biomecanicĂ curs în tehnologia ifr - spiruharet.ro · 7.3.1. structura funcţională si...

1

Conf. univ. dr. GEORGETA NENCIU

BIOMECANICĂ Curs în tehnologia IFR

2

© Editura Fundaţiei România de Mâine, 2012

http://www.edituraromaniademaine.ro/

Editură recunoscută de Ministerul Educaţiei, Cercetării, Tineretului şi Sportului prin Consiliul Naţional al Cercetării Ştiinţifice

din Învăţământul Superior (COD 171)

Descrierea CIP a Bibliotecii Naţionale a României Biomecanică/Curs în tehnologie IFR, autori: Georgeta Nenciu, Bucureşti, Editura Fundaţiei

România de Mâine, 2012 ISBN 978-973-163-606-1

Reproducerea integrală sau fragmentară, prin orice formă

şi prin orice mijloace tehnice, este strict interzisă şi se pedepseşte conform legii.

Răspunderea pentru conţinutul şi originalitatea textului revine exclusiv autorului/autorilor.

3

UNIVERSITATEA SPIRU HARET

FACULTATEA DE EDUCAŢIE FIZICĂ ŞI SPORT

GEORGETA NENCIU

BIOMECANICĂ – Curs în tehnologie IFR –

Realizatori curs în tehnologie IFR

Conf. univ. dr. GEORGETA NENCIU Asist.univ.drd. IULIANA PAŞOL

EDITURA FUNDAŢIEI ROMÂNIA DE MÂINE Bucureşti, 2012

5

CUPRINS INTRODUCERE......................................................................................................................................... 9

Unitatea de învăţare 1 BAZELE MECANICE ALE MIŞCĂRII CORPULUI

1.1. Introducere.............................................................................................................................................. 11 1.2. Obiectivele unităţii de învăţare............................................................................................................. 12 1.3. Conţinutul unităţii de învăţare .............................................................................................................. 12 1.3.1. Scurt istoric al Biomecanicii......................................................................................................... 12 1.3.2. Legile fundamentale ale mecanicii................................................................................................ 14 1.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................. 15

Unitatea de învăţare 2 PARTICULARITĂŢILE BIOMECANICE ALE APARATULUI LOCOMOTOR

2.1. Introducere............................................................................................................................................. 17 2.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare.................................................................................. 17 2.3. Conţinutul unităţii de învăţare .............................................................................................................. 18 2.3.1. Generalităţi despre oase.................................................................................................................. 18 2.3.2. Generalităţi despre articulatii......................................................................................................... 19 2.3.3. Generalităţi despre muşchi............................................................................................................ 20 2.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare.............................................................................................. 22

Unitatea de învăţare 3 MECANISMELE GENERALE ALE LOCOMOŢIEI

FORŢELE INTERNE, FORŢELE EXTERNE

3.1.Introducere............................................................................................................................................... 24 3.2.Obiectivele unităţii de învăţare ............................................................................................................. 24 3.3.Conţinutul unităţii de învăţare.............................................................................................................… 25 3.3.1. Forţele interne implicate in mişcarea corpului..........................................................................…. 25 3.3.2. Forţele externe implicate in mişcarea corpului..........................................................................…. 28 3.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare...........................................................................................… 29

Unitatea de învăţare 4 PRINCIPII GENERALE ALE LOCOMOŢIEI

4.1.Introducere............................................................................................................................................... 31 4.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare .................................................................................. 31 4.3.Conţinutul unităţii de învăţare............................................................................................................. 32 4.3.1. Expunerea principiilor de la 1 la 15................................................................................................ 32 4.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................... 36

Unitatea de învăţare 5 TIPURI DE STATICĂ ŞI DINAMICĂ

5.1.Introducere............................................................................................................................................ 39 5.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare ................................................................................ 39 5.3.Conţinutul unităţii de învăţare.............................................................................................................. 40 5.3.1. Tipuri de activitate biomecanică statică........................................................................................ 40 5.3.2. Tipuri de activitate biomecanică dinamică.................................................................................... 41 5.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................ 42

6

Unitatea de învăţare 6

BIOMECANICA COLOANEI VERTEBRALE 6.1.Introducere...........................................................................................................................................… 45 6.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare................................................................................…. 45 6.3.Conţinutul unităţii de învăţare..........................................................................................................….. 46 6.3.1.Structura funcţionala a coloanei vertebrale..................................................................................… 46 6.3.2. Biomecanica coloanei vertebrale.................................................................................................… 49 6.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare...........................................................................................… 51

Unitatea de învăţare 7 BIOMECANICA ARTICULAŢIEI UMĂRULUI

7.1.Introducere............................................................................................................................................... 54 7.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare .................................................................................. 54 7.3.Conţinutul unităţii de învăţare............................................................................................................... 55 7.3.1. Structura funcţională si biomecanica centurii scapulare............................................................... 55 7.3.2. Structura fucţională si biomecanica umarului............................................................................... 56 7.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare.............................................................................................. 59


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI COTULUI

8.1.Introducere.............................................................................................................................................. 61 8.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare................................................................................... 61 8.3.Conţinutul unităţii de învăţare............................................................................................................... 62 8.3.1. Structura funcţională a articulaţiei cotului..................................................................................... 62 8.3.2. Biomecanica articulaţiei cotului................................................................................................... 64 8.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................. 64


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GÂTULUI MÂINII ŞI MÂINII 9.1.Introducere.............................................................................................................................................. 67 9.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare .................................................................................. 67 9.3.Conţinutul unităţii de învăţare................................................................................................................ 68 9.3.1. Structura funcţională a articulaţiilor gâtului mâinii si mâinii......................................................... 68 9.3.2. Biomecanica articulaţiilor gâtului mâinii şi mâinii........................................................................ 69 9.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................... 70

Unitatea de învăţare 10 BIOMECANICA ARTICULAŢIEI ŞOLDULUI

10.1.Introducere............................................................................................................................................. 72 10.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare ................................................................................. 72 10.3.Conţinutul unităţii de învăţare.............................................................................................................. 73 10.3.1. Structura functionala a bazinului.................................................................................................. 73 10.3.2. Biomecanica bazinului.................................................................................................................. 73 10.3.3. Structura funcţională a şoldului..................................................................................................... 74 10.3.4. Biomecanica şoldului................................................................................................................... 78 10.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................ 79

Unitatea de învăţare 11 BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GENUNCHIULUI

11.1.Introducere........................................................................................................................................... 82 11.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare .............................................................................. 82 11.3.Conţinutul unităţii de învăţare............................................................................................................ 83

7

11.3.1. Structura funcţională a genunchiului.......................................................................................... 83 11.3.2. Biomecanica genunchiului........................................................................................................... 85 11.4.Îndrumător pentru autoverificare......................................................................................................... 89

Unitatea de învăţare 12 BIOMECANICA GAMBEI ŞI PICIORULUI

12.1.Introducere........................................................................................................................................... 91 12.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare................................................................................ 91 12.3.Conţinutul unităţii de învăţare............................................................................................................ 92 12.3.1. Structura funcţională a gambei..................................................................................................... 92 12.3.2. Biomecanica gambei................................................................................................................... 95 12.3.3. Structura funcţională a gleznei şi piciorului.................................................................................. 96 12.3.4. Biomecanica gleznei si piciorului................................................................................................. 99 12.4 .Îndrumar pentru verificare/autoverificare.......................................................................................... 100

Unitatea de învăţare 13 MIŞCĂRILE APARATULUI LOCOMOTOR CICLICE ŞI ACICLICE

13.1.Introducere............................................................................................................................................ 102 13.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare.................................................................................. 102 13.3.Conţinutul unităţii de învăţare.............................................................................................................. 103 13.3.1. Caracteristicile mersului şi fazele lui........................................................................................... 103 13.3.2. Carecteristicile alergării şi fazele ei............................................................................................. 104 13.4 .Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................ 105

Unitatea de învăţare 14 MIŞCĂRILE CORPULUI ÎN MERS, ALERGARE, ARUNCĂRI ŞI SĂRITURI

14.1.Introducere............................................................................................................................................ 108 14.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare ............................................................................... 108 14.3.Conţinutul unităţii de învăţare.............................................................................................................. 109 14.3.1. Partucularitaţile şi fazele sariturilor............................................................................................. 109 14.3.2. Particularitaţile şi fazele aruncărilor............................................................................................ 110 14.4 .Îndrumar pentru verificare/autoverificare............................................................................................ 113 Răspunsuri la testele de evaluare/autoevaluare........................................................................................... 115

9

INTRODUCERE Studierea cursului de Biomecanică este esenţială pentru înţelegerea mecanismelor prin care se realizează mişcarea. Cu informaţiile dobândite, studenţii şi, deci, viitorii practicanţi vor putea găsi cele mai eficiente scheme de mişcare şi îşi vor putea explica ce se întâmplă în organism în timpul practicării acestora, în vederea îmbunătăţirii tehnicilor folosite.

Obiectivele cursului

Cursul de BIOMECANICĂ îşi propune ca obiectiv principal însuşirea de către studenţi a principalelor noţiuni de biomecanică umană şi, implicit, a unor mecanisme ce se declanşează în organism în timpul mişcării .

Competenţe conferite

După parcurgerea acestui curs, studentul va avea cunoştinţe şi abilitaţi privind: noţiunile teoretice referitoare la sistemul osos şi muscular; elementele anatomice osoase şi musculare; rolul aparatului locomotor în mişcările corpului; forţele implicate în mişcarea corpului; mecanismele fiziologice şi biomecanice ce condiţionează mişcările corpului în întregime şi/sau ale segmentelor sale.

Resurse şi mijloace de lucru

Cursul dispune de un manual scris, pentru studiul individual al studenţilor, precum şi de material publicat pe Internet sub formă de sinteze, teste de autoevaluare, studii de caz, aplicaţii, software utile, necesare întregirii cunoştinţelor practice şi teoretice în domeniul studiat. În timpul convocărilor, în prezentarea cursului sunt folosite echipamente audio-vizuale, metode interactive şi participative de antrenare a studenţilor pentru conceptualizarea şi vizualizarea practică a noţiunilor predate.

Structura cursului

Cursul este compus din 14 unităţi de învăţare:

Unitatea de învăţare 1. BAZELE MECANICE ALE MIŞCĂRII CORPULUI ( 2 ore) Unitatea de învăţare 2. PARTICULARITĂŢILE BIOMECANICE ALE APARATULUI

LOCOMOTOR ( 2 ore) Unitatea de învăţare 3. MECANISMELE GENERALE ALE LOCOMOŢIEI: FORŢELE

INTERNE, FORŢELE EXTERNE (2 ore) Unitatea de învăţare 4. PRINCIPII GENERALE ALE LOCOMOŢIEI (2 ore) Unitatea de învăţare 5. TIPURI DE STATICĂ ŞI DINAMICĂ (2 ore) Unitatea de învăţare 6. BIOMECANICA COLOANEI VERTEBRALE (2 ore) Unitatea de învăţare 7. BIOMECANICA ARTICULAŢIEI UMĂRULUI (2 ore) Unitatea de învăţare 8. BIOMECANICA ARTICULAŢIEI COTULUI (2 ore) Unitatea de învăţare 9. BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GÂTULUI MÂINII ŞI MÂINII

(2 ore) Unitatea de învăţare 10. BIOMECANICA ARTICULAŢIEI ŞOLDULUI (2 ore) Unitatea de învăţare 11. BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GENUNCHIULUI (2 ore) Unitatea de învăţare 12 BIOMECANICA GAMBEI ŞI PICIORULUI ( 2 ore) Unitatea de învăţare 13 MIŞCĂRILE APARATULUI LOCOMOTOR CICLICE ŞI ACICLICE

(2 ore) Unitatea de învăţare 14 MIŞCĂRILE CORPULUI ÎN MERS, ALERGARE, ARUNCĂRI ŞI

SĂRITURI( 2 ore)

10

Teme de control (TC)

Desfăşurarea seminariilor va fi structurată astfel: în prima parte a seminarului vor fi prezentări şi dezbateri pe unitatea de învăţare programată, iar în a doua parte, aplicaţii practice, studii de caz, simulări de teste, după tematica de mai jos:

1.Legile fundamentale ale mişcărilor corpului 2.Articulaţiile şi rolul lor în mişcare 3. Muşchii şi rolul lor în mişcare 4.Rolul pârghiilor osteoarticulare în mişcările corpului

5. Principiile care se referă la acţiunea membrelor ca lanţuri cinematice închise şi deschise 6. Biomecanica articulaţiilor corpului 7.Rolul muşchilor flexori şi extensori în biomecanica cotului

Bibliografie obligatorie:

1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C., Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

Metoda de evaluare Examenul final se susţine sub formă electronică, pe bază de grile, reprezentând 60% din nota

finală care se stabileşte ţinându-se cont şi de activitatea şi evaluările pe parcurs ale studentului, ce vor reprezenta 40% din nota finală, conform cu precizările din Programa analitică şi din Calendarul Disciplinei.

11


BAZELE MECANICE ALE MIŞCĂRII CORPULUI

Cuprins:

1.1.Introducere 1.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 1.3.Conţinutul unităţii de învăţare 1.3.1. Scurt istoric al Biomecanicii 1.3.2. Legile fundamentale ale mecanicii 1.4. Îndrumar pentru verificare/autoverificare

1.1.Introducere

Odată 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 semnificaţia morfologică a diverselor structuri, la rostul lor, la cauzele care au determinat apariţia lor. Şi astfel s-a ajuns la stabilirea strânsei corelaţii dintre organe şi funcţiile lor, la enunţarea 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 funcţiilor 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, forţele care produc mişcarea, interacţiunea dintre aceste forţe şi forţele care se opun mişcării. Este deci o formă de analiză anatomo-funcţională a mişcărilor în termeni mecanici.

Etimologic, noţiunea provine de la cele două cuvinte greceşti, bios – care înseamnă viaţă şi mehane – care înseamnă maşină.

12

1.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare

Obiectivele unităţii de învăţare: cunoaşterea unei părţi din istoricul Biomecanicii; prezentarea legilor fundamentale ale mecanicii pe care se

bazează mişcările corpului. Competenţele unităţii de învăţare După parcurgerea acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la legile fundamentale ale biomecanicii.

Timpul alocat unităţii: 2 ore

1.3. Conţinutul unităţii de învăţare 1.3.1. Scurt istoric al Biomecanicii

Primele noţiuni au fost enunţate de Aristotel (384 – 322 î.e.n.), în tratatele despre părţile animalelor şi mişcările lor. El descrie pentru prima oară acţiunile muşchilor, făcând o serie de observaţii practice, cum ar fi; animalul care se mişcă îşi schimbă poziţia apăsând solul din faţa sa, atleţii vor sări mai departe dacă ţin greutăţi în mâini, iar alergătorii vor accelera viteza dacă-şi vor balansa braţele. Este cel dintâi savant preocupat de procesul complex al mersului. A intuit genial pentru timpul său rolul centrului de greutate, legile mişcării şi ale pârghiilor.

Arhimede (287 – 212 î.e.n.) descoperă 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 mişcările corpului omenesc. El a descris acţiunea unor muşchi sinergici ce participă la realizarea mersului, săriturilor şi alergărilor. A inventat, plecând de la aceste studii, diferite mecanisme de îmbunătăţire a

13

randamentului mişcărilor umane, a căror principii de funcţionare au rămas valabile şi astăzi.

Galileo Galilei (1564 – 1643) prin concluziile sale privind faptul că acceleraţia unui corp în cădere nu este proporţională 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 arătat că oasele şi segmentele corpului uman acţionează ca nişte pârghii care sunt mişcate de muşchi, conform unor principii mecanice clasice. El a introdus noţiunea de rezistenţă a aerului şi a apei şi a făcut bilanţuri energetice ale mişcărilor umane în mod corect.

Nicolas Andry (1658 – 1742) numeşte şi defineşte, în chiar titlul lucrării 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 exprimă legătura dintre forţe şi efectele lor. Bazat pe observaţia că un corp în mişcare asupra căruia acţionează două forţe independente se deplasează de-a lungul unei diagonale egală cu suma vectorială a celor două forţe ce acţionează independent, Newton foloseşte pentru prima oară metoda paralelogramului forţelor.

Rudolf Fick (1866 – 1939) descoperă 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 mişcării. Primele cercetări de biomecanică rămân însă legate de numele fraţilor Weber (1836), ale lui Fischer (1889), Marey (1890), Demenz (1900), Strasser (1908), Fick (1920). La noi în ţară, primul om de ştiinţă care a introdus studiul mişcărilor corpului a fost Fr.I.Rainer. Lucrări importante în acest domeniu datorăm 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 educaţiei fizice şi sportului. Donskoi remarca faptul că numai cunoscând legile mişcărilor se poate prevedea rezultatul lor în condiţii diferite, se pot da la iveală izvoarele greşelilor în mişcări, se poate aprecia în mod just eficacitatea mişcărilor, se pot găsi căile pentru perfecţionarea lor şi, în ultimă instanţă, se pot crea mişcările care corespund, în cel mai înalt grad, sarcinilor motrice propuse. O definiţie a biomecanicii care integrează aceste corelaţii strânse o datorăm lui Gowerts şi anume Biomecanica este ştiinţa care se ocupă cu studiul repercursiunilor forţelor mecanice asupra structurii funcţionale a omului în ceea ce priveşte arhitectura oaselor, a articulaţiilor şi a muşchilor, ca factori determinanţi ai mişcării. Cum studiul biomecanicii nu este posibil fără cunoaşterea caracteristicilor morfo-funcţionale ale organismului, interdependenţa dintre anatomie şi biomecanică apare cu prisosinţă. Biomecanica se

14

ocupă deci, nu numai de analiza mecanică a mişcărilor, ci şi de efectele lor asupra structurării organelor ce realizează mişcarea. Studiul biomecanicii este astfel, strâns legat de studiul anatomiei funcţionale. Pe lângă biomecanica umană există biomecanica animalelor şi biomecanica plantelor care, aşa cum este lesne de înţeles, se ocupă cu studiul mişcărilor animalelor şi ale plantelor. În educaţia fizică şi în sport, pentru fiecare ramură sportivă se fac studii biomecanice specifice. Ex: Biomecanica atletismului, Biomecanica scrimei, Biomecanica sporturilor nautice etc. 1.3.2. Legile fundamentale ale mecanicii

Marile realizări ale tehnicii moderne au la bază date ştiinţifice furnizate de fizică şi chimia fizicală. O parte a fizicii o reprezintă mecanica, ale cărei legi fundamentale au fost formulate de Isaac Newton (1642-1727). Prin aceste legi se exprimă legătura şi interacţiunea dintre forţe şi efectele lor, legi cu importanţă deosebită pentru dezvotarea biomecanicii. I. Prima lege a mecanicii (legea inerţiei) spune:

Orice corp îşi menţine starea de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă, dacă nu este obligat de forţe aplicate asupra lui să şi-o modifice.

Exemple: un vagon de cale ferată rămâne pe loc, dacă nu intervine locomotiva să-l pună în mişcare; omul rămâne imobil dacă forţa musculaturii nu-l face să se deplaseze. Cauza care determină menţinerea stării de repaus sau de mişcare poartă numele de inerţie. Ea acţionează constant asupra corpurilor, atât în repaus cât şi în mişcare. II. A doua lege a mecanicii (legea acceleraţiei) spune:

Mărimea forţei care acţionând asupra unui corp îi imprimă o anumită acceleraţie este egală cu produsul dintre masa corpului şi mărimea acceleraţiei.

Când o forţă acţionează asupra unui corp, de cele mai multe ori ea îl pune în mişcare. Există însă şi numeroase cazuri când aplicarea unei forţe nu produce mişcare, ci deformarea corpului, adică schimbarea formei sau a volumului acestuia. Deformările corpurilor apar la comprimare (presiune), dilatare, încovoiere, răsucire.

Forţele acţionează la distanţă sau prin contact direct, exemple de forţe care acţionează de la distanţă, forţa de gravitaţie, forţele magnetice, forţele electrice. Prin contact direct avem: în ciocnire, comprimare, întindere, ele sunt forţe care produc deformarea corpului. În cazul unei comprimări, în interiorul corpului comprimat, apar forţe contrarii care se opun, numite forţe elastice.

Forţele se măsoară în kilogram-forţă (kgf) şi se reprezintă prin vectori.

Când asupra unui corp acţionează forţe diferite, acceleraţiile sunt direct proporţionale cu intensităţile acestora, o forţă mai mare produce o acceleraţie sporită şi invers.

III. A treia lege a mecanicii (legea interacţiunii) spune: Acţiunile reciproce a două corpuri sunt totdeauna egale ca mărime şi de sens contrar.

15

Exemple: toate corpurile din natură acţionează unele asupra altora, iar forţele sunt de sens contrar; omul poate executa sărituri împotriva forţei lui de greutate.

Atâta timp cât omul stă cu picioarele pe sol, forţele care acţionează asupra lui se echilibrează reciproc. Prin contracţia musculară, omul poate acţiona asupra solului cu o forţă mai mare decât greutatea lui, surplusul de forţă imprimându-i o mişcare în sus. Un alt exemplu: prin mişcarea elicei unui avion sau vapor, acesta acţionează asupra aerului sau a apei care la rândul lor potrivit legii a treia a mecanicii acţionează asupra elicei. În consecinţă, vasul se deplasează în sens opus.

1.4. Îndrumar pentru verificare/autoverificare Sinteza unitaţii de învăţare

Etimologic, noţiunea provine de la cele două cuvinte greceşti, bios – care înseamnă viaţă şi mehane – care înseamnă maşină.

Prin aceste legi se exprimă legătura şi interacţiunea dintre forţe şi efectele lor, legi cu importanţă deosebită pentru dezvotarea biomecanicii. I. Prima lege a mecanicii (legea inerţiei) spune:

Orice corp îşi menţine starea de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă, dacă nu este obligat de forţe aplicate asupra lui să şi-o modifice. II. A doua lege a mecanicii (legea acceleraţiei) spune:

Mărimea forţei care acţionând asupra unui corp îi imprimă o anumită acceleraţie este egală cu produsul dintre masa corpului şi mărimea acceleraţiei. III. A treia lege a mecanicii (legea interacţiunii) spune: Acţiunile reciproce a două corpuri sunt totdeauna egale ca mărime şi de sens contrar. Concepte şi termeni de reţinut Biomecanică, legile mecanicii.

Întrebări de control şi teme de dezbatere

1. Care sunt savanţii români care au contribuit la dezvoltarea Biomecanicii? 2. Cine a enuntat legile fundamentale ale mecanicii? 3. Care sunt cele trei legi fundamentale ale mecanicii? 4. Ce spune prima lege a mecanicii ? 5. Precizaţi ce spune a doua lege a mecanicii! 6. Ce arată a treia lege a mecanicii?

16

Teste de evaluare/autoevaluare

*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)!

1.Forţele se măsoară în kilogram-forţă (kgf) şi se reprezintă prin vectori. 2.Etimologic, noţiunea provine de la cele două cuvinte greceşti, bios – care înseamnă viaţă şi

mehane – care înseamnă mişcare. 3.Biomecanica este ştiinţa care se ocupă cu studiul repercursiunilor forţelor mecanice asupra structurii funcţionale a omului în ceea ce priveşte arhitectura oaselor, a articulaţiilor şi a muşchilor, ca factori determinanţi ai mişcării. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi!

4.Orice corp îşi.............. starea de repaus sau de mişcare rectilinie şi uniformă, dacă nu este obligat de forţe aplicate asupra lui să şi-o modifice. 5.Acţiunile reciproce a două corpuri sunt totdeauna ................şi de sens contrar.

Bibliografie obligatorie 1. Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport-Turism, Bucureşti, 1977.

17


PARTICULARITĂŢILE BIOMECANICE ALE APARATULUI LOCOMOTOR

Cuprins:

2.1.Introducere 2.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 2.3.Conţinutul unităţii de învăţare 2.3.1. Generalităţi despre oase 2.3.2. Generalităţi despre articulatii 2.3.3. Generalităţi despre muschi 2.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

2.1.Introducere

Aparatul locomotor al omului este în aşa fel alcătuit, încât se realizează o îmbinare armonioasă între principiul economiei de forţă şi cel al economiei de deplasare. În general, pentru menţinerea echilibrului în poziţiile statice sunt utilizate pârghii care economisesc forţa, iar pentru efectuarea mişcărilor se folosesc pârghii de gradul III cu care se obţine o economie de deplasare (de scurtare musculară).

Aparatul locomotor este format din: oase, articulaţii şi muşchi.


Obiectivele unităţii de învăţare: să descrie alcătuirea aparatului locomotor să explice rolul aparatului locomotor în mişcările

corpului

Competenţele unităţii de învăţare: După parcurgerea acestei unităţi de învăţare: Studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la sistemul articular, osos şi muscular; – vor conştientiza rolul aparatului locomotor în mişcare.

18


2.3. Conţinutul unităţii de învăţare 2.3.1. Generalităţi despre oase

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 structură adecvată funcţiilor: de a rezista la solicitările de presiune, încovoiere, întindere, răsucire. Aceste proprietăţi mecanice depind de vârstă, compoziţie chimică, alimentaţie, natura solicitării fizice, etc.

Sub influenţa exerciţiilor fizice, structura oaselor se modifică concomitent cu creşterea rezistenţei la factorii mecanici, ex: modificările apărute la oasele piciorului de bătaie la săritori şi fotbalişti.

