Mgr. Alena Dufková. Disertační práce UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FAKULTA TĚLESNÉ VÝCHOVY A SPORTU. Katedra sportů v přírodě

Transkript

1 Naformátováno: Vlevo: 3,5 cm, Vpravo: 2,5 cm, Nahoře: 2,5 cm, Dole: 2,5 cm, Vzdálenost záhlaví od okraje: 1,25 cm, Vzdálenost zápatí od okraje: 1,25 cm UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE FAKULTA TĚLESNÉ VÝCHOVY A SPORTU Katedra sportů v přírodě Mgr. Alena Dufková SROVNÁNÍ KINEZIOLOGICKÉHO OBSAHU POHYBU PŘI ZÁBĚRU VPŘED NA RYCHLOSTNÍM KAJAKU A PÁDLOVACÍM TRENAŢÉRU Disertační práce PRAHA

2 Pracoviště: Univerzita Karlova v Praze Fakulta tělesné výchovy a sportu J. Martího 31, Praha 6, Školící pracoviště: Katedra sportů v přírodě UK FTVS PRAHA Školitel: doc. PaedDr. Bronislav Kračmar, CSc. Doktorand: Mgr. Alena Dufková Disertační práce v oboru kinantropologie Název: Srovnání kineziologického obsahu pohybu při záběru vpřed na rychlostním kajaku a pádlovacím trenažeru. Práce byla zpracována v průběhu doktorského studia v letech

3 Děkuji vedoucímu práce doc. PaeDr. Bronislavu Kračmarovi, CSc. za poskytnuté rady a odborné vedení při zpracování disertační práce v průběhu doktorského studia. Dále bych chtěla poděkovat Mgr. Radce Bačákové a Mgr. Vladimíru Hojkovi za pomoc při měření a zpracování dat

4 BIBLIOGRAFICKÁ IDENTIFIKACE Jméno a příjmení autora: Mgr. Alena Dufková Název disertační práce: Srovnání kineziologického obsahu pohybu při záběru vpřed na rychlostním kajaku a pádlovacím trenaţeru Pracoviště: Katedra sportů v přírodě Školitel: doc. PaedDr. Bronislav Kračmar, CSc. Rok obhajoby disertační práce:

5 Abstrakt Název : Srovnání kineziologického obsahu pohybu při záběru vpřed na rychlostním kajaku a pádlovacím trenaţéru. Cíl : Stanovit kineziologický obsah pohybu při záběru vpřed na rychlostním kajaku a porovnat jej s napodobivým cvičením na pádlovacím trenaţéru, které se uţívá jako náhradní specifický tréninkový prostředek. Zjistit rozdíly timingu zapojování svalů při pádlování na kajaku a na trenaţéru. Určit efektivitu jejich vyuţívání pádlovacího trenaţéru jako tréninkového prostředku pro výkonnostní kajakáře. Metoda : Případová studie popisného charakteru relativního načasování pohybu a činnosti vybraných svalů při lokomoci realizované pletencem ramenním pomocí EMG analýzy a kinematické analýzy. Intraindividuální komparace timingu měřených svalů v průběhu pracovního kroku obou sledovaných činností. Reprezentační výběr 6 probandů z reprezentace České republiky v rychlostní kanoistice. Výsledky : Výsledky ukázaly podobnost timingu svalů při pádlování na kajaku a na trenaţéru. Timing svalů u těchto dvou sledovaných činností však nebyl shodný ani u jednoho probanda. Získané výsledky obecně ukazují na odlišnosti udrţování postury na kajaku a pádlovacím trenaţeru a na odlišný vliv trenaţéru na pohybovou soustavu kajakáře. Pádlovací trenaţér nemůţe plnohodnotně nahradit trénink na kajaku. Jeho vyuţívání ve velké míře by mohlo mít dokonce negativní vliv na techniku záběru. Klíčová slova: lokomoce, pletenec ramenní, elektromyografie, timing, analýza, pádlování, pádlovací trenaţér

6 Abstract : The content of the following thesis was to determine whether locomotion through the shoulder girdle in our case, kayaking and paddling simulator, made the same timing of muscle involvement. Muscle loops run in a diagonal character and chaining muscle groups depending on the imposition of puncta fixa, proximal or distal. Locomotion research provided through the shoulder girdle will be made at kayaking, which is typical for this locomotion. Movement is carried trunk muscles, shoulders and upper limbs. There is, however, also activate the muscles of the lower limbs, motion pattern is becoming global and it also serves to link with the ship. The research objective was to determine the content of the kinesiology of movement while the frame forward to kayaking gear, and its comparison with other types of locomotion made through the shoulder girdle. According to the timing of muscle involvement can specify a "reference framework map of coordinating locomotion. Successive order to evaluate differences in timing of muscle involvement in different types of activities and determine the effectiveness of their use as training resources for performance paddlers. Electromyographycaly we watched the activity of selected muscles in repeated actions: typical human locomotion braiding shoulder, while kayaking and paddling simulator. Based on the results of measurements characterizing the activity of individual muscles, we analyzed the content of kinesiology monitored forms of locomotion, or muscle coordination in the actions pursued by the forms of locomotion and coordination interindividually compared. The measured data were evaluated as the most objective method available, supported, both graphical and numerical expression. Resulting showed some similarity in the timing of muscle by paddling a kayak and paddling simulator. And its use to a large extent could have a negative impact on paddling technique of competitor. Keywords: Locomotion, shoulder girdle, electromyography, timing, correlation, paddling, paddling ergometer

7 Souhlasím se zapůjčováním disertační práce v rámci knihovních sluţeb. Prohlašuji, ţe jsem disertační práci zpracovala samostatně a pouţila pouze literaturu uvedenou v seznamu bibliografické citace Mgr. Alena Dufková - 7 -

8 Obsah 1 Úvod Přehled dosavadních poznatků Definice a historie kanoistiky Kontrola svalové funkce Chemické složení a struktura kosterního svalu Mechanismus svalové kontrakce Řízení svalové činnosti inervace Zdroje energie pro svalovou kontrakci Vliv pohybové aktivity na vlastnosti kosterních svalů Svalová práce a únava Řízení pohybu z CNS Kineziologie horní končetiny Popis aktivace svalů v průběhu záběru Zastoupení hlavních svalů při pádlování Popis aktivace svalů v jednotlivých fázích záběru Technika pádlování Biomechanika záběru na kajaku Struktura sportovního výkonu v rychlostní kanoistice Kompenzace a regenerace rychlostních kajakářů Svalové dysbalance Zranění a bolesti vyskytující se u kajakářů Kajakářský trenaţér Rešerţe literatury Literatura týkající se vývoje a funkce pletence ramenního Literatura o elektromyografii Literatura o rychlostní kanoistice jako sportovním odvětví Naformátováno: Barva písma: Automatická 3 Teoretická východiska Oblast kineziologická Povrchová elektromyografie Cíle a úkoly práce... Chyba! Záloţka není definována Hypotéza Metodika výzkumu Charakter výzkumu Výzkumný soubor Metody získání dat Pilotní studie První pilotní studie Druhá pilotní studie k naší práci (2008)

9 7 Sběr dat Výběr svalů Lokalizace elektrod na jednotlivé svaly Analýza dat Výsledky Jízda na kajaku Kineziologický rozbor jízdy na kajaku, proband I Pádlování na trenaţéru Kineziologický rozbor pádlování na trenažéru Diskuze Porovnání EMG křivek záběru vpřed kajak - trenaţer Porovnání maximálních korelací EMG záznamů Porovnání timingu svalů na kajak versus trenaţer Porovnání s ostatní literaturou Závěr Seznam bibliografických citací Přílohy Naformátováno: Barva písma: Automatická - 9 -

10 1 Úvod Lokomoce kvadrupedální se během ontogeneze i fylogeneze transformuje v lokomoci bipedální. Zůstává však organizována ve zkříţeném vzoru. Poslední fází vývoje lidské kvadrupedální lokomoce je stoj a chůze dítěte s oporou o zeď, nábytek - hovoříme o kvadrupedální lokomoci ve vertikále. Pletenec ramenní má svoje punctum fixum (dále jen PF) stále uloţeno distálně (Vojta, 1993). Svaly pracují ještě v uzavřeném kinematickém řetězci. S dalším vývojem se PF posunuje proximálně a horní končetina se uvolňuje pro funkci úchopovou. Původní lokomoční funkce pletence ramenního nemizí, ale je zasunuta za funkci manipulace a úchopu (Véle, 2006). Pohybovou aktivitou, zapojující pletenec horní končetiny do uzavřeného kinematického řetězce, je také pádlování. Při pádlování je opět vyuţíván pletenec ramenní k funkci lokomoční (Kračmar, 2006). Rychlostní kanoistika je typickým představitelem sportu, ve kterém se uplatňuje cyklický pohyb horních končetin a trupu. Dolní končetiny zabezpečují polohu závodníka v lodi a tvoří oporu systému trup, horní končetiny, pádlo. Závodí se na lodích s pravidly omezenými rozměry a váhou (Mareš, 2003, Ballová, 2007, Vrdlovec, 1990). Je to silově vytrvalostní sport. Sportovní výkon v rychlostní kanoistice je ovlivněn mnoha faktory, které více či méně ovlivňují celkový výsledek. Jedním z faktorů je aktuální funkční připravenost závodníka. Z fyziologického pohledu se jedná o fyzickou aktivitu, kde závodníci musí vynikat silou, rychlostí i vytrvalostí. Lze je charakterizovat vysokým rozvojem kardiorespiračního systému, vysokou schopností přenosu a vyuţití kyslíku i tvorbu energie prostřednictvím anaerobního metabolismu (Bílý,2002). Je to sport, ve kterém je lokomočním aparátem horní končetina. Pletenec ramenní spojuje končetinu s trupem, který přenáší sílu a spojuje tak horní a dolní končetiny do jednoho lokomočního celku. Práce trupu a dolních končetin je totiţ při pádlování neméně důleţitá. Výsledný pohyb je efektem celého pohybového aparátu člověka, který je zřetězen svalovými řetězci a smyčkami (Véle, 2006). V dnešní době je vrcholový sport stále na vyšší úrovni. Na závodníky jsou kladeny větší nároky a jsou stále hledány nové moţnosti pro přípravu závodníků. Pro kajakáře je v zimním období z klimatických důvodů nutné nahradit pádlování jinými druhy lokomoce s podobným kineziologickým obsahem pohybu. Závodníci na část zimního období odjíţdějí trénovat za lepšími klimatickými podmínkami, ale není běţné,

11 aby tam strávili celé zimní období. Většinou z finančních i sociálních důvodů. Po dobu tréninku v zimě se vyuţívá pro trénink pádlovací bazén a pádlovací trenaţer. Naším cílem bylo zjistit, je-li trenaţer adekvátním prostředkem pro nahrazení pádlování na vodě. Předpokládáme, ţe aplikace získaných výsledků z našeho výzkumu pomohou doplnit teoretické poznatky o lokomoci přes pletenec ramenní v oboru kineziologie. Tato forma lidské lokomoce můţe tvořit volné pokračování léčebných rehabilitačních metod ve fyziologické oblasti pohybu

12 2 Přehled dosavadních poznatků 2.1 Definice a historie kanoistiky Rychlostní kanoistika je individuálním, bezkontaktním sportem. Závody se konají na klidné, netekoucí vodě, případně na vodě velmi mírně proudící (v případě maratonů). K závodním účelům se vyuţívají přirozené vodní plochy nebo uměle a účelně vytvořené vodní plochy umělé kanály. Závodníci se pohybují na kajacích (označení K) nebo kanoích (označení C) pomocí dvoulistých či jednolistých pádel na rovné trati příslušné délky. Rozlišujeme individuální posádky K1 a C1 a hromadné posádky K2, C2, K4 a C4. Délky závodních tratí jsou 5000, 1000, 500 a 200 metrů (Vrdlovec, 1986). Pro ţeny jsou olympijské tratě na 500m a nově bude i trať na 200m. Pro muţe je to trať na 1km a na 200m. Na zbylých distancích se závodí na mistrovství světa a evropy. Start závodu je ze speciálních startovních bloků, které po startu zajedou pod vodu. Kaţdá loď má vyhrazenou jednu dráhu širokou 9 metrů. V jedné jízdě startuje maximálně 9 lodí. Cílem sportovního výkonu v rychlostní kanoistice je co moţná nejrychleji projet stanovenou trať v souladu s pravidly (Ballová, 2007, Mareš, 2003). Další speciální tratí v rychlostní kanoistice je maratón a závod na 5km, který se nyní nově jezdí i na mistrovství světa. Zde se startuje od pontonu, kde lodě drţí tzv.bojkaři, a závodníci nemají své dráhy. Dříve se tyto vytrvalostní závody jezdily na jeden okruh, ale v dnešní době se maraton i 5km jezdí na více kratších okruhů. V maratónu jsou v kaţdém kole vloţené přeběhy, kdy závodník vystoupí z lodi a běţí určenou vzdálenost pěšky s lodí v ruce, a pak opět pokračuje po vodě. Je to kvůli zvýšení atraktivnosti závodu. Rychlostní kanoistika je tradiční olympijský sport od roku Od roku 1913 se pravidelně konají kanoistické soutěţe v Čechách. Tento sport je velmi úspěšný, o čemţ svědčí řada medailí z mezinárodních soutěţí. V roce 1958 se konalo v České republice dokonce mistrovství světa seniorů, kterého se zúčastnilo 22 států. V roce 1993 se u nás konalo mistrovství světa juniorů s účastí 43 států. Na zlatou medaili dosáhli na olympijských hrách Brzák, Syrovátka, Mottl, Škrland, Holeček, Čapek, Kudrna a

13 Doktor (Vrdlovec 1990, Ballová 2007). V současné době se umísťuje na předních pozicích světových soutěţí čtyřkajak muţů Kontrola svalové funkce Chemické sloţení a struktura kosterního svalu Kosterní sval je nositelem pohybu u většiny obratlovců. Jeho základní vlastností je schopnost kontrakce. Kosterní sval se skládá ze svalových vláken. Z hlediska chemického sloţení obsahuje sval dospělého člověka aţ 75% vody, 24% organických látek a 1% látek anorganických. Organické látky svalu jsou především kontraktilní bílkoviny aktin a myozin. Dále červené barvivo, myoglobin, která jes chopný vázat O 2 a enzymy, regulující metabolické pochody a rezervní látky jako jsou glykogen, makroergní fosfáty slouţící jako energetický zdroj pro svalovou činnost. Z anorganických látek jsou to zejména ionty vápníku a draslíku. Na povrchu svalového vlákna je buněčná blána sarkolema.uvnitř svalového vlákna je sarkoplazma s buněčnými organelami (sarkoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, mitochondrie), (Rokyta, 2006). Myofibrily jsou staţlivé struktury, způsobující v kosterních svalech charakteristické příčné pruhování. Toto příčné pruhování je způsobeno střídáním jednolomné (izotropní) a dvojlomné (anizotropní) zóny, jejichţ podkladem je uspořádání tenkých a tlustých filament aktinu a myozinu. Kaţdý izotropní úsek je rozdělen tenkou ploténkou (telofragmou), tzv. Z - linií. Úsek myofibrily mezi dvěma Z - liniemi se nazývá sarkomera. Sarkomery se skládají z řady typů submikroskopických myofilament, např. myozinu a aktinu. Sarkomera je kontraktilní jednotka svalového vlákna (Rokyta, 2006). Myozin je bílkovina, jejíţ molekuly mají charakteristický tvar - kulovitou hlavu, ohebný krk a tyčinkovité tělo. Pro hlavu s vláknitým krčkem se také uţívá označení - příčný můstek. Prostřednictvím hlavy reaguje myozin s aktinem. Molekuly myozinu tvoří základ A úseků myofibril, tj. A úseky sarkomer. Anizotropní úsek sarkomery je dále rozdělen prouţkem H - mezofragmou. Prouţek je místem, které tvoří jiţ zmíněné příčné můstky myozinu. Aktin je opět bílkovina tvořící v sarkoméře tenčí a početnější vlákna. (Poměr aktinových a myozinových vláken je ve vláknech kosterních svalů asi 4:1 aţ 6:1.)

14 Aktinová vlákna jsou zakotvená v Z - liniích. Vlákna jsou sloţena ze dvou spirálovitě stočených makromolekul, zasahujících mezi tlustá myozinová vlákna (Melichna, 1990). Svalová vlákna vytvářejí svazky. Tyto svazky jsou strukturálními jednotkami kosterních svalů. Svazky jsou obklopeny tenkými vazivovými pochvami, perimysiem. Celý sval je na povrchu obalen zevní pochvou, která je tvořena hustým kolagenním vazivem epimysiem. Vazivová tkáň uskutečňuje mechanický přenos sil. Často jednotlivá svalová vlákna nedosahují od jednoho konce svalu na druhý. Síla vytvořena kontrakcí těchto vláken je pak přenášena obklopující vazivovou tkání. Vazivová septa vedou do svalu cévy. Téţ tudy ke svalovým vláknům pronikají nervy a lymfatické cévy (Rokyta, 2006). Z morfologického, histochemického a funkčního hlediska se svalová vlákna dělí na dva základní typy: červené a bílé. Červená vlákna, tzv. pomalá, typ I, obsahují velké mnoţství cytochromu, myoglobinu a mitochondrií. Jejich kontrakce je pomalá a má delší trvání. V těle člověka tvoří zejména posturální svalstvo. Bílá vlákna, tzv. rychlá, typ II, obsahují více myofibril, ale méně mitochondrií a myoglobinu. Mají schopnost rychlé kontrakce, ale rychle se unaví. Bílá vlákna se ještě dělí na vlákna IIA, tj. vlákna rychlá oxidativně-glykolytická a IIB rychlá glykolytická. Existuje ještě třetí skupina klasifikace, a to vlákna nediferencovaného typu - IIC. V lidském organismu je většina kosterních svalů tvořena směsí červených a bílých svalových vláken. Poměr jednotlivých druhů vláken je v jednotlivých svalech různý (Rokyta, 2006) Mechanismus svalové kontrakce Mechanismus svalové kontrakce spočívá v zasouvání tenkých myofilament mezi tlustá myofilamenta, která si zachovávají svou původní délku. Na povrchu svalových vláken je membrána (sarkolema) odpovídající svoji strukturou buněčné membráně. V cytoplazmě, sarkoplazmě svalového vlákna jsou kromě desítek jader a dalších buněčných organel, uloţena podélně orientovaná vlákénka, myofibrily. Kolem myofibril jsou početné systémy podélně i příčně orientovaných trubic endoplazmatického (sarkoplazmatického) retikula. V systému těchto trubic je vysoká koncentrace vápenatých iontů, které jsou nezbytné pro realizaci svalové kontrakce

