Φυσιολογία της Άσκησης

Transcript

1 1 Φυσιολογία της Άσκησης Νευρικό Σύστημα & Νευρομυϊκός έλεγχος Παναγιώτης Κανέλλος Διαιτολόγος-Διατροφολόγος, PhD Υπότροφος ΤΕΙ Κρήτης 2019

2 Νευρικό σύστημα 2 Το νευρικό σύστημα αποτελείται από: το κεντρικό νευρικό σύστημα (ΚΝΣ): εγκέφαλος και νωτιαίος μυελός και το περιφερικό νευρικό σύστημα (ΠΝΣ): αισθητικό (κεντρομόλο) και κινητικό (φυγόκεντρο) σκέλος

3 Οργάνωση νευρικού συστήματος 3 12 ζεύγη κρανιακών νεύρων 31 ζεύγη νωτιαίων νεύρων

4 4 ΚΝΣ-Εγκέφαλος

5 ΚΝΣ-Εγκέφαλος 5 Μετωπιαίος λοβός: γενική διάνοια και κινητικός έλεγχος Κροταφικός λοβός: αντίληψη και ερμηνεία ακουστικών ερεθισμάτων Βρεγματικός λοβός: αντίληψη και ερμηνεία γενικών αισθητικών ερεθισμάτων Ινιακός λοβός: αντίληψη και ερμηνεία οπτικών ερεθισμάτων

6 Νευρικό σύστημα 6 Οι περιοχές που έχουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον για την κίνηση, εντοπίζονται στον μετωπιαίο και τον βρεγματικό λοβό. στον μετωπιαίο γιατί εκεί βρίσκονται οι περιοχές όπου σχεδιάζεται το κινητικό πρόγραμμα και στον βρεγματικό γιατί εκεί καταλήγουν όλες οι πληροφορίες για το πώς εκτελέσθηκε από το μυοτενόντιο σύμπλεγμα το κινητικό πρόγραμμα

7 Νευρικό σύστημα 7 Οι περιοχές του μετωπιαίου λοβού που επεξεργάζονται και στέλνουν προς τον μυ το κινητικό πρόγραμμα λέγονται κινητικές περιοχές. Οι κινητικές περιοχές καλύπτουν τμήμα του μετωπιαίου λοβού και βρίσκονται σε συγκεκριμένα σημεία του.

8 Νευρικό σύστημα 8 Τα σημεία αυτά ονομάζονται: Προκινητικές περιοχές όπου εκεί επεξεργάζεται το κινητικό πρόγραμμα και κατόπιν στέλνεται στην κεντρική κινητική περιοχή. Η κεντρική κινητική περιοχή, είναι η περιοχή που στέλνει στο μυοτενόντιο σύμπλεγμα το ήδη επεξεργασμένο κινητικό πρόγραμμα. Υπάρχει ακόμη μία κινητική περιοχή η συμπληρωματική κινητική περιοχή η οποία συμμετέχει κυρίως στην νοητική προπόνηση.

9 Νωτιαίος μυελός 9 Είναι μια λεπτή, σχεδόν κυλινδρική στήλη νευρικού ιστού που προστατεύεται μέσα στον κυλινδρικό σωλήνα Αρχίζει από το ύψος του ινιακού τμήματος και καταλήγει στο ύψος του δεύτερου οσφυϊκού σπονδύλου Από τον νωτιαίο μυελό εκφύονται 31 ζεύγη νωτιαίων νεύρων

10 Νωτιαίος μυελός 10 Αποτελείται από δεμάτια νευρικών ινών που επιτρέπουν τη διπλής κατεύθυνσης αγωγή των νευρικών ώσεων Αισθητικές (κεντρομόλες) ίνες: φέρουν τα νευρικά σήματα από τους αισθητικούς υποδοχείς στα ανώτερα επίπεδα του ΚΝΣ Κινητικές (φυγόκεντρες) ίνες: ταξιδεύουν από τον εγκέφαλο και το ανώτερο μέρος του νωτιαίου μυελού μέχρι τα τελικά όργανα