Oasele sînt dure, rezistente şi elastice, aceste calităţi fiind datorate compoziţiei chimice şi arhitecturii ţesutului osos.

Oasele sînt alcătuite din substanţă osoasă, măduvă osoasă, periost, vase care le hrănesc şi nervi care le asigură sensi¬bilitatea.

După forma lor deosebim trei categorii de oase: lungi, late şi scurte

Oasele lungi formează în special scheletul extremităţilor, al membrelor. Oasele lungi prezintă un corp (diafiza) şi două extremităţi (epifizele).

Diafiza este formată din ţesut osos compact şi prezintă în interior un canal medular, iar epifizele sînt formate din ţesut osos spongios.

Oasele late au două din cele trei dimensiuni aproape egale (lungimea şi lăţimea). Ele alcătuiesc cutia craniană, scheletul bazinului, omoplatul etc. Sînt formate din două tăblii de ţesut osos compact şi la mijloc spongioasa.

Oasele scurte au cele trei dimensiuni (lungime, lăţime şi înălţime) aproape egale şi se întîlnesc la scheletul coloanei vertebrale, al mîinii şi piciorului (oasele carpiene, tarsiene). La exterior sînt formate din ţesut compact, iar în interior din ţesut spongios.

Pe lingă aceste trei grupe principale mai deosebim oase drenate (ce alcătuiesc coastele), oase pneumatice (maxilarul, sfcnoidul) ce conţin în interior cavităţi cu aer, oase sesamoide, situate periarticular sau în grosimea unor tendoane musculare.

Elementele descriptive ale osului sînt feţele, marginile şi extremităţile. De exemplu, humerusul prezintă două extremităţi, una

19

superioară (proximală) şi alta inferioară (distală), trei feţe care, după orientarea lor, pot fi posterioară, internă şi externă.

Noţiunile de proximal şi distal se folosesc pentru a desemna două extremităţi opuse ale aceleiaşi piese osoase. Pentru oasele membrelor, noţiunea de proximal se referă la extremitatea ce priveşte rădăcina membrului, în timp ce noţiunea de distal se referă la capătul opus.

Proeminenţele oaselor. Unele oase prezintă proeminenţe care se detaşează de restul osului; ele se numesc apofize. Alte proeminenţe, mai rotunjite şi mai puţin detaşate, poartă denumirea de tuberozităţi, eminenţe sau tuberculi, dacă au o întindere mai redusă. Osul mai poate prezenta şi ridicaturi ascuţite, numite spine, care, atunci cînd se găsesc în apropierea unor suprafeţe articulare şi sînt mai puţin ascuţite, se numesc epicondili.

Pe suprafaţa osului există şi porţiuni netede, acoperite de cartilajul hialin, ce servesc la articularea a două oase între ele. Acestea poartă denumirea de faţete articulare, fiind uneori adâncite, formînd cavităţi articulare. 2.3.2. Generalităţi despre articulaţii Prin articulaţie înţelegem legătura dintre două sau mai multe oase, prin intermediul unui aparat fibros şi ligamentar. După definiţia dată de Testut, articulaţia este „un ansamblu de părţi moi si dure, prin care se unesc două sau mai multe oase vecine". Adoptînd clasificarea funcţională, împărţim articulaţiile după gradul lor de mobilitate în: 1. Articulaţii fixe sau sinartroze, în care oasele nu pot executa nici o mişcare sau fac mişcări foarte reduse. Aceste tipuri de articulaţii le întîlnim la oasele cutiei craniene şi la articulaţiile cutiei toracice. Legătura dintre oasele care alcătuiesc o sinartroză poate fi făcută prin ţesut carti-laginos, ţesut conjunctiv fibros sau chiar osos. După felul ţesutului care leagă oasele unei sinartroze, deosebim trei | itegorii: a) Sincondroza este o articulaţie unde legătura oaselor se face prin ţesut cartilaginos, a cărui elasticitate îi conferă un oarecare grad de mobilitate. Se pot cita lama perpendiculară a etmoidului cu vomerul, articulaţia dintre prima coastă şi stern etc. b) Sindesmoza se caracterizează prin faptul că legătura dintre oase se face prin ţesut conjunctiv fibros. Exemple sc găsesc la articulaţiile sacro-iliace, între epifizele distale ale libiei şi fibulei. Un tip deosebit de sindesmoze îl constituie suturile dintre oasele cutiei craniene, unde legătura se face printr-un ţesut conjunctiv fibros. c) Sinostoza este o articulaţie fixă, în care oasele sînt legate prin ţesut osos. Ea derivă dintr-o sincondroza sau sindesmoza, la care ţesutul de legătură s-a osificat. Sinostoza craniană apare la o vîrstă înaintată, cînd ţesutul de legătură dintre oasele cutiei craniene se osifică. 2. Amfiartrozele sînt articulaţii cu mişcări ceva mai ample, deci semimobile. Ele se găsesc în organism la coloana vertebrală, unde legătura dintre corpul vertebrelor se face printr-un disc fibrocartilaginos. Discul are forma corpurilor vertebrale şi prezintă la periferie o serie de lame concentrice din ţesut fibrocartilaginos, iar în centru o substanţă gelatinoasă numită nucleu pulpos.

20

Mişcările la nivelul vertebrelor sînt de mică amplitudine, însă, însumate pe întreaga coloană, ele imprimă acesteia o flexibilitate destul de accentuată. 3. Diartrozele sînt articulaţiile mobile cele mai răspîndite în organism. Caracteristica lor generală o constituie prezenţa unei cavităţi articulare, în care se găseşte o mică cantitate de lichid sinovial, o capsula articulară, căptuşită în interior de membrana sinovială şi cartilajul hialin articular. Datorită acestor elemente anatomice, sînt articulaţii mobile. Mobilitatea lor variază însă în funcţie de forma pe care o prezintă suprafeţele articulare ale oaselor, ce determină şi diferitele tipuri de diartroze. Vascularizarea articulaţiilor se face din trunchiurile arte¬riale ale membrelor sau din colateralele lor, de unde pornesc ramuri arteriale articulare, ce realizează două reţele vascu¬lare: una perieapsulară şi alta intr ac apsulară. După ce străbate sistemul capilar, sîngele este colectat de vene. Inervaţia articulaţiilor provine din nervii care inervează oasele, muşchii şi tegumenul regiunii respective. Articulaţiile sînt bogat inervate, în special în zonele capsulare, care sînt cele mai solicitate de forţele mecanice. După cum am mai arătat, articulaţiile conţin numeroşi proprioceptori. De la proprioceptori, prin nervi, se transmit informaţii referitoare la funcţia articulaţiei respective pe căile aferente, spre cordoanele dorsale medulare, la cerebel, apoi la scoarţa cerebrală. Nervii articulari sînt, deci, nervi senzitivi, formaţi din fibre aferente. Unicele fibre nervoase eferente care pătrund în articulaţie, însoţind vasele sanguine, sînt de natură vegetativă şi au rol în vasomotricitate. 2.3.3. Generalităţi despre muşchi Muşchii sînt organe adaptate unei funcţii speciale, contracţia, constînd din capacitatea lor de a-şi micşora lungimea şi de a produce astfel mişcări. În organismul omului există trei feluri de muşchi, care se deosebesc atît prin structură, cît şi prin particularităţi speciale de contracţie: muşchi striaţi, muşchi netezi şi muşchiul cardiac (miocardul). Muşchii striaţi sau muşchii scheletului constituie majoritatea masei musculare a corpului. Ei au capacitatea de a se contracta voluntar, dezvoltă viteză şi forţă însemnate, însă obosesc repede. Muşchii netezi se găsesc în pereţii organelor interne (stomac, intestin, vase sanguine etc), se contractă involuntar, dezvoltă o forţă însemnată, iar contracţia lor, deşi este lentă, poate fi menţinută un timp îndelungat fără a se produce oboseală. Muşchiul cardiac sau miocardul este un muşchi special, asemănător ca structură muşchilor striaţi, iar ca funcţie, muşchilor netezi. Miocardul are o funcţie caracteristică, care nu se mai întâlneşte la ceilalţi; el se poate contracta automat, datorită existenţei unui sistem nervos special în grosimea sa. De asemenea, datorită sistemului valvular, inima are posibilitatea să-şi dozeze astfel efortul, încît să nu obosească. Muşchii striaţi sînt organe contractile care asigură poziţiile şi mişcările corpului omenesc. în îndeplinirea acestei luncţii, muşchii se comportă ca organe motorii şi elastice, care mobilizează pîrghii variate, formate din piesele scheletice ale corpului. Ei au o structură specială, adaptată acestei luncţii, fiind alcătuiţi dintr-un număr mai mare sau mai mic de fascicule de fibre musculare, reunite cu ajutorul

21

unui ţesut conjunctiv special de legătură. în corpul omenesc există diferite forme de muşchi, grupaţi în jurul articulaţiilor pe care le mobilizează. Forma şi volumul lor variază de la un muşchi la altul; în organism există atît muşchi voluminoşi (marele fesier, cvadricepsul femural, ileo-psoasul şi alţii), cît şi mici, cum sînt muşchii motori ai globului ocular. După formă, muşchii striaţi se împart în: a) muşchi lungi, cu fibre paralele: croitorul, dreptul intern etc.; b) muşchi fusiformi: bicepsul brahial, numeroşii muşchi de la antebraţ şi coapsă etc.; c) muşchi laţi: marele dorsal, muşchii pereţilor abdominali etc.; d) muşchi în formă de evantai: marele pectoral, temporalul etc.; e) muşchi penaţi, adică cu fibrele dispuse de o parte şi de alta a tendonului, ca nervurile unei pene; dreptul anterior al coapsei, solearul şi numeroşii muşchi de la antebraţ, coapsă şi gambă. f) muşchi circulari sau sfinctere, numiţi şi muşchi orbi-culari: orbicularul pleoapelor, orbicularul buzelor, sfincterul vezical, sfincterul anal etc. Forma le conferă muşchilor o serie de particularităţi mecanice; astfel, muşchii cu fibre paralele şi cei fuziformi mobilizează oasele pe o singură direcţie, cei în evantai pe direcţii numeroase, iar cei circulari închid orificiile în jurul cărora sînt dispuşi. Tendoanele şi aponevrozele sînt principalele organe anexe ale muşchilor; ele sînt foarte rezistente, inextensibile şi servesc la fixarea muşchilor pe oase. Muşchii se dispun în jurul articulaţiilor pe care le mobilizează în diferite direcţii; majoritatea muşchilor sînt uniarticulari, adică se găsesc la o singură articulaţie. Există şi muşchi care trec peste două articulaţii, numiţi biarticulari, cum sînt: bicepsul brahial şi cel femural, dreptul femural, flexorii şi extensorii degetelor (aceştia din urmă se numesc muşchi poliarticulari, deoarece trec peste mai multe articulaţii). Inervaţia muşchilor este asigurată de nervi motori, senzitivi şi vegetativi. Nervul motor îşi are originea în celulele nervoase din coarnele anterioare ale măduvei spinării şi în nucleii motori din trunchiul cerebral. Axonul acestor celule se distribuie fibrelor musculare, formînd cu acestea plăcile motorii, organe speciale de legătură dintre nervi şi muşchi. Inervaţia vegetativă a muşchilor este asigurată de sistemul nervos simpatic şi parasimpatic, care reglează, prin nervii vasomotorii, debitul circulator la nivelul muşchilor. Simpaticul produce vasoconstricţie (micşorarea calibrului arteriolelor musculare), iar parasimpaticul vasodilataţie (mărirea calibrului). Prin acest mecanism se asigură cantitatea de sînge necesar muşchiului, atât în efort, cât şi în repaus. In perioada de încălzire, care precede antrenamentul sau competiţia, la nivelul muşchilor se produce vasodilataţie, care asigură un aport sporit de oxigen şi substanţe nutritive necesare efortului fizic. Muşchii au o circulaţie bogată, asigurată prin numeroase vase sanguine, care se capilarizează sub forma unei reţele bogate la nivelul fiecărei fibre musculare. în procesul antrenamentului sportiv, circulaţia la nivelul muşchiului devine mai activă, asigurînd un aport crescut de substanţe energetice necesare contracţiei.

22

2.4. Îndrumar pentru verificare/autoverificare Sinteza unitaţii de învăţare

Aparatul locomotor al omului este în aşa fel alcătuit, încât se realizează o îmbinare armonioasă între principiul economiei de forţă şi cel al economiei de deplasare. Aparatul locomotor este format din: oase, articulaţii şi muşchi. Oasele sunt alcătuite din ţesut conjunctiv impregnat cu săruri de calciu. Prin articulaţie înţelegem „un ansamblu de părţi moi si dure, prin care se unesc două sau mai multe oase vecine". Muşchii sînt organe adaptate unei funcţii speciale, contracţia, constînd din capacitatea lor de a-şi micşora lungimea şi de a produce astfel mişcări. În organismul omului există trei feluri de muşchi, care se deosebesc atît prin structură, cît şi prin particularităţi speciale de contracţie: muşchi striaţi, muşchi netezi şi muşchiul cardiac (miocardul). Concepte şi termeni de reţinut Aparat locomotor, oase, articulaţii, muşchi

Întrebări de control şi teme de dezbatere 1. Care este compoziţia chimică a oaselor ? 2. Clasificaţi oasele după forma lor! 3. La ce solicitări pot rezista oasele ? 4. Ce sunt articulaţiile ? 5. Clasificaţi articulaţiile după gradul lor de mobilitate ! 6. Ce rol au articulaţiile ? 7. Ce structură au muşchii netezi ? 8. Unde se găsesc muşchii netezi ? 9. Ce structură au muşchii striati ? 10. Ce caracteristici are miocardul ?

23


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi ca propoziţia este falsă)! 1. Muşchii netezi se găsesc în pereţii organelor interne . 2. Aparatul locomotor este format din oase şi articulaţii 3. Muşchiul biceps brahial este un muşchi uniarticular *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi: 4.Inervaţia vegetativă a muşchilor este asigurată de ............................... 5. Organele anexe ale muşchilor sunt..............................

Bibliografie obligatorie

1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport-Turism, Bucureşti, 1977.

24


MECANISMELE GENERALE ALE LOCOMOŢIEI: FORŢELE INTERNE, FORŢELE EXTERNE

Cuprins

3.1.Introducere 3.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 3.3.Conţinutul unităţii de învăţare 3.3.1. Forţele interne implicate in mişcarea corpului 3.3.2. Forţele externe implicate in mişcarea corpului 3.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

3.1.Introducere

Locomoţia este o modificare a poziţiei corpului sau a părţilor acesteia. Ea este rezultatul interacţiunii dintre două categorii de forţe: forţele interne şi forţele externe; prin forţă înţelegându-se cauza care modifică sau tinde să modifice starea de repaus sau starea de mişcare a unui corp.


Obiectivele unităţii de învăţare:

să explice forţele implicate în mişcarea corpului să descrie mecanismele fiziologice şi biomecanice ce

condiţionează mişcările corpului în întregime şi/sau ale segmentelor sale

Competenţele unităţii de învăţare La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – vor conştientiza rolul forţelor externe în mişcarea corpului – conştientiza rolul forţelor interne în mişcarea corpului.

25


3.3. Conţinutul unităţii de învăţare

3.3.1. Forţele interne implicate in mişcarea corpului

Forţele interne implicate în mişcarea corpului sunt reprezentate prin impulsul nervos, contracţia musculară şi pârghiile osteo-articulare.

a) Impulsul nervos este fenomenul ce se transmite pe traseul unui arc reflex care la rândul lui prezintă receptori, cale aferentă, centru nervos, cale eferentă şi placa motorie (sinapsa neuro-musculară) prin care se transmite impulsul motor celulei musculare. Mecanismule care stau la baza mişcărilor sunt de natură neuromusculară, sunt acte reflexe. Un arc reflex, cel mai elementar, specific impulsului nervos motor este alcătuit din: receptori (proprioceptori), cale aferentă (de transmitere a sensibilităţii proprioceptive), centrii nervoşi (medulari şi supramedulari), căile eferente (motorii) şi placa motorie (sinapsa neuromusculară) prin care se transmite comanda motorie, efectorilor (muşchii). Proprioceptorii care se găsesc la nivelul tuturor organelor aparatului locomotor ( oase, articulaţii, muşchi), reprezintă elementele materiale ale sensibilităţii proprioceptive. Ei sunt deosebit de numeroşi şi au funcţii polivalente, înregistrând modificările cele mai variate: termice, mecanice, chimice, osmotice, inclusiv alungirea muşchiului şi rata acesteia. Împreună cu analizatorii vizual şi acustico-vestibular aduc o mare contribuţie în orientare, în modificările de poziţie şi de tonus muscular, fiind indispensabili în menţinerea echilibrului şi realizarea corectă a mişcărilor.

b) Contracţia musculară este a doua forţă interioară care intervine în realizarea mişcării, ca o reacţie de răspuns la stimulare, prin impulsul nervos. Motoneuronul alfa primeşte toate impulsurile motorii, indiferent de originea lor şi când starea de excitaţie 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 fibră musculară răspunde printr-o contracţie totală şi eliberează astfel, maximum de energie de care este capabilă în acel moment. Întregul muşchi se contractă cu intensităţi variabile, activitate explicabilă prin două mecanisme: prin sumaţie în timp, în legătură cu frecvenţa cu care se succed impulsurile şi prin sumaţie în

26

spaţiu, în legătură cu un număr din ce în ce mai mare de unităţi motorii care intră în acţiune. Contracţia musculară reprezintă o manifestare legată de schimbarea elasticităţii 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 contracţii:

– contracţii izometrice (statice), sunt contracţii de întărire a muşchiului. Ele produc – creşterea volumului şi a greutăţii muşchiului (deci a forţei), prin mărirea cantităţii de sarcoplasmă din fibrele musculare şi o redistribuire a nucleilor care din poziţia marginală devin centrali. Prin aceste contracţii izometrice lungimea muşchiului nu se schimbă ceea ce înseamnă abolirea mişcării, asigurarea echilibrului sau a poziţiei statice.

– contracţii izotonice (dinamice), sunt contracţii de scurtare a muşchiului şi de deplasare a segmentelor, în care se păstrează constantă tensiunea mecanică din muşchi pe toată durata scurtării lungimii muşchiului. Ele produc o creştere minimă a cantităţii de sarcoplasma, iar nucleii îşi păstrează dispoziţia marginală.

– contracţii în alungire care se produc când forţa care se opune depăşeşte forţa musculară şi întinde muşchiul.

– contracţii izokinetice care se realizează cu viteză constantă (izokinetică).

– contracţii auxotonice în care atât viteza mişcării cât şi forţa rezistivă variază independent, fiind posibile nenumărate reguli empirice de legătură între ele. Majoritatea mişcărilor care se desfăoară cu putere maximă sunt contracţii auxotone. Se consideră că, practic, toate mişcările de locomoţie şi cele naturale ale omului sunt auxotone. Puţinele excepţii sunt mişcările izometrice, izokinetice, izotonice.

c) Pârghiile osteo-articulare reprezintă cea de a treia forţă internă care intervine în realizarea mişcării. Impulsurile nervoase produc contracţii musculare, care la rândul lor atrag deplasarea segmentelor osoase la nivelul inserţiilor musculare transformând astfel, energia chimică în energie mecanică. Segmentele osoase asupra cărora acţionează muşchii se comportă, la prima vedere, ca pârghiile din fizică. În mecanică, pârghia este o bară rigidă care se poate roti în jurul unui punct de sprijin. Asupra oricărei pârghii se aplică două forţe: forţa activă (F) şi forţa de rezistenţă (forţa rezistivă, G). Fiecare dintre ele acţionează la o anumită distanţă de punctul de sprijin (axa de rotaţie, fulcrum), formând un moment al forţei corespunzător pentru braţul forţei şi un moment al rezistenţei pentru braţul rezistenţei. Distanţa de la axa de rotaţie la momentul forţei sau al rezistenţei se numeşte braţul forţei, respectiv braţul rezistenţei

Pârghiile în mecanică sunt folosite pentru efectuarea unor activităţi cum ar fi: ridicarea unei greutăţi, transportul de greutăţi (cu roaba) sau chiar vâslitul.

Tot pârghii sunt şi oasele corpului care au axa de rotaţie în articulaţii, forţa activă este dată de muşchi, iar forţa de rezistenţă este dată de greutatea corpului sau a segmentelor sale. Pârghiile au rolul de a transmite mişcarea, de la muşchi şi tendoane la sarcina rezistivă, mărind eficienţa ei.

27

Din raportul care se stabileşte între braţul forţei şi braţul rezistenţei, rezultă regula de aur a mecanicii: ce se câştigă în forţă se pierde în viteza de deplasare şi invers.

Folosind pârghiile ca unelte nu câştigăm lucru mecanic, dar aplicăm o forţă mai mică pentru învingerea unei rezistenţe mai mari.

Acţionând asupra braţului lung al pârghiei, efectuăm o mare deplasare comparativ cu capătul scurt.

După felul cum se dispun cele două forţe (activă şi de rezistenţă) 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 două momente de aplicare a forţei şi a rezistenţei; ambele forţe 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 , forţa activă este dată de muşchii cefei, iar rezistenţa de greutatea capului. La nivelul articulaţiei 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 forţei active şi a forţei de rezistenţă. In corpul omenesc toate pârghiile de gradul I au braţe inegale, de aceea şi forţele care le echilibrează sunt inegale. Astfel, la craniu, braţul forţei este mai scurt decât cel al rezistenţei, musculatura cefei care-l manevrează este mai dezvoltată decât musculatura ventrală a gâtului, care mânuieşte un braţ mai lung. Pârghiile de gradul I sunt pârghii de echilibru.

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

Pârghii de gradul II Pârghiile de gradul II sunt pârghiile care au punctul de

sprijin la un capăt, forţa la celălalt capăt, iar rezistenţa între ele, de ex: roaba, sau ridicarea unei greutăţi mari cu o rangă de fier. În corpul omului acest gen de pârghii este contestat; majoritatea autorilor admit că ar exista un singur exemplu, la articulaţia talocrurală, în poziţia – stând pe vârfuri, unde punctul de sprijin este în vârful piciorului, forţa se exercită pe calcaneu de către muşchii care acţionează tendonul lui Achile, iar rezistenţa este dată de greutatea corpului care se transmite acestei pârghii prin oasele gambei. Acestea sunt pârghii de forţă.

Pârghii de gradul III Pârghiile de gradul III sunt pârghiile care au punctul de

sprijin la un capăt al pârghiei, rezistenţa la celălalt capăt, iar forţa intre acestea. Ex: pedala tocilarului, cleştele de cărbuni. În corpul omenesc, acest gen de pârghii este foarte răspândit. Ele acţionează cu pierdere de forţă şi câştig de deplasare. Ex: articulaţia cotului, unde punctul de sprijin este în articulaţie, rezistenţa la celălalt capăt (dată de greutatea antebraţului şi a mâinii), iar forţa este între ele (dată de muşchii flexori ai antebraţului pe braţ). Acestea sunt pârghii de viteză.

28

3.3.2. Forţele externe implicate in mişcarea corpului Forţele externe implicate în realizarea mişcării sunt:

a) forţa gravitaţiei – este manifestarea unei legi universal valabile în natură. În conformitate cu legea atracţiei 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 scapă acţiunii legilor gravitaţiei universale.Pământul fiind turtit la poli (polii sunt deci mai aproape de centrul pământului), forţa gravitaţiei va fi mai mare la poli decât la acuator. La poli, forţa gravitaţiei este maximă, iar la ecuator, minimă. Forţa gravitaţiei acţionează totdeauna vertical de sus în jos. Împotriva ei, forţele interne cumulate acţionează exact în sens invers, de jos în sus. Forţa superioară de mişcare care încearcă să învingă forţa gravitaţiei este săritura. Înainte de a face săritura, corpul se adună, şi îşi concentrează forţele. Învingerea ei presupune un mare consum de energie. Numai în imponderabilitate acţiunea forţei gravitaţionale este anihilată şi în acest caz contracţia musculară se realizează cu o forţă egală cu forţa absolută de contracţie.

Forţa de atracţie a pământului acţionează asupra fiecărui atom al corpurilor. Suma forţelor de atracţie ce se exercită asupra tuturor atomilor unui corp alcătuieşte forţa gravitaţională totală care acţionează asupra corpului respectiv. Teoretic se poate considera că asupra unui corp acţionează o singură forţă, aplicată într-un singur punct, numit centrul de greutate al corpului.

b) greutatea corpului acţionează întodeauna vertical, de sus în jos asupra centrului de greutate al corpului sau al segmentului. Valoarea acestei forţe este legată de volumul, lungimea, densitatea segmentului care se deplasează sau de numărul segmentelor angajate în mişcare. Practic valoarea acestei forţe este legată de masa segmentului care se mişcă.

c) presiunea atmosferică reprezintă indirect tot o formă de acţiune a forţei gravitaţionale. Ea apasă asupra corpului cu o intensitate variabilă 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 articulară 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 singură capul femural în cavitatea cotiloidă chiar după secţionarea tuturor muşchilor periarticulari.

Acţiunea presiunii atmosferice asupra corpului este compensată de presiunea internă a marilor cavităţi, care are valori identice cu cele ale presiunii atmosferice.

d) rezistenţa mediului este cea a mediului extern în care se desfăşoară 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 să învingă rezistenţa acestora. Ea depinde de mărimea suprafeţei frontale pe care corpul o opune mediului.