15 Myozin a aktin jsou základní kontraktilní (staţlivé) bílkoviny svalu. Sval se pomocí těchto bílkovin zkracuje a generuje tah, jehoţ důsledkem je pohyb ( Jak jiţ bylo uvedeno, hlavním projevem mechanické funkce svalových vláken je jejich zkrácení - stah, kontrakce. Základem kontrakce je interakce aktinu a myozinu. Vazebná místa pro globulární části myozinových molekul na aktiniových molekulách jsou v relaxovaném svalu blokována troponinem- tropomyozinovým komplexem. Ke kontrakci myofibril dochází na základě vzruchů, přicházejíce motorickými nervovými vlákny. Konce motorických vláken se podílejí na stavbě tzv. motorických plotének, na kterých se uvolňuje acetylcholin, který mění prostupnost sarkolemmy svalového vlákna pro vápník. Zvýšená propustnost membrány vyvolá vstup vápenatých iontů do sarkoplazmy. Zde se vápník váţe na TnC subjednotku troponinu aktinových myofilament a aktivuje je (Melichna, 1990). Výsledkem aktivace svalového vlákna je změna konformace molekuly aktinu a uvolnění prostoru, kam se zasouvají myozinové hlavy. Vápník tak umoţňuje dočasnou vazbu myozinových hlav na "citlivá" místa aktinových molekul. Molekula tropomyozinu je vtaţena hlouběji mezi molekuly aktinu. Hlavy molekul myozinu se přitahují k aktinovým vláknům nejspíše tak, ţe se zároveň deformuje ohebná molekula krčku a ohnutí vyvolá nepatrný posun celé hlavy po nepohyblivém aktinovém vláknu. Energie nutná k přitaţení a deformaci myozinu je získávána štěpením ATP na ADP. Spojením myozinu s aktinem vzniká přechodný komplex aktomyozin, dovolující jednosměrný posun myofilament, tj. zasunutí aktinových filament mezi filamenta myozinu. Vzdálenost mezi Z - liniemi se zmenšuje a celá myofibrila se zkracuje. Všechny myofibrily jednoho svalového vlákna se kontrahují současně a naráz. Kontrakce končí tak, ţe se vápenaté ionty vracejí zpět do trubic sarkoplazmatického retikula a myozinová hlava "odskakuje" od vazebného místa na aktinovém vláknu. Sarkoméra se prodluţuje a nastupuje relaxace svalového vlákna (Melichna, 1990, Rokyta, 2006). Mezi další bílkoviny svalu patří titin a nebulin, které plní funkci stabilizační. Titin (konektin) má mezi bílkovinami svalu nejdelší známou molekulu - aţ jeden mikrometr. Molekula titinu je zakotvena do Z a M linie sarkoméry a v relaxovaném svalu zabezpečuje anatomickou kontinuitu sarkoméry. Zároveň fixuje myozinová vlákna v anizotropním úseku sarkoméry proti bočnímu posunu při kontrakci. Přitom

16 nijak neomezuje vzájemné zasouvání aktinu a myozinu. Pro tuto stabilizační roli bývá molekula titinu povaţována za "molekulárního hráče" svalové kontrakce (Melichna, 1990, Rokyta, 2006). Nebulin je protein s poněkud kratší molekulou neţ titin. Je lokalizován především v izotropním úseku sarkoméry, kde stabilizuje polohu aktinových myofilament. I nebulin klade při protaţení elastický odpor, ale jeho podíl na celkové elasticitě sarkoméry je zřejmě menší (Melichna, 1990) Řízení svalové činnosti inervace Fyziologický stah svalu má tetanický charakter. Motorický neuron a svalová vlákna jím inervovaná tvoří motorickou jednotku (dále jen MJ). MJ pracuje dle zákona vše nebo nic. U člověka existují dva typy motoneuronů. Alfa motoneurony a gama motoneurony. Alfa motoneurony inervují vlákna kosterních svalů. Podle typu svalových vláken, která zásobují, rozlišujeme velké alfa motoneurony, které jdou k tzv. rychlým (bílým) vláknům, a malé alfa motoneurony, které inervují tzv. pomalá (červená) svalová vlákna. Motoneurony alfa vedou poměrně rychle: velké /s, malé m/s. Gama motoneurony mají poměrně malé neurocyty a vysílají axony k příčně pruhovaným vláknům svalových vřetének. Tvoří asi 30 % všech motoneuronů předních míšních rohů (Dylevský, 1994). Kromě alfa a gama motoneuronů jsou v předních rozích i tzv. Renshawovy buňky, interneurony. Tyto buňky mají tlumivý (inhibiční) vliv na aktivitu alfa motoneuronů. Z hlediska řízení pohybu je základním řídícím článkem, podřízeným vyšším oddílům nervové soustavy, mícha. Projevem funkce kaţdého neuronu - tedy i míšního, je vzruch. V případě motoneuronů jde o vzruch vyvolávající kontrakci svalů. Mícha je nejniţším reflexním ústředím centrálního nervového systému (Melichna, 1990). Ve velikosti stahu se uplatňuje časoprostorová sumace vzhledem k počtu motorických jednotek uvedených v činnost. Pro uskutečnění svalového stahu je potřebný akční potenciál. Z charakteru činnostních (akčních) potenciálů (elektromyogram- EMG) lze usuzovat na velikost zatíţení svalu (Dufek, 1995). Svalová činnost má dvě funkce: udrţování polohy a pohyb. Pro udrţování polohy pracují svaly tonicky a pro pohyb fázicky. V přirozených podmínkách jde vţdy

17 o kontrakci celých svalových skupin. Volní úmyslné pohyby řídí pyramidové dráhy, které vedou z mozkové kůry z gyrus postcentralis aţ do předních rohů míšních, kde se přepojují na alfa motoneuron,které vedou k příslušné motorické jednotce. Mimopyramidové dráhy vedou z podkorových center (bazální ganglia) a řídí hlavně posturální funkci svalů. Řízení svalové funkce je koordinováno mozečkem a statokinetickým centrem. Na řízení svalového tonu se také podílejí svalová a šlachová tělíska. Jsou to receptory proprioceptivních reflexů. Tato tělíska jsou zodpovědná za tzv. reciproční inhibici, coţ je reflexní útlum antagonistických svalových skupin. Reciproční inhibice je nezbytná pro koordinovaný pohyb ( Utlumení antagonistů pomocí reciproční inervace není ale nikdy úplné. "Zbytková", neutlumená aktivita je pro funkci pohybového aparátu dokonce výhodná - chrání kloubní pouzdra a vazy před prudkými, "bičovými" pohyby a dovoluje rozsah pohybu plynule dávkovat. Šlachové tělísko také chrání kosterní sval před přetaţením. Tělísko je aktivováno při protaţení svalu (tahem za šlachu) i při svalové kontrakci (opět tahem za šlachu), kterou svalové vřeténko nezaznamenává. Vřeténka jsou dráţděna při protaţení svalu. Tím, ţe intrafuzální vlákna vřeténka probíhají paralelně s ostatními svalovými vlákny, jsou natahována současně s prodlouţením svalu, a proud vzruchů zpětnovazebně dráţdí alfa motoneurony, které vyvolávají svalovou kontrakci. Vřeténka jsou dráţděna i váhou končetin a tahem antagonních svalů. Přes alfa motoneurony vřeténka zajišťují kontakt kloubních ploch a postavení kloubu. Vřeténka ale přímo neregistrují svalovou kontrakci. Svalová vřeténka jsou svým zapojením autoregulačním systémem, jehoţ gama oblouk nastavuje citlivost receptoru. Toto nastavení významně ovlivňuje (přes interneurony) RF mozkového kmene. Celému systému této zpětnovazebné inervace říkáme gama smyčka ( Dylevský, 1994) Zdroje energie pro svalovou kontrakci ATP zásoby vystačí na 1-2 s trvající svalové aktivity, viz. níţe Kreatinfosfát je ho asi 5x víc neţ ATP, vystačí na 7-8 s. svalové aktivity Glykogen enzymatickým rozpadem glykogenu na pyruvát a laktát se získá energie na přeměnu ADP na ATP, udrţí svalovou aktivitu po dobu 1 min

18 Dvojí význam glykolýzy reakce probíhají i bez kyslíku (sval můţe krátkou dobu pracovat) rychlost tvorby ATP je 2.5 x rychlejší, neţ v přítomnosti kyslíku ALE: ve svalu se kumuluje laktát Aerobní metabolizmus konečný zdroj energie 95% celkové energie pro sval (Rokyta, 2006) Vliv pohybové aktivity na vlastnosti kosterních svalů Tréninkové metody a procesy sportovců jsou cíleně zaměřeny tak, aby stimulovaly sval k takové adaptaci, která je potřebná pro určitý druh sportu. Podle toho má kaţdý sport ve své přípravě jinou intenzitu a dobu zátěţe, jiný druh fyzického zatěţování i jiné podmínky. Moţnosti adaptace svalu jsou ale také závislé na stáří, pohlaví a předchozí trénovanosti jedinců, genetické výbavě atd. Cílem procesu je ovlivnit co nejefektivněji výkonnost organismu jedince. Svaly jsou ve velké míře rozhodujícím faktorem, který limituje sportovní výkon (Melichna,1990) Svalová práce a únava Svalová práce je definována jako svalová síla působící po určité dráze. Dynamická práce (pohyb) vyţaduje větší prokrvení a větší spotřebu krve. Ve fázi ochabnutí umoţňuje lepší odtok zplodin látkové výměny. Statická (změna napětí bez zkrácení). Sval je nucen pracovat při menším prokrvení. Cirkulace je sníţená, a proto rychleji vzniká svalová únava (Melichna, 1990). Kaţdá aktivita (sportovní výkon) způsobuje únavu. Únava je fyziologický obranný mechanismus organismu. Je to reversibilní stav. Únava je komplex histochemických, biochemických a fyziologických dějů, při kterých nastává sníţená odpověď různých tkání buď na podněty stejné intenzity, či pouţití vyšší intenzity podnětu při získání odpovědi stejné. Svalová únava se objeví během déletrvající nebo opakované kontrakce, jestliţe svalová tkáň nemůţe metabolicky zásobit kontraktilní elementy z důvodu ischemie (nedostatek kyslíku) nebo lokálního vyčerpání některého metabolického substrátu. Příčinou je především vyčerpání kreatinfosfátu a rezerv (ATP) a hromadění katabolitů, které ovlivňují ph a tím i účinnost enzymů (Novotný, 2006)

19 Druhy únavy jsou aerobní pomalu vznikající a anaerobní rychle vznikající únava. Akutní únava mizí do 24 hodin, chronická můţe vyústit aţ do úplné vyčerpanosti. Společné znaky únavy jsou: zmenšování svalové kontrakce, u stimulovaného svalu to, ţe dochází ke zhoršení přenosu vzruchů z nervu na sval a únava nervosvalové ploténky. Svalová únava roste úměrně se ztrátou svalového glykogenu ( Kučera, Dylevský, 1997). Vznik aerobní únavy Jako první dochází k vyčerpání zásob svalového glykogenu. Dochází ke sniţování aerobní produkce ATP a sníţení resyntézy ATP. Mobilizují se zásoby mastných kyselin. Vznik anaerobní únavy Dochází ke hromadění laktátu, sniţování ph a hromadění H+ iontů, H+ vytěsní Ca++, sniţování enzymové aktivity a nárůst K+, sniţování resyntézy ATP a CP, vyčerpání nervosvalové ploténky, dráţdění volných nervových zakončení bolest, otoky. Změny v organismu, které se projeví jako únava, jsou hodnotitelné subjektivně i objektivně. Subjektivně můţeme hodnotit bolesti svalů, pocit nedostatku kyslíku, těţkost končetin a horší koordinaci pohybů (Kučera, Dylevský, 1997, Tesch, 1980). Objektivně lze hodnotit koncentraci laktátu v krvi, výkon, změny příjmu a výdeje kyslíku a CO2, změny EMG. Dále pak lze zjistit pomocí svalové biopsie koncentraci glykogenu před a po výkonu. Z hlediska změn EMG se únava dále dělí na centrální a periferní. Centrální je únava nervová, kdy dochází ke sníţení aktivních MJ a k sniţování frekvence akčních potenciálů. U periferní únavy dochází ke sníţení svalové síly svalu jako celku kvůli sníţení nervosvalového přenosu ( Horita, Ishiko, 1978). Na toto téma bylo uděláno několik studií, jejichţ výsledky budou zde shrnuty. Při pozorování vzniku únavy v průběhu izometrické kontrakce bylo zjištěno, ţe změna spektra PEMG úzce souvisí s fyziologickými faktory, jako je typ vláken a stupeň únavy (Sadoyama, 1981). Tesch (1980) zjistil větší pokles vrcholů EMG křivky u svalů s vyšším procentem rychlých vláken. Sadoyama poukázal na zvýšení podílu nízkofrekvenčních komponent při izometrické kontrakci a sníţení vysokofrekvenčních

20 komponent. Střední frekvence byla pouţita jako index frekvenčních komponent a během opakované izometrické kontrakce bylo znatelné sníţení tohoto indexu. Při co nejdelším udrţení 50% a 70% maximální kontrakce došlo ke zvýšení hustoty celkového spektra EMG. Důvodem toho byl nábor více motorických jednotek pro udrţení stejné síly a zvýšení úrovně vzrušivosti aktivních MJ. Kvůli sníţení převodu vzruchu na svalové vlákno se sníţil index frekvenčních komponent. U velmi silné a prolongované kontrakce blíţící se maximu se objevilo zvýšení hodnot vysokofrekvenčních komponent EMG a pomalý rytmus EMG. Tento stav je způsoben vypojením některých jiţ vyčerpaných MJ a synchronizací aktivace MJ. Při normálním stahu svalu je totiţ aktivita jednotlivých motorických jednotek nesynchronní (Sadoyama, 1981). Sniţování frekvence vzruchů při izometrické kontrakci je v lineárním vztahu k tenzi ve svalu (Tesch,1980). Únava způsobuje úbytek napětí v kaţdém vlákně, a ten je kompenzován náborem dalších motorických jednotek. Nábor můţe pokračovat aţ do zapojení všech MJ, coţ je známo jako tetanická kontrakce (Rokyta, 2006). Při dynamické práci svalu byly zkoumány změny střední frekvence EMG. Byl zjištěn pokles střední frekvence během prvních 50 kontrakcí a pak ve fázích vytrvalosti uţ nebyl zaznamenán rozdíl středních frekvencí. Co se týče velikosti amplitudy, tak byla v iniciálních fázích vyšší, neţ byla ve fázi vytrvalostní. Deuschel (1999) uvádí zvýšení EMG aktivity během zvyšování zátěţe s udrţením konstantní rychlosti svalové práce pouze u svalů s vyšším obsahem pomalých vláken. U svalů s převáţně rychlými vlákny je potřeba ke zvýšení EMG aktivity ještě zvýšení rychlosti svalových kontrakcí. U izometrické kontrakce byly zjištěny menší změny frekvencí EMG neţ u dynamické (Bigland Richie, 1974). Další studie se zabývaly změnami EMG v závislosti na kumulaci laktátu (LA). Kumulující se LA vyvolá v metabolismu takové změny, které ovlivní kontraktilní mechanismy, dochází ke sníţení rychlosti vedení vzruchu (Tesch, 1980, Horita, 1978). Ke tvorbě LA dochází od počátku svalové aktivity a k jeho kumulaci, pokud ho pracující organismus nestíhá odbourávat (např. při anaerobní aktivitě). Při extenzích kolene maximálním úsilím byl zjištěn od počátku lineární pokles amplitudy (rozsah mezi max. a min. hodnotou EMG záznamu) aţ do konce cvičení, přičemţ hodnoty LA aţ na 16.7 mmol/l ve zkoumaném svalu. Poměr LA/střední frekvence byl nelineární (Horita,1978). U svalů s vyšším podílem rychlých vláken byl

21 pokles střední frekvence větší, kvůli vyšší kumulaci LA v těchto svalech ( Horita, 1978) Řízení pohybu z CNS Pro pohyb existují dva oddělené řídicí systémy, a to pyramidový a extrapyramidový systém. Systém pyramidový, pomocí kortikospinální dráhy míšních motoneuronů, ovládá volní motoriku. Je vývojově mladší. Systém extrapyramidový řídí mimovolní motoriku. Novější poznatky o motorických drahách pohybu dělí systém ještě na: systém gama (nastavovací) a systém alfa (spouštěcí). Gama systém připravuje podmínky pro vykonání pohybu. Vţdy předchází aktivitu alfa systému. Alfa systém spouští volní pohyb a řídí jeho průběh. Jeho hlavní drahou je dráha pyramidová (kortikospinální). Volní motorika se ještě dále dělí na: podpůrnou motoriku kořenovou a axiální (hrubá), obratnou motoriku akrální (jemná), respirační motoriku prolínající se volním i autonomním systémem (Čápová, 2008). Základní druhy pohybu Pohyby se dělí dle jejich průběhu na rychlé diskontinuální pohyby, které nelze přesně korigovat a pomálé kontinuální pohyby, které jsou ve svém průběhu snadněji korigovatelné. Centra řídící pohyb (tzv. funkční generátory pohybu) Mícha a vestibulum je zde multisenzorická integrace aference probíhající v rámci posturálních funkcí. Dále se zde nachází centrum propriocepce, interocepce, exterocepce. Proproicepce je vnímání polohy a pohybu těla v prostoru. Většina proprioceptivního vnímání je nevědomá (Kolář, 1998). Vestibulární aparát zajišťuje závislost na postavení trupu v prostoru. Nastavuje základní svalový tonus. Mozeček se povaţuje za funkční generátor rychlých pohybů a regulátor drţení osového orgánu. Skládá se ze tří částí: 1.archicerebellum (udrţuje polohu trupu),

22 2.palleocerebellum (kořenová- ereismatická hybnost), 3.neocerebellum (obratná akrální ideokinetická hybnost) Podkoří- systém mimopyramidových drah bazální ganglia: jsou řídícím centrem pomalých pohybů s posturální funkcí. Mají schopnost i vnímat pohybové programy. Jejich poškození vede k neschopnosti provádět plynulé pohyby (vstávání, otáčení, přenášení váhy). Typické poškození bazálních ganglíí je parkinsonská akineze, atetóza nebo chorea. Mozková kůra centrum veškeré volní motoriky. Je propojena se všemi níţšími úrovněmi řízení. Dělí se na jednotlivé korové oblasti dle funkce. Jsou to primární korové oblasti. Motorické spojení těchto oblastí ovlivňuje z přesného místa kůry míšní motoneurony pro určité svaly a svalové skupiny. Čím jemnější musí být pohyb určitých svalů, tím větší je motorická oblast pro příslušný sval. Sekundární korové oblasti mají rozpoznávací a asociační funkce. Mezi primární a sekundární oblastí jsou také suplementární oblasti, které jsou motorické i senzorické (Čihák, 2003, Janda a kol. 1966). V mozkové kůře je uloţen také komplex šedé hmoty tvořící limbický systém, který je spojený v oblasti podkoří především s hypotalamem. Dle Jandy můţeme rozeznávat 5 základních funkcí limbického systému. A to, co rozhoduje o provedení pohybu, má vliv na svalový tonus, reguluje práh pro vnímání bolesti, řídí emoční nastavení a řídí pocity, jako jsou spokojenost a nespokojenost. Limbický systém je také velmi důleţitý pro započetí pohybu, ve smyslu motivace vůbec pohyb uskutečnit (Janda a kol., 1966). Jinýmy slovy, kaţdému pohybu předchází aktivace limbického systému (Čápová, 2008) Kineziologie horní končetiny Rozdíly ve stavbě a tvaru horních a dolních končetin vyplývají z jejich rozdílné funkce. Horní končetina v podstatě umoţňuje spojení s okolím i s vlastním tělem. Původně měla horní končetina funkci lokomoční, která byla postupně nahrazena pro