11 ΠΝΣ-Αισθητικό τμήμα 11 Μεταφέρει τις αισθητικές πληροφορίες προς το ΚΝΣ Οι αισθητικοί νευρώνες ξεκινούν από: Αγγεία αίματος και λέμφου Εσωτερικά όργανα Όργανα ειδικών αισθήσεων (γεύση, αφή, όσφρηση, ακοή, όραση) Δέρμα Μύες και τένοντες

12 ΠΝΣ-Αισθητικό τμήμα 12 Λαμβάνει πληροφορίες από 5 βασικούς τύπους υποδοχέων: Μηχανοϋποδοχείς (πίεση, αφή, δονήσεις) Θερμοϋποδοχείς (αλλαγές Θ) Αλγοϋποδοχείς (επώδυνα ερεθίσματα) Φωτοϋποδοχείς (φως) Χημειοϋποδοχείς (τροφή, αλλαγές στη συγκέντρωση ουσιών στο αίμα)

13 ΠΝΣ-Κινητικό τμήμα 13 Μεταφέρει πληροφορίες από το ΚΝΣ στα διάφορα μέρη του σώματος Το ΚΝΣ επεξεργάζεται τις πληροφορίες από το αισθητικό τμήμα και ανταποκρίνεται σε αυτές

14 Αυτόνομο ΝΣ 14 Ελέγχει τις ακούσιες εσωτερικές λειτουργίες του σώματος όπως: καρδιακή συχνότητα πίεση αίματος διανομή αίματος αναπνοή

15 Συμπαθητικό ΝΣ 15 Προετοιμάζει το σώμα να αντιμετωπίσει μια «κρίση» Σε έναν αθλητή: Η καρδιακή συχνότητα αυξάνεται Τα στεφανιαία αγγεία διαστέλλονται Προκαλείται περιφερική αγγειοδιαστολή (περισσότερο αίμα στους σκελετικούς μυς) Στους άλλους ιστούς προκαλείται αγγειοσυστολή και το αίμα διοχετεύεται στους μυς

16 Συμπαθητικό ΝΣ (συνέχεια) 16 Αυξάνεται η πίεση αίματος Προκαλείται βρογχοδιαστολή (βελτιώνει την ανταλλαγή αερίων) Αυξάνεται ο μεταβολικός ρυθμός Αυξάνεται η διανοητική δραστηριότητα Απελευθερώνεται γλυκόζη από το ήπαρ στο αίμα ως πηγή ενέργειας Επιβραδύνονται λειτουργίες που δε χρειάζονται (πέψη)

17 Παρασυμπαθητικό ΝΣ 17 Ρόλο στην πραγματοποίηση διαδικασιών όπως: Πέψη Ούρηση Αδενική έκκριση Αποθήκευση ενέργειας Είναι ενεργό όταν ο οργανισμός βρίσκεται σε ηρεμία Η δράση του τείνει να αντιτάσσει εκείνη του συμπαθητικού

18 18

19 19

20 Νευρώνας 20 Δομική μονάδα του νευρικού συστήματος Αποτελείται από 3 περιοχές: Σώμα Δενδρίτες Νευρίτης

21 Δομή νευρώνα 21 Έλυτρο μυελίνης: περίβλημα από μυελίνη (λιπαρή ουσία που μονώνει τη μεμβράνη των κυττάρων Διαμορφώνεται από τα κύτταρα Schwann Δεν είναι συνεχές αλλά παρεμβάλλονται αμύελα χάσματα που ονομάζονται κόμβοι Ranvier

22 22 Δομή νευρώνα

23 Νευρική ώση 23 Σήμα που περνά από έναν νευρώνα στον επόμενο και τελικά σε ένα τελικό όργανο (π.χ. ομάδα μυϊκών ινών) ή πίσω στο ΚΝΣ