29

e) inerţia este forţa care tinde să prelungească şi să susţină o situaţie dată. Astfel, un corp în repaus tinde să rămână în repaus, iar un corp în deplasare tinde să se deplaseze în continuare.

f) forţa de frecare este proporţională cu greutatea corpului

(G) care alunecă pe o suprafaţă de sprijin şi cu coeficientul de frecare (K) F = G * K Forţele interne şi externe sunt indisolubil legate între ele şi în continuă interacţiune. Întreaga activitate a omului se desfăşoară cu ajutorul acestor forţe, în care rolul hotărâtor îl are contracţia musculară dirijată de scoarţa cerebrală

3.4. Îndrumar pentru verificare/autoverificare Sinteza unităţii de învăţare

Locomoţia este o modificare a poziţiei corpului sau a părţilor acesteia, fiind rezultatul interacţiunii dintre două categorii de forţe: forţele interne şi forţele externe. Forţele interne implicate în mişcarea corpului sunt reprezentate prin impulsul nervos, contracţia musculară şi pârghiile osteo-articulare. Forţele externe implicate în realizarea mişcării sunt: forţa gravitaţională, greutatea corpului, presiunea atmosferică, rezistenţa mediului, inerţia şi forţa de frecare

Concepte şi termeni de reţinut

Impuls nervos, contracţie musculară, pârghii osteotendinoase

Întrebări de control şi teme de dezbatere 1. Care sunt forţele interne implicate în mişcarea corpului? 2. Explicaţi impulsul nervos şi rolul lui! 3. Ce este contracţia musculară? 4. Clasificaţi contracţiile musculare – exemple! 5. Ce muşchi intervin în executarea unei acţiuni musculare? 6. Ce sunt pârghiile osteo-articulare, rolul lor (exemple)? 7. Care sunt forţele externe implicate în realizarea mişcării (exemple)?

30


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1.Forţele interne implicate în mişcarea corpului sunt reprezentate prin impulsul nervos, contracţia musculară şi inerţia. 2. Greutatea corpului acţionează asupra centrului de greutate al corpului întodeauna vertical, de sus în jos. 3. Pârghiile de gradul II sunt pârghiile care au punctul de sprijin la un capăt al pârghiei, rezistenţa la celălalt capăt, iar forţa intre acestea . *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi! 4.Forţele externe implicate în realizarea mişcării sunt: forţa gravitaţională, greutatea corpului, presiunea atmosferică, rezistenţa mediului, ........şi ........... 5. Pârghiile de gradul I sunt pârghiile la care punctul de sprijin este situat între cele două momente de aplicare a forţei şi a rezistenţei; ambele forţe sunt îndreptate

Bibliografie obligatorie 1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C., Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport-Turism, Bucureşti, 1977.

31


PRINCIPII GENERALE ALE LOCOMOŢIEI

Cuprins

4.1.Introducere 4.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 4.3.Conţinutul unităţii de învăţare 4.3.1. Expunerea principiilor de la 1 la 15 4.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

4.1. Introducere Corpul omenesc, ca orice organism viu, dispune de posibilităţi complexe de comportare biomecanică şi adaptare funcţională, posibilităţi ce nu pot fi integral interpretate matematic. Dar în analiza anatomo-funcţională şi biomecanică a diverselor mişcări ale corpului uman pot fi folosite principiile generale (Baciu C., 1977).



să definească principiile ce stau la baza biomecanicii să utilizeze aceste principii în diferite mişcări

Competenţele unităţii de învăţare:

La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la principiile generale care guvernează locomoţia


32

4.3. Conţinutul unităţii de învăţare 4.3.1. Expunerea principiilor de la 1 la 15

P r i n c i p i u l nr. 1. Orice mişcare începe prin stabilirea în poziţie favorabilă sau mobilizarea centrului de greutate principal al corpului.

Exemplul 1. lovirea cu pumnul. Pentru această mişcare, centrul de greutate se

stabilizează 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 direcţia de deplasare. Trunchiul este aplecat înainte prin contracţia muşchiului psoas-iliac şi a muşchilor abdominali. Celelalte mişcări ale mersului încep numai după ce proiecţia centrului de greutate deplasat înainte a depăşit baza de susţinere.

P r i n c i p i u l nr. 2. Prnind de la centura musculară a

centrului de greutate, acţiunea mobilizatoare a segmentelor se realizează sub forma unei pete de ulei de la centru spre periferie.

Exemplu. din stând, ridicarea braţelor lateral În acest caz, lanţurile musculare intră în acţiune în

următoarea ordine. – centura musculară a trunchiului stabilizează centrul de greutate;

– muşchii centurii scapulare stabilizează centura la trunchi şi încep să o ridice.;

– muşchii abductori ai braţului abduc braţul; – muşchii extensori ai antebraţului menţin antebraţul

extins; – muşchii extensori ai mâinii şi degetelor menţin mâna şi

degetele extinse; – muşchii lombricali şi interosoşi menţin degetele apropiate.

P r i n c i p i u l nr. 3. Membrele superioare şi inferioare

acţionează ca lanţuri 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. P r i n c i p i u l nr. 4 Când membrele superioare sau

inferioare acţionează ca lanţuri cinematice deschise, muşchii care intră în acţiune îşi iau puncte fixe de inserţie pe capetele lor centrale şi acţionează asupra segmentelor prin capetele lor periferice.

Exemplu: din stând, ridicarea braţelor oblic în sus. Muşchii centurii scapulare îşi iau punct fix pe

coloană şi trag centura înainte şi în sus, muşchii abductori ai braţului

33

iau punct fix pe centura scapulară şi duc braţele în abducţie; muşchii extensori ai antebraţului iau punct fix pe braţ şi menţin antebraţul în extensie, muşchii extensori ai mâinii şi ai degetelor iau punct fix pe antebraţ şi menţin extensia acestor ultime segmente.

P r i n c i p i u l nr. 5. Când un membru (superior sau

inferior) acţionează ca un lanţ cinematic închis, deci prin extremitatea lui periferică se află sprijinit sau fixat pe o bază oarecare de susţinere, muşchii care intră în acţiune îşi iau punct fix pe capetele lor periferice şi acţionează asupra segmentelor prin capetele lor centrale.

Exemplu: din stând, îndoirea genunchilor. Muşchii extensori ai piciorului pe gambă (tricepsul

sural în special) îşi iau punct fix pe picior pentru a nu lăsa gamba să se prăbuşească pe picior, extensorii gambei pe coapsă (cvadricepsul în special) îşi iau punct fix pe gambă pentru a nu lăsa coapsa să se prăbuşească pe gambă, extensorii coapsei pe bazin (ischiogambierii mai ales) îşi iau punct fix pe gambă pentru a nu lăsa bazinul să se prăbuşească pe coapsă.

P r i n c i p i u l nr. 6. Când membrele acţionează ca

lanţuri cinematice deschise, grupele musculare agoniste se contractă izotonic şi mişcarea rezultă din apropierea capetelor musculare de inserţie.

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 inserţie.

P r i n c i p i u l nr.7. Când membrele acţionează ca lanţuri

cinematice închise, grupele musculare agoniste se contractă izotonic sau izometric, succesiv sau sub ambele forme.

Exemplu de contracţie izotonică: din poziţia atârnat, îndoirea braţelor. Exerciţiul rezultă din mişcările concomitente: flexia braţelor pe antebraţ şi adducţia braţelor. Grupele musculare agoniste iau punct fix pe capetele lor periferice şi se contractă izotonic, apropiindu-şi capetele de inserţie.

Exemplu de contracţie izometrică. din atârnat cu braţele îndoite, întinderea braţelor. Exerciţiul rezultă din următoarelor 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 inserţie.

Exemplu de contracţie succesivă: în alergarea de viteză, atacul solului cu piciorul, apoi extensia piciorului (flexia plantară) pe gambă. În atacul solului antepiciorul ia contact cu solul şi tricepsul sural, contractându-se izometric, controlează apropierea călcâiului de sol. În faza următoare de exensie a piciorului pe gambă, antepiciorul continuă să fie sprijinit pe sol, dar tricepsul sural se contractă izotonic, apropiindu-şi capetele de inserţie pentru a fi posibilă extensia (flexia plantară), deci propulsia corpului înainte.

34

P r i n c i p i u l nr. 8. Executarea unei mişcări este posibilă

datorită intervenţiei concomitente şi contrarii a muşchilor agonişti şi antagonişti. Când agoniştii se contractă izotonic, antagoniştii se contractă izometric şi invers. Viteza de execuţie a mişcărilor este dependentă de raportul invers proporţional dintre intesitatea de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor.

Exemplu: din stând cu braţele lateral cu palmele în sus, îndoirea coatelor la 90o. În această mişcare intervin ca agonişti muşchii flexori ai antebraţului pe braţ (în special brahialul anterior şi bicepsul brahial), care se contrată izotonic. Concomitent intervin însă şi muşchii antagonişti, deci extensorii antebraţului pe braţ (în special tricepsul sural şi anconeul), care se contractă izometric. În lipsa antagoniştilor, mişcarea s-ar executa necoordonat şi brusc.

Pentru realizarea rapidă a exerciţiului, flexorii se contractă puternic, iar extensorii cu o intensitate mai scăzută. Pentru realizarea înceată a mişcării, flexorii se contractă mai puţin intens, iar extensorii opun o rezistenţă mai mare. Cu cât viteza de execuţie a agoniştilor este mai mare, cu atât intervenţia antagoniştilor pe parcursul amplitudinii de mişcare este mai mică.

P r i n c i p i u l nr. 9. La sfârşitul mişcării, muşchii

antagonişti se transformă în muşchi neutralizatori. Cu cât viteza de execuţie este mai mare,cu atât intervenţia antagoniştilor la sfârşitul mişcării este mai intensă.

Exemplu. ca la principiul nr. 8. Când cotul ajunge la o flexie de 900, muşchii extensori

intensificându-şi acţiunea opresc excursia antebraţului în această poziţie.

. P r i n c i p i u l nr. 10 Menţinerea poziţiei se realizează

prin echilibrarea intensităţii de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor şi intrarea tuturor lanţurilor musculare în condiţii de travaliu static.

Exemplu. ca la principiile 8 şi 9. Antebraţul ajuns în poziţie de flexie la 900 pe braţ

este menţinut la verticală prin echilibrarea intensităţii de acţiune a flexorilor şi extensorilor antebraţului pe braţ

P r i n c i p i u l nr. 11. Folosirea acţiunii forţelor externe

(în special a forţelor gravitaţionale) 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. Deşi este vorba de o mişcare de triplă flexie a membrelor inferioare, în realitate însă exerciţiul este controlat şi gradat de lanţul triplei extensii, deci de extensorii piciorului pe gambă, ai gambei pe coapsă şi ai coapsei pe bazin. Toţi aceşti muşchi se contractă izometric şi nu lasă segmentele membrelor inferioare să se prăbuşească unele pe celelalte sub influenţa forţelor gravitaţionale. Deşi este vorba de o triplă flexie, agoniştii sunt reprezentaţi grupele musculare ale lanţului triplei extensii, iar flexorii devin antagonişti.

35

P r i n c i p i u l nr. 12. În unele situaţii, folosirea forţelor

externe (şi în special a forţelor gravitaţionale) inversează rolul grupelor musculare numai după ce acestea au declanşat mişcarea.

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 bazin acţionează ca antagonişti în această fază a mişcării. După ce trunchiul a părăsit poziţia de echilibru, el tinde sub acţiunea forţelor gravitaţionale să se prăbuşească înainte. Pentru ca mişcarea să se poată executa coordonat, controlul ei este preluat de muşchii şanţurilor vertebrale şi de extensorii coapsei pe bazin. Deşi este vorba de o mişcare de flexie a trunchiului, după ce aceasta a fost iniţiată de muşchii flexori, care s-au contractat izotonic, ea este continuată şi controlată de extensori, care se contractă izometric.

Exemplul 2: din stând, aplecarea trunchiului înapoi. Mecanismul este invers, mişcarea fiind iniţiată de

extensorii care se contractă izotonic şi apoi este continuată de muşchii abdominali şi de psoas-iliaci, care se contractă izometric.

P r i n c i p i u l nr. 13. În cadrul acţiunilor lanţurilor

cinematice închise, pârghiile osteo-articulare acţionează, în general, ca pârghii de sprijin, deci ca pârghii de gradul I.

Exemplu: comportarea pârghiei articulaţiei cotului în poziţia stând pe mâini.

Forţa reprezentată de inserţia olecraniană a tricepsului brahial, se găseşte în afară. Sprijinul, reprezentat de contactul dintre extermităţile articulare humerale şi radio-cubitale, se găseşte la mijloc. Rezistenţa, reprezentată de proiecţia centrului de greutate, cade la interior. Deci, F.S.R., pârghie de gradul I

P r i n c i p i u l nr. 14. În cadrul acţiunilor lanţurilor

cinematice deschise, pârghiile osteo-articulare acţionează, 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, forţa, reprezentată de inserţia 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 radul III.

P r i n c i p i u l nr. 15. Perfecţionarea se atinge prin

realizarea mişcărilor cu maximum de eficienţă, folosindu-se la minimum forţele interne şi la maximum forţele externe. Astfel, perfecţionarea exerciţiilor fizice apare ca o formă superioară 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 inerţie (ca un pendul), deci

36

prin folosirea unei forţe externe. Grupele musculare care intervin sunt reprezentate de muşchii flexori ai gambei pe coapsă, respectiv muşchii ischiogambieri, care la sfârşitul mişcării se contractă izometric, oprind pendularea gambei.

Exemplul 2: aruncarea mingii la handbal. Pentru ca forţa cu care mingea este trasă la poartă să

fie cât mai mare este folosită şi traiectoria centrului de greutate al corpului.

Exemplul 3: aruncarea discului sau a ciocanului. Forţa externă folosită la maximum în aceste exerciţii

este forţa centrifugă. Bineînţeles că utilizarea la maximum a forţelor externe presupune o coroborare perfectă a acestora cu forţele 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 cunoştinţe de anatomie funcţională şi biomecanică poate trece la studiul diverselor mişcări care-l interesează, în scopul perfecţionării lor.


Cele 15 principii ale locomoţiei sunt: 1.Orice mişcare începe prin stabilirea în poziţie favorabilă sau mobilizarea centrului de

greutate principal al corpului. 2.Pornind de la centura musculară a centrului de greutate, acţiunea mobilizatoare a

segmentelor se realizează sub forma unei pete de ulei de la centru spre periferie. 3.Membrele superioare şi inferioare acţionează ca lanţuri cinematice închise sau deschise. 4.Când membrele superioare sau inferioare acţionează ca lanţuri cinematice deschise, muşchii

care intră în acţiune îşi iau puncte fixe de inserţie pe capetele lor centrale şi acţionează asupra segmentelor prin capetele lor periferice.

5. Când un membru (superior sau inferior) acţionează ca un lanţ cinematic închis, deci prin extremitatea lui periferică se află sprijinit sau fixat pe o bază oarecare de susţinere, muşchii care intră în acţiune îşi iau punct fix pe capetele lor periferice şi acţionează asupra segmentelor prin capetele lor centrale.

6. Când membrele acţionează ca lanţuri cinematice deschise, grupele musculare agoniste se contractă izotonic şi mişcarea rezultă din apropierea capetelor musculare de inserţie.

7. Când membrele acţionează ca lanţuri cinematice închise, grupele musculare agoniste se contractă izotonic sau izometric, succesiv sau sub ambele forme.

8. Executarea unei mişcări este posibilă datorită intervenţiei concomitente şi contrarii a muşchilor agonişti şi antagonişti. Când agoniştii se contractă izotonic, antagoniştii se contractă izometric şi invers. Viteza de execuţie a mişcărilor este dependentă de raportul invers proporţional dintre intesitatea de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor.

37

9.La sfârşitul mişcării, muşchii antagonişti se transformă în muşchi neutralizatori. Cu cât viteza de execuţie este mai mare,cu atât intervenţia antagoniştilor la sfârşitul mişcării este mai intensă.

10. Menţinerea poziţiei se realizează prin echilibrarea intensităţii de acţiune a agoniştilor şi antagoniştilor şi intrarea tuturor lanţurilor musculare în condiţii de travaliu static.

11. Folosirea acţiunii forţelor externe (în special a forţelor gravitaţionale) inversează rolul grupelor musculare.

12. În unele situaţii, folosirea forţelor externe (şi în special a forţelor gravitaţionale) inversează rolul grupelor musculare numai după ce acestea au declanşat mişcarea

13. În cadrul acţiunilor lanţurilor cinematice închise, pârghiile osteo-articulare acţionează, în general, ca pârghii de sprijin, deci ca pârghii de gradul I.

14. În cadrul acţiunilor lanţurilor cinematice deschise, pârghiile osteo-articulare acţionează, în general, ca pârghii de viteză, deci ca pârghii de gradul III.

15. Perfecţionarea se atinge prin realizarea mişcărilor cu maximum de eficienţă, folosindu-se la minimum forţele interne şi la maximum forţele externe. Astfel, perfecţionarea exerciţiilor fizice apare ca o formă superioară de adaptare a organismului uman la mediu.


Centru de greutate, contracţii izotonice, contracţii izometrice Întrebări de control şi teme de dezbatere

1. Care sunt principiile generale ale locomoţiei? 2. Ce vizează aceste principii ? 3. Definiţi principiul 1 (exemplu) ! 4. Definiţi principiul 2, exemplu. 5. Explicaţi principiul 3. 6. Explicaţi principiul 6. 7. Explicaţi principul 7.

38


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)!

1.Orice mişcare începe prin stabilirea în poziţie favorabilă sau mobilizarea centrului de greutate principal al corpului.

2.Membrele superioare şi inferioare acţionează ca lanţuri cinematice închise sau deschise. 3.În cadrul acţiunilor lanţurilor cinematice deschise, pârghiile osteo-articulare acţionează, în

general, ca pârghii de viteză, deci ca pârghii de gradul I. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi:

4.Folosirea acţiunii forţelor externe (în special a................) inversează rolul grupelor musculare.

5. Cu cât viteza de execuţie este mai mare,cu atât intervenţia .............la sfârşitul mişcării este mai intensă.

Bibliografie obligatorie 1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport-Turism, Bucureşti, 1977.

39


TIPURI DE STATICĂ ŞI DINAMICĂ

Cuprins

5.1.Introducere 5.2.Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 5.3.Conţinutul unităţii de învăţare 5.3.1. Tipuri de activitate biomecanică statică 5.3.2. Tipuri de activitate biomecanică dinamică 5.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

5.1.Introducere

Musculatura corpului dezvoltă două tipuri de activitate şi anume: statică şi dinamică. La fiecare din aceste două tipuri întâlnim o serie de particularităţi biomecanice.



descrierea particularităţilor biomecanice ale activităţii statice si dinamice: utilizarea acestor tipuri biomecanice în activitatea sportivă si

profesională Competenţele unităţii de învăţare: La sfarşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – vor deprinde cu noţiunile referitoare la activitatea statică şi dinamică; – vor conştientiza rolul contracţiilor statice şi dinamice în biomecanica organismului.

40



5.3.1. Tipuri de activitate biomecanică statică

Activitatea statică de asigurare posturală este rezultatul contracţiei statico-izometrice a grupelor şi lanţurilor musculare; ea nu duce la scurtarea muşchiului şi nici la deplasarea unor segmente sau a corpului în întregime. În cadrul lor, muşchii obosesc rapid, întrucât ei solicită puternic centrii nervoşi, iar circulaţia sângelui şi a limfei la nivelul muşchilor este îngreunată ca urmare a comprimării vaselor. Ea este de trei feluri: a. activitatea statică de consolidare o întâlnim în cazul poziţiilor de echilibru stabil, (atârnat) unde centrul general de greutate se află sub baza de susţinere. Aici grupele şi lanţurile musculare se opun forţelor de tracţiune care, la nivelul articulaţiilor se manifestă ca forţe ce au tendinţa de a disloca articulaţiile punând în stare de tensiune capsula şi ligamentele, cu atât mai mult cu cât solicitarea este mai mare. Efortul static de consolidare solicită concomitent grupele şi lanţurile musculare antagoniste. De aceea exerciţiile care folosesc acest tip de efort antrenează concomitent atât muşchii agonişti cât şi pe cei antagonişti. b. activitatea statică de fixare (echilibrare) apare în cazul poziţiilor statice cu echilibru nestabil, unde centrul de greutate al corpului se află deasupra bazei de susţinere, cum sunt poziţiile stând şi numeroasele lor variante. Grupele şi lanţurile musculare se opun forţelor care tind să dezechilibreze corpul, fixându-l în poziţia respectivă. Condiţiile de echilibru nestabil determină forţe care se manifestă la nivelul articulaţiilor sub formă de presiune, aceasta fiind cu atât mai mare cu cât greutatea este mai mare (purtarea unei greutăţi în braţe sau pe umeri). Şi aici efortul static solicită concomitent grupe şi lanţuri musculare antagoniste (agonişti şi antagonişti din diferite articulaţii). Poziţiile stând pe vârfuri, cumpănă cu braţe lateral, stând pe mâini necesită cel mai mare efort static de fixare. În cele două tipuri de activitate statică descrise până acum, forţa 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 află în poziţii complexe, în care forţa 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 solicitări statice diferite. Musculatura

41

corpului luptând împotriva forţei de gravitaţie care tinde să schimbe poziţia acestuia sau a segmentelor sale depune un efort static de menţinere, care asigură poziţia. c. activitatea statică de menţinere se întâlneşte atât în poziţiie 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 motrică. Numărul grupelor care depun efort de menţinere variază în funcţie de poziţia pe care o analizăm.

Astfel, în poziţia atârnat la bară fixă grupa musculară a flexorilor degetelor şi cea a basculei mediale a scapulei depun efort static de menţinere, iar restul musculaturii depune efort static de consolidare.

În poziţia atârnat echer se adaugă, cu efort static de menţinere, grupa muşchilor flexori ai coapsei pe bazin şi muşchii pereţilor abdominali. În poziţia stând cu braţele depărtate grupa muşchilor abductori în articulaţia scapulo-humerală şi a extensorilor cotului depun efort de menţinere, iar restul activitate statică 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.

Figura 5.1. Forme de activitate musculară statică

a – de mentinere; b – de consolidare; c – de fixare (echilibrare)

5.3.2. Tipuri de activitate biomecanică dinamică

Activitatea dinamică a musculaturii corpului are două particularităţi: de învingere şi de cedare. a. activitatea dinamică de învingere (contracţie concentrică) este contracţia în care muşchiul se scurtează şi mobilizează oasele printr-o mişcare concentrică, de apropiere; muşchii antagonişti sunt întinşi şi prin aceasta contribuie la frânarea mişcării. b. 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.

42

Astfel, înclinarea corpului înainte poate fi produsă prin

contracţia de învingere a musculaturii pereţilor abdominali, sau prin contracţia de cedare a muşchilor şanţurilor vertebrale care sunt antagoniştii 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, aceeaşi mişcare rezultă din efortul dinamic de cedare al extensorilor coapsei, care luptând împotriva gravitaţiei cedează treptat din contracţia lor şi permit astfel mişcarea de flexie.

Rezultă o ideie de cea mai mare importanţă în biomecanică şi anume: aceeaşi grupă musculară poate, în unele condiţii, să efectueze mişcarea prin scurtare, ca şi mişcarea opusă ei, dar prin alungire (cedare). Astfel, grupa flexorilor antebraţului 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 mişcarea de tracţiune la bară fixă, în prima fază – de ridicare a corpului – acţionează un lanţ muscular format din flexorii degetelor, ai antebraţului, retroductorii în articulaţia scapulo-humerală, coborâtorii scapulei şi muşchii basculei mediale a scapulei; activitatea acestora la ridicarea corpului este de învingere.

În faza a doua a mişcării – de coborâre a corpului – tot acelaşi lanţ muscular asigură mişcarea, însă prin activitate de cedare. Un alt exemplu: la săritura în lungime (cu sau fără elan), în faza de impulsie acţionează lanţul muscular al triplei extensii prin contracţie musculară dinamică de învingere, iar la aterizare, acţionează acelaşi lanţ muscular, însă prin efort dinamic de cedare.


Musculatura corpului dezvoltă două tipuri de activitate şi anume: statică şi dinamică, fiecare cu particularităţile lor biomecanice.

Activitatea statică de asigurare posturală este rezultatul contracţiei statico-izometrice a grupelor şi lanţurilor musculare; ea nu duce la scurtarea muşchiului şi nici la deplasarea unor segmente sau a corpului în întregime. În cadrul lor, muşchii obosesc rapid, întrucât ei solicită puternic centrii nervoşi, iar circulaţia sângelui şi a limfei la nivelul muşchilor este îngreunată ca urmare a comprimării vaselor

Ea este de trei feluri: activitatea statică de consolidare, activitatea statică de fixare (echilibrare), activitatea statică de menţinere

Activitatea dinamică a musculaturii corpului are două particularităţi: de învingere şi de cedare.

43

Concepte şi termeni de reţinut Activitate statică de consolidare; activitate dinamică de învingere; activitate dinamică de cedare

Întrebări de control şi teme de dezbatere 1. Care sunt tipurile biomecanice de activitate musculară? 2.Care sunt tipurile biomecanice de activitate statică (exemple)? 3.Ce este activitate statică de consolidare (exemple)? 4.Ce este activitatea statică de fixare (exemple)? 5.Ce este activitatea statică de menţinere (exemple)? 6.Care sunt tipurile biomecanice de activitate dinamică (exemple)? 7. Ce este activitatea dinamică de învingere? 8. Ce este activitatea dinamică de cedare ?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1. În cadrul contracţiei izometrice muşchii obosesc tardiv. 2.Contracţia excentrică este contracţia în care lungimea muşchiului creşte corespunzător. 3. Activitatea statică de consolidare se întâlneşte în cazul poziţiilor de echilibru stabil, unde centrul general de greutate se află sub baza de susţinere.

*Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi: 4.Activitatea dinamică a musculaturii corpului are două particularităţi: ...................şi de cedare. 5. Activitatea statică de asigurare posturală este rezultatul contracţiei ....................

44


45


BIOMECANICA COLOANEI VERTEBRALE

Cuprins:

6.1. Introducere 6.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 6.3. Conţinutul unităţii de învăţare 6.3.1.Structura funcţionala a coloanei vertebrale 6.3.2. Biomecanica coloanei vertebrale 6.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

6.1.Introducere

Coloana vertebrală este cel mai important segment al aparatului locomotor. De ea sunt legate toate celelalte segmente, care alcatuiesc trunchiul (toracele si bazinul) si tot de ea se articuleaza membrele superioare si membrele inferioare. Ea ne conferă simetria corpului şi direcţia de mişcare. Tot ea face posibilă atât mobilitatea cât şi stabilitatea corpului.


Obiectivele unităţii de învăţare: descrierea aspectelor de structură ale coloanei vertebrale; explicarea biomecanicii coloanei vertebrale; aplicarea în practică în mod corect mişcărilor coloanei

vertebrale Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – vor deprinde noţiunile referitoare la coloana vertebrală; – conştientiza rolul coloanei vertebrale în mişcare

46



6.3.1.Structura funcţionala a coloanei vertebrale Coloana vertebrală este alcătuită din suprapunerea pieselor

osoase numite vertebre. Articulaţiile corpilor vertebrali a). suprafeţele articulare sunt date de feţele superioară şi

inferioară, uşor concave ale corpilor vertebrali. Între aceste suprafeţe osoase se găsesc discurile intervertebrale.

b). discurile intervertebrale sunt formaţiuni fibro-cartilaginoase alcătuite dintr-o porţiune fibroasă periferică (inelul fibros) şi o porţiune 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 inseră profund pe zona compactă osoasă. Nucleul pulpos se comportă fizic ca un gel care pierde apă şi îşi diminuează fluiditatea în raport direct cu presiunea ce se exercită asupra lui.

Rolul discurilor intervertebrale este multiplu: – contribuie, prin rezistenţa lor, la menţinerea curburilor

coloanei; – favorizează, prin elasticitatea lor, revenirea la starea de

echilibru – 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.

În toată lungimea coloanei vertebrale se întind două ligamente:

– ligamentul vertebral comun anterior pus în tensiune în timpul

extensiei coloanei, pe care o limitează – ligamentul vertebral comun posterior pus în

tensiune de mişcarea de flexie a coloanei pe care o limitează. Articulaţiile apofizelor articulare Aceste articulaţii sunt plane şi permit doar simpla alunecare a

suprafeţelor articulare una pe cealaltă.

47

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 faţă de alta.

Articulaţiile apofizelor spinoase Apofizele spinoase sunt unite între ele prin două feluri de

ligamente: ligamentele interspinoase (între două apofize spinoase) şi ligamentul supraspinos (pe toată lungimea coloanei vertebrale). În regiunea cervicală posterioară, 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 afară şi au formă convexă şi pe de altă parte, 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 capsulă subţire, întărită de două ligamente, anterior şi poaterior.

Muşchii implicaţi în mişcările coloanei vertebrale sunt: – muşchii gâtului:

sternocleidomastoidianul situat pe faţa laterală a gâtului, pe sub muşchiul pielos al gâtului şi îndreptat diagonal de sus în jos dinapoi înainte şi din afară înăuntru. Proximal se inseră pe apofiza mastoidă a osului temporal, iar distal se inseră prin două capete: unul pe manubriul sternal (capătul sternal) şi unul pe partea internă a claviculei (capătul clavicular). Acest muşchi flectează capul pe coloană, îl înclină (apleacă) lateral de partea lui şi îl rotează îndreptând bărbia în partea opusă. scalenii (anterior, mijlociu şi posterior) se întind de la apofizele trnsverse ale ultimelor şase vertebre cervicale la primele două coaste. Când iau punct fix pe capetele distale, înclină de partea lor coloana vertebrală cervicală. Când iau punct fix pe capetele proximale, devin muşchi inspiratori.

-muşchii prevertebrali: ei se găsesc pe faţa anterioară a coloanei vertebrale.

dreptul anterior al capului se inseră proximal pe osul occipital, înaintea găurii occipitale; se împarte în patru fascicule şi se inseră distal pe tuberculii anteriori ai vertebrelor cervicale 3,4,5,6. Este flexor al capului pe coloana cervicală.

micul drept anterior al capului situat imediat înapoia precedentului, se inseră proximal pe osul occipital, iar distal, pe masele laterale şi pe apofizele transverse ale atlasului. Flectează capul pe coloană.

48

lungul gâtului se întinde de la tuberculul anterior al atlasului până la corpii vertebrali ai primelor trei vertebre dorsale. Este flexor şi rotator al coloanei vertebrale cervicale.

– muşchii abdominali antero-laterali. marele drept al abdomenului; cele trei fascicule ale sale se inseră proximal pe cartilajele costale ale coastelor 5,6,7. Distal, se inseră pe marginea superioară a pubisului. Când ia punct fix pe pubis, coboară coastele (muşchi expirator) şi flectează toracele pe bazin. Când ia punct fix pe coaste, flectează bazinul pe torace. Prin contracţia lui ajută împreună cu ceilalţi muşchi la comprimarea viscerelor şi expulzarea conţinutului acestora (micţiune, defecaţie, vomă).

marele oblic al abdomenului (oblicul extern) este muşchi superficial. Se inseră proximal pe ultimele 7-8 coaste, iar distal, pe marginea crestei iliace, pe spina iliacă antero-superioară, pe marginea anterioară a osului coxal, pe pubis şi pe linia albă care este o bandă conjunctivă rezistentă care se întinde pe linia mediană de la pubis la apendicele xifoid şi rezultă din încrucişarea aponevrozelor muşchilor largi ai abdomenului. Când ia punct fix pe bazin coboară 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 contractă de o singură parte, este un rotator al coloanei vertebrale.

micul oblic al abdomenului (oblicul intern) este situat sub marele oblic. Se inseră distal, pe spina iliacă antero-superioară, pe creasta iliacă, pe apofizele transverse ale primei vertebre sacrate şi ale ultimelor vertebre lombare. Are acţiune asemănătoare cu cea a marelui oblic.

transversul abdomenului fasciculele lui pornesc de la ultimele coaste, apofizele transverse ale coloanei lombare, marginea internă a crestei iliace. Anterior ele formează o aponevroză largă ce se inseră pe linia albă, la care participă. Comprimă viscerele abdominale, iar secundar este muşchi expirator.

– muşchii lombo-iliaci închid posterior cavitatea abdominală.

pătratul lombelor situat pe laturile coloanei lombare cu trei grupe de fascicule: ilio-costale, ilio-transversale şi costo transversale. De la coasta 12-a la creasta iliacă. Când ia punct fix pe creasta iliacă coboară ultimele coaste (muşchi expirator) şi înclină coloana lateral. Când ia punct fix pe torace, înclină bazinul lateral pe torace. psoasul iliac situat în partea posterioară a abdomenului, în fosa iliacă internă şi în partea anterioară a coapsei. Este format din două porţiuni: psoasul şi iliacul. Ambele porţiuni se inseră distal, printr-un tendon pe micul trohanter al extremităţilor superioare ale femurului. Are acţiuni foarte importante: flectează coapsa pe bazin

– flectează coloana vertebrală şi bazinul pe coapsă – flectează trunchiul pe bazin – rotator al coloanei.

Împreună cu muşchii abdominali, cu cei ai spatelui şi cu ischio-gambierii asigură echilibrul trunchiului pe coapsă.

49

– muşchii posteriori ai coloanei vertebrale sunt în număr mare:

trapezul, prin baza lui se inseră 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 inseră pe cele două oase ale centurii scapulare (claviculă, acromion, spina omoplatului). Rolul lui: mobilizează centura scapulară şi umărul ridicându-le şi apropiind omoplatul de coloană, înclină capul lateral, înclină coloana cervicală lateral şi înclină coloana dorsală spre omoplatul de aceeaşi parte. marele dorsal, prin baza lui se inseră 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 inferioară a cefei şi în partea superioară a regiunii dorsale. Rolul lui: trage omoplatul înăuntru şi îl basculează, apropiind vârful omoplatului de coloană; trage coloana spre omoplat. unghiularul situat pe partea laterală a cefei. Proximal, se inseră pe apofizele transverse ale primelor 5 vertebre cervicale, iar distal, pe unghiul supero-intern al omoplatului. Rolul lui: trage omoplatul în sus, înclină lateral coloana cervicală pe partea lui. micul dinţat postero-superior, situat sub romboid. De la apofizele C5-D3 până pe coastele 2-5. Este muşchi inspirator. micul dinţat postero-inferior. De la apofizele spinoase D11-L3 până pe ultimele 4 coaste. Este muşchi inspirator. muşchii cefei. Situaţi sub trapez, romboid şi micul dinţat, deasupra unghiularului, sunt în număr de 8. Cel mai important este muşchiul splenius. Sunt muşchi de extensie, înclinaţie laterală şi de rotaţie a capului. muşchii 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 muşchi extensori ai coloanei şi menţin echilibrul extrânsec al acesteia. – muşchii intertransversali înclină coloana lateral de partea lor

– muşchii interspinoşi sunt extensori ai coloanei 6.3.2. Biomecanica coloanei vertebrale Mişcările coloanei vertebrale sunt mişcări complexe. Ele se realizează prin cumularea uşoarelor deplasări ale corpurilor vertebrale (la nivelul discurilor intervertebrale şi la nivelul articulaţiilor). Aceste mişcări sunt limitate de rezistenţa ligamentelor şi a articulaţiilor intervertebrale şi de gradul de compresibilitate a ţesutului fibrocartilaginos din care este compus discul.

50

Mişcarea de flexie În mişcarea de flexie, porţiunea anterioară a discurilor intervertebrale este comprimată, în timp ce ligamentul vertebral comun posterior, ligamentele galbene, ligamentele interspinoase, ligamentul supraspinos şi muşchii spatelui sunt puşi sub tensiune. Muşchii care iniţiază mişcarea sunt cei ai peretelui abdominal in special dreptul abdominal si cei doi oblici, psoasul iliac şi muşchii subhioidieni şi sternocleidomastoidienii. Odată iniţiată mişcarea, grupul antagonist al flexorilor (extensorii coloanei) intră în acţiune şi gradează flectarea trunchiului, învingând forţele gravitaţionale. Mişcarea de extensie În mişcarea de extensie, porţiunile 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. Muşchii şanţurilor vertebrale, deci muşchii extensori, sunt cei care iniţiază mişcarea, care apoi este controlată de grupul anterior. Mai intervin în extensie şi: spleniusul capului, muşchii posteriori ai gâtului, interspinoşii şi muşchii sacrospinali. Mişcarea de înclinare laterală (îndoire). Această mişcare are maximum de amplitudine în segmentul dorsal. Muşchii 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, muşchii cefei, trapezul, marele şi micul oblic abdominal. Mişcarea de rotaţie (răsucire). Este maximă în regiunea cervicală. Coloana dorsală se rotează puţin şi nuumai dacă se înclină şi lateral. Coloana lombară se răsuceşte când este în extensie. Muşchii care execută mişcarea sunt: oblicii abdominali, intercostalii, sistemul spino-transvers al muşchilor şanţurilor vertebrale. Răsucirea de aceeaşi parte se face prin: marele dorsal, spleniusul, lungul gâtului şi micul oblic abdominal. Răsucirea 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 forţa dată de muşchii cefei şi rezistenţa dată de greutatea capului care tinde să cadă înainte. Ea permite mişcări de flexie cu amplitudinea de 20o, de extensie de 30o şi de înclinare laterală de 15o. Muşchii flexori sunt: marele şi micul drept anterior ai capului şi dreptul lateral al capului. 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.

51

Biomecanica articulaţiei atlanto-axoidiene Este articulaţia dintre prima şi a doua vertebră cervicale. (atlas şi axis). Vertebra atlas nu are corp vertebral şi nici apofize articulare inferioare, acestea fiind reduse la simple suprafeţe articulare, aflate pe feţele inferioare ale maselor lui laterale. Împreună cu acestea, apofizele articulare superioare ale axisului realizează articulaţiile atlanto-axoidiene laterale, articulaţii plane ca şi cele dintre apofizele articulare ale celorlalte vertebre. Prin ea se realizează numai mişcarea de rotaţie a capului cu o amplitudine de 30o de o parte şi de alta. La rotaţii de amplitudini mai mari iau parte şi articulaţiile vertebrelor subiacente.


Coloana vertebrală leagă toate celelalte segmente, care alcătuiesc trunchiul (toracele si bazinul) si tot de ea se articuleaza membrele superioare si membrele inferioare conferind simetria corpului, direcţia de mişcare, dar şi mobilitatea şi stabilitatea corpului. Principalele mişcări executate la nivelul coloanei sunt: -Mişcarea de flexie – în care porţiunea anterioară a discurilor intervertebrale este comprimată, în timp ce ligamentul vertebral comun posterior, ligamentele galbene, ligamentele interspinoase, ligamentul supraspinos şi muşchii spatelui sunt puşi sub tensiune. Muşchii care iniţiază mişcarea sunt cei ai peretelui abdominal in special dreptul abdominal si cei doi oblici, psoasul iliac şi muşchii subhioidieni şi sternocleidomastoidienii -Mişcarea de extensie– în care porţiunile posterioare ale discurilor intervertebrale sunt comprimate, în timp ce ligamentul vertebral comun anterior este pus sub tensiune. Muşchii şanţurilor vertebrale, deci muşchii extensori, sunt cei care iniţiază mişcarea, care apoi este controlată de grupul anterior. Mai intervin în extensie şi: spleniusul capului, muşchii posteriori ai gâtului, interspinoşii şi muşchii sacrospinali. -Mişcarea de înclinare laterală – are maximum de amplitudine în segmentul dorsal. Muşchii 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, muşchii cefei, trapezul, marele şi micul oblic abdominal. -Mişcarea de rotaţie -este maximă în regiunea cervicală. Coloana dorsală se rotează puţin şi nuumai dacă se înclină şi lateral. Coloana lombară se răsuceşte când este în extensie. Muşchii care execută mişcarea sunt: oblicii abdominali, intercostalii, sistemul spino-transvers al muşchilor şanţurilor vertebrale. Răsucirea de aceeaşi parte se face prin: marele dorsal, spleniusul, lungul gâtului şi micul oblic abdominal. Răsucirea de partea opusă se face prin: spino-transvers şi marele oblic abdominal.

52

Concepte şi termeni de reţinut – coloana vertebrală; discuri intervertebrale; mişcarea de flexie; mişcarea de extensie.


1. Ce este coloana vertebrală? 2. Care sunt articulaţiile coloanei vertebrale? 3. Precizaţi rolul discurilor intervertebrale. 4. Care sunt mişcările coloanei vertebrale ? 5. Ce muşchi sunt implicaţi în flexia coloanei? 6. Ce muşchi sunt implicaţi în extensia coloanei? 7. Ce muşchi fac înclinarea laterală a coloanei?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1.Mişcarea de înclinare laterală a coloanei are maximum de amplitudine în segmentul dorsal. 2. În timpul mişcării de extensie a coloanei, porţiunile anterioare ale discurilor intervertebrale sunt comprimate. 3. Răsucirea de aceeaşi parte se face prin: marele dorsal, spleniusul, lungul gâtului şi marele oblic abdominal *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi: 4.Răsucirea de partea opusă se face prin: spino-transvers şi.............................. 5. Principalele mişcări efectuate la nivelul coloanei vertebrale sunt: flexie, extensie, înclinare laterală şi...................

53


54


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI UMĂRULUI

Cuprins: 7.1. Introducere 7.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 7.3.Conţinutul unităţii de învăţare 7.3.1. Structura funcţională si biomecanica centurii scapulare 7.3.2. Structura fucţională si biomecanica umarului 7.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

7.1.Introducere

Legătura dintre partea superioară a trunchiului şi membrele superioare este realizată de centura scapulară.

Scheletul centurii scapulare este alcătuit din două oase: clavicula şi omoplatul. Clavicula este un os lung, turtit, aşezat 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 faţa postero-externă a toracelui, între primul şi al optulea spaţiu intercostal.

7.2. Obiectivele şi competenţele/unităţii de învăţare


– descrierea structurii centurii scapulare; – descrierea anatomiei articulaţiei umărului; – aplicarea corectă practică a mişcărilor acestei formaţiuni complexe. Competenţele unităţii de învăţare:

La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la centura scapulară şi umăr; vor conştientiza biomecanica centurii scapulare şi a umărului.

55


7.3. Conţinutul unităţii de învăţare 7.3.1. Structura funcţională şi biomecanica centurii scapulare

Articulaţiile centurii scapulare sunt: – articulaţia sterno-claviculară – articulaţia acromio-claviculară – articulaţia scapulo-toracică

a. Biomecanica articulaţiei sterno-claviculară Articulaţia sterno-claviculară este o diartroză prin dublă îmbucare,

deci o articulaţie şelară, are două grade de libertate: permite claviculei mişcări de ridicare şi coborâre şi mişcări de proiectare înainte şi înapoi, iar ca o rezultantă a acestora şi mişcări de circumducţie. Adevăratul pivot al acestor mişcări este ligamentul costo-clavicular în jurul căruia se realizează aceste mişcări. Extremităţile claviculei, în diversele mişcări, se deplasează concomitent, dar în sens invers, astfel:

– în mişcarea de proiecţie înainte a claviculei extremitatea ei internă basculează înapoi, iar cea externă -înainte. – în mişcarea de proiecţie înapoi a claviculei, extremitatea ei internă basculează înainte, iar cea externă -înapoi..

– în mişcarea de circumducţie, extremitatea internă are o amplitudine mai mică, iar cea externă o amplitudine mai mare.

Muşchii motori ai articulaţiei sterno-claviculare sunt:

-muşchii ridicători ai claviculei / muşchii pentru proiecţia înapoi a claviculei

– trapezul

sternocleidomastoidianul(capătul clavicular)

-muşchii coborâtori ai claviculei / muşchii pentru proiecţia înainte a

claviculei: -marele pectoral, deltoidul,

subclavicularu

56

b. Biomecanica articulaţiei acromio-claviculare. Articulaţia acromio-claviculară este o artrodie (capul articular este mai mic decât o jumătate de sferă). Are mişcări de alunecare, care deşi foarte limitate, permit omoplatului basculări de mare amplitudine. Această articulaţie conferă centurii scapulare o anumită supleţe. Fără ea mişcările claviculei ar antrena mişcări bruşte şi necoordonate ale omoplatului pe torace. c. Biomecanica articulaţiei scapulo-toracice Omoplatul se sprijină indirect pe torace, prin intermediul claviculei, la nivelul articulaţiei sterno-claviculare. Ridicarea omoplatului este realizată de fasciculele superioare ale trapezului, de romboid şi unghiular. Realizată concomitent şi bilateral, contribuie la ridicarea braţelor prin înainte, sus. Coborârea omoplatului se realizează de fasciculele inferioare ale trapezului, de dinţatul mare şi dorsalul mare. Realizată concomitent şi bilateral, contribuie la realizarea poziţiei stând (poziţia de drepţi).

7.3.2. Structura fucţională si biomecanica umărului a. Structura functionala a umarului Această articulaţie este o enartroză. a). suprafeţele articulare sunt: capul humerusului, şi

cavitatea glenoidă a omoplatului, ambele acoperite cu cartilaj hialin. Cavitatea glenoidă este înconjurată de bureletul glenoidian, care-i măreşte capacitatea.

b). cele două suprafeţe sunt menţinute în contact de o capsulă

articulară întărită în partea superioară de un ligament coraco-humeral şi anterior de trei ligamente gleno-humerale.

Muşchii care participă la mişcările umărului sunt: muşchii posteriori ai coloanei vertebrale (descrişi

anterior) muşchii toraco-brahiali (descrişi anterior). muşchii scapulo-brahiali:

deltoidul este cel mai voluminos. Prin baza lui, se inseră proximal pe treimea externă a marginii anterioare a claviculei, pe marginea externă a acromionului şi pe buza inferioară a marginii posterioare a spinei omoplatului. Toate aceste fascicule converg spre tendonul distal, care se inseră pe buza superioară a amprentei deltoidiene de pe faţa externă a humerusului. Acţiunea lui este complexă, in totalitatea lui. Dacă ia punct fix pe centura scapulară, este abductor al braţului. Când ia punct fix pe humerus, deltoidul trage centura scapulară şi toracele, cum se întâmplă în poziţia atârnat şi în mişcările de căţărare.

57

coraco-brahialul se inseră proximal pe apofiza coracoidă impreuna cu scurta portiune a bicepsului, iar distal în treimea mijlocie a feţei interne a humerusului. Când ia punct fix pe apofiza coracoidă este proiector înainte, adductor şi rotator în afară a humerusului, iar când ia punct fix pe humerus, îl apropie pe acesta de apofiza coracoidă şi deci de omoplat, ca în poziţia atârnat şi in miscarile de căţărare. supraspinosul are o formă triunghiulară, se inseră intern pe fosa supraspinoasă a omoplatului şi extern pe faţeta superioară a marii tuberozităţi a extremităţii superioare 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 inseră intern pe fosa subspinoasă a omoplatului şi extern pe faţeta mijlocie a marii tuberozităţi a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este rotator în afară al braţului şi când ia punct fix pe humerus trage omoplatul către braţ. micul rotund situat imediat în afara subspinosului, se inseră intern pe fosa subspinoasă a omoplatului şi extern pe faţa inferioară a marii tuberozităţi a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este rotator în afară al humerusului şi când ia punct fix pe humerus trage omoplatul către braţ marele rotund este un muşchi puternic, se inseră intern pe unghiul inferior al omoplatului, se îndreaptă în sus, în afară şi înainte, ocoleşte faţa internă a extremităţii superioare a humerusului şi se innseră pe buza posterioară a culisei bicipitale a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat, este un adductor al braţului, iar când ia punct fix pe humerus este un ridicător al omoplatului. subscapularul se inseră intern în fosa subscapulară şi extern pe mica tuberozitate a extremităţii superioare a humerusului. Când ia punct fix pe omoplat este un rotator înăuntru şi un adductor al braţului, iar când ia punct fix pe humerus trage omoplatul către braţ.

b. Biomecanica articulaţiei scapulo-humerale Articulaţia scapulo-humerală este cea mai mobilă articulaţie.

Are trei grade de libertate: Ea acţionează în strânsă corelaţie funcţională cu articulaţiile centurii scapulare, mărindu-se astfel amplitudinea de mişcare a membrului superior faţă de trunchi.

Mişcarea de abducţie (de îndepărtare a braţului). În această mişcare cele două extremităţi ale humerusului suferă o deplasare în sens invers. Extremitatea inferioară urcă iar cea superioară coboară. Mişcarea se face până când marea tuberozitate se loveşte de porţiunea superioară a bureletului glenoidian.În acest moment, suprafaţa

58

articulară a capului humeral părăseşte aproape cavitatea glenoidă şi intră în contact cu porţiunea inferioară a capsulei articulare.

muşchii abductori ai umărului sunt: - deltoidul cu toate fasciculele lui; - supraspinosul (chiar singur în afara

deltoidului) - lunga porţiune a bicepsului brahial (are

un rol secundar) Mişcarea de abducţie se poate face numai până 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 mişcării de basculă laterală a scapulei. Mişcarea de adducţie se face în sens invers, un rol important revine greutăţii membrului şi gravitaţiei, miscarea fiind controlata tot de muschii abductori care, prin contractia lor izometrica, dirijeaza apropierea membrelor superioare de trunchi.

muşchii adductori ai umărului sunt: pectoralul mare,

dorsalul mare, rotundul mare, rotundul mic, subscapular, coraco-brahial biceps brahial (cu scurta porţiune), triceps brahial (cu lunga porţiune).

Mişcările de proiecţie înainte (anteducţie) şi înapoi (retroducţie) Ele se fac: cu bascularea capului humeral înapoi, în

anteducţie şi cu bascularea capului humeral înainte, în retroducţie, in timp ce extremitatea inferioara a humerusului se deplaseaza in sens invers, pe un arc de cerc dispus sagital.

Amplitudinea proiecţiei înainte este de 950 iar cea a proiecţiei înapoi de

200. 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 realizează în jurul unui ax longitudinal ce trece prin capul humeral in jurul axei anatomice lungi a humerusului. Amplitudinea lor este de 800 pentru rotaţia externă şi 950 pentru rotaţia internă.

In mişcarea de rotatie inăuntru, capul humerusului alunecă dinainte – înapoi pe cavitatea glenoidă. Mişcarea este produsă de muşchii supraspinos, rotundul mare, subscapular.

59

În mişcarea de rotaţie în afară, capul humerusului alunecă dinapoi – înainte pe cavitatea glenoidă. Mişcarea este produsă de muşchii subspinos şi micul rotund.