23 člověka typickou funkcí manipulační. Horní končetina je ovšem i nadále schopna lokomoční aktivity. Pro horní končetinu je typický pohyb odstupňovaný a vysoce diferencovaný. Pletenec horní končetiny, kterým je končetina připojena k trupu, je mimořádně pohyblivý. Kořenový kloub horní končetiny, ramenní kloub, je nejpohyblivějším kloubem těla. Manipulační funkci horní končetiny odpovídá její subtilnější stavba skeletu a úprava kloubních spojů a také charakteristické uspořádání svalových skupin. Mohutné, vícekloubové svalové jednotky převládají v bezprostředním okolí pletence končetiny a na paţi. Na předloktí jsou typické ploché a dlouhé vícekloubové svaly, které se sdruţují do funkčních vrstev a skupin. Krátké svaly vlastní ruky jsou koncentrovány do dlaně, na hřbet ruky zasahují šlachy dlouhých svalů z předloktí. Svaly ruky, zejména svaly palce mají ze svalů horní končetiny nejmenší motorické jednotky, tím i nejjemněji diferencovaný pohyb ( Čihák, 2003, Véle, 2006). Pletenec horní končetiny je neúplný, horizontálně uloţený prstenec kostí, který sice vpředu uzavírá hrudní kost, ale vzadu je kruh otevřený - jsou zde jen svaly. Kostěné segmenty pletence jsou sice spojeny jen dvěma "pravými" klouby, ale specifická úprava připojení lopatky k hrudní stěně a tzv. subakromiální spojení znamená vznik dalších pohyblivých spojů. Nejde ovšem o klouby. Pasivní komponentou pletence horní končetiny je klíční kost, lopatka, hrudní kost a jejich spoje. Aktivní komponentu tvoří svaly. Klíční kost přenáší na hrudní kost tlak i nárazy působící na horní končetinu ( Čihák, 2003). Lopatka je typická plochá kost, trojúhelníkovitého tvaru. Svým typickým tvarem ploché kosti s několika poměrně mohutnými výběţky slouţí především jako plocha pro začátek (úpon) svalů, které se pohybují pletencem horní končetiny. Lopatka je v základní poloze, kdyţ se se její horní úhel nachází na druhém ţebru a dolní okraje na sedmém ţebru. Lopatka můţe vykonávat posuvné a otáčivé pohyby. Posuvné pohyby lopatky jsou: elevace, deprese; abdukce, protrakce,addukce, retrakce. Rotační pohyby lopatky mění polohu dolního úhlu lopatky a sklon kloubní jamky. Rozsah rotace lopatky je asi 30 stupňů. Sklon kloubní jamky se při rotacích mění aţ o 50 stupňů. Pohybové moţnosti lopatky jsou dány jejím svalovým závěsem a pohyblivostí akromioklavikulárního a sternoklavikulárního kloubu (Čihák, 2003)

24 Spojení pletence horní končetiny zajišťují dva klouby a tzv. funkční spojení thorakoskapulární a subakromiální. Articulacio acromioclavicularis je plochý kloub, ve kterém se spojuje akromiální konec klíční kosti s nadpaţkem. Pohyby moţné v akromioklavikulárním kloubu jsou pouze posuny. Pohyb je omezen vazy. Klíční kost se s lopatkou pohybuje jako funkční celek. Především ligamentum coracoclaviculare značně omezuje pohyb akromiálního konce klíčního (Čihák, 2003). Acromion, který je součástí akromioklavikulárního kloubu, je značně přetíţenou partií lopatky. Podobně je zatíţen i processus coracoideus lopatky. Stabilizaci a zpevnění systému obou výběţků zajišťuje ligamentum coracoacromiale. Vaz přemosťuje hlavici paţní kosti. Mezi vazem a pouzdrem ramenního kloubu je štěrbina, ve které probíhají šlachy některých rotátorů ramenního kloubu (Véle, 2006). Articulacio sternoclavicularis je kloub mezi hrudní a klíční kostí. Sternoclaviculární kloub je kulovitý, pohyby jsou tedy moţné všemi směry. Jejich rozsah je ale malý ( Číhák, 2003, Véle, 2007). Thorakoskapulární spojení je realizováno pomocí vmezeřeného řídkého vaziva. Klouzavý pohyb, který toto vazivo umoţňuje, je předpokladem pro posun lopatky. Aktivní komponentou pletence horní končetiny jsou tedy svaly působící především na nejpohyblivější článek pletence lopatku. Retrakci lopatky provádějí: musculus trapezius (střední část) a musculus rhomboideus major et minor. Pomocným svalem je horní a dolní část musculus trapezius. Pohyb stabilizují břišní svaly a musuclus erector trunci (et capitis). Neutralizačními svaly jsou musculi rhomboidei opačné strany a dolní části m. trapezius. Musculus rhomboideus major, vzhledem ke směru průběhu svých snopců, táhne lopatku k páteři (addukuje) a zvedá ji lehce vzhůru stejně jako musculus rhomboideus minor ( Čihák, 2003). Elevaci lopatky provádějí: horní část musuculus trapezius a musculus levator scapulae. Pomocnými svaly jsou musculi rhomboidei a musculus sternocleidomastoideus. Pohyb stabilizují musculi scaleni. Neutralizačními svaly jsou musculi rhomboidei, musculus serratus anterior a musculus trapezius (střední a dolní část). Depresi lopatky provádí dolní část musculus trapezius. Pomocným svalem je musculus pectoralis minor. Pohyb je stabilizován pomocí musculus erector trunci (et capitis), musculi abdominis a musculi intercostales interni. Neutralizačním svalem je musculus pectoralis major ( Čihák, 2003)

25 Protrakci a anteverzi lopatky provádí musculus serratus anterior. Pomocným svalem je musculus trapezius (horní a dolní část). Stabilizátory pohybu jsou musculus levator scapulae a musculi intercostales interni. Neutralizačními svaly jsou: musculus serratus anterior a musculus pectoralis minor. Horní končetina se dělí na paţi - brachium, předloktí antebrachium a ruku - manus. Horní konec paţní kosti je hlavicí ramenního kloubu. Přestoţe je ramenní kloub povaţován za kulový kloub, neodpovídá zakřivení hlavice přesně povrchu koule. Kloubní hlavice je tedy v tzv. retroverzi a kloubní plocha směřuje dozadu. Chrupavka povlékající hlavici paţní kosti je uprostřed plochy silná asi 2 mm a k okrajům se ztenčuje aţ na 1 mm. Articulatio humeri je kulovitý, volný kloub spojující paţní kost s pletencem horní končetiny. Stabilita ramenního kloubu je zajištěna především svaly. Svaly ramenního kloubu můţeme, podobně jako u svalů pletence, dělit podle různých hledisek. Anatomické hledisko vychází z příslušnosti svalů do různých krajin trupu, pletence horní končetiny a paţe. Ortopedický přístup preferuje rozdělení ramenních svalů na povrchovou vrstvu a svaly tzv. rotátorové manţety (svaly hluboké vrstvy). Kineziologie zdůrazňuje účast svalů na jednotlivých pohybech ramenního kloubu ( Číhák, 2003, Véle, 2006). Pohyby jsou v ramenním kloubu moţné kolem tří os: ventrální flexe, extenze; abdukce a addukce a rotace (vnitřní a zevní). Ventrální flexi v ramenním kloubu provádějí: m. deltoideus, m. coracobrachialis a m. biceps brachii (caput breve). Pomocnými svaly jsou m. pectoralis major a m. deltoideus. Pohyb stabilizuje m. trapezius a m. subclavius. Neutralizačními svaly jsou m. infraspinatus a m. teres minor. Sval naléhá svojí vnitřní plochou na kloubní pouzdro ramenního kloubu a na svaly, které se k pouzdru upínají. Mezi pouzdrem a svalem je velká bursa subdeltoidea, která vybíhá pod nadpaţek a pod lig. coracoacromiale. (Tento výběţek bývá někdy označován názvem bursa subacromialis.) Bursa a vmezeřené vazivo umoţňují dobrý posun všech naléhajících struktur ( Číhák, 2003, Véle, 2006). M. deltoideus Tři svalové porce m. deltoideus mají i tři rozdílné funkce: klíčková část: flexe, abdukce a vnitřní rotace paţe; acromiální část: abdukce paţe do horizontály, lopatková část: dorzální flexe (extenze), abdukce a zevní rotace paţe (Čihák, 2003, Véle, 2006). M. biceps brachii

26 Šlacha dvojhlavého svalu se upíná na vnitřní plochu horní plochy vřetenní kosti (tuberositas radii), tedy mimo osu předloktí. Proto biceps supinuje pronované předloktí, a je-li předloktí v supinační poloze - flektuje jej. V ramenním kloubu abdukuje dlouhá hlava dvojhlavého svalu paţe a krátká hlava ji flektuje (Čihák, 2003, Véle, 2006). Extenzi (dorzální flexi) v ramenním kloubu provádějí: m. latissimus dorsi, m. teres major a m. deltoideus. Pomocnými svaly jsou m. triceps brachii (caput longum), m. teres minor, m. subscapularis a m. pectoralis major. Pohyb stabilizují: m. triceps brachii, m. coracobrachialis, mm. rhomboidei, mm. intercostales, mm. abdominis a m. erector trunci. Neutralizačními svaly jsou m. deltoideus, m. infraspinatus a m. teres minor (Čihák, 2003, Véle, 2006). Abdukci v ramenním kloubu provádějí: m. deltoideus, m. supraspinatus a m. serratus anterior. Pomocnými svaly jsou m. deltoideus, m. infraspinatus, m. pectoralis major a m. biceps brachii (caput longum). Pohyb stabilizuje m. trapezius. Neutralizačními svaly jsou m. infraspinatus a m. teres minor. Sval abdukuje paţi. Při abdukci horní končetiny je abdukční pohyb hlavice paţní kosti zajišťován ramenním kloubem pouze asi do 30 stupňů. Mezi stupni se pohyb odehrává v ramenním kloubu a ve spojení lopatky a hrudníku. Z kaţdých 15 stupňů abdukce se vţdy 10 stupňů odehrává v ramenním kloubu a 5 stupňů ve spojích lopatky (Čihák, 2003, Véle, 2006). Addukci v ramenním kloubu provádí m. pectoralis major, m. latissimus dorsi a m. teres major. Pomocnými svaly jsou m. teres minor, m. subscapularis a m. triceps brachii (caput longum). Pohyb stabilizují: m. serratus anterior a m. trapezius (Čihák, 2003). Zevní rotaci v ramenním kloubu provádí m. infraspinatus a m. teres minor. Pomocným svalem je m. deltoideus. Pohyb stabilizují: m. trapezius a mm. rhomboidei. Vnitřní rotaci v ramenním kloubu provádí m. subscapularis, m. latissimusdorsi a m. teres major. Pomocnými svaly jsou m. pectoralis major, m. deltoideus, m. biceps brachii a m. coracobrachialis. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major a m. serratus superior. Neutralizačními svaly jsou m. deltoideus, m. coracobrachialis, m. pectoralis major, m. latissimus dorsi a m. teres major (Čihák, 2003, Véle, 2006). M. subscapularis je velký, plochý sval trojúhelníkovitého tvaru, který je uloţený na přední ploše lopatky. Sval addukuje a provádí vnitřní rotaci paţe. Řada dosud probraných svalů vytváří svým srůstem s povrchem kloubního pouzdra tzv. rotátorovou manţetu ramenního kloubu. Rotátorová manţeta se skláda z m. subscapularis, m

27 supraspinatus, m. infraspinatus, m. teres minor. Nejvíce zatíţeným úsekem rotátorové manţety je úponová partie m. supraspinatus, jejíţ šlacha je při abdukci stlačována mezi velký hrbolek paţní kosti a nadpaţek ( Čihák, 2003, Véle 2006). Středním článkem horní končetiny je předloktí, antebrachium, jehoţ skelet tvoří dvě paralelně uloţené předloketní kosti - kost loketní a vřetenní. Obě předloketní kosti vytvářejí řadu spojení. Loketní, vřetenní a paţní kost vytvářejí loketní kloub. Střední partie obou předloketních kostí jsou spojeny mezikostní blánou, membrana interossea; distálně pak artikulují pomocí articulatio (art.) radioulnaris distalis. Articulatio (art.) cubiti je kloub sloţený: kladkový (humerus - ulna), kulový (humerus - radius) a kloub kolový (radius - ulna). Pohyby v loketním kloubu probíhají kolem příčné osy, procházející kladkou a hlavičkou paţní kosti a kolem spojujícího středu hlavice radia s hlavicí ulny. Je to flexe a extenze v rozsahu stupňů (Čihák, 2003, Véle, 2006). Flexi v loketním kloubu provádějí: m. biceps brachii, m. brachialis a m. brachioradialis. Pomocnými svaly jsou: m. flexor digitorum superficialis, m. flexor carpi ulnaris, m. palmaris longus. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major, m. deltoideus a m. coracobrachialis. Neutralizačními svaly jsou m. biceps brachii a m. pronator teres. Paţní sval je sice překryt dvojhlavým paţním svalem, ale v dolní čtvrtině paţe je hmatný. Sval je čistým flexorem předloktí - při supinaci i při pronaci. Hluboké svalové snopce, které se upínají do kloubního pouzdra, jej napínají a brání jeho uskřinutí ( Čihák, 2003, Véle, 2006). Extenzi v loketním kloubu provádí m. triceps brachii a m. anconeus. Pomocnými svaly jsou: m. extensor carpi ulnaris, m. extensor carpi radialis longus et brevis a m. extensor digitorum. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major, m. latissimus dorsi a m. teres major. Dvoukloubová dlouhá hlava napomáhá dorzální flexi (extenzi) a addukci v ramenním kloubu. Všechny tři hlavy jsou při současné kontrakci mohutnými extenzory loketního kloubu. Pronaci v loketním kloubu provádí m. pronator teres a m. pronator quadratus. Pomocnými svaly jsou: m. flexor carpi radialis, m. palmaris longus, m. extensor carpi radialis longus a m. brachioradialis. Pohyb stabilizují: m. triceps brachii, m. anconeus a m. pronator teres. Neutralizačními svaly jsou m. triceps brachii, m. anconeus a m. pronator teres. M. pronator teres je pronátorem předloktí a pomocným flexorem loketního kloubu. Pracuje v součinnosti s m. pronator quadratus (Véle, 2006)

28 Supinaci v loketním kloubu provádí m. biceps brachii a m. supinator. Pomocným svalem je m. brachioradialis. Pohyb stabilizují: m. triceps brachii, m. anconeus a m. biceps brachii. Neutralizačními svaly jsou m. triceps brachii a m.anconeus. Klíčovým supinátorem předloktí je m. biceps brachii (Čihák, 2003, Véle, 2006). Distálním článkem horní končetiny je ruka, manus. V souladu s poţadavky na zajištění hlavní funkce ruky - úchopu, je ruka velmi bohatě a jemně členěna. Toto členění je zřejmé jiţ na skeletu ruky, který je sloţen z osmi zápěstních, pěti záprstních a čtrnácti článků prstů. Kostra ruky, ossa manus, má tři oddíly: zápěstí, carpus; záprstí, metacarpus a články prstů, phalanges. Pro pohyb má tvar, klenutí a rozsah kloubních ploch sedmi karpálních kostí, značný význam ( Číhák, 2003). Z anatomického hlediska jsou kloubní spoje mezi karpy, metakarpy atd. velmi četné, a proto je i anatomický popis jednotlivých kloubů dost komplikovaný. Z hlediska kineziologie zápěstí tvoří art. radiocarpalis, art. mediocarpalis a art. radioulnaris distalis funkční jednotku. Art. radiocarpalis je sloţený kloub. V kloubu artikuluje vřetenní kost (jamka) a tři kosti první řady karpů formující kloubní hlavici: os scaphoideum, os lunatum a os triquetrum. Art. mediocarpalis je uloţen mezi oběma řadami zápěstních kostí. Jde o kloub sloţený. Art. radioulnaris distalis je kloubní spojení mezi hlavicí ulny a zářezem na radiu (Čihák, 2003, Véle, 2006). Pohyby v komplexu zvláštních kloubů můţeme rozdělit na: palmární flexi (80-90 stupňů), dorsální flexi (70 stupňů); radiální dukci (15-20 stupňů) a ulnární dukci (45 stupňů), cirkumdukci, coţ je kombinace předchozích pohybů (krouţivý pohyb). Palmární flexi v zápěstí provádí: m. flexor carpi radialis et ulnaris a m. palmaris longus. Pomocnými svaly jsou m. abductor pollicis longus a m. flexor digitorum superficialis et profundus. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major, m. deltoideus a m. coracobrachialis (Čihák, 2003, Véle, 2006). Extenzi (dorzální flexi) v zápěstí provádí: m. extensor carpi radialis longus et brevis a m. extensor carpi ulnaris. Pomocnými svaly jsou m. extensor digitorum, m. extensor pollicis longus et brevis. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major, m. deltoideus a m. coracobrachialis (Véle, 2006). Radiální dukci (abdukci) zápěstí provádí: m. extensor carpi radialis longus et brevis a m. flexor carpi radialis. Pomocnými svaly jsou m. flexor pollicis longus a m

29 extensor pollicis longus et brevis. Pohyb stabilizují: m. pectoralis major, m. deltoideus a m. coracobrachialis (Véle, 2006). Svaly provádějící radiální dukci zápěstí byly probrány v předchozích částech kapitoly. Při radiální dukci zápěstí se první řada karpálních kostí pohybuje ulnárně - při ulnární dukci zápěstí je tomu naopak (Véle, 2006). Ulnární dukci (addukci) zápěstí provádí: m. extensor carpi ulnaris a m. flexor carpi ulnaris. Pomocné svaly nejsou u addukce zápěstí známé. Pohyb stabilizují tytéţ svaly jako při abdukci (Čihák, 2003, Véle, 2006). Záprstní kosti, ossa metacarpalia mají jednotnou stavbu a podobný tvar. Metakarpy se kloubně spojují s karpy (artt. carpometacarpales) a s proximálními články prstů. Spojení s karpy, je s výjimkou palcového metakarpu, funkčně méně významné. Spojení sama jsou prakticky nepohyblivá, a pohyb se realizuje v zápěstních kloubech. Pohyby v karpometakarpálním kloubu jsou moţné ve smyslu: abdukce (do 50 stupňů); addukce (do 10 stupňů), opozice a repozice palce ( Číhák, 2003, Véle, 2006). Abdukci palce zajišťuje: m. abductor pollicis longus (inervace: n. radialis) a m. abductor pollicis brevis (inervace n. medianus). Addukci palce zajišťuje: m. adduktor pollicis (inervace: n. ulnaris). Opozici palce, tj. schopnost palce postavit se proti kaţdému prstu zajišťuje: m. opponens pollicis (inervace: n. medianus), (Čihák, 2003). Art. metacarpophalangeales jsou kulovité klouby mezi hlavicemi metakarpů a bázemi proximálních prstových článků. Pohyby v metakarpofalangeálním kloubu se dějí ve smyslu: flexe (do 90 stupňů); extenze (do 10 stupňů), abdukce a addukce (pouze při extenzi prstů). Flexi prstů v metakarpofalangových kloubech zajišťují: mm. lumbricales (inervace: n. medianus a n. ulnaris), mm. interossei palmares (inervace n.ulnaris), a mm. interossei dorsales (inervace: n.ulnaris). Extenzi prstů v metakarpofalangových kloubech zajišťuje m. extensor digitorum, m. extensor indicis et m. extensor digiti minimi. Abdukci prstů (rozevření vějíře prstů) zajišťují mm. interossei dorsales a m. abductor digiti minimi (inervace: n. ulnaris), ( Čihák, 2003, Véle, 2006)

30 2. 4 Popis aktivace svalů v průběhu záběru Naformátováno: Nahoře: 2,5 cm Zastoupení hlavních svalů při pádlování Vrdlovec a Kračmar poukazují na činnost svalů při pádlování dle anatomické struktury člověka a dle charakteru pohybu v průběhu pracovního cyklu (Vrdlovec,1990, Kračmar, 2002). Svaly páteře: m.erector trunci extenze páteře a rotace při jednostranné aktivitě Supina svalů tuberculu majus humeru: M.supraspinatus pomáhá při abdukci paţe, rotuje paţi zevně M. infraspinatus extneze paţe a zevní rotace paţe M. teres minor zevní rotace paţe Skupina svalů tuberculu minus humeru: m. coracobrachilalis flexe a addukce paţe m. subscapularis vnitřní rotace paţe m. teres major addukce, extenze a vnitřní rotace paţe m. deltoideus upaţuje, předpaţuje, rotuje dovnitř, zevnitř m. latissimus dorsi připaţuje, zapaţuje a rotuje paţi dovnitř Skupina flexorů v art. coubiti : m. biceps brachii, m. brachialis, m. brachioradialis Skupina extenzorů v art. coubiti: m. triceps brachii, m. anconeus Břišní svalstvo: m. obliquus abdominis externus a internus Svaly DKK: quadriceps femoris, m. tibialis anterior Další svaly hrudníku (případně zad) jsou svojí funkcí agonisty při všech pohybech v articulatio humeri. Jsou to m. pectoralis major, m. pectoralis minor, m. serratus anterior, m. subclavius, m. levator scapulae, m. rhomboideus, m. quadratus lumborum (Vrdlovec, 1990, Kračmar, 2002)

