© Copyright by Anna Olczak, 2016

© Copyright by Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2016

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorka i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i metodyka zabiegów fizjoterapeutycznych w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań fizjoterapii, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje producenta sprzętu lub autorów metod, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych metod fizjoterapii.

Recenzent: prof. dr hab. Jacek Lewandowski

Wydawca: Jolanta Jedlińska

Redaktor merytoryczny: Zespół

Producent: Magdalena Preder

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwa Lekarskiego PZWL: Marcin Kapusta / konwersja.virtualo.pl

Projekt okładki i stron tytułowych: Lidia Michalak-Mirońska

Ilustracja na okładce: Valeriy Lebedev/Fotolia

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2016 r., (wyd. I)

Warszawa 2016

ISBN 978-83-200-5116-2

Wydawnictwo Lekarskie PZWL

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695-43-21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680-44-88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: reklama@pwn.pl

Wydawca nie ponosi odpowiedzialności za treść ogłoszeń zamieszczonych przez reklamodawców.

Przedmowa

Kontrola postawy ciała człowieka w spoczynku oraz w ruchu przebiega w sposób autonomiczny i nieświadomy. Sterowanie układem ruchu realizowane jest na trzech poziomach układu nerwowego: na poziomie rdzenia kręgowego, w pniu mózgu i jądrach podkorowych oraz w korze mózgowej, móżdżku i jądrach podstawy. W ten sposób zapewniane są koordynacja skurczów mięśniowych (proste odruchy somatyczne i autonomiczne) i złożone ruchy mimowolne (lokomocyjne i postawne) oraz dokonywany jest wybór odpowiedniej strategii ruchów dowolnych związanych z postawą lub poruszaniem się. Istotą sterowania jest zmiana napięcia i długości odpowiednich grup mięśni. Naprzemienna aktywacja mięśni posturalnych stanowi podstawę korekty nieustannie kontrolowanej postawy ciała człowieka.

Definicja równowagi często utożsamiana jest ze stabilnością posturalną. Określa równowagę ciała jako zdolność kontroli środka ciężkości ponad płaszczyzną podporu w danym środowisku. A zatem warunek dobrej stabilności stanowią nie tylko błędnik, narząd czucia głębokiego (proprioreceptory), narząd wzroku czy móżdżek, ale także prawidłowo wykształcony narząd ruchu oraz dobrze funkcjonujący układ nerwowy.

Fizjoterapeuta może bezpośrednio wpływać na narząd ruchu (mięśnie, połączenia układu kostnego itp.), stosując odpowiednio dobrane ćwiczenia, natomiast na układ nerwowy, układ czucia głębokiego czy wzrok oddziałuje w sposób pośredni, poprzez możliwości torowania ruchu, sprzężeń zwrotnych, faz nauczania kontroli motorycznej.

Aby zrozumieć zależności zaburzeń funkcjonalnych, mających wpływ na równowagę, musimy poznać możliwości sterowania ruchem oraz wzajemnych wpływów poszczególnych narządów zapewniających stabilność postawy, bez względu na to, czy ciało znajduje się w spoczynku czy w ruchu, oraz z jaką chorobą zmaga się pacjent.

Wady postawy cechuje zaburzona statyka ciała, co niewątpliwie może przekładać się na przenoszenie środka masy ciała i równowagę badanych osób (np. test dwóch wag). Znamy jednak mechanizmy kompensacji w skoliozach (kompensacja liniowa, kątowa i wagowa), które ochraniają zaburzoną statykę ciała. Praca z osobami z wadami postawy skierowana jest przede wszystkim na poprawę statyki. Równowaga często stanowi odległy plan, między innymi dlatego, że istnieją wspomniane możliwości kompensacji wystarczające do tego, aby nawet zaburzony chód był: szybki, pewny, bez upadków.

U pacjentów ortopedycznych (kontuzje narządu ruchu) zakłada się, że uraz, np.: tkanki mięśniowej, upośledza pracę receptorów czucia głębokiego (proprioreceptorów). Ćwiczenia wykonywane na niestabilnym podłożu koordynują pracę antagonistycznych grup mięśni, co zwiększa ich harmonijność współdziałania, a tym samym może ograniczyć kolejne kontuzje.

Przyjmujemy, że za równowagę ciała człowieka odpowiadają: błędnik, narząd czucia głębokiego (proprioreceptory) oraz narząd wzroku, a wszystko koordynuje móżdżek. Co się dzieje, kiedy mamy uszkodzenie w obrębie ośrodkowego układu nerwowego, zlokalizowane w określonym miejscu? Jak analizować zaburzenie struktury u tego typu pacjentów, jak i w którym momencie terapii stosować ćwiczenia na niestabilnym podłożu u pacjentów neurologicznych, ale także ortopedycznych czy ludzi starszych? Jak dobrać ćwiczenia, aby była to praca funkcjonalna (pozycja wyjściowa do ćwiczeń, podłoże, na którym pacjent ćwiczy, reakcja równoważna, ale jednocześnie praca nad poprawą funkcji, np. tkanki mięśniowej)?