Mişcarea de circumducţie Această mişcare însumează mişcările precedente care se execută in jurul celor trei axe. Capul humeral descrie un mic cerc urmărind conturul cavităţii glenoide, în timp ce extremitatea inferioară a humerusului descrie un cerc mare, dar în sens invers.

Între articulaţiile centurii scapulare şi articulaţia scapulo-humerală este o strânsă legătură în mişcările variate şi ample ale membrului superior.


Legătura dintre partea superioară a trunchiului şi membrele superioare este realizată de centura scapulară, al cărei schelet este alcătuit din două oase: clavicula şi omoplatul. Omoplatul se sprijină indirect pe torace, prin intermediul claviculei, la nivelul articulaţiei sterno-claviculare. Ridicarea omoplatului este realizată de fasciculele superioare ale trapezului, de romboid şi unghiular. Coborârea omoplatului se realizează de fasciculele inferioare ale trapezului, de dinţatul mare şi dorsalul mare Articulaţia scapulo-humerală este cea mai mobilă articulaţie. Are trei grade de libertate, la nivelul ei realizându-se următoarele mişcări: flexie-extensie, abducţie-adducţie, rotaţie internă-rotaţie externă, circumducţie.


Centura scapulară; articulaţia scapulo-humerală; claviculă – os lung şi turtit; omoplat


1. Ce este centura scapulară ? 2. Care sunt articulaţiile centurii scapulare? 3. Precizaţi muşchii motori ai articulaţiei sterno– claviculare! 4. Precizaţi structura funcţională a articulaţiei scapulo-humerale! 5. Care sunt muşchii implicaţi în mişcările umărului?

60


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1.Scheletul centurii scapulare este alcătuit din două oase: claviculă şi stern. 2. Mişcarea de flexie a umărului e realizată de coracobrahial şi bicepsul brahial 3. Mişcarea de circumducţie însumează mişcările de flexie-extensie, abducţie-adducţie, rotaţie internă-rotaţie externă, circumducţie care se execută in jurul celor trei axe. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi! 4. Coborârea omoplatului se realizează de fasciculele inferioare ale trapezului, de dinţatul mare şi ........................................ 5. Mişcarea de ridicare a omoplatului este realizată de fasciculele superioare ale trapezului, de romboid şi ......................

Bibliografie obligatorie 1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C, – Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport-Turism, Bucureşti, 1977.

61


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI COTULUI

Cuprins:

8.1. Introducere 8.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 8.3. Conţinutul unităţii de învăţare 8.3.1. Structura funcţională a articulaţiei cotului 8.3.2. Biomecanica articulaţiei cotului 8.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

8.1.Introducere

Articulaţia humero-cubito-radială este o trohleartroză şi are un singur grad de libertate. Ea permite numai executarea mişcărilor de flexie şi extensie. Flexia şi extensia active au o amplitudine medie normală de 1500, dintre care 900 revin extensie şi 600 flexiei.



descrierea structurii funcţionale a articulaţiei cotului; explicarea biomecanicii articulaţiei cotului; efectuarea în mod corect a mişcărilor în această articulaţie.

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la articulaţia cotului; – vor conştientiza rolul articulaţiei cotului în mişcare.


62


8.3.1. Structura funcţională a articulaţiei cotului

Această articulaţie este o trohleartroză, are un singur grad de libertate şi permite numai executarea mişcărilor de flexie şi extensie, a antebraţului pe braţ.

Se întâlnesc aici trei oase iar suprafeţele articulare sunt: – extremitatea inferioară a humerusului (trohleea, condilul

humeral şi epicondilul), – extremitatea superioară a cubitusului prezintă o scobitură

semilunară (marea cavitate sigmoidă), apofiza coronoidă în partea anterioară a cavităţii sigmoide şi tuberozitatea (olecranul) în partea posterioară a cavităţii sigmoide. La marginea externă a acestei cavităţi se află o altă scobitură semilunară (mica cavitate sigmoidă) care ia parte la alcătuirea articulaţiei radio-cubitale superioare.

– extremitatea superioară a radiusului prezintă o scobitură

(cupula radială) care se adaptează pe condilul humeral. Capul radial, prin faţa sa superioară contribuie la alcătuirea

articulaţiei cotului, iar prin faţa sa laterală contribuie la alcătuirea articulaţiei radio-cubitale superioare.

Suprafeţele articulare sunt acoperite de cartilajul hialin.

Trohleea humerală vine în raport cu incizura cubitusului, iar condilul humeral cu foseta capului radial.

Mijloacele de unire sunt capsula articulară, care leagă

humerusul cu cubitusul (ulna) şi radiusul. Capsula articulară este laxă şi întărită lateral de patru ligamente mai puternice dispuse anterior, posterior, lateral extern şi lateral intern.

Membrana sinovială este ca o foiţă subţire, înveleşte pe

dinăuntru capsula articulară. Ea este comună atât articulaţiei humero-cubito-radiale, cât şi articulaţiei radio-cubitale superioare.

Muşchii implicaţi în mişcările cotului sunt flexori şi extensori.

Muşchii flexori sunt: bicepsul brahial, cu două capete superioare (de unde şi numele) şi unul inferior. Proximal, se inseră cu un cap (scurta porţiune a bicepsului) pe vârful apofizei coracoide, printr-un tendon comun cu coraco-brahialul; cu celălalt cap, (lunga porţiune a bicepsului) se inseră pe suprafaţa de deasupra cavităţii glenoide. Prin unirea celor două porţiuni se formează corpul muscular care descinde vertical în faţa humerusului şi a cotului şi se inseră

63

distal, printr-un tendon puternic, pe tuberozitatea bicipitală a radiusului. Când ia punct fix pe omoplat are mai multe acţiuni: – proiectează înainte şi rotează înăuntru braţul; – flectează antebraţul supinat pe braţ; – rotează antebraţul în afară (supinaţie); – este adductor al braţului (prin porţiunea scurtă) – este abductor al braţului (prin porţiunea lungă) Acţiunea cea mai importantă este cea de supinaţie şi pe plan secundar de flexor al antebraţului pe braţ. Când ia punct fix pe antebraţ (ca în poziţia atârnat), flectează braţul pe antebraţ şi apropie omoplatul. brahialul anterior este situat sub biceps. Se inseră proximal pe buza inferioară a amprentei deltoidiene şi pe faţa internă şi externă a jumătăţii inferioare a humerusului. Se îndreaptă în jos şi după ce trece de faţa anterioară a articulaţiei cotului, se inseră distal pe o mică suprafaţă rugoasă, situată pe faţa internă a bazei apofizei coronoide a cubitusului. Când ia punct fix pe humerus, flectează antebraţul pe braţ; Când ia punct fix pe cubitus flectează braţul pe antebraţ

muşchii epicondilieni sunt în număr de patru:brahio-radial, primul brahial extern, al doilea brahial extrenscurtul supinator Muşchii extensori sunt:

tricepsul brahial este un muşchi voluminos, ocupă

singur faţa posterioară a braţului. Are trei capete superioare (de unde şi numele) şi unul inferior. Din cele trei capete unul este lung (lunga porţiune a tricepsului) şi se inseră pe suprafaţa rugoasă sub cavitatea glenoidă a omoplatului. Celelate două sunt scurte: vastul extern şi vastul intern. Când ia punct fix proximal, este un extensor al antebraţului pe braţ, prin lunga porţiune este un adductor al braţului. Când ia punct fix pe olecran, este fie un coborâtor, fie un ridicător al omoplatului, după cum membrul superior este orientat în jos sau în sus. anconeul este un muşchi scurt şi trunghiular, situat pe faţa posterioară a cotului. Se inseră proximal, prin baza sa, pe faţa posterioară a epicondilului. Se îndreaptă în jos şi înăuntru şi se inseră distal, prin vârful său, pe marginea externă a olecranului. Când ia punct fix pe humerus, este extensor al antebraţului pe braţ; Când ia punct fix pe cubitus este un extensor al braţului pe antebraţ. În plus, el joacă un rol important în mişcările de lateralitate ale cubitusului, în timpul prono-supinaţiei. Muşchii extensori ai degetelor vor fi studiaţi la antebraţ.

64

8.3.2. Biomecanica articulaţiei cotului

Articulaţia humero-cubito-radială este o trohleartroză şi permite numai executarea mişcărilor de flexie şi extensie.

Miscarea de flexie este apropierea antebraţului de braţ. Are o amplitudine activă normală de aproape de 1500. În faza finală a mişcării, mâna nu se orientează spre umăr ci spre torace, deoarece axa antebraţului nu se suprapune axei braţului, ci este dirijată 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. Amplitudunea este de 900. Mişcarea de extensie este limitată 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 acestor muşchi, antebraţul acţionează ca o pârghie de gradul I, în care punctul de sprijin este în articulaţia cotului.


Articulaţia humero-cubito-radială este o trohleartroză şi are un singur grad de libertate. Ea permite numai executarea mişcărilor de flexie şi extensie. Flexia şi extensia active au o amplitudine medie normală de 1500, dintre care 900 revin extensiei şi 600 flexiei. – muşchii flexori sunt: brahialul anterior, bicepsul brahial şi muşchii epicondilieni. – muşchii extensori sunt: tricepsul brahial, şi anconeul (în mod accesoriu).


– humerus; cubitus; radius


1. Care este structura funcţională a articulaţiei cotului? 2. Care sunt muşchii implicaţi în flexia articulaţiei cotului? 3. Care este biomecanica articulaţiei cotului?

65

4. Ce muşchi fac extensia cotului? 5. Prin ce este reprezentată extremitatea inferioară a humerusului? 6. Ce rol are bicepsul brahial? 7. Ce fel de articulaţie este cotul? 8. Ce rol are tricepsul brahial?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1. Capsula articulară este laxă şi întărită lateral de două ligamente mai puternice dispuse anterior şi posterior. 2.Muşchiul triceps brahial este situat pe partea laterală a braţului. 3. Trohleea humerală vine în raport cu incizura cubitusului, iar condilul humeral cu foseta capului radial. . *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi: 4. Mişcarea de flexie este apropierea antebraţului de braţ şi are o amplitudine activă normală de aproape ................... 5. Muşchii extensori ai cotului sunt tricepsul brahial şi .......................

66

Bibliografie obligatorie 1. Nenciu, G.,– Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C, 1977 – Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti.

67


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GÂTULUI MÂINII ŞI MÂINII

Cuprins:

9.1. Introducere 9.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 9.3.Conţinutul unităţii de învăţare 9.3.1. Structura funcţională a articulaţiilor gâtului mâinii si mâinii 9.3.2. Biomecanica articulaţiilor gâtului mâinii şi mâinii 9.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

9.1.Introducere

Complexul osteo-articular al gâtului mâinii este astfel structurat încât permite efectuarea mai multor mişcări. Rolul cel mai important revine articulaţiei radio-carpiene şi medio-carpiene care sunt articulaţii condiliene cu două grade de libertate.



descrierea structurii funcţionale a acestui complex articular; explicarea biomecanicii acestei zone complexe.

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la articulaţiile pumnului şi mâinii; – vor conştientiza biomecanica pumnului şi mâinii.


68


9.3.1. Structura funcţională a articulaţiilor gâtului mâinii şi mâinii

Prin gâtul mâinii înţelegem regiunea care face legătura între antebraţ şi mână, care împreună formează un tot funcţional.

Cele 27 de oase care alcătuiesc scheletul gâtului mâinii şi al mâinii sunt reprezentate de trei grupe:

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 distală (cap) se continuă cu oasele degetelor. Se numerotează din afară înăuntru.

Oasele degetelor (falange) continuă direcţia metacarpienelor. Degetul mare (policele) are doar două falange, celelalte patru (indexul, mijlociul, inelarul şi degeteul mic) au câte trei falange.

Segmentele osoase se articulează între ele prin 30 de articulaţii. Acestea sunt: articulaţiile intercarpiene, radio-carpiană, medio-carpiană, carpo-metacarpine, intermetacarpiene, metacarpo-falangiene, interfalangiene.

Toate articulaţiile mâinii sunt întărite 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 articulaţii şi curele de transmisie (tendoane) acţionate de la distanţă, pe de o parte, de muşchii antebraţului şi, pe de altă parte, de muşchii intrinseci ai mâinii.

Muşchii implicaţi în biomecanica acestor articulaţii: a. muşchii antebraţului (descrişi anterior)

reprezintă grupul muşchilor de forţă ai mâinii. Ei acţionează asupra degetelor dar şi asupra articulaţiei gâtului mâinii, contribuie la mişcările mâinii dar şi la mişcarea şi fixarea articulaţiei gâtului mâinii în poziţiile cele mai convenabile executării mişcărilor degetelor.

b. muşchii intrinseci ai mâinii (19 muşchi proprii)

reprezintă grupul muşchilor de fineţe şi precizie ai mâinii. Ei sunt: – muşchii tenarieni se găsesc în regiunea

tenară, la partea supero-externă a palmei:

69

– scurtul abductor al policelui – scurtul flexor al policelui

– opozantul – adductorul policelui – muşchii hipotenarieni se găsesc în

regiunea hipotenară aflată în partea internă a palme: – palmarul cutanat – adductorul degetului mic – scurtul flexor al degetului mic – opozantul degetului mic – muşchii lojei mijlocii se găsesc între

eminenţa tenară şi eminenţa hipotenară, ei sunt: -muşchii lombricali (flexori ai priei falange şi extensori ai ultimelor două falange ale degetelor 2-5).

– muşchii interosoşi.(flexori ai primei falange şi extensori ai ultmelor două falange ca şi lombricalii dar, în acelaşi timp sunt şi adductori şi abductori ai degetelor 2-5).

9.3.2. Biomecanica articulaţiilor gâtului mâinii şi mâinii

Mişcările sunt de flexie-extensie, de abducţie-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.

La nivelul policelui, mişcările sunt de: flexie, extensie, abducţie, adducţie, opoziţie (policele priveşte cu faţa lui palmară, faţa palmară 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 1650, iar cele pasive de 175o. Mişcările de

70

abducţie şi adducţie active au o amplitudine de 550, iar cele pasive au amplitudinea de 650.

Membrul superior ca lanţ cinematic Centura scapulară umărul, braţul, cotul, antebraţul,gâtul

măiniişi mâna pot acţion a în cursul diferitelor mişcări fie ca un lanţ cinematic deschis , fie ca unul închis.

Ca lanţ cinematic deschis membrul superior acţionează în poziţia ortostatică în:

– ridicarea şi coborârea braţelor prin lateral, prin înainte sau prin înapoi;

– răsucirea înăuntru şi în afară; – rotaţia dinainte înapoi şi dinapoi înainte; – apucarea, împingerea, aruncarea, lovirea. Ca lanţ cinematic închis membrul superior acţionează în:

susţinerea corpului în poziţiile atârnat, atârnat sprijinit şi stând pe mâini

9.4. Îndrumar pentru verificare/autoverificare Sinteza unităţii de învăţare Complexul osteo-articular al gâtului mâinii este astfel structurat încât permite efectuarea mai

multor mişcări. Mişcările sunt de flexie-extensie, de abducţie-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.

Muşchii implicaţi în biomecanica acestor articulaţii sunt muşchii antebraţului şi muşchii intrinseci ai mâinii


Oase carpiene; oase metacarpiene; falange


1. Care este structura funcţională a articulaţiilor gâtului şi mâinii? 2. Precizaţi muşchii intrinseci ai mâinii! 3. Care este biomecanica acestor articulaţii? 4. Descrieţi membrul superior ca lanţ cinematic deschis! 5. Descrieţi membrul superior ca lanţ cinematic închis! 6. Care sunt muşchii lojei mijlocii?

71


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1. Flexia şi extensia articulaţiei pumnului se execută în plan sagital, în jurul unei axe transversale care trece prin capul osului mare. 2.Oasele mâinii sunt grupate în: tarsiene, metatarsiene şi falange. 3. Muşchii implicaţi în biomecanica mâinii sunt dispuşi exclusiv la nivelul mâinii. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi! 4.Muşchii lojei mijlocii sunt reprezentaţi de lombricali şi.......................... 5.Articulaţiile radio-carpiene şi medio-carpiene sunt articulaţii condiliene cu ..........grade de libertate.

Bibliografie obligatorie 1.Nenciu, G.,– Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C, – Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

72


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI ŞOLDULUI

Cuprins:

10.1. Introducere 10.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 10.3.Conţinutul unităţii de învăţare 10.3.1. Structura functionala a bazinului 10.3.2. Biomecanica bazinului 10.3.3. Structura funcţională a şoldului 10.3.4. Biomecanica şoldului 10.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

10.1.Introducere B a z i n u l este o formaţiune anatomică complexă. El face

legătura între coloana vertebrală şi membrele inferioare. Datorită poziţiei lui şi prin analogie cu centura scapulară a membrului superior, bazinul se mai numeşte şi centura pelvină. Spre deosebire însă de centura scapulară care este deosebit de mobilă, 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.



descrierea structurii funcţionale a bazinului şi şoldului; definirea biomecanicii acestor structuri; efectuarea corectă a mişcărilor şoldului.

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la articulaţia şoldului; – vor conştientiza biomecanica bazinului şi şoldului.

73



10.3.1. Structura funcţională a bazinului

Bazinul este alcătuit din cele două oase coxale, reunite anterior prin simfiza pubiană şi posterior prin segmentul sacro-coccigian al coloanei vertebrale, cu care oasele coxale se articulează strâns.

Osul coxal este un os plat, de formă patrulateră, alcătuit din trei piese osoase: iliacul situat în sus şi în afară; pubisul situat înainte şi ischionul situat în jos. Toate aceste piese converg spre centrul osului coxal, care prezintă pe faţa lui externă cavitatea cotiloidă (acetabulum). Sacrul este un os median şi simetric, format din sudura vertebrelor sacrate. El închide partea posterioară a bazinului. Este îndreptat oblic în jos şi înapoi. Formează cu ultima vertebră lombară un unghi care proemină anterior, numit promontoriu. Are patru feţe: (anterioară, posterioară şi două laterale), o bază şi un vârf.

Coccisul este situat sub sacru, rezultă din sudura celor 4 sau 5 vertebre coccigiene. Are forma unei piramide triunghiulare cu baza în sus. Articulaţiile bazinului sunt:

– simfiza pubiană (articulaţie semimobilă) – articulaţiile sacro-iliace (articulaţii semimobile)

– articulaţia sacro-coccigiană (artrodie) fără importanţă funcţională.

Bazinul are forma unui trunchi de con cu baza în sus. Inelul format anterior de marginea superioară a simfizei pubiene, lateral de liniile nenumite de pe feţele interne ale coxalelor şi posterior de promontoriu împarte bazinul în două părţi: marele bazin şi micul bazin, cu strâmtoarea superioară şi strâmtoarea inferioară. Diametrele lor transversale, oblice, şi antero-posterioare joacă la femeie un rol important în desfăşurarea normală a naşterii.

10.3.2. Biomecanica bazinului

În mod normal, la adult, oasele coxale se mişcă concomitent cu sacru şi practic bazinul poate fi considerat ca un întreg rigid.

În realitate însă, chiar în aceste condiţii; se produc unele mişcări 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 superioară a osului. Aceste mişcări sunt: mişcări de nutaţie şi mişcări contranutaţie.

74

Mişcarea de nutaţie este mişcarea prin care baza sacrului se îndreaptă în jos şi înainte, iar vârful se îndreaptă în sus şi înapoi. Mişcarea de contranutaţie este mişcarea prin care baza sacrului se îndreaptă în sus şi înapoi, iar vârful lui se îndreaptă în jos şi înainte.

În condiţii fiziologice deosebite (în timpul naşterii), aparatele

capsulo-ligamentare ale tuturor articulaţiilor corpului se îmbibă cu lichid interstiţial şi se relaxează sub acţiunea unui hormon special de tip relaxina.

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-ligamentară duce la mărirea amplitudinii mişcărilor articulaţiilor sacro-iliace şi simfizei pubiene, ceea ce uşurează desfăşurarea normală a sarcinii. 10.3.3. Structura funcţională a şoldului

Articulaţia coxo-femurală este o enartroză cu trei grade de libertate şi are o deosebită importanţă în statică şi locomoţie. Este construită în aşa fel, încât să ofere, în acelaşi timp, maximum de stabilitate şi de mobilitate.

a) Suprafeţele articulare sunt: capul femurului şi cavitatea

cotiloidă a coxalului. Cavitatea cotiloidă nu poate cuprinde singură 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 găseşte un orificiu plin cu ţesut celulo-grăsos şi câteva arteriole şi venule pentru ligamentul rotund şi osul coxal.

b) Cele două suprafeţe articulare sunt menţinute în contact prin bureletul fibro-cartilaginos şi o capsulă fibroasă. Capsula este formată din fibre: unele superficiale, longitudinale şi altele profunde, circulare. Fibrele se grupează formând ligamentele ce au rol de întărire a capsulei, asigurând soliditatea extremităţilor inferioare în timpul staţiunii verticale, în timpul mersului, alergării şi săriturii. Ligamentele sunt:

1. ligamentul ilio-femural, important în menţinerea poziţiei ortostatice, se opune căderii corpului înapoi. În această poziţie, şoldul se extinde şi ligamentul pus sub tensiune strangulează gâtul femural, apăsând capul femurului în cavitatea cotiliodă.

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 înconjoară colul,

5. ligamentul rotund este intraarticular cu rol secundar în biomecanica şoldului. c) Sinoviala tapetează faţa internă a capsulei.

75

Muşchii care intervin în mobilizarea şoldului sunt: a) muşchii lombo-iliaci descrişi la coloana vertebrală. Dintre aceştia doar psoasul –iliac intervine direct asupra şoldului. El se suprapune ca direcţie, axei biomecanice a membrului inferior. Inserţia lui pe primele vertebre lombare se suprapune centrului de greutate, apoi se îndreaptă în afară şi în jos, trece prin faţa capului femural, înapoi formează un unghi de aproximativ 400 şi se inseră pe micul trohanter. Realizează astfel, o puternică chingă anterioară, care impinge capul femural dinainte-înapoi şi reprezintă astfel, principalul stabilizator anterior al şoldului. Acest muşchi are acţiuni complexe – când se contractă în totalitate, luând punct fix pe inserţiile proximale, flectează coapsa pe bazin şi în acelaşi timp imprimă coapsei o uşoară mişcare de adducţie şi rotaţie externă. – când ia punct fix pe inserţia distală, flectează coloana vertebrală şi bazinul pe coapsă (este deci, un flexor al coloanei) – când se contractă de o singură parte, este tot flexor dar în acelaşi timp imprimă coloanei vertebrale şi o mişcare de înclinare laterală. Ca flexor al coapsei pe bazin el intervine în special după ce coapsa depăşeşte amplitudinea de flexie de 900. De aceea, valoarea lui funcţională se determină aşezând subiectul pe un scaun şi punându-l să facă flexia coapsei pe bazin. Dacă nu poate face flexia coapsei dincolo de 90o, muşchiul este deficitar. Ca rotator al coapsei, acţiunea lui diferă după poziţia acesteia. Când coapsa este flectată pe bazin, micul trohanter fiind situat posterior faţă de axa femurului, pasoasul-iliac este rotator extern. Când coapsa este extinsă pe bazin, muşchiul este un rotator intern. Muşchiul psoasul-iliac este unul din cei mai importanţi muşchi în statica şi dinamica trunchiului. El împreună cu muşchii abdominali, muşchii spatelui şi muşchii ischio-gambieri asigură echilibrul trunchiului pe coapsă. Tot el, în mers, efectuează izotonic mişcarea de flexie a coapsei pe bazin, iniţiind deci faza de pendulare şi gradează extensia coapsei pe bazin, spre sfârşitul fazei de pendulare.

b) muşchii bazinului fesierul mare – cel mai voluminos muşchi al bazinului. Se inseră proximal pe partea posterioară a fosei iliace externe, se îndreaptă oblic în jos şi în afară şi se inseră distal pe creasta externă a liniei aspre, imediat sub marele trohanter. Când ia punct fix pe bazin este rotator în afară al coapsei. Intervine în mişcarea de extensie atunci când subiectul poartă greutăţi sau urcă pe un plan înclinat. fesierul mijlociu, prin baza lui se inseră proximal pe porţiunea mijlocie a fosei iliace mijlocii, se îndreaptă vertical în jos şi prin vârful lui se inseră distal pe faţa externă a marelui trohanter. Când se contractă în totalitate şi ia punct fix pe bazin, este abductor şi rotator în afară al coapsei. Când ia punct fix pe femur înclină lateral bazinul. El apasă pe faţa laterală a marelui trohanter, înfundând astfel capul femurului în cavitatea cotiloidă şi este principalul stabilizator lateral al şoldului, fesierul mic, prin baza lui se inseră proximal pe porţiunea anterioară a fosei iliace externe, se îndreaptă aproape