31 Popis aktivace svalů v jednotlivých fázích záběru Základní poloha těla kajakáře je v mírném předklonu. Před zasazením pádla do vody je tělo rotováno podél podélné osy těla. Páteř je napřímena. Hlava je v prodlouţení trupu a směřuje vpřed. Končetiny jsou opřeny o příčku. Tato poloha staticky zatěţuje vzpřimovače páteře a hlavy a m. quadratus lumborum (Kračmar, 2002). V začátku záběru ještě před zasazení pádla do vody je třeba nejprve stabilizovat lopatku, aby byl záběr vůbec moţný. To znamená, ţe je nutné vytvořit tzv. punctum fixum (PF) pro horní končetinu. Stabilizace se děje pomocí m.trapezius, mm.rhomboidei. Antigravitačně a stabilizačně v této fázi působí m. pectoralis major a m. latissimus dorsi (Čápová, 2008). Zasazení pádla do vody se mění umístění PF, které se nyní nachází na listu pádla. Tah svalů je tedy nyní směrem k listu pádla. Celý kajakář i s lodí je tedy přitahován k listu pádla, a ne naopak. Zasazení je okamţikem, kdy je potřeba vyvinout velkou sílu pro rozjetí lodě. Aktivují se zde hlavní záběrové svaly: m. latissimus dorsi, m. teres major, m. triceps bachii, m.quadriceps femoris (hl. rectus femoris) stejnostranné DKK. V další fázi záběru se posun lodi uskutečňuje rotací trupu pomocí aktivace břišního lisu zejména mm.obliquii. Břišní lis je aktivován v určité míře v průběhu celého záběru pro udrţení rovnováhy. Pouze se mění velikost aktivace jednotlivých svalů tvořící břišní lis v závislosti na rotaci trupu. Vytaţení pádla z vody se účastní zejména m. deltoidem. V další tzv. tlačné fázi, kdy je list přenášen vzduchem vpřed, se aktivuje zejména m. serratus anterior, m.pectoralis major, m. triceps brachii (Kračmar, 2002, Mareš, 2003). Po celou dobu záběru by měla být hlava vzpřímena a měla by rotovat bez úklonu. Na krční páteři budou aktivovány dorzální, ventrální i laterální svalové skupiny. Jedná se především o m. longus coli, m. longus capitis, m. sternocleidomastoideus, m. splenius a m. trapezius pars descendens. V podstatě celá páteř by měla být dle principů motorické ontogeneze extendována v průběhu rotace trupu. O to se zasluhuje přímý a šikmý autochtonní systém páteře (Kračmar, 2002, Čápová, 2008)

32 2. 5 Technika pádlování Vaší snahou je mít maximálně efektivní záběr. To znamená využít vašich největších a nejsilnějších svalových skupin tak, abyste co nejúčiněji využili jejich maximální sílu. To také znamená aplikovat tuto sílu na pohyb vpřed, a ne na pohyby lodě nahoru a dolů nebo do strany nebo jakéhokoliv jiného směru než dopředu. (Greg Barton, 2002) Technika pádlování zde bude popsána dle Grega Burtona. Greg Burton je dvojnásobný olympijský vítěz a trojnásobný mistr světa v kanoistice. V osmdesátých letech byl pravděpodobně nejlepším závodníkem, a přitom nebyl z východní Evropy, odkud v té době pocházela většina šampionů. Pro dobrou techniku pádlování je důleţité nastavení sedačky a příčky, které je zcela indiviuální. Záleţí na tělesných proporcích kaţdého závodníka a jeho pocitu komfortu v lodi. Kolena by měla být v lodi tak vysoko, aby umoţňovala maximální rotaci trupu při zasazení pádla do vody. Chodidla na příčce by měla být těsně u sebe. Je to výhodnější pro stabilitu lodě a také efektivnější při řízení. Výška sedačky je čistě podle pocitu závodníka. Čím vyšší sedačka, tím větší páka, a tím lepší zasazení do vody (Barton, 2002). Pádlo Kajakové pádlo má dva listy natočené proti sobě v určitém úhlu a kajakář listy proti sobě přetáčí. Pádlo prošlo velmi radikálním vývojem jak z hlediska pouţívaných materálů, tak z hlediska tvaru, velikosti listů, úhlú natočení, délky ţerdi a dalších komponent (Mareš, 2003). Vývoj pádla měl také samozřejmě velký vliv na techniku pádlování. V začátcích kanoistiky byly listy pádla proti sobě natočeny v úhlu 90 stupňů a neměly ţádná prohnutí. Následně se začalo jezdit s úhly niţšími neţ je 90 stupňů. Nyní se jezdí s úhly kolem 80 stupňů. Snad největší revolucí v rychlostní kanoistice byl v roce 1936 vynález tzv. wing pádla. První wing pádlo vyvinul trenér švédského národního druţstva Stefan Lindeborg. Benefit nového tvaru Lindeborg popisoval tak, ţe se díky zatočení listů sniţuje zpětný prokluz listu pádla vodou. Coţ znamená, ţe nyní záběr více umoţní tah kajaku s kajakářem k pádlu a umenší sloţku, kdy se pádlo protahuje vodou k lodi. Tvar pádla se podobal listu z vrtule od letadla, proto se začal tento typ nazývat právě wing. List měl zpětně otočenou vnější hranu při průchodu

33 pádla vodou. Toto otočení mělo za efekt vybočování pádla do strany od lodě. Při vybočení listu od lodě se vytvoří ve vodě vztlak. To znamená, ţe dojde k podtlaku na vhnuté straně listu stejným způsobem jako vyvolává vztlak a podtlak křídlo letadla. Tento vztlak má tendenci udrţovat list pádla při záběru v přímém směru a brání jeho vybočování do stran (Barton, 2002). Tento druh pádla se začal vyuţívat hromadně po roce 1986, kdyţ s ním Angličan Jeremy West vyhrál mistrovství světa na 500 i 1000m. V roce 1989 Nor Rassmussen vyvinul některá další důleţitá a tím i přelomová zlepšení stočení listu pádla v jeho podélné ose. Od té doby se tvar listu mění v podstatě pouze kosmeticky. Technika jízdy na kajaku je tedy popisována s tímto zakrouceným typem pádla. Současná rychlostní kanoistika jiné typy listů pro závodění zatím nepouţívá. Vodní slalom nebo sjezd ano. Délku pádla volí kaţdý závodník individuálně, dle své výšky, délky paţí a v neposlední řadě dle svých pocitů při jízdě. Někteří závodníci pouţívají jinou délku pádla pro singl kajak a hromadné posádky. Mnoho závodníků uţívá pádla skládací, a proto je moţné měnit délku pádla dle aktuálních potřeb závodníka (Barton, 2002, Mareš, 2003). Kajakářský záběr se dělí dle Burtona na tři části: zasazení, přitaţení k pádlu, odpočinek (Barton, 2002). Neklade takový důraz na popis vytaţení pádla z vody. Kračmar dělí pak záběr na fázi zasazení, taţení, vytaţení a přenos (Kračmar, 2002). Szanto popisuje záběr jako zasazení pádla, tah pádla vodou, vytaţení ( Szanto, 1985). Kračmar a Szanto neřadí do popisu záběru fázi odpočinku. Všichni autoři se shodují v důleţitosti rotace trupu v průběhu záběru. Rotace trupu Před samotným začátkem záběru je třeba ještě vysvětlit důleţitost rotace trupu. Dobře provedená rotace je určujícím článkem pro kvalitu záběru. Umoţní delší a efektivnější záběr. Maximální rotace souvisí s dobrou rovnováhou, a proto je nutné nacvičovat ji jiţ od mladých kategorií. Musíte opustit oblast, kdy se cítíte bezpečně a pohodlně, jinak se nezlepšíte. (Greg Burton) Těsně před zasazením by měl být trup maximálně rotovaný a noha na straně očekávaného záběru pokrčena. Rotace by měla vycházet z boků a ne pouze z ramen

34 Zasazení Úhel zasazení je úhel v momentě dotyku listu pádla s vodou. Zasazení pádla je nejefektivnější s nataţenou horní končetinou v lokti. Avšak ne s uzamčeným loketním kloubem. List by měl být co nejblíţe k lodi a pádlo by mělo zajet do vody co moţná nejrychleji, a to celý list, ještě před tím neţ začne tahová fáze. Zasazení dělají obě horní končetiny. Horní ruka se dostává o kousek dopředu a dolní ruka z úrovně očí směrem blíţe k hladině (Barton, 2002, Mareš, 2003). Tah pádla vodu Tah pádla vodu by měl být proveden maximální měrou rotací trupu a tlakem nohy na taţné straně záběru. Paţe by měly pouze slouţit jako spojení mezi pádlem a tělem. Je to hlavní fáze záběru. Závodník by měl přitahovat sebe a trup k pádlu, a ne protahovat pádlo vodou. Spodní (taţná) ruka by měla být co nejdéle nataţena v lokti. Loket se pokrčuje aţ ve druhé polovině záběru. Trup by se neměl odklánět od záběru. Horní paţe tlačí vpřed ţerď pádla a horní loket se natahuje. Horní ruka se při tlaku pohybuje paralelně s hladinou. Vytaţení Vytaţení pádla začíná vynořováním listu z vody. Z dlouhodobých měření vychází, ţe v této fázi dochází k největším rozdílům mezi špičkovými a průměrnými závodníky. (Plafenhoef, S. 1979). Největší chybou v této fázi je tzv. zatahování pádla, tzn., ţe závodník vynořuje pádlo aţ za úrovní kyčle. Vytaţení by mělo být co nejrychlejší. Odpočinek a obnovení sil Tato fáze je velmi krátká. Je to bezoporová fáze, na jejímţ konci je zpevnění před dalším záběrem (Barton, 2002, Mareš, 2003). Subjektivní popis průběhu pohybu dle Strnadové Strnadová uvádí popis citu pro vodu. Dle ní se cit pro záběr nedá natrénovat, a právě tento faktor odděluje při stejném tréninkovém zatíţení špičkové závodníky od průměrných. Cit pro záběr je determinujícím faktorem. To je příčina toho, ţe i méně silově disponovaní jedinci mohou v závodech rychlostních kanoistů dosahovat vrcholných výsledků

35 Pro efektivní záběr je nutné citlivé uchopení vody. U jiných sportovních odvětví hovoříme o jednotlivých pocitech ( pocit vody u plaveckých disciplin, pocit sněhu při lyţování atd.). I v kanoistice tuto skutečnost pojmenováváme jako cit pro záběr nebo cit pro vodu. Je to nastavení pádla do správné výchozí polohy, ve správném úhlu a taţení, ne pomalu ani příliš rychle, s přiměřeným silovým úsilím tak, aby nedošlo k protrţení vody a vzniku turbulencí za listem pádla. V takovém případě by záběr nebyl efektivní a rychlost lodě by neodpovídala vynaloţenému svalovému úsilí. Cit pro záběr se vytrácí při příliš velkém silovém tréninku, kdy dochází k otupení tohoto smyslu a ztrátě jemné svalové koordinace. Při nesprávně uchopeném záběru voda uniká z listu a vyčerpávající svalová práce nemá odezvu. V rychlostní kanoistice se zvyšuje podíl silové připravenosti závodníka, protoţe nedochází k řízení pohybu během taţné fáze jako při vodním slalomu nebo sjezdu na divoké vodě. Tratě pro rychlost jsou rovné a bez proměnlivosti vnějšího prostředí (Strnadová, 2004) Biomechanika záběru na kajaku Pro pohyb kajaku směrem vpřed je klíčový horizontální pohyb v kajakářově sagitální rovině. Ze vzdušné fáze záběru (tzn. kdy se list nedotýká vody) se list pohybuje dolů směrem k vodní hladině a to tak, ţe se list pohybuje současně dolů a vpřed aţ k prvnímu kontaktu s vodou (Obr. 1, pozice zasazení). Obr.1 - Pozice pádla v klíčových momentech záběru vpřed (převzato z Mann, Kearney, 1980) Po zasazení a postupném zanoření listu pádla do vody se postupně ţerď dostane aţ do vertikální pozice a to díky tlačné síle horní ruky a taţné síle dolní ruky. Tato pozice pádla je nejefektivnější pro pohyb lodi vpřed (Obr. 2, pozice vertikála)

36 Při zanoření pádla je rychlost pohybu listu vyšší neţ pohyb lodě a velikost impulsu síly zanoření udává následné zrychlení lodě. Moment zasazení pádla do vody je klíčový moment pro rozjezd lodi ze zastavení. Loď s kajakářem však není tlačena vpřed, ale taţena k pádlu, které je v momentu zasazení fixováno ve vodní hladině. Loď je taţena vpřed aţ do momentu, kdy je pádlo ve vertikále, s dalším překlápěním pádla aţ do momentu vytaţení je loď tlačena vpřed (Mann, Kearney, 1980). Obr. 2 - Změny umístění středu osy otáčení v průběhu záběru na kajaku (Převzato z Mann, Kearney, 1980) V momentu zasazení pádla je osa otáčení pádla umístěna blízko taţného zápěstí (Obr. 2, pozice zasazení). Kdy většina úhlové rotace je tvořena zanořeným segmentem. V dalším průběhu záběru se osa otáčení posunuje po pádle směrem od taţného zápěstí (Obr. 2). Maximum horizontální akcelerace lodi je v momentě kdy je pádlo ve vertikále, v tu chvíli je záběr nejefektivnější. Nejvhodnější pro rychlost lodi, je takový záběr, kdy se pádlo od zasazení dostane do vertikály co nejrychleji a udrţí ji co nejdéle v průběhu dalšího záběru. Tah dolní ruky je následován tlakem horní ruky se současnou rotací trupu. S pokračováním záběru se střed osy otáčení posunuje aţ k horní (tlačné) ruce. Ke konci záběru se sniţuje tah dolní ruky a převáţí tlačné síly horní ruky. Od momentu, kdy se pádlo překlopí přes vertikálu, se efektivita záběru začíná sniţovat. Rotace trupu prodluţuje dobu, kdy pádlo zabírá kolem vertikální, tedy nejefektivnější, pozice. Proto k největší akceleraci lodi dochází v této části záběru. U měření rychlosti pohybu obou zápěstí a loktů byly zjištěno, ţe se taţné i tlačné klouby pohybují téměř shodnou

37 rychlostí. S přibývající rychlostí tlaku oproti tahu, se efektivita záběru sniţuje. A to z toho důvodu, ţe list ve vodě příliš rychle opustí vertikálu a překlopí se do neefektivní pozice pro opření se o vodu (Craig a kol., 2007). Pohyb obou ramen má také stejnou rychlost, ovšem pohyb v rameni nastává vţdy se zpoţděním za stejnostranným loktem a zápěstím. V momentě největšího vertikálního pohybu zápěstí a lokte je minimální pohyb taţného ramene (Mann, Kearney, 1980). Úhel ve kterém pádlo vstupuje a vystupuje z vody je neefektivní pro produkci akcelerační síly, proto na začátku musí závodník dát velký impuls a co nejrychleji opustit tuto pozici, aby dosáhl zrychlení lodi). Při vytaţení naopak musí vytáhnout pádlo co nejrychleji, aby záběr nebrzdilo. Vytaţení listu se děje směrem do strany od lodi s listem pádla ve vertikále. Pokud závodník vytahuje list za sebe a nebo je list stočen směrem k horizontále, nabírá na pádlo vodu a vyhazuje ji za sebe, tím se loď zpomaluje (Craig a kol., 2007, Mann, Kearney, 1980) Struktura sportovního výkonu v rychlostní kanoistice (převzato z Ballová, 2007) Sportovní (pohybový) výkon je obvykle chápán jako jednota průběhu a výsledku pohybové činnosti. Sportovní (pohybová) výkonnost je chápána jako schopnost podávat opakovaně sportovní výkony resp. jako způsobilost opakovat pohybový výkon. Z hlediska sledování a hodnocení sportovního výkonu můţe být rozhodující buďto průběh pohybu (gymnastika, krasobruslení aj.) nebo výsledek pohybu (výkon ve skoku dalekém, úspěšnost střely na bránu v kopané nebo podání v tenise aj.), popř. obojí (skoky na lyţích). Struktura sportovního výkonu je tvořena mnohačetnou mnoţinou různých faktorů a celou škálou jejich vzájemných vztahů a vazeb. Znalost činitelů sportovního výkonu je nezbytným předpokladem pro plánování, regulaci, řízení a realizaci sportovního výkonu. Jinými činiteli je jistě determinován sportovní výkon tenisty a jinými sportovní výkon kajakáře. Základní faktory sportovního výkonu jsou (Marek, 2006): - pohybové schopnosti - taktika

38 - technika - psychika - obecné předpoklady - vnější podmínky Specifický výkonnostní růst sportovce je určován zhruba třemi faktory: dědičností, vlivem sociálního prostředí a vlivem specializovaného tréninkového procesu. Všechny uvedené faktory působí současně, v nerozlučné jednotě, vzájemně se ovlivňují, takţe v procesu zvyšování sportovní výkonnosti je nutné brát je vţdy všechny v úvahu. Sportovní výkon, jakoţto produkt tohoto procesu, tedy obsahuje všechny tři faktory. V individuálních případech je jejich podíl přirozeně různý a těţko určitelný (Choutka, Dovalil, 1991). Sportovní výkon a jeho moţné faktory (Marek, 2006): o Pohybové schopnosti rychlost, síla, vytrvalost, koordinace, flexibilita o Faktory taktiky senzomotorické, kognitivní a taktické schopnosti o Faktory techniky koordinační schopnosti, pohybové dovednosti o Faktory psychiky motivace, emoce, vůle o Obecné předpoklady talent, konstituce, zdraví o Vnější podmínky soutěţ, materiál, prostředí, povolání, trenér, rodina Rychlostní schopnosti mají zřejmý vzájemný vztah s dalšími schopnostmi, především silovými a koordinačními, bez jejichţ rozvoje nelze dosáhnout dobrého rychlostního zlepšení. Rychlostní trénink je v rychlostní kanoistice nejvíce vyuţíván v průběhu hlavního období. Hlavně v jeho vrcholu někteří závodníci zařazují prvky rychlostního tréninku i v průběhu přípravných období, kvůli neustálému kontaktu s rychlostí a narušení fixace vytrvalostního záběru (Marek, 2006). Rozvoj silových schopností s vyuţitím nejrůznějších metod a forem je pro rychlostní kanoistiku velice důleţitý. Posilování zařazujeme do tréninku všech věkových kategorií, obsah, forma i intenzita se však v závislosti na věku a sportovní vyspělosti podstatně liší. Pro maximální výkon na olympijských tratích je nezbytné rozvíjet sílu absolutní (relativně maximální), rychlou, výbušnou i vytrvalostní. Při stimulaci silových schopností pro rychlostní kanoistiku je v závislosti na potřebě silové kapacity svalstva vyuţíváno široké spektrum metod rozvoje silových schopností. Je nutné si uvědomit, ţe mnohem důleţitější neţ samotná úroveň silových schopností, je