Te właśnie zagadnienia zostały omówione w książce poświęconej pracy nad równowagą ciała człowieka w różnych jednostkach chorobowych.

Anna Olczak

1
Wprowadzenie

1.1. Równowaga ciała człowieka

Równowaga jest nierozłącznie związana z motorycznością człowieka i oznacza zdolność kontroli środka ciężkości ciała ponad płaszczyzną podparcia w danym środowisku. Równowagę (stabilność ciała) różnicujemy na statyczną, rozpatrywaną w warunkach spoczynku, oraz stabilność dynamiczną, ocenianą podczas aktywności, w ruchu.

Stabilność definiowana jest także jako zdolność organizmu do utrzymania pozycji ciała bez pomocy drugiej osoby oraz jako zdolność do odzyskiwania stanu równowagi w czasie wykonywania określonego ruchu lub po jego zakończeniu.

Stabilność i równowaga są pojęciami z zakresu nauk matematycznych i fizycznych, opisywanymi przez mechanikę i dynamikę. Druga z definicji szczególnie dobrze odnosi ciało ludzkie do fizycznych określeń stanu równowagi ciał stałych.

1.1.1. Aspekt fizyczny i biomechaniczny – siły oddziałujące na ciało człowieka

Ciało człowieka może znajdować się w jednym z trzech stanów równowagi: trwałej, obojętnej lub chwiejnej. Zależy to od rozkładu masy ciała względem punktów jego zawieszenia lub podparcia. Ten rozkład wyznacza położenie środka ciężkości, to znaczy punktu związanego z ciałem, przez który przechodzi wypadkowa siła ciężkości działająca na każdą część ciała. Jeżeli środek ciężkości będzie znajdował się nisko względem punktów podparcia lub poniżej punktów zawieszenia ciała, to ciało będzie w równowadze trwałej. Przykładem może być człowiek w postawie stojącej na dostatecznie szeroko rozstawionych nogach, gdy nie działają nań siły dostatecznie duże, aby mogły spowodować wychylenie środka masy ciała ze środka geometrycznego płaszczyzny podparcia, w pozycji skulnej ciała w leżeniu tyłem lub podczas ćwiczeń w zwisach (ryc. 1.1).

Równowaga obojętna wystąpi wówczas, gdy środek ciężkości będzie pokrywał się z punktami zawieszenia ciała lub z jego środkiem geometrycznym. Przykładem może być człowiek idący miarowym krokiem ze stałą szybkością, w środowisku bez oporów powietrza, niespodzianek podłoża czy też otoczenia (ryc. 1.2).

W tym miejscu należy się małe wytłumaczenie, ponieważ chód człowieka, z punktu widzenia biomechaniki, jest przestrzennym i cyklicznym aktem ruchowym, polegającym na chwilowym wychylaniu środka ciężkości tułowia poza płaszczyznę podparcia kończyn dolnych, a następnie odzyskiwaniu równowagi z jednoczesną realizacją ruchów posuwistych. Tak więc trudno właściwie dopatrywać się w chodzie równowagi obojętnej, raczej jesteśmy w stanie równowagi chwiejnej.

Rycina 1.1. Schemat równowagi trwałej i przykład aktywności człowieka, zwis (źródło: rysunek własny na podstawie [12]).

Rycina 1.2. Schemat równowagi obojętnej i przykład aktywności człowieka
(źródło: rysunek własny na podstawie [12]).

Gdy rzut środka ciężkości znajdzie się poza powierzchnią wyznaczoną przez punkty podparcia ciała lub środek ciężkości będzie powyżej punktu zawieszenia ciała, to ciało będzie w równowadze chwiejnej lub nietrwałej, np.: ćwiczenia w podporach. Przykładem może być także człowiek, który niespodziewanie potyka się o przeszkodę. Jeżeli nie uruchomi (lub nie może z powodu patologii) strategii odzyskiwania równowagi, osiągnie stan równowagi trwałej, ale w zupełnie innej pozycji, np. leżąc (ryc. 1.3).

Stan równowagi ciała ma duże znaczenie praktyczne. Gdyby nasze ciało stanowiło bardziej jednolitą bryłę z nisko ułożonym środkiem ciężkości, łatwiej byłoby wracać do stanu równowagi trwałej, ale mielibyśmy bardzo ograniczone możliwości ruchu ciałem, będąc właśnie taką jednolitą bryłą.