24 Δυναμικό μεμβράνης σε ηρεμία (ΔΗΜ) 24 Υψηλή συγκέντρωση Κ + στο εσωτερικό και Na + στο εξωτερικό Η κυτταρική μεμβράνη έχει αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό (-70mV)-πολωμένη Αντλία Κ + -Na + : αποβάλει τρία Na + για κάθε δύο Κ + που μεταφέρει εντός του κυττάρου Περισσότερα φορτισμένα ιόντα βρίσκονται έξω από το κύτταρο

25 Αντλία Κ + -Na

26 Δυναμικό μεμβράνης σε ηρεμία (ΔΗΜ) 26 Δυναμικό ηρεμίας παρουσιάζουν όλα τα είδη κυττάρων. Δύο είδη κυττάρων, τα μυϊκά και τα νευρικά, παρουσιάζουν διεγερσιμότητα, έχουν δηλαδή την ικανότητα να απαντούν σε κάποιο ερέθισμα (μηχανικό, χημικό, ηλεκτρικό κ.ά.) με παραγωγή ηλεκτρικού σήματος που μεταφέρεται αμείωτο κατά μήκος της μεμβράνης.

27 Δυναμικό ενέργειας 27 Η απότομη παλμική μεταβολή του δυναμικού της μεμβράνης ενός διεγέρσιμου κυττάρου μετά τη δράση ερεθίσματος ονομάζεται δυναμικό ενεργείας (+40mV) Έχει δύο φάσεις: Την εκπόλωση, την αναστροφή δηλαδή του δυναμικού και την επαναπόλωση, την επάνοδο δηλαδή του δυναμικού στην αρχική κατάσταση πόλωσης

28 Δυναμικό ενέργειας 28 Για να διεγερθεί ένα κύτταρο πρέπει το ερέθισμα να έχει κάποια ελάχιστη ένταση (ουδός) ώστε να προκαλέσει μια αρχική μεταβολή στο δυναμικό της μεμβράνης και να το φτάσει σε ένα επίπεδο. Ερέθισμα χαμηλότερης έντασης δεν μπορεί να προκαλέσει δυναμικό ενέργειας

29 Σύναψη 29 Περιοχή της μετάδοσης μιας ώσης από έναν νευρώνα σε έναν άλλο Περιλαμβάνει: Τις τελικές απολήξεις του νευρώνα που μεταφέρει την ώση (προσυναπτικός νευρώνας) Υποδοχείς στον δεύτερο νευρώνα (μετασυναπτικός νευρώνας) Το διάστημα μεταξύ τους

30 Σύναψη Μετάδοση νευρικής ώσης 30

31 Μετάδοση νευρικής ώσης 31 Όταν η ώση φτάσει στις προσυναπτικές απολήξεις απελευθερώνονται νευροδιαβιβαστές από τα συναπτικά κυστίδια Οι νευροδιαβιβαστές δεσμεύονται από τους υποδοχείς του μετασυναπτικού νευρώνα και η ώση διαβιβάζεται επιτυχώς Κύριοι νευροδιαβιβαστές: ακετυλοχολίνη: κινητικοί και παρασυμπαθητικοί νοραδρεναλίνη: συμπαθητικοί νευρώνες

32 Νευρομυϊκός έλεγχος 32 Ο όρος νευρομυϊκός έλεγχος υποδηλώνει τη διαδικασία επικοινωνίας μεταξύ του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ) και του μυϊκού συστήματος Ο όρος επικοινωνία πρακτικά σημαίνει δύο βασικές λειτουργίες: Τη διέγερση ή ενεργοποίηση του μυός από το ΚΝΣ Την ανατροφοδότηση του ΚΝΣ για την κίνηση που πραγματοποιήθηκε

33 Κινητική μονάδα 33 Κινητική μονάδα είναι η μονάδα ελέγχου της μυϊκής δραστηριότητας και αποτελείται από τον: νευρώνα και τις μυϊκές ίνες που ελέγχονται από αυτόν