39 schopnost přenést rozvinutý silový potenciál do samotného procesu pádlování (Marek, 2006). Význam faktoru vytrvalosti pro rychlostní kanoistiku je zřejmý, stejně jako je zřejmý rozvoj vytrvalostních schopností ve všeobecné i speciální kondici. U dospělých kategorií je na rozvoj vytrvalosti kladen důraz v přípravných obdobích. V průběhu závodního období je vytrvalostní trénink více či méně individualizován dle potřeb a pocitů jednotlivých závodníků, ale obecně je v tomto období zařazován podstatně méně (Marek, 2006). Olympijským tratím 500 a 1000 metrů je svým charakterem činnosti nejbliţší krátkodobá vytrvalost, kterou lze definovat jako schopnost vykonávat nepřetrţitou činnost po dobu 2 3 minut (někdy aţ 5) v co moţná nejvyšší intenzitě. Kyslíkový dluh při tomto druhu cvičení tvoří 50 i více procent kyslíkové potřeby (Szanto, 1993). Koordinační schopnosti lze definovat jako třídu motorických schopností, které jsou primárně podmíněny koordinačně a spjaty s procesy regulace a řízení pohybové činnosti. Rychlostní kanoistika je koordinačně velmi náročným sportem a bez značné míry koordinačního talentu není moţno ze sportovce vychovat špičkového závodníka. Základním a velice důleţitým předpokladem kvalitního výkonu je schopnost udrţet v lodi potřebnou rovnováhu. Míra koordinačních schopností se projevuje i v dalších aspektech jízdy na kajaku. Pro účelné a technicky správné provedení pohybu je nezbytné, aby závodník podvědomě vnímal a dle potřeby účelně reguloval postavení jednotlivých segmentů těla jak v prostoru, tak i vnímal jednotlivé segmenty vůči segmentům ostatním a dále korigoval pohyb celého těla ve vztahu k určité záměrné činnosti. Neméně důleţitá je rytmizace pohybu, která je v rychlostní kanoistice chatakterizována frekvencí pádlování (Marek, 2006). U našich vrcholových kajakářů býval faktor pohyblivosti z nepochopitelných důvodů zanedbáván. V posledních letech se však situace podstatně zlepšila a závodníci sami poznávají význam zvyšování svalové pohyblivosti jako jednoho z determinantů pro zvyšování výkonnosti (Marek, 2006, Ballová, 2007)

40 2. 8 Kompenzace a regenerace rychlostních kajakářů Tréninkové zatíţení a fyzické nároky sportovců se v dnešní době stále zvyšují. Velké objemy a intenzity zatíţení v tréninku vidíme dnes uţ i u mladších kategorií. Tyto nároky jsou mnohdy na hranici funkčních fyziologických schopností lidského organismu. Snadno můţe dojít k jeho přetíţení a poškození, zejména u mladších kategorií sportovců. Proto je nutné věnovat velkou pozornost nejen tréninku, ale i regeneračním prostředkům. Lidský organismus má svoje limity, které je nutno respektovat, jinak můţe dojít k poškození. Pro prevenci přetíţení a poškození jsou nutné znalosti z neurofyziologie o podstatě správného, kvalitního pohybu (Hošková, 2003). Regenerace je biologický proces, který má za úkol vyrovnat a obnovit přechodný pokles funkčních schopností celého organismu. Regenerační prostředky jsou také prevencí funkčních a organických poruch zejména hybného aparátu. Regenerační prostředky uţívané u sportovců: a) Elektroprocedury (diadynamik, ultrazvuk, laser, rebox) b) Vodoléčba (vířivka, koupele, skotské střiky) c) Masáţe (klasická, reflexní, podvodní, lávové kameny) d) Baňkování e) Akupunktura, akupresura f) Regenerace teplem (solux, infračervené záření, saunování) g) Kompenzační cvičení jako prevence svalových dysbalancí způsobených jednostrannou zátěţí (strečink, relaxační pohybové aktivity). Posledním bodem, tedy kompenzačním cvičením, se budeme zabývat dále. Kompenzační cvičení je ze všech regeneračních prostředků nejdůleţitější a nejlépe dostupné (Jeţek, 2003) Svalové dysbalance Projevy svalových dysbalancí jsou charakteristické pro následující oblasti těla: oblast krku a horní části trupu, oblast beder, oblast pánve a kyčelního kloubu, oblast dolních končetin. Příčinou svalových dysbalancí je jednostranná nekompenzovaná zátěţ. Dlouhodobé nesprávné pohybové stereotypy. Dlouhodobé statické polohy

41 v nesprávném drţení těla. Nejčastější typ svalové dysbalance popisujeme jako horní zkříţený syndrom a dolní zkříţený syndrom. Příčinou svalové nerovnováhy v oblasti krku je nepoměr mezi hlubokými flexory krku (m. longus coli a m. longus capitis) na přední straně krku a hlubokými svaly šíjovými na zadní straně. Svalovou nerovnováhu dále podporují zkrácené horní části svalu trapézového. V horní části trupu se svalová dysbalance projevuje zkrácenými prsními svaly m. pectoralis major et minor a ochablými dolními fixátory lopatek m. trapezius, pars ascendens (Hošková, 2003, Kabelíková, Vávrová, 1997). V bederní oblasti a pánevní oblasti vzniká dysbalance z nedostatečné stabilizace pánve, která je způsobena oslabením břišní stěny a nedostatečnou funkcí hlubokého stabilizačního systému páteře. V pánevní a kyčelní oblasti přispívají ke špatnému drţení a zatěţování tonický m. iliopsoas s tendencí ke zkracování a fázické gluteální svaly s tendencí k ochabování. Pánev je taţena do anteverze, tím je přetěţován lumbosakrální přechod a paravertebrální svaly v této oblasti jsou hyperaktivní. Špatné drţení pánve má negativní vliv na postavení celého osového orgánu (Hošková, 2003). Pro předcházení vzniku svalových dysbalancí je udrţovat svalovou rovnováhu celého těla. Nejdostupnějším a nejuţívanějším prostředkem jsou kompenzační cvičení. Kompenzační cvičení mohou redukovat neţádoucí vlivy přetěţování, mohou udrţet optimální funkční schopnost pohybového systému a jsou také vhodným prostředkem k odstranění funkčních poruch. Při výběru kompenzačních cvičení je nutné vycházet z fyziologických poznatků o hybném systému, abychom dosáhli očekávaného efektu. Cvičení budou účinná při splnění následujících podmínek: Pro cvičení zvolit vţdy kvalitní metodiku. Volit optimální počet opakování cviků a cviky obměňovat. Vnímat pohyb a informaci z kloubů, svalů a šlach. Více informací přichází z kloubů kořenových (ramena, kyčle), proto je nutno zaměřit pozornost na svaly příslušných kloubů (Hošková, 2003). Věnovat pozornost svalovým skupinám neutralizačním, stabilizačním, balančním, tzn. synergistům (Hošková, 2003). Brát v úvahu poznatky, ţe první tři krční obratle vyvolávají tonické změny ve svalech končetin. Při záklonu hlavy dochází na horních končetinách k dráţdění extenzorů a na dolních končetinách flexorů. Při předklonu hlavy je tomu naopak (Kabelíková, Vávrová, 1997)

42 Pro správnou volbu sestav protahovacích cvičení je třeba znalostí analýzy svalové práce při pádlování Zranění a bolesti vyskytující se u kajakářů Nejčastěji se u rychlostních kajakářů vyskytují blokády bederní a hrudní páteře, bolesti zad různého původu, svalová dysbalance, nataţení svalů adrobné ruptury, záněty šlach předloktí. Kajakáři jsou rizikovou skupinou pro vznik vertebogenního algického syndromu (VAS), který je způsoben dlouhodobým přetěţováním této oblasti. U kajakářů dochází velmi často k hyperkyfotickému zakřivení páteře a protrakci ramen. Bývá zvýšený tonus horní porce trapézů a zkrácené prsní svalstvo. I přes často objemnou muskulaturu kajakářů, se u nich vyskytují oslabené dolní fixátory lopatek a mezilopatkové svaly. Další zkrácené svaly jsou zejména svaly dolních končetin (triceps surae, hamstringy), svaly předloktí (flexores digitorum). K omezení rizika svalových dysbalancí a poruch drţení těla je třeba také věnovat pozornost posílení fázických svalů působících antagonisticky vůči svalům zkráceným (především břišní a mezilopatkové svaly). Zvláště u mladých závodníků by měl trenér vyţadovat zařazení strečinkových a kompenzačních cvičení, coţ se často setkává s nechutí mladých sportovců. Je tedy třeba přesvědčit jedince o významu těchto nudných cvičení, pro další nárůst jejich výkonnosti a úspěšné pokračování jejich sportovní kariéry (Jeţek, 2003). Zásady výběru uvolňovacích a protahovacích cviků Pro maximální účinnost uvolňovacích a protahovacích cvičení se cviky provádějí v takové poloze, která umoţní relaxaci procvičovaných svalů a co nejpřesnější zacílení na svaly, na které je cvik určen. Ani u velmi jednoduchých cviků se nikdy neprocvičuje pouze vybraný sval. V kaţdém cviku je aktivní více svalů, které se uplatňují v různých funkcích. Proto je při kaţdém cviku nacvičována současně svalová souhra, bez níţ by nebyl moţný cílený pohyb (Kabelíková, Vávrová, 1997). Jdeme-li v této myšlence ještě dále, dostáváme se primárně ke konceptu posilování funkcí, sekundárně pak k posilování nebo lépe formování struktury. Zde jsou známy myšlenky, akcentující posilování prostřednictvím hmotnosti vlastního těla, případně formou lokomoce. Je moţné citovat Véleho: Neposilujeme sval, ale pohyb (Véle, 2006). Výchozí poloha pro provedení cviků ovlivňuje účinek daného cviku. I u cviků zaměřených na malé oblasti je třeba dbát na výchozí polohu celého těla. Svaly fixující

43 polohu těla se totiţ řetězí do svalových smyček probíhajících po celém těle a změna funkce jednoho svalu dokáţe ovlivnit celý svalový řetězec (Véle 2006). Je potřeba fixovat ty části těla, na nichţ začínají centrální úpony protahovaných svalů. Pro dosaţení relaxace svalů, které hodláme protahovat, napomůţe dodrţování následujících zásad: stabilní a pohodlná poloha cvičence, pohyby provádět pomalu, vyvarovat se cvikům, kde jsou protahované svaly antigravitačně zatěţovány. Dále je vhodné provádět cviky tak, aby velikost protaţení byla stále pod volní kontrolou, kvůli prevenci nadměrného protaţení. Protaţení nesmí být bolestivé (Hošková, 2003, Kabelíková,Vávrová, 1997). Uvedu zde příklady na protaţení dvou nejdůleţitějších svalových skupin pro kajakáře. Svaly zádové Hluboké svaly zádové - při protahování je nutné rozlišit do které oblasti má být protahování zacíleno. Není vhodné protahovat hluboké svaly zádové jako celek. U této svalové skupiny vyuţíváme dýchání několikerým způsobem: Zdůrazňuje-li se při protahování aktivní podsunutí pánve, spojujeme protaţení s výdechem. Výdechem se aktivují břišní svaly, které ještě umocní zaoblení bederní páteře a tím umocní cvičební efekt (Hošková, 2003). Protaţení prsních svalů U prsních svalů je třeba si uvědomit, ţe je třeba protáhnout malý i velký prsní sval, a ţe se u jednotlivých cviků nemusí protahovat oba svaly současně. Vlákna velkého prsního svalu jsou vějířovitě uspořádána, a proto se kaţdá část protahuje zvlášť. Záleţí na postavení nadloktí v ramenním kloubu. Výhodné je protahovat prsní sval v zevní rotaci paţe. Při cvicích v lehu má při vzpaţení prsní sval tendenci táhnout hrudník do nádechového postavení a tím prohýbat bederní páteř, coţ je pro cvičení neţádoucí. Je proto nutné najít takovou polohu, která je příznivá pro správné drţení pánve a bederní páteře. Před protahováním prsních svalů je potřeba nejdříve uvolnit ramenní kloub. Rameno uvolňujeme jednoduchými kyvadlovými pohyby nejprve ve frontální rovině, pak v sagitální. Nakonec uděláme několik kruhů vpřed i vzad (Hošková, 2003)

44 2. 9 Kajakářský trenažér Kajakářský trenaţér se vyuţívá v zimních měsících pro náhradu pádlování na vodě. Vznikl z trenaţéru veslařského. Je tvořen sedačkou stejnou jako v kajaku a příčkou nastavitelnou na konkrétní délku nohou (obr. 3, 4). Sezení by mělo být co nejpodobnější kajaku. Místo pádla drţí závodník v rukou ţerď, na jejíchţ koncích jsou připevněna lana, která roztáčejí lopatkové kolo. Odpor měníme mnoţstvím vzduchu nasávaného do bubnu kola. Existují dva typy kajakářských trenaţérů, a to s posuvnou a pevnou sedačkou (Ridge et al, 1976). Typ trenaţéru s posuvnou sedačkou je vytvořen tak, aby bylo moţno celou soustavu-kajakář loď posunovat k pádlu. To znamená, ţe punctum fixum (dále jen PF) je uloţeno stejně jako na kajaku. Tento systém umoţňuje lepší simulaci pohybu na kajaku. Tyto typy trenaţérů jsou ruského původu a u nás se prozatím nepouţívají (Ridge et al., 1976). Pro naše měření byl pouţit typ trenaţéru americké výroby, kde je sedačka pevně ukotvena ke konstrukci trenaţéru. Závodník tedy při pádlování přitahuje ţerď k tělu, tzn., ţe PF je uloţeno opět jinde neţ na kajaku. Obr. 3 - Pádlovací trenažér, pohled zezadu

45 Obr. 4 - Pádlovací trenažér, pohled z boku Jako náhradní tréninkový prostředek se také v zimě vyuţívají pádlovací bazény, kde závodník sedí v pevné a nepohyblivé maketě kajaku. Zabírá do vody, kterou svým záběrem roztáčí, a tím vzniká proudění. To znamená, ţe protahuje pádlo vodou a nepřitahuje se k zasazenému pádlu jako na kajaku. Vzniká tedy zde rozdíl v uloţení puncta fixa. Kajakářský trenaţér se vyuţívá k měření v laboratorních podmínkách pro nahrazení reálného pádlovacího pohybu. Je konstruován tak, aby co nejvěrněji zachoval dynamiku a biomechaniku záběru. Studie z britské sportovní fakulty se zabývá sestavením co nejvhodnější konstrukce trenaţéru právě pro moţnost co nejpodobnějšího záběru (Begon, Colloud, 2009). Další studie se zabývá efektivitou tréninku na pádlovacím trenaţéru v porovnání s byciklovým ergometrem (Ridge a kol., 1976). Studie Somerena (Someren, 2000) zkoumá dosaţenou hladinu laktátu za stejný časový úsek s maximálním úsilím na kajaku a na pádlovacím trenaţéru. Studie ukázala, ţe lze dosáhnout stejných hladin zakyselení organismu. Bjerkefors vyuţil pádlovací trenaţér pro trénink vozíčkářů a vliv jeho pouţívání na sílu svalů ramenního pletence (Bjerkefors a kol., 2006) Rešerže literatury Literatura týkající se vývoje a funkce pletence ramenního Diplomová práce Vackové Fylogenetické souvislosti sportovní lokomoce (Vacková, 2004) je zaměřena na fylogenetický vývoj lokomoce obratlovců v souvislosti se sportovní lokomocí člověka. V rámci její práce byl také zkoumán záběr

46 na slalomovém kajaku. Autorka zde popisuje kineziologickou analýzu záběru na slalomovém kajaku. Diplomové práce Ballové (2007) a Borkovcové (2005) a pilotní výzkumy pro disertační práci Sacklové (2006) se zabývají zátěţovým Wingate testem horních končetin rychlostních kajakářů v různých souvislostech, v různých fázích přípravy a jejich porovnáním s dosaţenými výsledky na vodě na krátké tratě. Wingate test byl prováděn na klikovém ergometru. V těchto pracech je tedy popsán a porovnán pohyb paţí a trupu v průběhu kajakářského záběru na vodě a rozdíl pohybu na klikovém ergometru. Autoři uvádějí, ţe rozdíl v obou popisovaných pohybech je tak velký, ţe lze vyuţívat klikový ergometr pouze k vyšetření fyzické zdatnosti. Novotný (2006) se ve své disertační práci věnuje fylogenetickým souvislostem lokomoce přes pletenec ramenní. Cílem jeho práce bylo na základě vyuţití principů posturálně pohybové ontogeneze člověka prostorově a časově charakterizovat zapojování vybraných svalů, které jsou součástí záběrových řetězců nebo zajišťují nastavení lopatky, jeţ rozhodujícím způsobem ovlivňuje funkční centraci ramenního kloubu v procesu specifické lokomoce zajišťované přes pletenec ramenní. A právě tuto problematiku zkoumal Novotný také při záběru vpřed na slalomovém kajaku. Z výsledků jeho studie vyplývá, ţe synergie popisované v kineziologickém rozboru jízdy na slalomovém kajaku jsou popisovány u reflexního plazení dle Vojty (Vojta, Peters, 1995). Tzn. ţe vrozené pohybové vzory se aktivují i pro pohyb jakým je záběr na kajaku. Kračmar (2002) vydal knihu zabývající se kineziologickou analýzou sportovního pohybu. Popisuje zde svalové řetězce v rámci jednotlivých sportovních pohybů, mezi jinými také na slalomovém kajaku. A porovnává je s pohyby lidské ontogeneze. Vyuţil zde také měření povrchové EMG pro vybrané svaly a vytvořil rámcovou koordinační mapu zkoumaných pohybů. Poukazuje také na to, ţe pro kaţdý pohyb jsou jiţ v těle zakódovány jisté pohybové vzorce. O zařazení lokomoce člověka přes pletenec ramenní do fylogeneze primátů pojednává článek Kračmara a kol. (Kračmar, Vystrčilová, Dufková, 2008). Další článek se soustředí na zapojení pletence ramenního u člověka do lokomoce v rámci kvadrupedie (Kračmar, Strnadová, Dufková, 2007)

47 Obr. 5 - Evoluce lokomočního typu. Upraveno podle Vančaty (Vančata,1996) Krobot (2004, 1997) se zabývá vývojovými souvislostmi fylogeneze lopatkového pletence pro reflexní pohybovou terapii s důrazem na teleokineziologickou výlučnost lopatkového pletence. Vývojová kineziologie byla podrobně rozpracovaná Vojtou v knize Mozkové hybné poruchy v kojeneckém a dětském věku (Vojta, 1993), kde na fenoménu reflexní lokomoce ukazuje rozdíl aktivace svalů při lokomoci oproti běţnému fázickému pohybu. Popisuje, ţe pohybový vývoj dítětě má jasně danou posloupnost a probíhá vţdy stejně, samozřejmě pokud se jedná o vývoj fyziologický. Vojta dále publikuje podrobnou analýzu obsahu uměle vyvolatelných globálních pohybových vzorů v publikaci Vojtův princip (Vojta et Peters, 1995). Na práci Václava Vojty v současnosti navazuje Kolář a jeho poznatky ještě rozvíjí a nalézá nové postupy pro rehabilitačí praxi (Kolář 1996, 2001, 2003, 2006). Kolář (2009) se také zabývá popisem rozdílu tahu svalů při změně uloţení puncta fixa (PF) a také důleţitostí vytvoření PF pro provedení pohybu. Uvádí, ţe tah svalů při pohybu je vţdy směrem k punctu fixu. V závislosti na uloţení puncta fixa se pohyby dějí v uzavřeném nebo otevřeném řetězci. Z Vojtova principu vychází také Čápová, která ve své praxi pracuje na základě centrací pletence ramenního a dynamické stabilizace lopatky (Čápová, 2009). Popisuje jaký vliv má postavení ramenního kloubu a lopatky na provedení komplexního pohybu. Její metoda můţe mít velký přínos i ve sportovním odvětví, co se týče