Budowa ciała człowieka jest bardziej złożona, biorąc pod uwagę chociażby nasz szkielet i jego różnorodne połączenia. Mamy 206 kości połączonych ze sobą, co pozwala na poruszanie się części ciała względem siebie, w kierunkach zależnych od budowy anatomicznej, a dokładnie od kształtu powierzchni stawowych. Dzięki temu nasze ciało zdolne jest do wykonywania często skomplikowanych aktywności w przestrzeni. W biomechanice wyróżniamy pojęcia członów, par biokinematycznych, stopni swobody ruchu.

Rycina 1.3. Schemat równowagi chwiejnej i przykład aktywności człowieka
(źródło: rysunek własny na podstawie [12]).

Człowiek ma ponad 200 stopni swobody ruchu, co oznacza, że dysponuje ogromnymi ruchowymi możliwościami, a narząd ruchu człowieka może być wszechstronny i niezawodny. Dużo stopni swobody daje z jednej strony możliwość wykonania zadania dokładnie, precyzyjnie, perfekcyjnie na wysokim poziomie zdolności motorycznych, ale też w sposób charakterystyczny dla danego człowieka. Z drugiej strony stanowi wyzwanie dla skomplikowanej budowy ciała ludzkiego, aby nad tą ilością stopni swobody ruchu, ogniw biokinematycznych zapanować. Ta kontrola sprowadza się do utrzymywania środka masy ciała ponad płaszczyzną podparcia, którą w staniu obunóż określa pole podparcia, wyznaczone przez obrys wewnętrznych krawędzi stóp. Wielkość płaszczyzny podparcia determinuje lepsze (większa płaszczyzna) lub gorsze (mniejsze pole płaszczyzny podparcia) warunki zachowania stabilności postawy. Kiedy zmniejszymy pole podparcia, np. stojąc stopa za stopą lub na jednej z nóg, całe ciało musi przygotować się do nowej pozycji, umiejscawiając środek masy ciała ponad nową, zmniejszoną płaszczyzną. Potrzebujemy „mechanizmów”, które pozwalają orientować ciało w przestrzeni względem określonych punktów odniesienia. Tylko wtedy możemy rozpatrywać ruch lub oceniać, czy ciało jest w spoczynku (w równowadze trwałej). Wspomniane „mechanizmy” to współdziałające ze sobą: narząd przedsionkowy, narząd wzroku, receptory czucia głębokiego oraz koordynujący pracę układ nerwowy, jak również sprawny efektor, czyli narząd ruchu.

Punkty odniesienia to siła grawitacji, siła reakcji podłoża, siła tarcia, opór powietrza lub wody w zależności od środowiska, w jakim przebywamy oraz siły, jakie są możliwe do rozwinięcia w ciele człowieka np. przez pracujące mięśnie. Należy zwrócić uwagę również na pamięć schematu ciała (wewnętrzną reprezentację, „model posturalny”), która kształtuje się od początku naszych możliwości ruchowych, być może już w okresie prenatalnym. Jest ona dla każdego z nas kolejnym z punktów odniesienia.

Uważa się, że percepcja części ciała, tak samo jak ich czuciowa interakcja, jest kluczowym elementem dla ruchu.

W spoczynku lub podczas wykonywania jakiegokolwiek ruchu na wszystkie segmenty ciała człowieka oddziałuje siła/reakcja podłoża. Siła ta, zgodnie z III prawem dynamiki Newtona, odnosi się do wzajemnego oddziaływania między komponentem dynamicznym (wartością siły) a kinematycznym (pozycją, prędkością, przyspieszeniem). Siła tarcia (siła ścinania) pochodzi np. od tarcia obuwia o podłoże i jest wynikiem złożenia dwóch poziomych składowych siły reakcji podłoża. Opór powietrza lub wody to forma oporu, która wywołuje dwa rodzaje efektów: siłę wleczenia, działającą w kierunku przeciwnym do ruchu ciała, oraz siłę podnoszenia.

Zgodnie z prawami fizyki nie istnieje ani absolutny stan ruchu, ani absolutny stan spoczynku. Nie możemy powiedzieć, że wybrane ciało porusza się lub nie, o ile nie ustalimy, względem czego określamy jego położenie. Aby mówić, że ciało się porusza, musimy znaleźć dla niego punkt odniesienia.

Dla człowieka konieczność i możliwość pokonywania siły grawitacji to podstawowe warunki kształtowania się reakcji równoważnych, nabywania świadomości kierunku ruchu i orientacji w przestrzeni. Doświadczenia w przestrzeni kosmicznej (brak grawitacji), udowadniają znaczenie grawitacji dla podstawowych czynności, np. pisania (pojawia się pisanie od prawej do lewej, odwracanie liczb i liter, pismo lustrzane). Zaburzeniu ulegają pozioma i pionowa orientacja przestrzenna, której kształtowanie się przypada na wczesny okres ontogenezy.