76

orizontal în afară şi prin vârful lui se inseră distal pe marginea anterioară 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 jumătăţii bazinului de partea opusă. gemenul superior se inseră medial pe spina sciatică, se îndreaptă în afară, se uneşte cu tendonul gemenului inferior şi se inseră lateral pe cavitatea de pe faţa internă a marelui trohanter. Este un rotator în afară al coapsei. gemenul inferior se inseră medial pe tuberozitatea ischionului, se indreaptă în afară şi se uneşte cu tendonul gemenului extern. Este un rotator în afaraă al coapsei. obturatorul intern se inseră medial pe faţa internă a membranei obturatoare care umple gaura obturatoare a osului coxal şi pe conturul ei osos, trece prin mica scobitură sciatică a marginii posterioare a coxalului, iese din micul bazin, se îndreaptă în afară şi se inseră lateral pe cavitatea de pe faţa internă a marelui trohanter. Este un rotator în afară al coapsei şi un stabilizator posterior al şoldului. obturatorul extern se inseră medial pe faţa externă a membranei obturatoare şi pe conturul ei osos trece prin spatele articulaţiei coxo-femurale şi se inseră lateral pe cavitatea de pe faţa internă a marelui trohanter. Este rotator în afară al coapsei şi un principal stabilizator inferior al şoldului. pătratul femural se inseră medial pe tuberozitatea ischiatică, se îndreaptă în afară, trece prin spatele articulaţiei coxo-femurale şi se inseră lateral pe marginea posterioară a marelui trohanter. Este un rotator în afară al coapsei. piramidalul (pisiformul) se inseră medial pe faţa anterioară a sacrului, în jurul găurilor sacrate anterioare, se îndreaptă în afară, iese din bazin prin marea scobitură sciatică şi se inseră lateral pe marginea superioară a marelui trohanter. Când ia punct fix pe bazin, rotează coapsa în afară. Este snergic cu gemenii. Este un stabilizator posterior al şoldului. c) muşchii coapsei se îndreaptă vertical de la bazin la coapsă, iar unii dintre ei la extremităţile superioare ale oaselor gambei. După topografia lor se împart în trei grupe: anteriori, mediali şi posteriori: – Muşchii anteriori ai coapsei: tensorul fasciei lata, muşchi superficial, se inseră proximal pe spina iliacă antero-superioară şi pe buza externă a treimii anterioare a crestei iliace. Are un corp aplatizat, se întinde pe treimea superioară a coapsei, se continuă cu un tendon lat şi se inseră distal pe tuberozitatea externă a extremităţii superioare a tibiei. Are rol deosebit în statică, (în sprijinul unilateral) şi în mers. Este rotator în afară al coapsei; croitorul, muşchi superficial, se întinde diagonal de sus în jos şi din afară-înăuntru. Se inseră proximal pe spina iliacă antero-superioară şi distal pe tuberozitatea internă a extremităţii superioare a tibiei, prin laba de gâscă. Este flexor al gambei pe coapsă şi flexor, adductor şi rotator în afară al coapsei pe bazin, realizând poziţia de lucru a vechilor croitori, de unde şi numele nuşchiului

77

cvadricepsul, muşchi larg care ocupă toată partea anterioară a coapsei. Este alcătuit din patru fascicule musculare: dreptul femural, vastul lateral, vastul medial şi femuralul (cruralul). Inserţiile proximale ale acestor fascicule sunt diferite. Dreptul anterior se inseră pe bazin prin două tendoane: unul direct pe spina iliacă antero-inferioară şi unul pe sprânceana cotiloidă. Celelalte trei porţiuni se inseră pe femur. Toate cele patru fascicule se unesc între ele şi formează tendonul cvadricipital, care înglobează rotula şi de la aceasta în jos se continuă cu tendonul rotulian, care se inseră distal pe tuberozitatea anterioară a tibiei. Este axtensor al gambei pe coapsă. – Muşchii mediali ai coapsei: dreptul intern (muşchiul gracilis) este foarte subţire, se inseră proximal pe unghiul pubisului şi distal, prin intermediul labei de gâscă, pe partea superioară a feţei interne a tibiei. Este flexor şi adductor al coapsei;

pectineul se inseră proximal pe spina pubisului, se îndreaptă oblic în jos şi în afară şi se inseră distal pe creasta mijlocie a liniei aspre. Este flexor, adductor şi rotator în afară al coapsei;

adductorul mare se inseră proximal pe ramura ischio-pubiană şi tuberozitatea ischiatică a coxalului, iar distal pe tuberculul supero-intern al condilului intern al extremităţii inferioare a femurului.

adductorul mijlociu se inserează proximal pe unghiul pubisului, se îndreaptă în afară şi în jos şi se inseră distal pe zona mijlocie a liniei aspre a femurului.

adductorul mic se inseră proximal pe unghiul

pubisului şi distal pe creasta internă, superioară a liniei aspre. Toţi cei trei adductori au o direcţie aproximativ oblică în afară şi în jos şi sunt paraleli ca direcţie cu psoasul-iliac. Sunt adductori şi flexori ai coapsei. – Muşchii posteriori ai coapsei alcătuiesc grupul muşchilor ischio-gambieri. 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 coapsă de la 10o la 1550 şi devin extensori ai gambei pe coapsă pe amplitudinea dintre 00-100

Aceştia sunt: semitendinosul se inserează proximal pe tuberozitatea ischionului, împreună cu lunga porţiune a bicepsului femural şi distal, prin intermediul labei de gâscă, pe partea superioară a feţei interne a tibiei;

semimembranosul se inserează proximal pe faţa posterioară a tuberozităţii ischiatice şi distal pe cei doi condili tibiali. Ambii muşchi sunt flexori şi rotatori înăuntru ai gambei pe coapsă şi extensori ai coapsei pe bazin;

78

bicepsul femural se inserează proximal prin două capete care se numesc: lunga porţiune ce se inseră pe tuberozitatea ischiatică, împreună cu semitendinosul şi scurta porţiune ce se inseră pe partea externă a liniei aspre a femurului. Cele două porţiuni se unesc şi se inseră distal, printr-un tendon comun, pe capul peroneului. Este flexor al gambei pe coapsă, extensor al coapsei pe bazin

Muşchiul tensor al sinovialei genunchiului este sub femural 10.3.4. Biomecanica şoldului Articulaţia coxo-femurală, datorită structurii sale, are 3grade de libertate şi permite efectuarea mişcărilor de flexie/extensie, abducţie / adducţie, rotaţie şi circumducţie.

Flexia Extensia Abductia-

adductia Rotatia interna

Rotatia externa

Activ 90-1200 300 60-700 350 150

Pasiv 110-1500 500 70-800 400 200

Diferenta 20-300 200 100 50 50 Mişcările de flexie şi extensie Dacă mişcările de flexie şi extensie ar fi pure, ar trebui să 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 însoţeşte de o mişcare de rotaţie în afară, axa biomecanică corespunde axei centrale a cavităţii cotiloide. Amplitudinea acestor mişcări este legată de poziţia genunchiului.

Când genunchiul este extins, flexia şoldului este limitată 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 limitată de muşchii posteriori ai coapsei. Muşchii flexori sunt mai puternici decât muşchii extensori.

Extensorii principali sunt: ischio-gambierii, fasciculele posterioare ale fesierului mijlociu şi fesierul mic. Extensia este limitată de partea anterioară a capsulei şi de ligamentul ilio-femural. Hiperextensia este posibilă numai prin flexia articulaţiei opuse şi accentuarea curburii lombare. Mişcările de abducţie şi adducţie Ele se realizează 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 maximă de abducţie este de 600, astfel că ambele coapse formează între ele un unghi de 120o. În flexia maximă a coapselor, abducţia atinge 700, între ambele coapse se formează un unghi de 140o. Abducţia se realizează de către: tensorul fasciei lata, fesierul mijlociu şi croitorul.

79

Adducţia se realizează de către: psoasul-iliac, fesierul mic, dreptul intern, pectineul, cei trei adductori, semitendinosul, semimembranosul. Ambele mişcări au o amplitudine activă de 600-700 şi pasivă de 700-800. În mişcarea de sfoară laterală, abducţia reală a coapsei pe bazin nu depăşeşte 700 de fiecare parte, dar mişcarea devine posibilă datorită înclinării bazinului înainte şi unei lordoze accentuate, ceea ce face ca abducţia să se transforme în mişcare de flexie.

Mişcările de rotaţie externă şi internă Aceste mişcări se realizează în jurul unei axe verticale care

trece prin capul femurului. Amplitudinea rotaţiei externe active este de 150 şi pasive 200 iar a rotaţiei interne active este de 350 şi pasive de 400. Muşchii rotatori externi 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. Muşchii rotatori interni sunt: fesierul mijlociu (cu fasciculele anterioare), fesierul mic, semitendinosul şi semimembranosul. Mişcarea de circumducţie Această mişcare rezultă din trecerea coapsei prin toate poziţiile descrise anterior. În realizarea ei intervin toate grupele musculare ale şoldului: – capul femural se învârte în cavitatea cotiloidă; – diafiza femurului descrie un con; – epifiza distală a femurului descrie un cerc.


Bazinul este alcătuit din cele două oase coxale, reunite anterior prin simfiza pubiană şi posterior prin segmentul sacro-coccigian al coloanei vertebrale, cu care oasele coxale se articulează strâns.

La nivelul bazinului se efectuează mişcări de nutaţie şi contranutaţie Articulaţia coxo-femurală, datorită structurii sale, are 3 grade de libertate şi permite efectuarea

mişcărilor de flexie/extensie, abducţie / adducţie, rotaţie şi circumducţie. Flexorii principali sunt: dreptul anterior, psoasul-iliac, tensorul fasciei lata, croitorul Extensorii principali sunt: ischio-gambierii, fasciculele posterioare ale fesierului mijlociu şi

fesierul mare. Abducţia se realizează de către: tensorul fasciei lata, fesierul mijlociu şi croitorul. Adducţia se realizează de către: psoasul-iliac, fesierul mic, dreptul intern, pectineul, cei trei

adductori, semitendinosul, semimembranosul.

80

Muşchii rotatori externi 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.

Muşchii rotatori interni sunt: fesierul mijlociu (cu fasciculele anterioare), fesierul mic, semitendinosul şi semimembranosul.


– bazin; şold; nutaţie; contranutaţie.


1. Care este importanţa articulaţiei coxo-femurale? 2. Descrieţi structura funcţională a bazinului? 3. Ce ligamente are articulaţia şoldului? 4. Care sunt muşchii implicaţi în mobilizarea şoldului? 5. Care sunt muşchii bazinului? Dar ai coapsei ? 7. Ce mişcări face bazinul ?

8. Ce muşchi flectează coapsa pe bazin?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă). 1.Articulaţia coxofemurală este o articulaţie cu 3 grade de libertate 2. Bazinul este alcătuit din două oase coxale, reunite anterior prin simfiza pubiană şi posterior prin segmentul sacro-coccigian al coloanei vertebrale. 3. Articulaţia coxo-femurală permite efectuarea mişcărilor de flexie/extensie, abducţie / adducţie şi rotaţie

81

*Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi: 4.La nivelul bazinului se pot efectua mişcări de nutaţie şi............... 5. Abducţia şoldului este realizată de către: tensorul fasciei lata, ..............şi croitorul.

Bibliografie obligatorie

1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

82


BIOMECANICA ARTICULAŢIEI GENUNCHIULUI

Cuprins:

11.1. Introducere 11.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 11.3.Conţinutul unităţii de învăţare 11.3.1. Structura funcţională a genunchiului 11.3.2. Biomecanica genunchiului 11.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

11.1.Introducere G e n u n c h i u l este segmentul mobil al aparatului locomotor care leagă coapsa de gambă.

La omul normal, când sprijinul se repartizează în mod egal pe ambele membre inferioare, greutatea corpului se transmite prin capetele femurale la genunchi şi de aici la plante, linia de forţă tercând prin mijlocul capului femural, prin mijlocul genunchiului şi prin mijlocul articulaţiei gleznei.

11.2. Obiectivele unităţii de învăţare


descrierea structurii funcţionale a genunchiului; explicarea biomecanicii genunchiului; aplicarea corectă a mişcărilor în această articulaţie.

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la articulaţia genunchiului; – vor conştientiza biomecanica genunchiului.

83



11.3.1. Structura funcţională a genunchiului Scheletul genunchiului este format din extremitatea inferioară a femurului, extremităţile superioare ale celor două oase ale gambei: tibia şi peroneul şi osul propriu al regiunii, rotula.

a) Extremitatea inferioară a femurului prelungeşte corpul la partea lui distală, mărindu-şi progresiv dimensiunile atât în sens transversal, cât în sens antero-posterior. Anterior, ea prezintă o trohlee (mosor), posterior, şanţul trohleei se continuă cu o scobitura intercondiliană care imparte extremitatea inferioară 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 inseră extremităţile proximale ale ligamentelor încrucişate. Faţa laterală a condilului intern are o tuberozitate pe care se inseră ligamentul lateral intern al articulaţiei genunchiului. Tot pe această faţă se mai află şi tuberculul pe care se inseră marele adductor şi o mică fosetă pe care se inseră gemenul intern al tricepsului sural. Faţa laterală a condilului extern prezintă şi ea o tuberozitate, pe care se inseră ligamentul lateral extern al articulaţiei genunchiului. Înapoia acestei tuberozităţi se inseră gemenul extern al tricepsului sural şi popliteul.

b) etxremităţile superioare ale tibiei şi peroneului vor fi studiate la gambă.

c) rotula (patela) un os scurt, situat la faţa anterioară a genunchiului.

Văzută din faţă ea are o formă aproximativ triunghiulară, cu baza aşezată proximal, iar vârful, distal. Faţa anterioară este convexă şi vine în contact cu fascia genunchiului şi cu tegumentele. Faţa posterioară este concavă şi articulară. Pe baza şi marginile ei se inseră tendonul cvadricipital, iar la vârf, tendonul rotulian. Rotula este astfel înglobată în largul tendon distal al cvadricepsului. La nivelul genunchiului se găsesc trei articulaţii: femuro-tibială (articulaţia propriu-zisă a genunchiului), femuro-rotuliană (care participă la alcătuirea articulaţiei genunchiului) şi articulaţia tibio peronieră superioară care va fi descrisă la gambă.

84

Articulaţia femuro-tibială Structura funcţională a articulaţiei femuro-tibiale Această articulaţie este cea mai voluminoasă articulaţie a corpului şi cea mai puternică. Structural, ea este o trohleartroză imperfectă şi de accea are în constituţia ei două meniscuri.

a) Extermitatea inferioară a femurului are cei doi condili, separaţi de scobitura intercondiliană şi de trohlee şi acoperiţi la suprafaţă de un cartilaj hialin.

b) Extremitatea superioară a tibiei prezintă două cavităţi glenoide

acoperite de cartilaj hialin, separate între ele de doi tuberculi (intern şi extern) ai masivului osos ce aparţin spinei tibiale. Pe spina tibială se inseră capetele distale ale ligamentelor încrucişate.

c) Faţa posterioară a rotulei este divizată în două faţete laterale de către 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 glenoidă câte un menisc. Meniscul extern are o formă circulară, iar cel intern forma literei C.

Meniscul intern,prin cornul său anterior, se fixează la marginea anterioară a platoului tibial, imediat înintea ligamentului încrucişat anterior, iar prin cornul său posterior, pe suprafaţa retrospinală, imediat inapoia inserţiei ligamentului încrucişat posterior.

Meniscul extern, prin cornul său anterior, se fixează pe suprafaţa prespinală, imediat înaintea spinei şi pe faţa externă a ligamentului încrucişat anterior, iar prin cornul său posterior, se fixează pe tuberculul intern al spinei tibiale. Cele două meniscuri sunt reunite la partea lor anterioară de o formaţiune delicată numită ligamentul transvers (jugal) care este înconjurat de pachetul celular grăsos anterior al genunchiului. Aceste meniscuri nefiind strict cartilaginoase, au o elasticitate şi o deformabilitate mai mare decât a cartilajului obişnuit. Partea internă a meniscului nu conţine vase, dar în partea capsulară acestea sunt abundente. e) Segmentele osoase din articulaţie sunt menţinute între ele de o capsulă articulară întărită de şase ligamente. Capsula articulară este un manşon fibros, care se fixează de jur împrejur, foarte apropiat de limita cartilajelor articulare, lateral pe meniscuri şi înainte pe ligamentul jugal, ajungând la tibie. Este foarte rezistentă, poate suporta tracţiuni mai mari de 300 kg. Cele şase ligamente sunt: 1. ligamentul anterior (rotulian) – reprezintă tendonul terminal al cvadricepsului, se întinde de la rotulă la tuberozitatea anterioară a tibiei, este lăţit transversal, gros şi foarte rezistent. 2. ligamentul posterior (Winslov) – se confundă cu inserţiile muşchilor gemeni (ai tricepsului sural). Partea mijlocie este în scobitura intercondiliană şi se confundă cu inserţiile ligamentelor încrucişate.

85

3. ligamentul lateral intern – se inseră sus pe tuberozitatea condilului femural intern, iar jos, pe partea cea mai de sus a feţei interne a tibiei. 4. ligamentul lateral extern – se inseră sus pe tuberozitatea condilului femural extern, iar jos, pe partea antero-externă a capului peroneului. Ligamentele încrucişate se găsesc în scobitura intercondiliană. 5. ligamentul încrucişat anterior se inseră sus, pe porţiunea posterioară 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 inserţiile cornurilor anterioare ale meniscurilor. 6. ligamentul încrucişat posterior se inseră pe porţiunea posterioară a condilului intern şi se îndreaptă în jos, înainte şi înăuntru pentru a se insera înapoia spinei tibiale. f) sinoviala genunchiului tapetează faţa interioară a capsulei; se adaptează la toate fundurile de sac capsulare şi se întrerupe la nivelul inserţiei meniscurilor, împărţindu-se în două porţiuni: una suprameniscală, care reprezintă aproape întreaga sinovială şi alta submeniscală, mult mai redusă ca dimensiuni. Sinoviala genunchiului comunică în aproape 1o % din cazuri cu sinoviala articulaţiei tibio-peroniere superioare.

Articulaţia femuro-rotuliană

Această articulaţie este o trohleartroză fiind alcătuită din trohleea extremităţii inferioare a femurului şi faţa posterioară articulară a rotulei. Aparatul capsulo-ligamentar se confundă cu cel al feţei anterioare a articulaţiei femuro-tibiale.

Muşchii implicaţi în mişcările genunchiului sunt: a) muşchii coapsei (anteriori: cvadricepsul, tensorul fasciei lata, dreptul intern, croitorul şi posteriori: ischio-gambierii), muşchi biarticulari, care au fost descrişi la muşchii şoldului şi b) muşchii gambei, dintre care ca muşchi accesori în mişcările genunchiului intervin cei doi gemeni ai tricepsului sural, popliteul şi plantarul subţire, care vor fi descrişi la muşchii gambei.

Statica genunchiului Axa biomecanică a femurului care, trece prin centrul capului

femural şi prin scobitura intercondiliană, face cu axa anatomică a corpului femural un unghi de 100 deschis în sus.

Faţă de axa anatomică a tibiei, axa anatomică a femurului se găseşte uşor înclinată în afară, formând astfel un unghi deschis în afară de 1700 – 1770 (genu valgum fiziologic).

11.3.2. Biomecanica genunchiului Articulaţia femuro-tibială are un singur grad de libertate şi în consecinţă prezintă două mişcări principale: flexia şi extensia gambei pe coapsă, mişcări la care se adaugă şi altele secundare ca: rotaţie internă şi rotaţie externă. Articulaţia mai prezintă şi mişcări de înclinare laterală foarte reduse ca amplitudine. Amplitudinea medie a

86

mişcărilor active de flexie şi extensie este 1350, iar a celor pasive de 1500. Mişcările se execută 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 fixată (ca în sprijinul pe sol), prin deplasarea tibiei pe femurul fixat (ca în poziţia şezând) sau prin deplasarea simultană a celor două oase (ca în mers, când gamba este pendulată).

Mişcarea de flexie este aceea prin care faţa posterioară a gambei se apropie de faţa posterioară a coapsei. Se execută în jurul mai multor axe. Începutul mişcării de flexie se face mai mult prin rostogolire, iar sfârşitul mai mult prin rotaţie pe loc în jurul unei axe fixe. Când flexia ajunge la 700 , se asociază şi o mişcare de rotaţie internă, care poate ajunge până la 200 amplitudine. muşchii 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 mişcării de flexie este realizată de întâlnirea feţei posterioare a gambei cu faţa posterioară a coapsei.

Mişcarea de extensie este aceea prin care faţa posterioară a gambei se depărtează de faţa posterioară a coapsei. La începutul mişcării are loc rotarea extremităţii femurului, apoi rostogolirea lui pe platoul tibial, până când axa lungă a gambei ajunge să continue axa lungă a coapsei (văzute din profil). Mişcării de extensie i se asociază şi o mişcare de rotaţie în afară a gambei pe coapsă. muşchii motori ai extensiei sunt în primul rând cvadricepsul şi tensorul fasciei lata. Ei realizează, împreună cu tendonul cvadricipital, rotula, aripioarele rotuliene şi tendonul rotulian, un aparat complex de extensie a genunchiului. Extensorii acţionează cu toată forţa lor atunci când se face extensia forţată a genunchiului flectat sau când se execută o mişcare forţată de blocare a genunchiului în uşoară flexie, ca în activitatea fizică. Astfel, în aceste situaţii se poate rupe aparatul extensor al genunchiului la diferite nivele, ajungându-se la ruptură de tendon cvadricipital (mai ales la fotbalişti şi rugbişti), la o fractură de rotulă, la o ruptură de ligament rotulian (la alpinişti) sau la o smulgere de apofiză tibială anterioară.

Mişcarea de extensie este limitată de ligamentul posterior al articulaţiei, de ligamentul încrucişat anterior, iar în mod accesoriu de ligamentul încrucişat 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 afară în poziţia finală de flexie şi înăuntru în poziţia finală de extensie. Amplitudinea mişcării de rotaţie activă este de 150 – 200, iar de rotaţie pasivă de 350 – 400 .

Rotaţia în afară se face de bicepsul femural, iar rotaţia înăuntru se face de: semimembranos, semitendinos, popliteu, drept intern şi croitor.

87

În rotaţia externă ligamentele laterale se extind, iar ligamentele încrucişate se relaxează, în timp în rotaţia internă se întind ligamentele încrucişate şi se destind ligamentele laterale.

Mişcările de lateralitate sunt limitate de ligamentele laterale

în special în mers, când sunt puse sub tensiune maximă odată cu extensia genunchiului. În flexia completă, ligamentul lateral extern se relaxează, dar cel intern se menţine uşor destins. În semiflexie, însă, se obţine o relaxare maximă a ligamentelor.

Ligamentele încrucişate limitează deplasarea înainte şi înapoi a platoului tibial pe condilii femurali, când genunchiul este extins.

Ligamentul încrucişat anterior limitează deplasarea înainte, iar cel posterior – deplasarea înapoi.

Ligamentul încrucişat anterior se întinde în extensie, se relaxează în flexia uşoară şi se întinde din nou în hiperextensie. El se poate rupe în extensia genunchiului, în flexia de 900 a genunchiului, sau prin trecerea forţată de la flexie la extensie cu genunchiul rotat extern

Ligamentul încrucişat posterior se întinde în flexie completă, se relaxează în semiflexie şi se întinde din nou uşor în extensie. El se rupe foarte rar, când lovitura pe gambă surprinde genunchiul în flexie.

Biomecanica meniscurilor Deşi solitare pe tibie, meniscurile se deplasează în flexie,

dinainte înapoi pe platoul tibial, dar se apropie uşor şi între ele, prin extremităţile posterioare. În extensie, meniscurile se deplasează în sens invers, adică dinapoi înainte, ating marginile anterioare ale platoului tibial şi se depărtează uşor unul de altul. Tot ele se mai deplasează şi odată cu platoul tibial faţă de condilii femurali, ele situându-se mereu pe acea parte a platoului care suportă 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 afară, partea anterioară a meniscului intern urmează capsula la care aderă şi se deplasează dinapoi înainte şi dinăuntru în afară, în timp ce partea sa posterioară 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 mişcării de rotaţie externă. El este mai rezistent şi mai mobil.

Rolul meniscurilor 1. Completeză spaţiul liber dintre suprafaţa curbă a

femurului şi suprafaţa plană a tibiei şi împiedică astfel protruzia sinovialei şi capsulei în cavitatea articulară, în cursul mişcărilor.

2. Centrează sprijinul femurului pe tibie în cursul mişcărilor.

3. Participă la lubrefierea suprafeţelor articulare, asigurând repartizarea uniformă a sinovialei pe suprafaţa cartilajelor.

4. Joacă rolul unui amortizor de şoc între extremităţile

88

osoase, mai ales în mişcările de hiperextensie şi hiperflexie.

5. Reduc în mod important frecarea dintre extremităţile osoase.

Majoritatea rupturilor de menisc se produc în mişcări rapide şi

puternice sau în mişcări care îşi modifică direcţia în timpul efectuării lor, când meniscurile sunt supuse unor presiuni foarte mari.

Biomecanica articulaţiei femuro-rotuliene Rotula este menţinută pe locul ei, de un sistem complicat de

frâuri, de origine musculară, ligamentară şi tendinoasă. În sens vertical, este fixată de tendonul rotulian şi de

tendonul cvadricipital care numai el este motor şi solicită rotula, trăgând-o în afară şi aplicând-o puternic în şanţul trohlean. Aceste tendoane fac între ele un unghi deschis în afară (unghiul Q). Închiderea lui favorizează apariţia luxaţiei rotulei.

În sens transversal, rotula este menţinută de cele două aripioare rotuliene. Aripioara internă se întinde de la marginea internă a rotulei, la faţa internă

a condilului intern, este întărită de inserţia vastului intern şi de ligamentul menisco-rotulian intern şi este deosebit de solicitată.

Aripioara externă se intinde de la marginea externă a rotulei, la faţa externă a condilului extern, este întărită de vastul extern, fascia lata şi ligamentul menisco-rotulian extern şi este mai slab dezvoltată.