48 nastavení ramenního pletence a osového orgánu pro fyziologický pohyb. Dle Čápové nelze bez dosaţení centrovaného postavení v kloubech vykonat fyziologický pohyb a základem pro dosaţení takového postavení pletenců ramenních je schopnost dynamické stabilizace lopatky. Velmi důleţité pro kineziologii jsou také principy, vytvořené Jandou a Lewitem (Janda 1966, 1984), Lewitem (Lewit,1998, 2003). Na tyto autory navazuje Véle. Véle ve své publikaci popisuje řetězaní svalových řetězů a smyček. Dále se Véle ve své monografii Kineziologie (Véle, 2006) zabývá procesy probíhajícími nejen ve výkonném pohybovém aparátu a v CNS, který pohybový aparát řídí, ale i v logistickém systému, který obě soustavy zásobuje energií v normálních i patologických podmínkách. Popisuje zde svalové suhry a souvislosti v rámci celého organismu. Poukazuje opět na důleţitost nastavení osového orgánu, pro moţnost fyziologického průběhu pohybu. Wickham (Wickham a kol., 2010) se věnuje vyhodnocení timingu svalů pletence ramenního a jeho porovnání u osob s bolestmi v rameni a bez. Studie byla zeměřena výlučně na svaly ramenního pletence bez souhybů trupu. Aktivace svalů byla měřena v průběhu abdukce v ramenním kloubu. Výsledky ukazují, ţe aktivace m. deltoideu a m. supraspinatu nastává ještě před iniciací reálného pohybu. M. pectoralis major a minor, m. serratus anterior, m. infraspinatus a m. rhomboideus se aktivují aţ v průběhu reálného pohybu. M. supraspinatus a m. deltoideem jsou zde označeny jako iniciátory pohybu v ramenním kloubu. Americká studie Kellyho a kol. (Kelly a kol., 1996) se zabývá změnami velikosti aktivizace svalů ramenního pletence v závislosti na rotaci a stupni abdukce v ramenním kloubu. Povrchovými elektrodami byly snímány: m. pectoralis major, m. latissimus dorsi, m. deltoideus. Výsledky ukazují, ţe se změnou rotace v ramenním kloubu dochází i ke změně aktivace měřených svalů. Pavlů a Pánek (Pavlů, Pánek, 2008) vyuţili povrchové elektromyografie k měření svalové aktivity v průběhu abdukce ramenního kloubu ve vodním prostředí a při odporu pruţného tahu. Měřeny byly svaly ramenního pletence. Výsledky studie Pavlů poukazují na rozdílný sled aktivace svalů při pohybu prováděném ve vodním prostředí a při nahrazení vodního prostředí odporem pruţného lana a téţ poukazují na nález niţší svalové aktivity při pohybu mimo vodní prostředí

49 Literatura o elektromyografii Ehler (Ehler, 2008) se zabýval souhrnem současných trendů elektromyografie a jejich vyuţití v neurofyziologické laboratoři. Popisuje jehlové i povrchové EMG a další diagnostické metody. Obecné informace o elektromyografické vyšetřovací metodě přináší Keller (Keller, 1999) a Kadaňkův kolektiv (Kadaňka, et al. 1994). De Luca se zabývá aplikací EMG v kineziologii, publikoval mnoho článků o měření izometrických kontrakcí porovnání s fázickými pohyby a vyuţití EMG pro biomechaniku (De Luca, 1993). Rodová (Rodová, 2002) se ve své disertační práci zabývala hodnocením činnosti kosterního svalstva povrchovou elektromyografií a v dalších pracích moţnostmi vyuţití povrchové elektromyografie. Babyar a kol. (Babyar et. al., 2007) se zabýval reliabilitou opakovaného měření povrchové EMG při přelepování a nepřelepování elektrod. Jeho závěrem je, ţe přelepování elektrod reliabilitu měření sniţuje. Keller uvádí, ţe vyšetření povrchovou elektrodou však nemůţe nahradit invazivní vyšetření jehlové. Povrchová elektroda je schopna registrovat potenciály ze svalových vláken do hloubky jen 20mm (Keller, 1999). Povrchovou elektromyografií a jejím vyuţitím se zabývá také Merletti (Merletti, 2004) Literatura o rychlostní kanoistice jako sportovním odvětví Jízdou na hladké vodě, tedy technikou záběru v rychlostní kanoistice, se podrobně zabývali Wozniak (Wozniak, 1981) a Gagin (Gagin, 1981). S vývojem pádel a lodí a změnami jejich tvaru i jízdních vlastností se tyto studie však dnes povaţují za přeţité. V roce 2002 publikoval podrobnou studii na toto téma dle vlastních zkušeností Greg Barton (Barton, 2002). Techniku záběru dle Bartona se dnes stále učí mladí kajakáři a je povaţována za velmi efektivní. Stecenko (Stecenko, 1987) analyzoval časovou charakteristiku bioelektrické aktivity svalů při přímém záběru rychlostních kajakářů. Metodické materiály pro trenéry rychlostní kanoisty shrnují zásady techniky, přípravy i fyziologie (Mareš,

50 2003). Obsahují také diplomové práce týkající se maratónské přípravy kajakářů (Jeţek, 2000) a regenerace a kompenzace (Barvíř, 2003). Studiem rychlostních kajakářů, jejich přípravou, technikou, dynamikou záběru apod. se zabývalo v sedmdesátých a osmdesátých letech mnoho ruských autorů. Grigorjev a Krasnopecev se ve své studii zabývali dynamikou frekvence pádlování u kajakářů a kanoistů na různých délkách závodních tratí (Grigorijev, Krasnopecev, 1972). Měřili u jednotlivých závodníků frekvenci pádlování na trati 500 a 200m, měřili také dobu, po kterou je list pádla taţen vodou a po kterou nemá s vodou kontakt. Porovnávali změny délky protahování pádla vodou v závislosti na frekvenci pádlování. A zjišťovali změny časů překonání 200 a 500 metrových tratí při výše uvedených změnách dynamiky pádlování o jednotlivých osob. Výsledek ukázal, ţe při příliš velké frekvenci pádlování se sniţuje efektivita záběru stejně jako při příliš nízké frekvenci. Grigorijev také ve své další práci popisuje nejpodstatnější chyby v technice pádlování u vrcholových kanoistů (Grigorijev, 1969). Popisuje zde individuální rozdílnost techniky u kaţdého závodníka a následně zásadní chyby, které se i přes intenzivní trénink vyskytují i u vrcholových kajakářů. Mezi nejčastější chyby označil nedostatčnou rotaci trupu, nadměrný předklon trupu (zejména u ţen), zkracování zasazení záběru nedostatečné nataţení záběrové končetiny v lokti, malý první impuls síly při zasazení pádla do vody. Ve studii Lazareva (Lazarev, 1972) je popisována koordinace práce svalů při jízdě na kajaku. Elektromyografickým vyšetřením zjistili, ţe stejné svaly pracují jak při tahu, tak při tlaku, ovšem aktivita většiny svalů je v tahu vyšší. Kemecsey zkoumal fyzikální základy jízdy na kajaku (Kemecsey, 1976). Jsou zde rozebrány síly působící na pádlo loď i závodníka. Popisuje, jak negativně ovlivňuje rychlost závodníka neţádoucí skákání a kývání lodi. Popisuje také změnu rychlosti a působení sil v průběhu závodu. Studie Fleminga a kol. (Fleming a kol., 2007) vyhodnocovala rozdíly v aktivaci vybraných 5 svalů na kajaku a pádlovacím trenaţéru. Elektromyograficky byly sledovány svaly : m. deltoideus, m. triceps brachii, latissimus dorsi a quadriceps femoris. Vyhodnocován byl peak, timing svalů a délka aktivace jednotlivých svalů v průběnu záběru,byla také provedena analýza rozptylu numerických proměnných (ANOVA). Výsledky ukázaly při záběru na pádlovacím trenaţéru, v porovnání se záběrem na kajaku, vyšší peak u m. deltoideu, m. triceps brachii a m

51 quadriceps femoris. Největší rozdíly vyhodnotili autoři u m. triceps brachii, který byl na trenaţeru aktivní po delší část záběru a pracoval dvouvrcholově

52 3 Teoretická východiska 3. 1 Oblast kineziologická Postura Posturou dle Véleho rozumíme vzpřímené drţení těla, které je labilní povahy. Je to v podstatě drţení těla v prostoru. Stabilita vzpřímeného drţení není vlastností těla, ale je to dynamický proces. Stabilita těla je udrţována individuálně. Drţení těla je geneticky fixováno jako program v CNS. Ţádné drţení těla není stejné, odchylky tvoří dědičnost a vlivy v průběhu posturálního vývoje. Konkrétní drţení těla tvoří osobnost kaţdého jedince. Protoţe jde o harmonickou spolupráci dvou odlišných pohybových reţimů, závisí výsledný efekt drţení těla a bipedální lokomoce na dokonalé koordinaci obou pracovních reţimů tonického a fázického pohybu (Véle, 2006). Atituda Je to konkrétní nastavení polohy těla, takové aby byl moţný pohyb. Tzv. cíleně orientovaná postura. Kaţdý pohyb předchází změna postury na atitudu. Tzn., ţe bez správné atitudy nemůţe být proveden správný pohyb (Čápová, 2008). Faktory ovlivňující změnu postury v atitudu dle Čápové a Vojty (Čápová, 2008): Limbický systém nejvýznamnější pro tvorbu atitudy. Iniciuje pohyb, vytváří první emoci chtění vykonání pohybu. Rozhoduje o uloţení pohybu do paměti jako pohybový program. O tom, zda a jak bude pohyb vykonán, rozhoduje: Dřívější zkušenost Stav vnitřního a vnějšího prostředí (extero-, intero-, proprio- a telereceptory) Stav nocicepce Umístění opěrných bodů Posturální motorika Zajišťuje jistotu ve stoji i v pohybu. Stabilizuje průběh pohybu. Zajiš tuje výchozí i konečnou polohu. Dle Magnuse má kaţdý pohyb přesně definovanou posturu, má definovaný průběh a končí v dané poloze konečné (Čápová, 2008). Dle Vojty, Cílený pohyb nelze oddělit od postury (Vojta, 1993)

53 Lokomoční systém Lokomoční systém mění fázickým pohybem vzájemnou polohu segmentů a polohu celé soustavy. Fázické programově řízené lokomoční pohyby jsou druhově specifické, rámcově preformované a rozšiřují se učením (Véle, 2006). Ačkoliv pohybové programy jsou spouštěny vědomě, lokomoce probíhá většinou automaticky. Vědomě není sledován průběh prováděného pohybu, ale jeho cíl. Posturální a lokomoční funkce náleţí do oblasti hrubé motoriky, ale současně tvoří i podpůrnou bázi jemné motoriky (Véle, 2006). Lidská lokomoce je fylogeneticky organizována podle kvadrupedálního zkříţeného vzoru. Hlavní působení svalových řetězců a smyček má diagonální (proto zkříţený) směr (Véle, 2006). Tato orientace má své důsledky i pro ostatní formy pohybu člověka. Pohyb v diagonálním směru je přirozený a efektivní (Kračmar, 2002). Kvadrupedální zkříţený lokomoční vzor Vývoj kvadrupedální lokomoce v průběhu fylogeneze formoval strukturální změny částí těla potřebných pro lokomoci. Krokový cyklus člověka je výsledkem ontogeneze dle zděděných genetických informací. Krokový cyklus člověka je lokomoční pohybový vzor, který svou charakteristikou odlišuje člověka od jiných ţivočišných druhů. Krokový cyklus lze u člověka spatřovat v určitých znacích jiţ od 6. týdne věku dítěte (Véle, 2006). V průběhu kvadrupedální lokomoce má kaţdá končetina pohybové fáze, a to: flekční, relaxační, opěrná a odrazová. Tyto fáze probíhají stejně diagonálně u protilehlých končetin s mírným předstihem horních (předních) končetin. Horní končetina sleduje pohyb vpřed kontralaterální dolní končetiny při současné flexi v ramenním a loketním kloubu. Druhostranná paţe je extendovaná v rameni i v lokti a sleduje pohyb vzad druhostranné dolní končetiny. Při došlapu na patu je kyčelní kloub v částečné flexi. Při přenosu těla přes stojnou končetinu se extenduje. Ve fázi švihové probíhá následně flexe kyčle. Při dotyku podloţky s patou je kolenní kloub v extenzi (Čápová, 2008). Při přenosu těţiště se plantární flexory kontrahují, hlezenní kloub se dostává do dorzální flexe. Noha přechází do plantární flexe při odvinutí od podloţky (Kračmar, 2002). Popisem chůze se zabýval Janda (Janda, 1984). V průběhu pádlování na rychlostním kajaku je závodník opřen dolníma končetinama o opěrku, proto má záběr koordinační charkteristiku jako kvadrupedální zkříţený vzor. Ovšem dolní končetiny pracují v uzavřeném kinematickém řetězci. Noha se od opěrky neoddaluje, pouze se na dolních

54 končetinách zapojují svaly ve stejném pořadí jako u zkříţeného lokomočního vzoru, tedy chůze (Kračmar, 2002). Punctum fixum Před tím, neţ je dítě schopno nezávislé bipedální lokomce, pohybuje se tedy hlavně lezením po čtyřech, má pletenec ramenní svoje punctum fixum ( PF) stále uloţeno distálně. Svaly pracují ještě v uzavřeném kinematickém řetězci. S dalším vývojem se PF posunuje proximálně a horní končetina se uvolňuje pro funkci úchopovou. Původní lokomoční funkce pletence ramenního nemizí, ale je zasuta za funkci manipulace a úchopu (Véle, 2006, Kolář, 2003). Pohybovou aktivitou zapojující pletenec horní končetiny do uzavřeného kinematického řetězce je také pádlování na kajaku. Při pádlování je opět vyuţíván pletenec ramenní k funkci lokomoční. Při jízdě na kajaku je punctum fixum uloţeno distálně, a to na listu pádla. Vzniká v momentě zasazení a kajakář přitahuje záběrem sebe i s lodí k pádlu. Lokomoce tedy probíhá v uzavřeném kinematickém řetězci. Na trenaţéru přitahuje kajakář pádlo k sobě proti odporu taţných lan. Zde je tedy PF uloţeno proximálně a kajakář pracuje v řetězci otevřeném. Na trenaţéru tedy neprobíhá lokomoce v pravém slova smyslu (Kračmar, 2002) Povrchová elektromyografie Povrchová EMG v oblasti kineziologie měří aktivaci svalů, koaktivaci svalových skupin v průběhu komplexního i selektovaného pohybu, vlivy zátěţe na svalovou funkci. Můţe sledovat i efekt tréninkového zatíţení. Metodika vyšetřování svalových aktivit pomocí povrchové EMG má své místo v hodnocení okamţiku a rychlosti nástupu i relativního poměru svalové aktivity při vyšetřování komplexních pohybových vzorů. EMG je uznáváno jako vhodná metoda pro vyšetřování kineziologické analýzy lidského pohybu včetně vyšetření chůze a postury (Rodová, Mayer, Janura, 2001). Akční potenciál Jednotlivá svalová vlákna jsou inervována vlákny motorického neuronu. Za normálních podmínek aktivuje akční potenciál motoneuronu všechna svalová vlákna, která jsou zásobena tímto nervovým vláknem (motorická jednotka, MJ)

55 Při aktivaci svalu vzniká akční potenciál, který se šíří nervovým vláknem. AP vzniká, přestoupí-li depolarizační proud (vzruch) potenciál na úrovni prahu a vyvolá otevírání kanálů Na +, které vede ke zvýšení "pozitivity" uvnitř buňky a k postupnému rozvoji AP. AP aktivuje svalová vlákna mechanizmem nervosvalové ploténky (Rokyta, 2006). Vzrušení, jdoucí přes motorické nervy, dosahuje různé motorické jednotky v jiném okamţiku, takţe se nekontrahují současně, ale střídavě - asynchronně. Jejich kontrakce však na sebe navazují. Kontrakce kaţdého svalového vlákna příslušného určité vzrušené MJ je děj jednorázový. Kaţdý nervový vzruch vyvolá po uplynutí latentní doby pouze jednu kontrakční vlnu, která běţí po vláknu od inervačního místa za vlnou vzrušivou (s určitým fázovým posunem). Rychlosti vzrušivé a kontrakční vlny mohou být u jednotlivých vláken značně rozdílné. Vznik kontrakční vlny vlákna je signalizován AP. První známky mechanické reakce spadají u kosterního svalu do sestupné části AP (Rokyta, 2000, Wilmore, Costil, 2008). Elektromyografie je metoda měření elektrické aktivity svalu a nervu. Výsledkem měření je elektromyogram. Velikost a tvar EMG udává schopnost svalu odpovídat na nervové podněty. EMG také ukazuje dynamiku svalové aktivity při komplexních pohybech. Povrchové EMG odráţí elektrickou aktivitu svalových vláken aktivovaných současně. Jednotlivé motorické jednotky pálí nesynchronně a při slabých svalových kontrakcích lze v EMG někdy zaznamenat i příspěvky jednotlivých motorických jednotek. Při silnějších kontrakcích sledujeme na EMG souborný potenciál aţ tisíců svalových vláken. EMG poskytuje značné moţnosti uplatnění, ale zároveň má mnoho omezení. Je nutné, aby limitace byla plně pochopena, uváţena a eventuelně odstraněna, takţe metoda můţe být uplatněna na vědeckých základech a nejen na prostém pouţití (Melichna, 1990, Rokyta, 2006, Wilmore, 2008). Elektrická aktivita svalu vyuţívá pro posuzování mechanické aktivity moţnost relativního sdruţení registrovaných elektrických signálů s veličinami, které popisují mechanický efekt kontrakce. Moţnost přiřazení můţe v některých dostatečně jistých případech vést aţ k náhradě. Obecně je ale přiřazení elektrické aktivity (EA) k hodnotám mechanickým znesnadněno řadou vlivů. Jejich přehlédnutí můţe vést při interpretaci výsledků ke zkreslenému a zjednodušenému názoru na skutečné poměry. Zdrojem dalšího zkreslení můţe být vlastní registrační postup, pouţitá aparatura a

56 způsob kvantifikace EMG, zejména získaného právě pomocí koţních elektrod (Merletti, 2004). Záznam z povrchových elektrod ukazuje průběh rozdílů napětí na elektrodách umístěných na povrchu kůţe, ale neinformuje o elektrické aktivitě jednotlivých motorických jednotek - to umoţňují spíše jehlové elektrody (Karas, Otáhal, 1971). Podstata EMG záznamu Pro získání kvalitního EMG záznamu je nutné přesné optimální nastavení přístrojů, věrné zesílení průběhu rozdílu potenciálu na elektrodách (bipolární svod), zabránění artefaktům a stanovení vhodných snímacích bodů na svalu (Merletti, 2004). Frekvence, s níţ pracují MJ, jsou důleţitým ukazatelem úrovně isometrické a isotonické kontrakce. Při zvětšování síly kontrakce se zvyšuje frekvence stahů jednotlivých MJ. EMG záznam, získaný pomocí povrchových elektrod, obsahuje výsledný zápis interferenční činnosti mnoha MJ. Zesílení EMG zesilovače není stejné pro všechny amplitudy vstupního signálu. Při vyšších amplitudách dochází k přebuzení zesilovačů, které amplitudu deformuje (odřezává). Tím je poměrně významně zkreslen obraz průběhu napětí na snímacích elektrod. Tato chyba se můţe projevit především při integraci EMG (Merletti, 2004, Rokyta, 2006). Význam amplitudy napětí je diskutabilní z důvodu nepřesně definovatelné polohy povrchových elektrod vůči aktivním MJ a odlišného časového posunu napětí. Podmínkou vyuţití amplitudy v EMG, přes její spornou cenu, je jasně definovaný vztah amplitudy ke vstupnímu napětí (Rodová a kol., 2001). SEMG umoţňuje sledování funkce svalů v čase (timing), úroveň aktivace svalů i nástup svalové únavy. Signál SEMG umoţňuje zjistit, zda je sval aktivní nebo nikoliv, popřípadně zda je aktivní méně nebo více. Jsou pozorovány volní i mimovolní kontrakce, změna ve velikosti amplitudy je důleţitá při hodnocení efektu terapie (Rodová et al., 2001). Při srovnání elektromyografického signálu se silou se však jedná o pouze kvalitativní vztah: z kvantitativního hlediska se nejedná o linearitu. Velikost výsledné síly je dána nejen silou aktivního svalu, ale i velikostí tření v kloubu, odporových sil vazů, kloubního pouzdra, kůţe a dalších struktur (Karas, Otáhal, 1971, převzato z Rodová a kol. 2001)

