută aceste mişcări, deşi este transversală, face un unghi de 80 cu linia bimaleolar ă, aşa încât, dacă piciorul se aşează în flexie dorsală, vârful lui se duce şi în adducţie. Piciorul are o astfel de structur ă, încât să poată suporta greutatea individului, dar şi o alta în plus. El are posibilit ăţi mari de mi şcare, în totalitatea sa, piciorul se poate mişca în toate sensurile (flexie, extensie, abduc ţie, adducţie, rotaţia internă şi externă şi circumucţie). 15.4. Membrul inferior ca lan ţ cinematic Bazinul, şoldul, coapsa, genunchiul, gamba, glezna şi piciorul acţionează în cursul diferitelor poziţii şi mişcări ca un lan ţ cinematic deschis sau închis. Ca lan ţ cinematic închis, acţionează în următoarele poziţii şi mişcări: – susţinerea corpului în poziţiile stând, pe genunchi şi şezând, – propulsia corpului în sus, înainte sau înapoi (ridicarea pe vârfuri, b ătaia la sărituri), – amortizarea căderii pe sol (în căderea în picioare) Ca lan ţ cinematic deschis, acţionează în: – depărtarea şi apropierea picioarelor, – r ăsucirea în afar ă şi înăuntru, – rotaţia dinapoi înainte şi dinainte înapoi – lovirea, împingerea şi chiar apucarea (în cazuri speciale.).

Întrebări: 1. Prezentaţi structura funcţională a gleznei şi a piciorului. 2. Care sunt articulaţiile piciorului ? 3. Prezentaţi muşchii piciorului. 4. Rolul bolţilor piciorului. 5. Prezentaţi membrul inferior ca lanţ cinematic. Universitatea SPIRU HARET

127

16508743-biomecanica

Recommend Documents