În afara acestor formaţiuni, o serie de elemente fibroase se încrucişează 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.

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 muşchi.

– în flexie, fiind trasă de tendonul rotulian, rotula ia contact progresiv cu suprafaţa articulară a trohleei şi se înscrie în şanţul trohlean; pornind de sus şi uşor din afară ea coboară spre linia mediană, trece peste linia verticală a trohleei, apoi, odată cu intrarea în şanţul dintre cei doi condili, se îndreaptă din nou în afară, pentru ca la sfârşitul mişcării de flexie să acopere exclusiv condilul extern.

89


Articulaţia genunchiului este formată din extremitatea inferioară a femurului, extremităţile superioare ale celor două oase ale gambei: tibia şi peroneul şi osul propriu al regiunii, rotula. Articulaţia femuro-tibială are un singur grad de libertate şi în consecinţă prezintă două mişcări principale: flexia şi extensia gambei pe coapsă, mişcări la care se adaugă şi altele secundare ca: rotaţie internă şi rotaţie externă.

− Muşchii 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

− Muşchii motori ai extensiei sunt în primul rând cvadricepsul şi tensorul fasciei lata.


– genunchi;– femur; patelă; tibie; peroneu Întrebări de control şi teme de dezbatere

1. Care este structura funcţională a articulaţiei femuro-tibiale? 2. Care sunt ligamentele acestei articulaţii? 3. Rolul meniscurilor. 4. Rolul rotulei. 5. Ce muşchi flectează genunchiul? 6. Ce muşchi fac extensia genunchiului?

90


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)! 1. Articulaţia genunchiului este formată din extremitatea inferioară a femurului şi extremităţile superioare ale celor două oase ale gambei: tibia şi peroneul. 2. Mişcările de lateralitate sunt limitate de ligamentele încrucişate. 3. Prin mişcarea de extensie faţa posterioară a gambei se depărtează de faţa posterioară a coapsei. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi! 4.Muşchii extensori ai genunchiului sunt tensorul fasciei lata şi .................... 5.La nivelul genunchiului se găsesc trei articulaţii: femuro-tibială, femuro-rotuliană şi articulaţia.................

Bibliografie obligatorie 1. Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C, 1977, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti.

91


BIOMECANICA GAMBEI ŞI PICIORULUI

Cuprins:

12.1. Introducere 12.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 12.3.Conţinutul unităţii de învăţare 12.3.1. Structura funcţională a gambei 12.3.2. Biomecanica gambei 12.3.3. Structura funcţională a gleznei si piciorului 12.3.4. Biomecanica gleznei si piciorului 12.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

12.1.Introducere Gamba este segmentul care leagă coapsa de picior. După coapsă, ea reprezintă a doua pârghie importantă a membrului inferior.



descrierea caracteristicilor structurale ale gambei, gleznei şi piciorului; definirea biomecanicii acestor structuri; aplicarea corectă a mişcărilor în aceste structuri

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la articulaţiile piciorului; – vor conştientiza biomecanica gambei şi piciorului.


92


12.3.1. Structura funcţională a gambei În alcătuirea articulaţiilor gambei intră două oase lungi: tibia şi peroneul.

T i b i a este un os voluminos, situat la partea antero-internă a gambei.

a) Extremitatea superioară are aproape o formă patrulateră, alungită transversal şi foarte voluminoasă. Prin faţa ei superioară participă la alcătuirea articulaţiei femuro-tibiale, care a fost descrisă anterior. Sub faţa ei superioară se găsesc două mari tuberozităţi solitare între ele, tuberozitatea internă şi tuberozitatea externă.

b) Corpul tibiei prezintă trei feţe (externă, internă şi posterioară) şi trei margini (anterioară, internă şi posterioară). c) Extremitatea inferioară se continuă cu maleola tibială. Faţa ei inferioară şi cea externă a maleolei tibiale se articulează cu astragalul. P e r o n e u l (fibula) este un os lung, subţire, situat postero-extern faţă de tibie. Extremitatea lui proximală se găseşte sub extremitatea proximală a tibiei, iar extremitatea lui distală coboară mai jos decât extremitatea distală a tibiei. El joacă un rol important în statica şi biomecanica gambei. Întăreşte stabilitatea întregului sistem. a) Extremitatea superioară are la partea internă o suprafaţă articulară plană pentru articulaţia cu tuberozitatea externă a tibiei, iar postero-extern o apofiză stiloidă pe care se inseră tendonul bicepsului femural şi ligamentul lateral extern al articulaţiei femuro-tibiale. b) Corpul peroneului este tot prismatic triunghiular şi are trei feţe (internă, externă şi posterioară) şi trei margini (anterioară, internă şi externă). c) Extremitatea inferioară se continuă în jos cu maleola peronieră. Faţa internă este articulară şi intră în contact cu tibia şi cu faţa externă a astragalului. Pe vârful ei se inseră ligamentul peroneo-calcanean. Articulaţiile gambei Structura funcţională a articulaţiilor gambei

Cele două oase ale gambei se articulează între ele atât prin extremităţile lor superioare cât şi prin cele distale, formând două articulaţii tibio-peroniere (superioară şi inferioară). Articulaţia tibio-peronieră superioară este o artrodie.

a) Suprafeţele articulare sunt plane şi acoperite de cartilaj;

b) Capsula fibroasă este întărită de două cartilaje

93

(anterior şi posterior) şi menţine în contact cele două suprafeţe articulare;

c) Sinoviala tapetează faţa interioară a capsulei şi în 10 % din cazuri comunică cu sinoviala articulaţiei femuro-tibiale.

Articulaţia tibio-peronieră inferioară este tot o artrodie. a) Suprafeţele articulare sunt plane şi acoperite de un strat subţire de cartilaj hialin. b) Capsula fibroasă este întărită de trei ligamente, anterior, posterior şi unul intraarticular, interosos, care se continuă proximal cu membrana interosoasă tibio-peronieră. c) Această articulaţie nu prezintă nici cartilaj, nici sinovială. Este o articulaţie strict ligamentară. Membrana interosoasă tibio-peronieră, împreună cu cele două oase, împarte gamba într-o lojă anterioară şi una posterioară. Pe faţa ei anterioară se inseră gambierul anterior, extensorul comun al degetelor şi extensorul propriu al halucelui. Pe faţa ei posterioară se inseră gambierul posterior şi flexorul peronier al degetelor.

Muşchii implicaţi în mişcările gambei Gamba prezintă 12 muşchi dispuşi în trei loje: anterioară,

externă şi posterioară. Ei sunt: Muşchii lojei anterioare

a) gambierul anterior se inseră proximal pe tuberozitatea externă a tibiei, pe tuberculul lui Gerdy, pe cele două treimi superioare ale feţei externe a tibiei şi pe partea supero-internă a feţei anterioare a membranei interosoase. Corpul muscular se continuă ca un tendon puternic, care trece prin faţa gleznei, pe sub ligamentul inelar anterior al tarsului şi se inseră distal pe faţa internă a primului cuneiform şi a bazei primului metatarsian. Când ia punct fix pe tibie, flectează, adduce şi rotează înăuntru piciorul.

b) extensorul comun al degetelor este muşchi aplatizat.Se inseră proximal pe tuberozitatea externă a tibiei, pe cele două treimi superioare ale feţei interne a peroneului şi pe parrtea externă 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 gambă, extensorul comun al degetelor este un extensor al ultimelor 4 degete pe picior şi flexor, abductor şi rotator extern al piciorului pe gambă.

c) extensorul propriu al halucelui se află între primii doi muşchi şi se inseră 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 cărui falangă se inseră distal. Când ia punct fix pe gambă, extensorul propriu al halucelui este extensor al halucelui pe picior şi flexor, adductor şi rotator intern al piciorului pe gambă. Este sinergic cu gambierul anterior.

94

d) peronierul anterior este cel mai extern muşchi al lojei

anterioare, se inseră proximal pe jumătatea inferioară 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 gambă, peronierul anterior este flexor, abductor în afară al piciorului pe gambă. Este sinergic cu extensorul comun al degetelor, al cărui fascicol extern poate fi considerat. Muşchii lojei externe lungul peronier lateral este muşchiul cel mai superficial. Se inseră proximal pe faţa externă şi pe marginea anterioară şi externă a peroneului. Se continuă cu un tendon lung şi puternic, care coboară înapoia maleolei externe, o înconjoară, se îndreaptă spre mijlocul marginii externe a piciorului, trece pe faţa inferioară a scheletului piciorului pe care o străbate 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 afară al piciorului pe gambă. Participă la susţinerea bolţii plantare. scurtul peronier lateral este situat sub lungul peronier lateral. Se inseră proximal pe cele două treimi inferioare ale feţei externe şi pe marginea anterioară şi marginea externă a peroneului. Tendonul lui coboară tot prin spatele maleolei externe, dublând tendonul lungului peronier, pe care-l însoţeşte până la marginea externă a piciorului, unde se termină însă pe baza celui de al cincilea metatarsian. Muşchii lojei posterioare . tricepsul sural, cel mai voluminos muşchi al gambei, este alcătuit din: cei doi gemeni (intern şi extern) şi solearul

− gemenul extern (gastrocnemianul extern) se inseră proximal pe faţa postero-externă a condilului femural extern.

− gemenul intern (gastrocnemianul intern) se inseră proximal pe faţa postero-internă a condilului femural intern

− solearul este un muşchi lat şi gros, situat înaintea celor doi gemeni. Se inseră proximal atât pe tibie, cât şi pe peroneu. Toate cele trei fascicule musculare converg către un tendon care le continuă direcţia, tendonul lui Achile. Acesta trece prin spatele articulaţiei tibio-astragaliene şi se inseră pe jumătatea inferioară a feţei posterioare a calcaneului. Prin intermediul tendonului lui Achile, tricepsul sural are o mare importanţă în acţiunile motorii ale gambei şi gleznei. Când ia punct fix pe inserţiile superioare, tricepsul sural este flexor plantar al piciorului pe gambă şi în mod accesoriu (prin cei doi gemeni), este flexor al gambei pe coapsă. Când ia punct fix pe calcaneu, în poziţie ortostatică, în mod accesoriu, ajută la menţinerea poziţiei de extensie a genunchiului. plantarul subţire este un muşchi filiform, aşezat la partea internă a tendonului lui Achile pe care-l dublează. Se inseră proximal pe condilul extern al femurului, se îndreată oblic în jos şi înăuntru şi coborând pe lângă marginea internă a tendonului lui Achile, se inseră distal fie pe acest tendon, fie pe faţa posterioară a calcaneului. Acest muşchi este flexor plantar al piciorului pe gambă, fiind sinergic cu tricepsul sural.

95

popliteul este scurt, plat, are o formă triunghiulară, fiind situat pe faţa posterioară a articulaţiei femuro-tibiale, înaintea gemenilor şi a plantarului subţire. Se inseră proximal pe condilul femural extern, se îndreaptă oblic în jos şi înăuntru şi se inseră pe faţa posterioară a tibiei, deasupra liniei oblice a tibiei şi pe buza superioară a acesteia. Este flexor şi rotator înăuntru al gambei pe coapsă. flexorul comun al degetelor se inseră proximal pe buza inferioară a liniei oblice a tibiei şi pe treimea mijlocie a feţei posterioare a tibiei, apoi coboară şi se continuă cu un tendon care înconjoară maleola internă, după care îşi schimbă direcţia îndreptându-se înainte în regiunea plantară, 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 inseră proximal pe cele două treimi inferioare ale feţei posterioare a peroneului şi pe membrana interosoasă tibio-peronieră şi se continuă cu un lung tendon care alunecă pe faţa posterioară a extremităţii inferioare a tibiei, pe faţa posterioară a astragalului, pe faţa internă a calcaneului şi ajunge în regiunea plantară. Aici se îndreaptă oblic înainte şi înăuntru, încrucişează tendonul flexorului comun, cu care se uneşte 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 gambă.Când ia punct fix pe inserţiile distale, în ortostatism, susţine 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 inseră proximal pe buza inferioară a liniei oblice a tibiei, pe faţa posterioară a tibiei, pe cele două 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 internă a acestuia, alunecă înapoia maleolei interne, pe care o înconjoară şi se inseră distal pe tuberculul scafoidului. Când ia punct fix pe gambă 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. 12.3.2. Biomecanica gambei a. Biomecanica articulaţiei tibio-peroniere superioare

Articulaţia, fiind o artrodie, nu permite decât mişcări de alunecare de mică amplitudine a celor două suprafeţe articulare una faţă de cealaltă. Aceste mişcări sunt indispensabile dinamicii articulaţiei tibio-peroniere inferioare şi gleznei de care sunt funcţional strâns legate.

96

b. Biomecanica articulaţiei tibio-peroniere inferioare Articulaţia intervine în mişcările de flexie şi extensie ale piciorului pe gambă, mosorul astragalului rulează înainte şi înapoi pe faţa articulară a pensei tibio-peroniere. Este o articulaţie ligamentară, fără cartilaj articular şi fără sinovială. Rolul ligamentelor este acela de a menţine în contact cele două extremităţi ale oaselor gambei în mişcările piciorului şi în statică. 12.3.3. Structura funcţională a gleznei şi piciorului

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 principală a membrului inferior. El este elementul de legătură dintre corp şi sol, cu o structură adecvată acestor funcţii. Piciorul, în structura sa complexă, este format din 26 de oase scurte, legate între ele prin ligamente relativ scurte, dar foarte puternice, cu 32 de articulaţii, cu inserţii 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 sunt: astragalul situat între pensa bimaleolară şi calcaneu calcaneul situat sub astragal, cel mai voluminos os al tarsului, pe faţa lui posterioară se inseră 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 colţuri, introduse între scafoid, cuboid şi bazele ultimelor patru metatarsiene. Oasele metatarsiene sunt oase lungi care prezintă o extremitate proximală (bază), un corp şi o extremitate distală (cap). Falangele reprezintă scheletul degetelor piciorului, au şi ele o extremitate proximală (bază), un corp şi o extremitate distală (cap). Fiecare deget are trei falange cu excepţia halucelui care are numai două. Articulaţiile gleznei şi piciorului Aceste articulaţii sunt numeroase; ele se pot grupa astfel: Articulaţia gleznei este o articulaţie trohleană. a) suprafeţele articulare sunt: pensa tibio-peronieră şi faţa superioară şi feţele articulare ale astragalului (faţa inferioară a extremităţii inferioare a tibiei şi faţa externă a maleolei tibiale; suprafaţa externă

97

a maleolei tibiale = interne = este plană şi intră în contact cu faţa internă a astragalului). b) capsula este fibroasă şi întărită lateral de un ligament intern şi unul extern. c) sinoviala căptuşeşte interiorul capsulei şi formează funduri de sac Articulaţia astragalo-calcaneană este articulaţia dintre faţa inferioară a astragalului şi faţa superioară a calcaneului. Suprafeţele sunt menţinute în contact de trei ligamente ( interosos, extern şi posterior). Articulaţia medio-tarsiană uneşte cele două oase ale tarsului posterior ( astragalul şi calcaneul) cu primele oase ale tarsului anterior (scafoidul şi cuboidul). Articulaţiile intertarsiene ale celor 5 oase ale tarsului anterior sunt între: scafoid şi cuboid, între scafoid şi cele trei oase cuneiforme, între cele teri oase cuneiforme între ele, între cuboid şi al treilea cuneiform, toate articulaţiile fiind artrodii. Articulaţia tarso-metatarsiană uneşte cuboidul şi cele trei oase cuneiforme cu baza celor cinci metatarsiene. Toate articulaţiile sunt artrodii şi prezintă o serie de ligamente interosoase, dorsale şi plantare. Articulaţiile intermetatarsiene sunt între ultimele 4 metatarsiene care se unesc prin bazele lor (trei artrodii) iar la capetelor lor au o bamdeletă fibroasă transversală (ligamentul transvers al metatarsului). Articulaţiile metatarso-falangiene sunt articulaţii condiliene, realizate de capul rotunjit al metatarsienelor şi de baza falangelor proximale, care prezintă câte o cavitate glenoidă, mărită în jos şi înapoi de un fibrocartilaj. Extremităţile osoase sunt legate de o capsulă întărită de câte două ligamente laterale. Articulaţiile interfalangiene sunt articulaţii trohleene. În linii mari, dispoziţia segmentelor osoase şi a articulaţiilor respectă structura mâinii, cu deosebirea că halucele nu dispune de aceeaşi mobilitate şi nu poate executa mişcarea de opoziţie. Aponevroza plantară. Întreaga structură arhitectonică a piciorului este susţinută de două formaţiuni fibroase complexe situate în plante (aponevroze). Ele sunt: una superficială şi alta profundă. Cea mai importantă fiind cea superficială. Are o formă triunghiulară, cu vârful spre calcaneu şi baza spre degete, este foarte rezistentă şi contribuie la menţinerea bolţii plantare în ortostatism. Muşchii piciorului În biomecanica piciorului intervin muşchii gambei şi cei 20 de muşchi proprii ai piciorului. Se grupează în patru regiuni, astfel:

98

– Muşchii regiunii dorsale – singurul muşchi în regiunea dorsală este

pediosul, se inseră pe partea antero– superioară a calcaneului, se îndreaptă înainte şi înăuntru, se împarte în patru fascicule musculare, continuate cu un tendon subţire ce se inseră pe primele patru degete. Extinde primele patru degete pe metatarsiene şi este sinergic cu lungul extensor comun al degetelor. – Muşchii regiunii plantare interne se inseră proximal pe oasele tarsiene şi distal pe baza primei falange a halucelui. Ei sunt: adductorul halucelui, scurtul flexor al halucelui şi abductorul halucelui. – Muşchii regiunii plantare mijlocii scurtul flexor plantar se inseră proximal pe tuberozitatea internă

a feţei inferioare a calcaneului. Se împarte în patru tendoane şi se inseră 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 inseră proximal pe cele două

tuberozităţi ale feţei inferioare a calcaneului şi distal pe tendonul flexorului comun al degetelor. Flectează ultimele 4 degete pe metatarsiene. lombricalii piciorului sunt identici ca număr, dispoziţie şi

acţiune cu cei ai mâinii. Sunt în număr de 4 şi flectează prima falangă, extinzând concomitent celelalte două falange ale ultimelor 4 degete. interosoşii piciorului şi ei sunt identici ca număr, dispoziţie şi

acţiune cu cei ai mâinii. Sunt 7 interosoşi (3 plantari şi 4 dorsali) care se inseră 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 falangă, deci sinergici cu lombricalii. – Muşchii regiunii plantare externe sunt: abductorul degetului mic, scurtul flexor al degetului mic şi opozantul degetului mic. Toţi aceşti muşchi se inseră proximal pe feţele infero-externe ale oaselor tarsiene şi ale ultimului metatarsian şi distal pe baza primei falange a degetului mic. Bolţile piciorului Cele trei bolţi ale piciorului sunt două lungi (internă şi externă) şi o boltă scurtă (transversală anterioară). Prin ele este posibilă biomecanica complexă a piciorului, în mers, alergare, sărituri, dans. Bolta internă este formată din calcaneu, astragal, scafoid şi cele trei cuneiforme şi primul metatarsian. Este întărită 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 transversală este scurtă, se ridică de la marginea externă a piciorului prin cuboid, are maximum de înălţare în dreptul celui de al doilea cuneiform şi coboară puţin către marginea internă prin primul cuneiform

99

Amprenta plantară În mod normal, datorită existenţei bolţilor plantare, contactul dintre picior şi sol nu se face pe toată suprafaţa plantară ci numai pe un anumit teritoriu (amprenta plantară), care variază ca formă şi întindere de la individ la individ şi pentru fiecare individ de la o poziţie la alta. Amprenta plantară se înregistrează cu ajutorul plantogramei, prin badijonarea plantelor cu cerneală sau tuş şi aşezarea plantelor pe o coală de hârtie. 12.3.4. Biomecanica gleznei şi piciorului În articulaţia gleznei au loc mişcări 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 bimaleolară, aşa încât, dacă piciorul se aşează în flexie dorsală, vârful lui se duce şi în adducţie. Piciorul are o astfel de structură, încât să poată suporta greutatea individului dar şi o alta în plus. El are posibilităţi mari de mişcare, în totalitatea sa, piciorul se poate mişca în toate sensurile (flexie, extensie, abducţie, adducţie, rotaţia internă şi externă şi circumucţie). Membrul inferior ca lanţ cinematic Bazinul, şoldul, coapsa, genunchiul, gamba, glezna şi piciorul acţionează în cursul diferitelor poziţii şi mişcări ca un lanţ cinematic deschis sau închis.

Ca lanţ 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, bătaia la sărituri),

– amortizarea căderii pe sol (în căderea în picioare). Ca lanţ cinematic deschis, acţionează în: – depărtarea şi apropierea picioarelor, – răsucirea în afară şi înăuntru , – rotaţia dinapoi înainte şi dinainte înapoi, – lovirea, împingerea şi chiar apucarea (în cazuri speciale).


Gamba este segmentul care leagă coapsa de picior. În alcătuirea articulaţiilor gambei intră două oase lungi: tibia şi peroneul. Cele două oase ale gambei se articulează între ele atât prin

100

extremităţile lor superioare cât şi prin cele distale, formând două articulaţii tibio-peroniere (superioară şi inferioară). Muşchii lojei anterioare sunt:gambierul anterior, extensorul comun al degetelor, extensorul propriu al halucelui. peronierul anterior. Muşchii lojei laterale sunt: lungul şi scurtul peronier lateral. Muşchii lojei posterioare sunt:tricepsul sural– cel mai voluminos muşchi al gambei, este alcătuit din: cei doi gemeni (intern şi extern) şi solearul-; plantarul subţire ,popliteul ,flexorul comun al degetelor , flexorul lung al halucelui , gambierul posterior.


Tibie; peroneu. Întrebări de control şi teme de dezbatere

1. Care sunt oasele gambei? 2. Ce articulaţii are gamba? 3. Care sunt muşchii lojei anterioare a gambei? 4. Ce muşchi prezintă gamba în partea ei posterioară? 5. Care sunt bolţile piciorului şi ce rol au?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)! 1.Peronierul al III lea face parte din loja laterală a gambei. 2. Articulaţia gleznei este o articulaţie sferoidă. 3.Muşchii lojei laterale a gambei sunt: lungul peronier lateral, scurtul peronier lateral şi peronierul al treilea. *Completaţi spaţiile puncte cu termenii corecţi: 4. Cel mai voluminos muşchi al gambei este..................... 5. Amprenta plantară se înregistrează cu ajutorul .............................

101

Bibliografie obligatorie 1. Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

102


MIŞCĂRILE APARATULUI LOCOMOTOR CICLICE ŞI ACICLICE

Cuprins:

13.1. Introducere 13.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 13.3.Conţinutul unităţii de învăţare 13.3.1. Caracteristicile mersului si fazele lui 13.3.2. Carecteristicile alergării si fazele ei 13.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

11.1.Introducere

Mersul este o mişcare locomotorie ciclică, care se efectuează prin ducerea succesivă a unui picior înaintea celuilalt. In mers, corpul se sprijină permanent pe sol, fie cu un picior (sprijin unilateral), fie cu ambele picioare (sprijin bilateral). În cazul sprijinului unilateral, membrul inferior, care susţine greutatea corpului, se numeşte picior de sprijin, iar celălalt, picior oscilant (pendulant). Alergarea reprezintă din punct de vedere biomecanic, o mişcare locomotorie ciclică, în care deplasarea corpului este asigurată printr-o acţiune alternativă a membrelor inferioare, alergătorul avînd un contact periodic cu solul.

11.2. Obiectivele şi competenţele/unităţii de învăţare


să descrie caracteristicile şi fazele mersului să explice caracteristicile şi fazele alergării

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la mişcările ciclice ale aparatului locomotor; – vor conştientiza biomecanica aparatului locomotor în timpul mersului şi al alergării.