57 Komplikace záznamu SEMG Zabránění všem odchylkám od základní linie EMG, které nemají původ v elektrické aktivitě sledovaného svalu, je velmi obtíţné. Odchylky mohou vznikat elektrickými rušivými vlivy přicházejícími z okolí, mechanickými vlivy, které mají svůj původ v proměnné velikosti přechodového odporu mezi elektrodou a kůţí. Velký vliv mohou mít zejména při unipolární registraci artefakty vzniklé záznamem napětí z jiného svalu, která se projeví tzv. "stíny" s frekvenční věrností, ale menší amplitudou. Včasná identifikace těchto artefaktů je nutná pro získání věrného záznamu (Merletti, 2004). Obtíţný problém představuje přesné definování referenčních snímacích bodů. Umístění by měla vycházet z následujících kritérií: 1. Moţnost přenosu polohy těchto bodů z jednoho člověka na druhého při zachování úrovně jejich funkční reprezentativnosti. 2. Moţnost postihovat z těchto bodů u různých osob jednotným způsobem mechanickou aktivitu sledovaného svalu (Dufek, 1995, Merletti, 2004). Elektrody Pro naše potřeby jsme vyuţívali elektrody povrchové. Povrchové elektrody se pouţívají při měření rychlosti vedení nervem, reflexologických a kineziologických studiích. Jedná se o malé kovové disky, které se fixují na odmaštěnou kůţi leukoplastí. Tyto elektrody zachycují potenciály z větší plochy, takţe se zaznamenává aktivita z více MJ. Vstupní odpor při upevnění by měl být co nejmenší. Povrchové miskové nebo samolepící elektrody, převáţně s Ag/AgCl povrchem, je nutné dostatečně mechanicky očistit a omýt benzin-alkoholem. Jehlové elektrody se sterilizují (Merletti, 2004). Řízení síly kontrakce Stupeň kontrakce svalu je závislý na počtu vzrušených MJ a frekvenci vzruchů. Hovoříme zde tedy o časovém a prostorovém stupňování (Véle, 2006). Do určité hranice se síla kontrakce zvyšuje rostoucí frekvencí výbojů pracujících MJ. Po dosaţení maxima se zapojí další MJ, která opět zvyšuje svou frekvenci výbojů a

58 pak další atd. Rozdíly zjištěné při sledování časového a prostorového odstupňování síly kontrakce vznikají tím, ţe mechanogram je obvykle získáván z celého svalu, zatímco frekvence AP v EMG záznamu je získávána pouze z jednoho okrsku svalů (Véle, 2006). Hlouběji uloţené MJ se aktivují při niţších napětích svalu dříve, neţ MJ na povrchu. Při vyšších aktivitách se aktivita MJ ztrácí v interferenční křivce. V souvislosti s nástupem svalové síly je nutné mít na zřeteli zpoţdění mezi elektrickou aktivitou a nástupem mechanické odpovědi. Fyziologické zpoţdění je ovlivněno faktory jako stavba a sloţení svalu, převaţující typ vláken, rychlost motorické jednotky, elastické vlastnosti svalů a vazů. Dosaţení konkrétní aktivace u rychlé akce sledujeme jiţ po 0.2 sec. Při komparaci nástupu aktivace více svalů vzájemně je za hranici rozlišitelnosti povaţována jednotka 0.1 sec. Tato hodnota vychází z času, který je v řádu ovlivnitelném šířením potenciálu ve svalu od místa inervace a který je ovlivnitelný jiţ samotnou vzdáleností elektrod od inervační zóny. Stanovení pořadí nástupů aktivace jednotlivých svalů rozlišením pod hranicí 0.1 sec není proto moţné (Rodová, 2001, De Luca, 1993, Véle, 2006). Motorická jednotka Je to skupina svalových vláken inervována jedním motorickým neuronem. Počet vláken v jednotce se velmi liší a záleţí na jemnosti pohybu svalu. Nejmenší jednotky jsou zřejmě v okohybných svalech (kolem deseti), největší v zádových svalech (aţ dva tisíce). Svalová vlákna jedné motorické jednotky jsou uspořádána difusně ve větší části svalu. To umoţňuje, aby při určitém napětí svalu mohly pracovat jen některé jednotky a ostatní odpočívaly, přičemţ se v aktivitě postupně střídají (Véle, 2006). Zpracování EMG signálu Frekvenční filtrace: Frekvenční filtrace slouţí především k odstranění případných artefaktů v signálu. Je to odfiltrování frekvencí niţších neţ 20Hz a vyšších neţ 500Hz pomocí dvoupásmového filtru. Dale je nutné odfiltrovat frekvenci střídavého elektrického napětí (50Hz Evropa, 60Hz USA) rušící záznam, pokud není odfiltrováno hardwarově. To se děje pomocí tzv. notch filtrů (Dufek, 1995). Signál svalů získaný pomocí SEMG má obvykle maximální rozloţení v pásmu Hz, šířka frekvenčního spektra je odlišná u různých svalů (Zwieck, Konrad, 1994)

59 Rektifikace je úprava elektromyografického signálu, který osciluje nad a pod bazální linií. Jedná se o přehození záporných hodnot do kladných vytvoření absolutních hodnot ze všech registrovaných amplitud (Dufek, 1995). Vyhlazení aplitudy EMG: např. zprůměrováním hodnot amplitudy v okně o velikosti 200 ms (velikost okna závisí na potřebách a zkušenostech experimentátora). Pro podrobnější zhodnocení pohybu lze dále záznam kvantifikovat některým z následujících parametrů: průměrná amplituda, vzdálenost maximálních vrcholů (peak to peak), plocha pod křivkou plně usměrněného elektromyografického signálu, průměrná frekvence, střední frekvence a efektivní hodnota signálu, celkový výkon elektromyografického signálu (total power) apod. (Rodová a kol., 2001). Normalizace slouţí pro interindividuální porovnání. Jedná se o stanovení amplitudy elekromyografického signálu vyjádřeného v procentech z velikosti amplitudy signálu dosaţeného během maximální izometrické kontrakce. Artefakty Jedná se o odchylky od základní klidové linie EMG záznamu, které nemají původ v elektrické aktivitě sledovaného svalu. Tyto odchylky daný záznam deformují, ruší a mohou vést k mylné interpretaci (De Luca, 1993). Artefakty mohou být způsobeny např. špatnou lokalizací elektrod a tím snímáním tzv. stínu sousedního svalu, nedostatečným uzemněním, špatnou fixací elektrod na kůţi, nedostatečným očištěním povrchu kůţe pod elektrodou, záznamem jiných napěťových změn (radiová interference, kardiostimulátor), nastavením přístroje apod. Jsou odstranitelné po odstranění technické chyby, která má nejčastěji zevní příčinu (Dufek, 1995). Kineziologickou analýzou sportovního pohybu pomocí SEMG se v součaných letech zabývá Kračmar, který vychází z poznatků vývojové kineziologie, fyzioterapie a léčebné rehabilitace (Kračmar, 2002)

60 4 Cíle a úkoly práce Cíle práce Vyhodnotit míru podobnosti koordinace, z čehoţ lze usuzovat na náleţitost uţití napodobivých cvičení jako tréninkových prostředků pro výkonnostní kajakáře. Popsat kineziologický obsah pohybu při záběru vpřed na rychlostním kajaku. Popsat kineziologický obsah pohybu při záběru na pádlovacím trenaţéru. Porovnat obě formy pohybu realizovaného pletencem ramenním (jízda na kajaku a na trenaţéru), tedy určit rámcovou koordinační mapu sledované lokomoce. Úkoly Z uvedených cílů vyplývají tyto úkoly: Vytvořit přehled dosavadních poznatků a teoretická východiska. Vybrat sledovaný soubor. Natočit videozáznamy synchronizované s EMG záznamem záběru vpřed na rychlostním kajaku a pádlovacím trenaţéru a provést matematické zpracování získaných dat. Na základě tohoto zpracování provést jejich analýzu s následnou intraindividuální komparací. Formulovat závěry a doporučení Hypotéza H1 : Kineziologický obsah specifické lokomoce realizované pletencem ramenním se bude lišit v závislosti na uloţení puncta fixa, i kdyţ tvar pohybu nacházíme jako věrně simulující cílový pohyb. Pro formulaci hypotézy vyuţíváme výsledků pilotních studií

61 Výzkumná otázka Pokud jsou v těle geneticky zakódované průběhy svalových smyček, je i timing svalů v průběhu lokomoce přes pletenec ramenní natolik geneticky zakódován, ţe bude shodný při tvarově téměř identických, avšak různých pohybech pletencem ramenním? Má různě uloţené punctum fixum (proximálně, distálně) vliv na timing svalů?

62 5 Metodika výzkumu 5.1 Charakter výzkumu Řada 6 intraindividuálních komparativních analýz s deskriptivním vyhodnocením nalezených vztahových fenoménů mezi dvěma formami sportovního pohybu. Evaluace kvality pohybu při lokomoci realizované pletencem ramenním pomocí EMG analýzy a kinematické analýzy Sběr dat pomocí povrchové polyelektromyografie (EMG) se synchronizovaným videozáznamem Evaluace EMG křivky především prostřednictvím komparace rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu vztahující se mezi dvěma formami sportovního pohybu 5. 2 Výzkumný soubor Testovací skupinu tvoří 6 členů reprezentačního druţstva rychlostní kanoistiky České republiky (4 ţeny let, 2 muţi let), které čítá celkem 8 členů. Jedná se tedy o reprezentační výběr. Všichni v dobrém zdravotním stavu. Vyspělost techniky jejich pádlování byla expertně posouzena. Všichni vybraní závodníci se pravidelně účastní mezinárodních soutěţí a věnují se závodně rychlostní kanoistice více neţ 10 let Metody získání dat Nejprve byly realizovány dvě pilotní studie, které pomohly upravit stanovený design výzkumu a reagovat na progresi v oblasti zpracování dat. Poté proběhlo měření pro vlastní disertační práci. Postup měření Rozcvičení a rozhýbání probanda Nalepení elektrod na vybrané svaly probanda

63 Nastavení citlivosti přístroje a synchronizace s videokamerou Měření pohybové aktivity povrchovým EMG synchronizovaným s videokamerou na pádlovacím trenaţéru. Měření pohybové aktivity povrchovým EMG synchronizovaným s videokamerou na rychlostním kajaku. Měřeno bylo 8 úseků dlouhých 20s na kajaku i trenaţéru. Začátek měření byl v momentě dosaţení konstantní rychlosti a předem určené frekvence pádlování. Shodná frekvence pádlování na trenaţéru i kajaku byla udrţována dle metronomu. Měření bylo intraindividuální, bez přelepování elektrod a beze změn citlivostí kanálů snímajících EMG potenciály. Nábor dat pro srovnávací analýzu byl proveden pomocí přenosného elektromyografického měřícího zařízení KaZe05, vyvinutého na UK FTVS v Praze. K dispozici bylo 7 kanálů pro přenos EMG potenciálů ze svalů s osmým kanálem pro synchronizaci EMG záznamu s videokamerou. Vzorkování 200 [1/sec], spodní filtr 29 Hz, horní filtr 1200Hz. 7 dvojic plochých elektrod o průměru 7mm, uzemnění na zápěstí. Elektrody byly aplikovány vysokoškolsky graduovaným fyzioterapeutem. Všechna měření proběhla na jaře a na podzim, tedy mimo hlavní závodní sezonu. Měření proběhlo na fixní trati v Praze pod odborným vedením profesionálního trenéra v oblasti techniky pádlování. Pro standardizaci podmínek byl vybrán úsek trati bez pulsace hladiny tak, abychom zamezili vzniku neţádoucích náborů při vyvaţování rovnováhy, které by mohly zkreslovat závěrečné odečítání dat. Elektrody nebyly v průběhu měření na vodě přelepovány a jedinec byl následně hned měřen na pádlovacím trenaţéru z důvodů minimalizace chyby lokalizace elektrod na jednotlivých svalech. Měření proběhlo v prostorách loděnice USK Praha

64 - 64 -

65 - 65 -

66 6 Pilotní studie 6.1 První pilotní studie 2007 Sledování mělo formu případové studie. Jejím předmětem bylo zmapování koordinace svalové činnosti v oblasti horní končetiny při jízdě na rychlostním kajaku a na pádlovacím trenaţeru. Měření bylo provedeno intraindividuálně bez přelepování elektrod. Pro potřeby naší studie byla zvolena expertně posouzená osoba s vysokou úrovní koordinace pohybu T. J. Tento závodník je reprezentant ČR v rychlostní kanoistice. Účastnil se světových soutěţí na krátké tratě a v kanoistickém maratónu získal na singl kajaku bronzovou medaili z mistrovství světa. Lze předpokládat vysokou koordinační úroveň lokomoce realizované přes pletenec ramenní. Hmotnost 79kg, výška 180cm. Jednotlivé svaly byly palpovány profesionálním fyzioterapeutem při simulované činnosti a do místa nejsilnější kontrakce umístěny jednotlivé elektrody. Paralelně s EMG měřením byl závodník snímán videokamerou. Tato synchronizace videozáznamu s EMG sledováním umoţní u jednotlivých fází pohybu odečíst aktuální úroveň EMG aktivity sledovaného svalu. Nábor dat pro srovnávací analýzu byl proveden pomocí přenosného EMG zařízení KaZe05, vyvinutého na UK FTVS v Praze. K dispozici bylo 7 kanálů pro přenos EMG potenciálů ze svalů s osmým kanálem pro synchronizaci EMG záznamu s videokamerou. Sledovány byly úseky 20 sec. Zpracování dat a vyhodnocení dat Specifický SW, z něj data převedena do Microsoft Excel, vytvoření grafů s výpočtem ploch pod EMG křivkou při jednotlivých krocích, maximum, minimum amplitudy signálu, průměr ploch u pádlování na kajaku i na trenaţéru, statistická signifikace. Pro posouzení timingu nástupu a odeznění aktivace sledovaných svalů byly vytvořeny EMG grafy s vyznačenými klíčovými pozicemi, odpovídajícími pozicím na kinogramech. Předností studie je intraindividuální sledování a relativní posuzování aktivit Naměřená data byla převedena na vlastní reálné hodnoty elektromagnetického napětí v jednotlivých svalech (přesněji v místech snímání elektrodou). K evaluaci křivky EMG resp. jejích selektovaných částí, jsme pouţili výpočet obsahu pod křivkou. Tento údaj číselně charakterizuje vykonanou práci jednotlivých úseků svalu. Byl

67 zaznamenáván v jednotkách [mv*s]. K výpočtu plochy pod křivkou EMG jsme pouţili obdélníkovou metodu. Svaly byly vybrány s ohledem na jejich předpokládané lokomoční působení, jejich funkci nastavení lopatky a antigravitační působení. Počet svalů 7. Vybrané svaly : m. triceps brachii dx., m. biceps brachii dx., m. latissimus dorsi dx., m.pectoralis major dx., m. serratus anterior dx., m. obliquus abdominis externus sin., m.quadriceps femoris (vastus lateralis) dx.. Graf. 1- Elektromyografická charakteristika 1 pádlovacího cyklu levou a pravou horní končetinou na kajaku a na pádlovacím trenažéru Při pádlování na trenaţéru nacházíme oproti kajaku významnou aktivaci m. triceps brachii. Svého maximálního peaku u kajaku dosahuje triceps brachii vpravo v průběhu záběru levou rukou, u trenaţéru je jeho peak v průběhu záběru pravé ruky. M. biceps brachii pracuje u pádlování na kajaku pouze jedno vrcholově. U trenaţéru je jeho aktivace vícevrcholová. Aktivace m. latissimus dorsi u obou druhů lokomoce nevykazovala signifikantních rozdílu. Svého peaku dosáhl sval u obou pohybů ve stejné fázi záběru. Stejných výsledků jsme dosáhli také u m. quadriceps femoris. M. latissimus dorsi a quadriceps femoris dosahují svého maxima ve stejnou dobu u obou pohybů. M. obliqus abdominis externus levé strany se aktivuje výrazněji po celou dobu

68 záběrového cyklu na trenaţéru. Na kajaku jsme zaznamenali jeho aktivitu pouze v průběhu záběru pravou rukou. Výsledky pilotní studie Při pádlování na trenaţéru nacházíme oproti kajaku významnou aktivaci m. triceps brachii. Svého maximálního peaku u kajaku dosahuje triceps brachii vpravo v průběhu záběru levou rukou. U trenaţéru je jeho peak v průběhu záběru pravé ruky. M. biceps brachii pracuje u pádlování na kajaku pouze jedno vrcholově. U trenaţéru je jeho aktivace vícevrcholová. Aktivace m. latissimus dorsi u obou druhů lokomoce nevykazovala signifikantních rozdílu. Svého peaku dosáhl sval u obou pohybů ve stejné fázi záběru. Stejných výsledků jsme dosáhli také u m. quadriceps femoris. M. latissimus dorsi a quadriceps femoris dosahují svého maxima ve stejnou dobu u obou pohybů. M. obliqus abdominis externus levé strany se aktivuje výrazněji po celou dobu záběrového cyklu na trenaţeru. Na kajaku jsme zaznamenali jeho aktivitu pouze v průběhu záběru pravou rukou. Závěr pilotní studie Signifikantně vyšší aktivizace m. triceps brachii při pádlování na trenaţéru zřejmě souvisí s rozdílnou dynamikou záběru. Na trenaţéru je extenze předloktí při pohybu paţe vpřed sice ulehčena tahem navíjecího lana upevněného na pádlo, ale impuls síly při zasazení pádla, tzn. v začátku záběru, je větší a více soustředěn do jednoho momentu. Nehybné upevnění trenaţéru neumoţňuje zřejmě dostatečnou rotaci trupu jako na kajaku. Kajakář je tedy nucen více zapojovat svaly paţí. M. serratus anterior pravé strany je aktivován v průběhu záběru levou rukou, tedy tlačíli pravá horní kočetina vpřed. Na trenaţeru je zřejmá pozdější aktivizace tohoto svalu. Souvisí to opět s odlehčením tlačné končetiny a navíjením lana na trenaţér. M. obliquus abdominis externus jsme nalepili na levé straně trupu, protoţe funkce tohoto svalu je rotace na opačnou stranu Aktivuje se tedy levý obliquus při záběru pravé horní končetiny. Signifikantně vyšší aktivizace tohoto svalu při jízdě na trenaţeru je zatím neobjasněnou skutečností u tohoto jedince. Jedná se ale o pilotní výzkum tohoto tématu. Pro bliţší zkoumání je třeba změřit více jedinců k této problematice. Prezentace výsledků této pilotní studie byla ohodnocena jako druhý nejlepší příspěvek na studentské vědecké konferenci na UK v Praze, FTVS v roce A také