34 Κινητική μονάδα 34 Ο αριθμός των μυϊκών ινών ανά νευρώνα ποικίλει σημαντικά, έτσι σε μυς που εκτελούν επιδέξιες κινήσεις (δακτύλων, οφθαλμών, προσώπου), αναλογούν λίγες μυϊκές ίνες ανά νευρώνα πχ. εξωφθάλμιος μυς 2-8 μ. ίνες / νευρώνα. Σε μυς που εκτελούν αδρές κινήσεις αναλογεί μεγάλος αριθμός μυϊκών ινών ανά νευρώνα πχ. γαστροκνήμιος μυς >2000 μ. ίνες / ανά νευρώνα. Από τα παραπάνω συμπεραίνουμε ότι μικρή κινητική μονάδα σημαίνει μεγάλη ακρίβεια κίνησης και αντίστροφα.

35 Νευρομυϊκή σύναψη 35 Οι κινητικοί νευρώνες επικοινωνούν με τις μυϊκές ίνες Οι νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται από τις τελικές απολήξεις του κινητικού νευρίτη, διαχέονται στη συναπτική σχισμή και προσδένονται στου υποδοχείς του σαρκειλήματος Ανοίγουν οι δίαυλοι Na + δημιουργείται εκπόλωση και έκλυση δυναμικού ενέργειας

36 36 Νευρομυϊκή σύναψη

37 Αισθητικο-κινητική ολοκλήρωση 37 Ένα αισθητικό ερέθισμα παραλαμβάνεται από τους αισθητικούς υποδοχείς Η αισθητική ώση διαβιβάζεται στο ΚΝΣ Το ΚΝΣ ερμηνεύει τις εισερχόμενες πληροφορίες και καθορίζει την απάντησή του Τα σήματα για την απάντηση διαβιβάζονται από το ΚΝΣ στους κινητικούς νευρώνες Η κινητική ώση διαβιβάζεται σε έναν μυ και εμφανίζεται η απάντηση

38 38 Αισθητικο-κινητική ολοκλήρωση

39 Αντανακλαστικό 39 Αντανακλαστικό είναι η ακούσια απάντηση σε κάποιο ερέθισμα και αποτελεί την πιο απλή μορφή κινητικής δραστηριότητας Δεν θα πρέπει να συγχέουμε το αντανακλαστικό με το χρόνο αντίδρασης όπου είναι η εκούσια απάντηση σε κάποιο ερέθισμα

40 Αντανακλαστικό 40 Ένα από τα πιο γνωστά αντανακλαστικά στο ανθρώπινο σώμα είναι το αντανακλαστικό της επιγονατίδας Απότομη διάταση του τετρακέφαλου μυός (μετά από κτύπημα στον τένοντα κάτω από την επιγονατίδα) προκαλεί αντανακλαστική συστολή του μυός σε επίπεδο νωτιαίου μυελού

41 Αντανακλαστικό 41 Αν ένα άτομο βάλει το χέρι του σε ένα καυτό μάτι κουζίνας, τα ερεθίσματα θερμότητας και πόνου παραλαμβάνονται από τους θερμοϋποδοχείς και τους αλγοϋποδοχείς στο χέρι του και θα φτάσουν στον νωτιαίο μυελό Εκεί η ώση κινείται προς τους κινητικούς νευρώνες και τους μυς και το χέρι αποσύρεται από το καυτό μάτι.

42 Έλεγχος μεταβολών μήκους 42 Ο έλεγχος της μεταβολής του μήκους του μυός γίνεται με ειδικούς αισθητήρες/υποδοχείς. Αυτοί είναι: τα όργανα Golgi όπου βρίσκονται στους τένοντες τα σωμάτια paccini (βρίσκονται στους αρθρικούς υμένες) και η μυϊκή άτρακτος

43 43 Αισθητήρες μεταβολών μήκους μυών και τάσης τενόντων Εξωατράκτιες (εξωκαψικές) ίνες: οι γραμμωτές μυϊκές ίνες που παράγουν μυϊκή δύναμη Ενδοατράκτιες (ενδοκαψικές) ίνες: τροποποιημένες μυϊκές ίνες που περιλαμβάνουν τους διατατικούς αισθητήρες ανίχνευσης, μεταβολών της τάσης και του μήκους