103



13.3.1. Caracteristicile mersului şi fazele lui Mersul se compune dintr-o succesiune de paşi, înţelegîndu-se prin pas mişcarea prin care un picior trece înaintea celuilalt. Marey consideră că pasul reprezintă totalitatea mişcărilor care se execută între două poziţii asemănătoare ale aceluiaşi picior. Acesta este un pas dublu, deoarece în timpul acţiunii unui picior, celălalt parcurge un număr egal de faze. Pasul dublu este considerat unitatea funcţională de mişcare în timpul mersului. El se descompune în doi paşi simpli, fiecare avînd, la rîndul său, cîte trei faze. Pasul dublu se poate descompune pentru studiu în doua perioade (fig. 94):

− perioada piciorului de sprijin; − perioada piciorului oscilant. Fiecare perioadă cuprinde cîte

trei faze: Fazele mersului Perioada piciorului de sprijin cuprinde: – faza de amortizare; – momentul verticalei; – faza de impulsie. Perioada piciorului oscilant cuprinde: – faza pasului piciorului posterior; – momentul verticalei; – faza pasului anterior. Faza de amortizare începe din clipa în care piciorul anterior ia contact cu solul, pe călcîi, şi durează pînă la momentul verticalei. Amortizarea constituie o frânare în mers; biomecanic reprezintă o fază negativă, deoarece forţa reacţiei reazemului este îndreptată contrar direcţiei mersului. Momentul verticalei piciorului de sprijin durează foarte puţin, corpul fiind sprijinit pe un singur picior. În acest moment corpul are înălţimea maximă, iar centrul de greutate este uşor deplasat lateral, spre piciorul de sprijin, pentru menţinerea echilibrului. Faza de impulsie urmează imediat după momentul verticalei piciorului de sprijin şl durează pînă la desprinderea acestuia de sol, începînd cu călcîiul. În timpul atingerii solului cu vîrful metatarsienelor şi cu degetele, corpul se găseşte în sprijin bilateral,

104

deoarece piciorul anterior se află în contact cu solul prin călcîi. C.G.G. are înălţimea minimă în sprijinul bilateral. La sfârşitul acestei faze corpul este împins înainte şi în sus prin forţa de impulsie a piciorului de sprijin, care devine apoi picior oscilant. În faza pasului posterior al piciorului oscilant se execută liber o oscilaţie în articulaţia coxofemurală, concomitent cu o uşoară floxie în articulaţia genunchiului si o flexie dorsală în articulaţia talocrurală. Se produce astfel o mică scurtare a membrului inferior, care oscilează uşurînd mişcarea, în special în momentul trecerii spre verticală. In momentul verticalei piciorului oscilant acesta trece uşor flectat la verticală, încrucişîndu-se peste piciorul de sprijin aflat, de asemenea, în momentul verticalei. In faza pasului anterior al piciorului oscilant, acesta oscilează de la verticală înainte, pregătindu-se să ia contact cu solul, pentru a începe un nou ciclu al pasului dublu. De remarcat că impulsia este singura fază pozitivă care accelerează viteza mersului, deoarece în această fază reacţia reazemului are aceeaşi direcţie cu deplasarea corpului. Din interacţiunea forţelor interne ale organismului, respectiv contracţia musculaturii, cu forţele externe care acţionează în toate fazele mersului, în special în punctele de contact ale corpului cu solul, rezultă deplasarea prin mers. Odată cu bazinul se înclină şi trunchiul şi, de aceea, mersul ia un aspect uşor legănat, care este mai accentuat la femeie din cauza bazinului mai larg. Membrele superioare execută în mers mişcări sincrone şi opuse celor ale membrului inferior de aceeaşi parte. Mişcarea lor este de mică amplitudine, dar dacă s-ar suprima, mersul ar fi jenat. 13.3.2. Caracteristicile alergării şi fazele ei

Spre deosebire de mers, alergarea se caracterizează printr-o fază de zbor care înlocuieşte sprijinul bilateral din mers. Unitatea de măsură în alergare, ca şi în mers, este pasul dublu, fiecare membru inferior avînd o perioadă de sprijin şi una de oscilaţie, între care se interpune zborul. Fazele alergării Piciorul de sprijin are trei faze: amortizarea, momentul verticalei şi impulsia, iar piciorul oscilant, alte trei faze: pasul posterior, momentul verticalei şi pasul anterior In alergările de viteză şi rezistenţă, amortizarea se face cu piciorul în flexie plantară pe capetele metatarsienelor şi pe degete. In momentul contactului cu solul, lantul muscular al triplei extensii, extensorii coapsei pe bazin, extensorii genunchiului şi flexorii plantari se opun flexiei segmentelor, depunînd un efort muscular de cedare. In momentul verticalei piciorului de sprijin, activitatea musculară este momentan statică, de fixare, fiind îndeplinită de toate lanţurile antagoniste ale membrului inferior de sprijin. În acest moment, la toate procedeele de alergare, trunchiul este uşor flectat.

105

Impulsia în alergare se realizează printr-un efort puternic de învingere, depus de lanţul muscular al triplei extensii, care se accentuează progresiv pînă la sfîrşitul impulsiei, asigurînd traiectoria din timpul zborului. Lanţul muscular al triplei extensii este principalul factor care asigură îndeplinirea celor trei faze ale piciorului de sprijin; el depune o activitate dinamică de învingere, care creşte progresiv pînă la terminarea impulsiei. În timpul zborului, cele două membre inferioare desfăşoară activităţi musculare deosebite: cel care a efectuat impulsia se pregăteşte pentru a executa fazele piciorului oscilant, printr-o relaxare a lanţului triplei extensii, permiţînd astfel oscilaţia înainte, iar cel care termină fazele oscilaţiei se pregăteşte să ia contactul cu solul printr-o contracţie a lanţului muscular al triplei extensii, pentru a asigura amortizarea. In faza pasului posterior a piciorului oscilant, ducerea înainte a membrului inferior pînă la verticală se face cu ajuorul forţei de gravitaţie, căreia i se adaugă, la alergările de viteză, un efort viguros din partea lanţului triplei flexii a membrului inferior (flexorii coapsei pe bazin, flexorii genunchiului, flexorii dorsali al labei piciorului). In momentul verticalei piciorului oscilant, lanţurile musculare antagoniste ale membrului inferior depun o activitate statică de consolidare, asigurînd poziţia la verticală a piciorului oscilant. în comparaţie cu mersul, membrul inferior este mai flectat în şold şi genunchi. In faza pasului anterior a piciorului oscilant se produce o puternică proiecţie înainte, care este asigurată de lanţul muscular al triplei flexii; efortul principal îl depun flexorii coapsei pe bazin ce duc coapsa puternic înainte şi în sus. Unghiul pe care îl face coapsa cu bazinul va fi cu atît mai mic, cu cît viteza alergării va creşte. Concomitent se asigură flexia genunchiului şi flexia plantară, care pregătesc amortizarea.


Mersul este o mişcare locomotorie ciclică, care se efectuează prin ducerea succesivă a unui picior înaintea celuilalt. In mers, corpul se sprijină permanent pe sol, fie cu un picior (sprijin unilateral), fie cu ambele picioare (sprijin bilateral). În cazul sprijinului unilateral, membrul inferior, care susţine greutatea corpului, se numeşte picior de sprijin, iar celălalt, picior oscilant (pendulant). Fazele mersului, în funcţie de perioada piciorului sunt: -Perioada piciorului de sprijin cuprinde:

106

– faza de amortizare; – momentul verticalei; – faza de impulsie. -Perioada piciorului oscilant cuprinde: – faza pasului piciorului posterior; – momentul verticalei; – faza pasului anterior. Alergarea reprezintă din punct de vedere biomecanic, o mişcare locomotorie ciclică, în care deplasarea corpului este asigurată printr-o acţiune alternativă a membrelor inferioare, alergătorul avînd un contact periodic cu solul. Fazele alergării Piciorul de sprijin are trei faze: amortizarea, momentul verticalei şi impulsia, iar piciorul oscilant, alte trei faze: pasul posterior, momentul verticalei şi pasul anterior


Mersul; alergarea; pasul dublu; amortizare; impulsie

Întrebări de control şi teme de dezbatere 1. Ce este mersul ? 2. Care sunt fazele mersului ? 3. Descrieţi pasul dublu! 4. Ce este amortizarea ? 5. Când urmează faza de impulsie ? 6. Ce este alergarea ?


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)! 1. Unitatea funcţională de mişcare în timpul mersului este pasul dublu. 2. În timpul alergării, principalul factor care asigură îndeplinirea celor trei faze ale piciorului de sprijin este lanţul muscular al triplei extensii. 3. Alergarea se caracterizează printr-o fază de zbor care înlocuieşte sprijinul unilateral din mers

107

*Completaţi spaţiile punctată cu termenii corecţi: 4.În timpul mersului, perioada piciorului oscilant cuprinde: faza pasului piciorului posterior; ................................faza pasului anterior. 5. În timpul alergării, piciorul de sprijin are trei faze: amortizarea, momentul verticalei şi .............

Bibliografie obligatorie 1. Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2. Baciu, C, Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

108


MIŞCĂRILE CORPULUI ÎN MERS, ALERGARE, ARUNCĂRI ŞI SĂRITURI

Cuprins:

14.1. Introducere 14.2. Obiectivele şi competenţele unităţii de învăţare 14.3.Conţinutul unităţii de învăţare 14.3.1. Particularitaţile şi fazele săriturilor 14.3.2. Particularitaţile şi fazele aruncărilor 14.4.Îndrumar pentru verificare/autoverificare

11.1.Introducere Săriturile sunt mişcări locomotorii aciclice, caracterizate printr-un zbor prelungit în care corpul descrie în aer o parabolă. Aruncările sunt probe atletice care se pot clasifica, după modalitatea în care se aplică forţa aruncătorului pentru a imprima obiectului aruncat (greutate, suliţă, disc, ciocan) mişcările specifice, în: a) împingeri (greutate); b) azvîrlire (suliţă); c) lansări (disc, ciocan).



să descrie caracteristicile mişcărilor aciclice să explice fazele săriturilor şi aruncărilor

Competenţele unităţii de învăţare: La sfârşitul acestei unităţi de învăţare, studenţii: – se vor familiariza cu termenii specifici; – îşi vor însuşi noţiunile referitoare la mişcările aciclice; – vor conştientiza biomecanica aparatului locomotor în timpul săriturilor şi aruncărilor.

109



14.3.1. Partucularitaţile şi fazele săriturilor

Toate săriturile se efectuează cu sau fără elan. După acţiunea aparatului motric şi a forţelor externe, deosebim: – sărituri simple, efectuate numai cu forţa musculară care împinge corpul de pe o bază de sprijin, spre exemplu săritura în lungime şi înălţime; – sărituri mixte sau cu sprijin, unde traiectoria corpului după desprinderea de pe sol este modificată de un sprijin oarecare, spre exemplu săritura cu prăjina, săritura la cal etc. Săriturile au patru faze: elanul, desprinderea (bătaia), zborul şi aterizarea. Aceste faze sunt legate între ele şi se condiţionează reciproc, însă fiecare prezintă particularităţi proprii. Faza de pregătire constă din mişcări pregătitoare, adaptate tipului respectiv de săritură, care au rolul de a asigura, pe de o parte, condiţii mecanice optime pentru contracţia musculară, iar pe de altă parte, o viteză maximă şi o tracţiune cît mai eficiente. La săriturile de pe loc fără elan, pregătirea constă în mişcarea de avîntare, adică în coborîrea C.G.G. şi punerea în tensiune a muşchilor triplei extensii, şi crearea condiţiilor optime pentru impulsie. La săriturile cu elan, pregătirea se face prin alergare; aceasta imprimă corpului o viteză orizontală ce contribuie la lungirea traiectoriei de zbor. Faza de bătaie (desprinderea) cuprinde de fapt două acţiuni importante: bătaia propriu-zisă şi desprinderea. în momentul bătăii se produce o contracţie balistică, puternică, a lanţului triplei extensii a membrului inferior de bătaie. La săriturile cu elan, direcţia traiectoriei face cu orizontala un unghi numit unghi de desprindere, a cărui valoare este rezultanta celor două forţe ce acţionează asupra corpului. La săriturile de pe loc, unghiul de desprindere este egal cu unghiul de impulsie, pe cînd la săriturile cu elan el este cu atît mai mic, cu cît viteza elanului creşte. în practică s-a constatat că la săriturile în lungime de pe loc, unghiul de desprindere se apropie de 45°, iar la săriturile cu elan se micşo¬rează, de obicei nedepăşind 20—30°. La acţiunea de impulsie a piciorului de bătaie se adaugă acţiunile de avântare ale piciorului oscilant, ale braţelor şi umerilor. La terminarea fazei de bătaie este foarte important ca C.G.G. să fie ridicat cît mai sus şi să aibă o acceleraţie cît mai mare.

110

Zborul este deplasarea corpului în spaţiu; traiectoria C.G.G. nu poate fi modificată de forţele interioare. Corpul descrie o traiectorie curbă, care în prima parte este ascen¬dentă, avînd o viteză uniform încetinită, iar în a doua este descendentă, cu o viteză uniform accelerată. Mişcările din timpul zborului pregătesc aterizarea. în faza de zbor, activitatea musculaturii corpului este redusă. Săritorii experimentaţi îşi relaxează musculatura imediat după bătaie. La începători însă, muşchii rămîn contractaţi, ceea ce dăunează atît tehnicii săriturii, cît şi economiei consumului de energie. Faza de aterizare este aceea în care corpul ia contact cu solul; ea durează pînă la anularea totală a vitezei. Aterizarea se face pe ambele membre inferioare, la săritura în lungime şi pe toate membrele, la săritura în înălţime. Amortizarea se realizează printr-o serie de forţe de frânare, dintre care forţa musculaturii corpului este cea mai importantă. Ea transformă corpul şi segmentele sale într-un resort elastic şi rezistent; de asemenea, îşi mai aduc contribuţia rezistenţa şi elasticitatea articulaţiilor, a ţesuturilor, precum şi calităţile solului care, prin deformare (sol afânat, nisip, material plastic), amortizează şocul. In timpul zborului, activitatea musculaturii este mai slabă, dar complexă, avîncl drept scop pregătirea aterizării, menţinerea echilibrului etc. La săritura în lungime aterizarea se face pe călcâie, cu membrele inferioare în flexie: pe coapsă, genunchi şi flexie dorsală în articulaţia talocrurală. Deşi aterizarea se face în flexie generalizată, amortizarea vitezei se realizează de către grupele musculare antagoniste (ale triplei extensii) care împiedică corpul să se prăbuşească, transformînd membrele inferioare în resorturi elastice. In concluzie, putem afirma că atât impulsia, cât şi aterizarea sunt asigurate, în principal, de lanţul muscular al triplei extensii. Activitatea acestui lanţ muscular este de învingere – la bătaie şi de cedare – la aterizare. Deci, în antrenamentul sportivilor este necesară pregătirea lanţului triplei extensii, atît pentru efortul de învingere, cît şi pentru cel de cedare. 14.3.2. Particularitaţile şi fazele aruncărilor In toate aruncările, centrul de greutate al obiectului descrie în timpul zborului o traiectorie curbă, asemănătoare unei parabole; din cauza rezistenţei aerului şi a forţei de gravitaţie, partea finală, descendentă, a parabolei este mai scurtă şi mai înclinată. Factorii care determină lungimea unei aruncări sunt: – viteza iniţială (V0) cu care obiectul părăseşte mâna; – unghiul de lansare şi unghiul de teren; – suprafaţa frontală opusă aerului de către obiectul aflat în zbor. Viteza iniţială este rezultatul aplicării mai multor forţe asupra obiectului, şi anume viteza orizontală (suliţa) sau circulară (disc, ciocan) a elanului şi viteza imprimată de contracţia musculară a impulsului final. În diferitele procedee de aruncări, valoarea forţelor variază; astfel, la aruncarea suliţei impulsul final al musculaturii are un rol covârşitor, pe când la aruncarea discului şi ciocanului, rolul cel mai important revine musculaturii corpului care contribuie la efectuarea mişcării de rotaţie.

111

Toate aceste forţe trebuie să acţioneze coordonat pentru ca efortul lor să se însumeze; în caz contrar apar forţe care frânează şi scurtează astfel lungimea traiectoriei. În efortul de aruncare, atletul trebuie să angreneze întreaga sa masă musculară. Performanţa depinde de valoarea forţei care acţionează şi este proporţională cu numărul grupelor musculare angrenate în mişcare. Cu cât timpul în care acţionează forţele aplicate asupra obiectului de aruncat este mai îndelungat, cu atât viteza iniţială şi lungimea traiectoriei sunt mai mari. Viteza iniţială (V0) este maximă atunci cînd toate aceste forţe acţionează simultan, pe tot parcursul, pe aceeaşi direcţie şi trec prin centrul de greutate al obiectului. Viteza iniţială este mai redusă în cazul când forţele acţionează succesiv şi fiecare numai pe o fracţiune de parcurs. Din punct de vedere practic, pentru aruncări, concluzia care se impune este că mişcarea, care pregăteşte aruncarea, odată începută trebuie să se execute în mod continuu pînă la eliberarea obiectului; de asemenea, este necesar ca mişcarea să fie efectuată cu o viteză crescândă. Teoretic, în orice aruncare, unghiul de lansare cel mai favorabil pentru obţinerea unei traiectorii cît mai lungi atinge 45°. Acest principiu este valabil numai în vid, deoarece în concurs intervin factori care modifică unghiul de lansare, şi anume, rezistenţa aerului, calităţile aerodinamice ale obiecte¬lor de concurs etc. La unele aruncări, în special la greutate, unghiul de lan¬sare este mai mic de 45° (cu 30—40°) din motive anatomo-funcţionale, deoarece eficacitatea impulsiei este mai mare dacă se face perpendicular pe torace, lucru ce nu permite realizarea unui unghi mai mare. Fazele aruncărilor Deşi diferite ca formă de execuţie, aruncările se caracterizează prin faze care se succed după cum urmează: a) Pregătirea pentru aruncare constă din prinderea obiectului, urmată de o serie de mişcări care au rolul de a pune în tensiune lanţurile musculare ce vor efectua elanul. Aceste mişcări diferă după stilul de aruncare. Astfel, la greutate, mişcările pregătitoare constau din ridicări şi flectări uşoare pe piciorul de sprijin; la disc se efectuează câteva legănări, iar în lansarea ciocanului, una pînă la trei rotari. b) Elanul se compune dimr-o serie de mişcări al căror scop final este asigurarea unei viteze iniţiale cât mai mari şi luarea de către aruncător a unei poziţii optime pentru execu¬tarea cu eficacitate maximă a efortului final de eliberare a obiectului. In timpul elanului, jumătatea inferioară a corpului se deplasează mai repede decît cea superioară, care rămâne mai în urmă împreună cu mâna care ţine obiectul de aruncat. Astfel, apare un moment numit de unii autori „depăşirea aparatului", al cărui rol este de a accentua la maximum starea de tensiune a lanţurilor musculare care vor efectua efortul de aruncare, contribuind la creşterea randamentului aruncării. Este necesar ca în elan să existe o coordonare cît mai bună a impulsurilor parţiale care pun în contracţie succesiv sau simultan diferite grupe musculare.

112

c) Efortul final adaugă vitezei produse de elan un impuls nou, care face să crească şi viteza iniţială. El este rezultatul contracţiei puternice (explozive) a grupelor şi lanţurilor musculare specifice fiecărei aruncări în parte. În cadrul efortului final, începutul îl fac masele musculare ale trunchiului, la nivelul bazinului şi regiunii lombare, care se contractă puternic. Urmează contracţia celorlalte grupe musculare ale corpului şi membrelor, într-o succesiune asemănătoare unei unde contractile care porneşte din regiunea C.G.G. şi se difuzează către extremităţi. Lanţurile musculare care efectuează efortul final de aruncare antrenează grupe musculare antagoniste, dintre care unele acţionează după tipul dinamic de învingere (concentric), iar celelalte prin cedare (excentric). De reţinut că efortul final de împingere, lansare sau azvârlire trebuie continuat cât mai mult posibil. Poziţia corpului aruncătorului în efortul final de aruncare este de echilibru nestabil; de aceea, în timpul acestui efort, care dezechilibrează corpul prin împingerea C.G.G. înainte, este necesară şi asigurarea echilibrului. Acesta se realizează prin efortul static de fixare pe care îl depun lanţurile musculare antagoniste ale trunchiului şi membrelor inferioare. Efortul muscular în această fază finală trebuie să fie maxim, condiţie esenţială pentru obţinerea unor performanţe înalte. d) Faza de restabilire începe după ce obiectul a părăsit mâna aruncătorului. Ea are drept scop principal restabilirea echilibrului corpului în cadrul spaţiului delimitat prin regulamentul aruncării. Frânarea vitezei orizontale sau rotatorii şi oprirea corpului după aruncare se efectuează în diferite forme, în funcţie de tipul de aruncare. Astfel, la aruncarea suliţei unde viteza orizontală restantă este mare, în afara activităţii musculare de frânare se efectuează şi un pas lung pentru mărirea bazei de susţinere a corpului. La aruncarea discului şi a ciocanului, unde trebuie frânată mişcarea de rotaţie a corpului, se efectuează o serie de mişcări ale trunchiului şi membrelor, care nu părăsesc solul. La aruncarea greutăţii efortul principal de restabilire se realizează prin contribuţia puternică a lanţurilor musculare ale membrelor inferioare, fără deplasarea acestora. In general, în faza de restabilire toate procedeele de aruncare antrenează contracţia unui mare număr de lanţuri musculare antagoniste, însă principalul efort îl depun lanţurile musculare antagoniste celor care au efectuat elanul şi impulsia finală. În această situaţie, lanţurile musculare respective depun efort dinamic de învingere, iar cele care au executat impulsia, efort dinamic de cedare. Elementele de efort dinamic sint completate de o importantă participare statică, simultană a musculaturii, necesară restabilirii şi asigurării echilibrului corpului aflat în echilibru nestabil. O contribuţie mai mare sub aspect dinamometric aduc muşchii şanţurilor vertebrale şi lanţurile musculare ale membrelor inferioare – tripla extensie, tripla flexie, lanţul adductorilor coapsei şi supinaţiei labei piciorului – precum şi lanţul abductorilor coapsei şi al pronatorilor labei piciorului. La disc şi ciocan, un rol important în restabilirea echilibrului după lansare îl îndeplinesc membrele superioare care, prin mişcări diverse în abducţie humerală, măresc raza momentului inerţial şi, prin aceasta, capacitatea de restabilire a echilibrului.

113


Săriturile sunt mişcări locomotorii aciclice, caracterizate printr-un zbor prelungit în care corpul descrie în aer o parabolă. Săriturile au patru faze: elanul, desprinderea (bătaia), zborul şi aterizarea. Aceste faze sunt legate între ele şi se condiţionează reciproc, însă fiecare prezintă particularităţi proprii. Aruncările sunt probe atletice care se pot clasifica, după modalitatea în care se aplică forţa aruncătorului pentru a imprima obiectului aruncat (greutate, suliţă, disc, ciocan) mişcările specifice, în: a) împingeri (greutate); b) azvîrlire (suliţă); c) lansări (disc, ciocan). Aruncările se caracterizează prin faze care se succed după cum urmează: a)Pregătirea pentru aruncare b)Elanul c) Efortul final d) Faza de restabilire.


– elan; zbor; aterizare Întrebări de control şi teme de dezbatere 1. Care sunt caracteristicile săriturilor? 2. Ce este elanul? 3. Ce este zborul? 4. Ce este faza de aterizare? 5. Cum se face aterizarea? 6. De cine sunt asigurate impulsia şi aterizarea? 7. Care sunt fazele săriturilor? 8. Ce caracteristici au aruncările? 9. Care sunt fazele aruncărilor?

114


*Răspundeţi adevărat (dacă consideraţi că propoziţia este adevărată) sau fals (dacă consideraţi că propoziţia este falsă)! 1. În cazul săriturilor, impulsia şi aterizarea sunt asigurate, în principal, de lanţul muscular al triplei extensii. 2. Zborul reprezintă deplasarea corpului în spaţiu. 3. Faza de restabilire începe după ce obiectul a părăsit mâna aruncătorului. *Completaţi spaţiile punctate cu termenii corecţi! 4.Fazele aruncărilor sunt: pregătirea pentru aruncare, elanul , ......................... şi faza de restabilire 5. Factorii care determină lungimea unei aruncări sunt: viteza iniţială (V0) cu care obiectul părăseşte mâna; unghiul de lansare şi..........................;suprafaţa frontală opusă aerului de către obiectul aflat în zbor.

Bibliografie obligatorie 1.Nenciu, G., Biomecanica în educaţie fizică şi sport, Editura Fundaţiei România de Mâine, 2008. 2.Baciu, C., Anatomia funcţională şi biomecanica aparatului locomotor, Editura Sport – Turism, Bucureşti, 1977.

115

RĂSPUNSURI LA TESTELE DE EVALUARE/AUTOEVALUARE

Unitatea de învăţare 1:1.adevărat, 2. fals, 3. adevărat, 4.menţine, 5. egale ca mărime Unitatea de învăţare 2:1.adevărat , 2.fals, 3.fals, 4. sistemul nervos simpatic şi parasimpatic , 5. tendoanele şi aponevrozele Unitatea de învăţare 3:1.fals, 2.adevărat, 3.fals, 4. inerţia, forţa de frecare 5. în acelaşi sens. Unitatea de învăţare 4 : 1.adevărat, 2.adevărat , 3.fals, 4. forţelor gravitaţionale , 5. antagoniştilor Unitatea de învăţare 5: 1.fals , 2.adevărat, 3.adevărat , 4. de învingere , 5. statico-izometrice Unitatea de învăţare 6: 1.adevărat, 2.fals, 3.adevărat , 4. marele oblic abdominal, 5. rotaţie Unitatea de învăţare 7:1.fals, 2.fals, 3.adevărat, 4. dorsalul mare, 5. unghiular. Unitatea de învăţare 8:1.fals, 2.fals, 3.adevărat, 4. 1500, 5. anconeul Unitatea de învăţare 9:1.adevărat, 2.fals, 3.fals, 4 interosoşi. , 5. două Unitatea de învăţare 10:1.adevărat,2. adevărat, 3.fals , 4. contranutaţie, 5. fesierul mijlociu Unitatea de învăţare 11:1.fals, 2.fals, 3.adevărat, 4. cvadriceps , 5. tibio peronieră superioară Unitatea de învăţare 12:1.fals, 2.fals, 3.fals, 4. triceps sural , 5. plantogramei Unitatea de învăţare 13:1.adevărat, 2. adevărat, 3. fals, 4. momentul verticalei , 5. impulsia Unitatea de învăţare 14:1.adevărat, 2.adevărat, 3.adevărat, 4. efortul final, 5. unghiul de teren

biomecanicĂ curs în tehnologia ifr - spiruharet.ro · 7.3.1. structura funcţională si...

Documents