44 Μυϊκή άτρακτος 44 Βρίσκεται μεταξύ των εξωκαψικών ινών των σκελετικών μυών Αποτελείται από 4-20 μικρές εξειδικευμένες μυϊκές ίνες (ενδοκαψικές ίνες) και τις νευρικές απολήξεις που συνδέονται με αυτές

45 Τενόντια όργανα Golgi 45 Αισθητικοί υποδοχείς τοποθετημένοι σε κάψα, μέσω των οποίων περνά μια μικρή δέσμη ινών Βρίσκονται πολύ κοντά στη σύνδεση των ινών των τενόντων με τις μυϊκές ίνες Συνδέονται 5-25 μυϊκές ίνες Είναι ευαίσθητα στην τάση που ασκείται στο σύμπλεγμα μυς-τένοντας

46 46

47 47

48 Υψηλότερα κέντρα εγκεφάλου 48 Οι περισσότερες κινήσεις περιλαμβάνουν τον έλεγχο και τον συντονισμό μέσω υψηλότερων κέντρων του εγκεφάλου όπως: Τον πρωτοταγή κινητικό φλοιό Τα βασικά γάγγλια Την παρεγκεφαλίδα

49 Πρωτοταγής κινητικός φλοιός 49 Βρίσκεται στον μετωπιαίο λοβό Ελέγχει λεπτές και ιδιαίτερες κινήσεις Οι νευρώνες ονομάζονται πυραμιδικά κύτταρα Επιτρέπουν να ελέγχουμε συνειδητά την κίνηση των σκελετικών μυών

50 Βασικά γάγγλια 50 Βρίσκονται στη λευκή ουσία κάτω από τον εγκεφαλικό φλοιό Συμμετέχουν στην έναρξη κινήσεων συνεχούς και επαναλαμβανόμενης φύσης Βοηθούν στον έλεγχο της στάσης και του τόνου μυών

51 Παρεγκεφαλίδα 51 Αποτελεί κέντρο ολοκλήρωσης για το πως θα εκτελεστεί μια επιθυμητή κίνηση Συμμετέχει σε όλες τις γρήγορες και σύνθετες διαδικασίες κίνησης Βοηθά τον πρωτοταγή κινητικό φλοιό και τα βασικά γάγγλια στον συντονισμό της αντίδρασης

52 Βιβλιογραφία 52 Γεωργάτσος Ι. Εισαγωγή στη βιοχημεία. Εκδόσεις Γιαχούδη, Διονυσίου-Αστερίου Α. Βιοχημεία στην Ιατρική - Μεταβολικά διαγράμματα ΙΙ. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη Αθήνα Guyton A, Hall J, Ιατρική Φυσιολογία. Εκδόσεις Παρισιάνου Αθήνα Davis M. Nutrition, Neurotransmitters, and Central Nervous System Fatigue. In: Nutrition in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp Dietz, V. (2003). Neuronal control of functional movement. In P. V. Komi (Ed.), Strength and power in sports (2nd ed., pp ). Oxford, UK: Blackell Science. Duchateau, J., & Hainaut, K. (2003). Mechanisms of muscle and motor unit adaptation to explosive power training. In P. V. Komi (Ed.), Strength and power in sports (2nd ed., pp ). Oxford, UK: Blackell Science. Gleeson M. Biochemistry of exercise. In: Nutrition in sport, R.J. Maughan (Ed.). Oxford: Blackwell Science Publishers, 2000, pp Mc Ardle W, Katch F, Katch V, Φυσιολογία της άσκησης, Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, Αθήνα Raven et al. Φυσιολογία της Άσκησης Μια ολιστική προσέγγιση. Ιατρικές Εκδόσεις Λαγός Δημήτριος, Αθήνα Wilmore H J, Costill LD. Φυσιολογία της άσκησης. Ιατρικές εκδόσεις Πασχαλίδη, 2006