69 jako druhý nejlepší příspěvek na mezinárodní studentské vědecké konferenci v Bratislavě ve stejném roce Druhá pilotní studie k naší práci (2008) Jednalo se opět o případovou studii. Metodou povrchové elektromyografie (EMG) byla sledována aktivita vybraných svalů při opakovaných činnostech: jízda na rychlostním kajaku a na pádlovacím trenaţéru. Měření bylo intraindividuální bez přelepování elektrod kanálů, které snímají EMG potenciály. Postup získávání dat byl stejný jako u první pilotní studie. Zpracování a vyhodnocení výsledků bylo však provedeno s vyuţitím programů Matlab a Dartfish. Program Matlab vyhodnocuje vzájemnou koordinaci činnosti dvou nebo více svalů pomocí korelační matice sloţené z korelací časových řad, které označují časový průběh napětí v jednotlivých svalech. Dartfish slouţí k synchronizaci videozáznamu. Meřené svaly: 1. musculus (m.) pectoralis major dx., 2. m. latissimus dorsi dx., 3. m. infraspinatus dx., 4. m. trapezius trans. et asc. dx., 5. m. serratus anterior dx., 6. m. deltoideus p. spinalis dx., 7. m. obliqus abdominis externus dx

70 Výsledky Graf. 2 EMG záznam jednoho krokového cyklu záběru vpřed na trenažéru Tab. 1 časový posun, trenažér Tab. 2 max. korelace svalů, trenažér

71 Tab. 3 max. korelace a časové posuny kajaku Největší rozdíl byl v hodnotách korelacích břišního svalu s ostatními svaly. Hodnoty korelací břišních svalů u jízdy na kajaku jsou obecně niţší neţ u trenaţéru. Zjevné je velmi podobné zapojení u m. infraspinatus, m. latissimus a m. deltoideus. Výsledky ukazují na sníţenou synchronizaci aktivace břišního svalu se svaly záběrové horní končetiny u jízdy na kajaku. Domníváme se, ţe je to způsobeno potřebou vyrovnávat nestability lodi v průběhu jízdy. Popis místa měření Měření proběhlo na fixní trati v Praze pod odborným vedením v oblasti techniky pádlování. Pro standardizaci podmínek byl vybrán úsek trati bez pulsace hladiny tak, abychom zamezili vzniku neţádoucích náborů při vyvaţování rovnováhy, které by mohly zkreslovat závěrečné odečítání dat. Elektrody nebyly po měření na vodě přelepovány a proband byl hned měřen na pádlovacím trenaţéru v posilovně loděnice USK Praha z důvodů minimalizace chyby lokalizace elektrod na jednotlivých svalech. Prezentace výsledků této pilotní studie byla ohodnocena jako nejlepší příspěvek na studentské vědecké konferenci na UK v Praze, FTVS v roce

72 7 Sběr dat Přístroj Nábor dat pro srovnávací analýzu byl proveden pomocí přenosného elektromyografického měřícího zařízení KaZe05, vyvinutého na UK FTVS v Praze. K dispozici bylo 7 kanálů pro přenos EMG potenciálů ze svalů s osmým kanálem pro synchronizaci EMG záznamu s videokamerou. Vzorkování 200 [1/sec], spodní filtr 29 Hz, horní filtr 1200Hz. 7 dvojic plochých elektrod o průměru 7mm, uzemnění na zápěstí. Na 8 kanálu byla zapojena klapka, jejíţ klapnutí určilo přesný začátek meření a tím i synchronizaci s videokamerou. Hmotnost přístroje s bateriemi včetně sportovní ledvinky upevněné okolo pasu probanda je cca 1,4 kg. Regulace citlivosti je moţná v rozsahu 0,05 2 mv, nastavitelná délka měření v intervalu 5 sec 4 min 50 sec. Záznam z vnitřní paměti přístroje byl po ukončení série pěti měření převeden do přenosného PC a upraven specifickým softwarem KaZe05. Přístroj byl umístěn na bedrech probanda tak, aby neomezoval jeho lokomoční aktivitu během sledované sportovní aktivity. Data z přístroje jsou exportována do tabulky programu Microsoft Excel. Zde mohou být dále zpracovávána nebo přenesena do programu Matlab a zde zpracovávána. Byly pouţity ploché stříbrné povrchové elektrody o průměru 7 mm, které nejsou tak přesné a objektivní jako elektrody jehlové, pro účel této studie jsou dostačující. Jejich výhodou je neinvazivnost vyšetření, navíc při jejich pouţití nedochází k porušení integrity tělesného povrchu probanda. Nocicepce, zákonitě vznikající při aplikaci jehlových elektrod, by se negativně podepsala na kvalitě sledovaného pohybového stereotypu. Citlivost jednotlivých kanálů byla vyladěna tak, aby nedocházelo k saturaci náborů a byla co nejlépe čitelná. Časoprostorové charakteristiky sledovaných forem lokomoce probanda byly získány natočením digitální videokamerou Sony 900VCR s elektronickou synchronizací záznamu s přenosným měřícím EMG přístrojem Kaze

73 Sledováno bylo 8 úseků po 20s na kajaku i na pádlovacím trenaţeru. Letmý start byl realizován v okamţiku, kdy byl proband jiţ rozjetý na konstantní rychlost. Shodná frekvence pádlování na trenaţéru a kajaku byla udrţována dle metronomu. Popis pouţívaného materiálu Kaţdý proband pouţil svůj vlastní závodní kajak, na který je zvyklý. Byl pouţit kajak typu Nelo Vanquish nebo Vajda Supersonic či Accelero. Trenaţér byl pouţit pro všechny probandy stejný. Byl to trenaţér od firmy Speed Stroke KayakPro. Sedačka trenaţéru má shodný tvar jako se pouţívá u rychlostních kajaků. Opěrky pro nohy jsou nastavitelné pro individuální potřeby závodníka stejně tak, jako je nastavitelná délka pádla nebo přesněji ţerdě. Trenaţér má také PC monitoring pro frekvenci pádlování, čas a rychlost. Svlékání a oblékání mezi jednotlivými nábory by znamenalo nebezpečí odtrţení elektrod, čímţ by byla ohroţena objektivita měření. Probandi byli proto po celou dobu měření v jednom oblečení redukovaném na minimum, dle povětrnostních podmínek Výběr svalů Základní kritéria výběru svalových skupin, respektive svalů, byla dle jejich významu v uskutečňování lokomoce přes pletenec ramenní. Byly vybrány hlavní záběrové svaly kineziologického obsahu lokomoce probanda v souladu s principy lidské motorické ontogeneze. Byl brán zřetel i na zapojení svalů v rámci svalových smyček. Důleţité při výběru svalů byla také jejich dostupnost povrchovými elektrodami pro měření EMG potenciálů. Výběr svalů byl také limitován počtem přenosových kanálů. Plošné elektrody byly umístěny do míst největší svalové hmoty dle poslední verze Travell & Simons (Travell, Simons, 1999), palpace byla provedena při nsimulaci pohybu záběru vpřed. Pro měření byly vybrány tyto svaly (svaly byly lepeny na pravé straně u všech probandů): m. latissimus dorsi m. triceps barchii m. biceps brachii

74 m. serratus anterior m. obliquus externus abdominis m. pectoralis major m.quadriceps femoris (vastus lateralis) Musculus latissimus dorsi Musculus latissimus dorsi (obr. 6) je mimořádně rozsáhlý plochý trojúhelníkovitý sval, který pokrývá převáţnou část zádové krajiny. Začíná plochou apoeurózou na trnech šesti kaudálních hrudních obratlů, na všech trnech bederních obratlů a na crista sacralis mediana (páteřní část). Další část svalu odstupuje od crista iliaca (kyčelní část) a poslední pak od tří nebo čtyř kaudálních ţeber (ţeberní část). Všechny snopce směřují k podpaţní jamce, kde se krátkou plochou upínají šlachou společně s m. teres major na crista tuberculi minoris humeri. Sval provádí addukci, extenzi a vnitřní rotaci paţe. Při fixaci horních končetin zvedá trup; kostální začátky svalu se uplatňují při nádechu. M. latissimus dorsi je inervován z n. thoracodorsalis (Druga et al., 2000). Široký sval zádový je hlavním efektorem pohybu vpřed při lokomoci přes pletenec ramenní, proto je jeho výběr nezbytný. Je součástí hlavního záběrového svalového řetězce a je přístupný povrchové EMG. Obr. 6 - m. latissimus dorsi (Čihák, 2003)

75 Musculus obliquus abdominis externus Tento sval začíná z osmi zubů na osmi kaudálních ţebrech. Upíná se na zadní a kaudální snopce na labium externum cristae iliacae. Ostatní snopce přecházejí zevně od m. rectus abdominis v aponeurosis musculi obliqui externi, která tvoří povrch předního listu pochvy přímého svalu a upíná se do linea alba. Dolní okraj aponeurosy je zesílen, napjat od spina iliaca anterior superior k tuberculum pubicum; nazývá se ligamentum inguinale. Při oboustranné kontrakci je tento sval synergista m. rectus abdominis. Při jednostranné kontrakci uklání sval páteř na stranu kontrahovaného svalu a rotuje páteř s hrudníkem na stranu protilehlou. Účastní se břišního lisu (Čihák, 2003). Obr. 7 - m. obliquus abdominis externus (Travell, Simons, 1999) Musculus serratus anterior Musculus serratus anterior je velký plochý sval uloţený na boční straně hrudníku. Začíná pilovitě od devíti kraniálních ţeber, přičemţ dolní okraj svalu se zasouvá mezi podobně upravené snopce m. obliquus abdominis externus. Přikládá se na boční a zadní stranu hrudníku a upíná se po celé délce mediálního okraje lopatky. Sval přitahuje lopatku k hrudníku a rotuje její dolní úhel zevně, čímţ obrací kloubní jamku nahoru. Napomáhá tak předpaţení a vzpaţení nad horizontálu. Je-li lopatka fixována, zdvihá tento sval ţebra. Je tedy také auxiliárním inspiračním svalem. M. serratus anterior je inervován z n. thoracicus longus (Druga et. al., 2000) Činnost tohoto svalu je bezpodmínečně nutná k fixaci lopatky v pozici umoţňující centrované postavení hlavice humeru v kloubu ramenním. M. serratus anterior je součástí svalových smyček v oblasti pletence ramenního a jeho činnost je pro jakýkoliv pohyb horní končetiny klíčová. Je přístupný pro povrchovou EMG na laterální ploše hrudníku

76 Obr. 8 m. serratus anterior (schéma funkcí podle Čihák, 2003) Musculus pectoralis major (velký sval prsní) Musculus pectoralis major je mohutný sval, pokrývající přední stranu hrudníku. Dělí se dle začátku na tři části. Pars clavicularis začíná jako plochý sval od mediální třetiny klíční kosti. Pars sternocostalis odstupuje od sterna a chrupavek 2-5. ţebra a pars abdominalis od pochvy přímých břišních svalů. Snopce svalu se vějířovitě překrývají a sbíhají se k rameni, kde přecházejí v silnou šlachu, která se upíná na crista tuberculi majoris humeri. Při fixovaném hrudníku sval provádí addukci, flexi a vnitřní rotaci paţe. Při fixované horní končetině je pomocným nádechovým svalem. Pars clavicularis vyvolává ventrální flexi, addukci a vnitřní rotaci, pars sternocostalis a abdominalis provádí addukci a vnitřní rotaci v kloubu ramenním. Inervace je zajištěna nn. Pectorales (Druga et. al, 2000). Velký prsní sval je součástí přední poloviny hlavního záběrového svalového řetězce. Je antagonistou hlavního efektoru pohybu vpřed při lokomoci přes pletenec ramenní m. latissimus dorsi, respektive jeho partnerem, protoţe tato dvojice velmi silných svalů zde pracuje v kokontrakčním reţimu. Přístupný povrchové EMG

77 Obr. 9 - m. pectoralis major (Travell, Simons, 1999) Musculus triceps brachii Musculus triceps brachii má tři hlavy, caput longum začíná na lopatce na tuberculum infraglenoidale. Caput laterale začíná na zadní ploše humeru, proximálně od sulcus nervi radialis. Caput mediale začíná také na humeru, a to distálně od sulcus nervi radialis. Všechny tři hlavy se spojují v jednu úponovou šlachu upínající se na olecranon. Všechny tři hlavy jsou extenzorem loketního kloubu. Caput longum (dvoukloubové) pomáhá dorsální flexi a addukci ramenního kloubu. Hlavním svalem je caput mediale, ostatní hlavy se zapojují při zvýšených nárocích, při rychlém pohybu a při odporu. Sval je inervován N.radialis (kořenová inervace C6 C8). Obr m. triceps brachii (Travell, Simons, 1999)

78 Musculus biceps brachii M. biceps brachii je tvořen dvěma hlavami: caput longum začínající na tuberculum supraglenoidale na lopatce a caput breve začínající na processus coracoideus. Obě hlavy přecházejí ve vřetenovitá bříška, která asi v polovině délky spojují ve společné bříško svalu. Sval se upíná na tuberositas radii svou hlavní šlachou a plochou šlachou na povrchovou předloketní fascii na ulnární straně. Sval je typicky dvoukloubový. V loketním kloubu je jeho funkcí flexe a supinace. V kloubu ramenním pomáhá dlouhá hlava při abdukci paţe a krátká hlava addukci a ventrální flexi. Sval je inervovám n. muculocutaneus (kořenová inervace C5 C6). Obr m. biceps brachii (Travell, Simons, 1999) M. quadriceps femoris M. quadriceps femoris zahrnuje dvoukloubový m.rectus femoris, který začíná od os coxae a je uloţený povrchově na přední straně stehna. Vastus lateralis a vastus medialis obalují femur od obou labia lineae asperae a sestupují šikmo dopředu k úponové šlaše a m. vastus intermedius začíná na přední straně femuru. Všechny čtyři sloţky svalu se spojují nad patelou a upínají se na patelu, která je svou přední plochou do úponové šlachy zavzata. Vlastní úpon svalu tvoří ligamentum patellae, šlacha, která se upíná kaudálně pod patelou do tuberositas patelae. Hlavní funkce svalu je extenze kolenního kloubu. M. rectus femoris má ještě vedlejší funkci, a to flexe kyčelního

79 kloubu. Sval je významným článkem při udrţování vzpřímené postavy jako posturální sval, uplatňuje se při chůzi, při vstávání ze sedu a jiných podobných činnostech. Obr m. quadriceps femoris ( Travell, Simons, 1999) Výběr svalů zdůvodnění Vybrané svaly jsou hlavními lokomočními nebo stabilizačními svaly kajakářského záběru dle studií Kračmara (Kračmar, 2002). Tyto svaly jsou také součástí velkých i malých svalových řetězců, které stabilizují celý osový orgán jak při udrţování polohy, tak i při pohybu těla (Véle, 2006). Princip řetězení svalů je zřejmý z jejich funkce. Svalový řetězec je propojení několika svalů mezi sebou fasciálními, šlachovými a kostěnými strukturami. Jeho funkce je řízena CNS. Zřetězené svaly nemusí pracovat současně. Je moţné i jejich sekvenční zapojování dle předem naprogramovaného časového rozvrhu (timing). Svalové řetězce působí zároveň na více segmentů, které určují konečný průběh pohybu. Proto je nutné jednotlivé svaly hodnotit ne pouze jednotlivě, ale také v rámci svalových zřetězení. M. latissimus dorsi je hlavní záběrový sval. Silně působí po celou dobu tahu pádla vodou (Kračmar, 2002). Je součástí dlouhého zadního zkříţeného řetězce trupu: humerus jedné strany m. latissimus dorsi fascia thoracolumbalis - páteř - crista

80 iliaca (druhé strany) fascia glutea m. gluteus maximus fascia lata m.tensor fasciae latae koleno druhé strany. Tento řetězec se kříţí s předním řetězcem a společně zpevňují trup. Funkční poruchy v těchto řetězcích se mohou tedy promítnout jak do pletenců ramenních i do pánevních (Véle, 2006). Součástí předního zkříţeného řetězce je m. pectoralis major. Humerus jedné strany m. pectoralis major fascie přední plochy hrudníku mm. Obliquui- abdominis ligamentum inquinale fascie stehenní fascia lata m. tensor fasciae latae koleno druhé strany (Véle, 2006). M. pectoralis major a m. latissimus dorsi tvoří také řetězec paţe hrudník: přední hrudník m.pectoralis major humerus m. latissimus dorsi zadní hrudník. M. serratus anterior působí jako sval iniciační protaţením lopatky. Vyvíjí také lokomoční vektor (Kračmar, 2002). M. serratus anterior dynamicky vyvaţuje polohu lopatky. Je součástí svalové smyčky: vertebrae m. rhomboideus scapula m. serratus anterior costae. Tato smyčka působí při vzpaţování propnuté paţe (Véle, 2006). M. serratu anterior je součástí ještě další smyčky, která fixuje lopatku ve smyslu přitlačení k hrudníku. Tato smyčka pracuje ve spolupráci ještě s m. latissimus dorsi. Obratle m. trapezius scapula m.serratus anterior žebra. Popsané smyčky kolem lopatky jsou významné pro nastavení polohy jamky ramenního kloubu, a tím i pro funkci celého ramenního pletence a paţe. Na konfiguraci ramenního pletence mají dále vliv m. supraspinatus, m.infraspinatus, m.subscapularis s m. teres minor (Véle, 2006). M. biceps i triceps brachii patří do uzavřených i otevřených řetězců. Otevřený je: scapula m. infraspinatus humerus m. biceps brachii předloktí scapula m.coracobrachilais humerus m. triceps barchii předloktí. Jde o funkční spojení mezi ramenním pletencem a předloktím. Uzavřené řetězce těchto svalů jsou pak (Véle, 2006) : scapula m. biceps brachii radius (flexe, supinace), scapula m. biceps brachii radius m. supinator ulna (supinace), scapula m. triceps brachii ulna (extenze),

81 humerus m. triceps brachii ulna (extenze). M.obliquus abdominis externus je součástí velkého předního řetězce spojujícího pletenec paţní s protilehlým pletencem pánevním (viz. výš). Je to sval rotační (rotuje na kontralaterální stranu), stabilizační, ale také sval výdechový. Pracuje většinou v součinnosti s ostatními břišními svaly. Odděleně pracuje hlavně při stabilizaci (Kračmar,2002, Véle, 2006). Tento sval je také zavzat do řetězce spojující nohu s hrudníkem. Os cuneiforme m. peroneus longus tibia fascia cruris- m. biceps femoris + m. adduktor longus m. obliquus abdominis internus m. obliquus abdominis externus (druhé strany) hrudník (Véle, 2006) M.quadriceps femoris je extenzor kolene. Při pádlování přenáší sílu z trupu na loď. Je důleţitý pro dokonalé spojení systému: pádlo závodník loď. Při záběru má také funkci stabilizační. Dle pilotních studií se aktivuje shodně s m. latissimus dorsi Lokalizace elektrod na jednotlivé svaly Umístění elektrod bylo voleno tak, aby katoda a anoda směřovaly po směru svalových vláken. Přesné umístění bylo voleno tak, aby elektrody spočívaly na místě, kde je svalové bříško co nejmohutnější. Přesné místo lokalizace bylo palpováno profesionálním fyzioterapeutem dle Travellové a Simonse (Travell, Simons, 1999). Obr Lokalizace elektrod na m. latissimus dorsi (dle Travell&Simons )

82 Obr Lokalizace elektrod na m. pectoralis major (dle Travell&Simons ) Obr Lokalizace elektrod m. serratus anterior (dle Travell&Simons ) Obr Lokalizace elktrod na m. biceps brachii (dle Travell&Simons )

83 Obr Lokalizace elektrod na m.obliquus abdominis externus (dle Travell&Simons ) Obr Lokalizace elektrod na m. quadriceps femoris (dle Travell&Simons ) Obr Lokalizace elektrod na m. triceps brachii (dle Travell&Simons )

84 8 Analýza dat 1) Záznam z vnitřní paměti přístroje Kaze05 byl po ukončení kaţdého měření převeden do přenosného PC, upraven softwarem Kaze05 a exportován do programu Microsoft Excel. 2) Naměřená data byla převedena na vlastní reálné hodnoty elektromagnetického napětí v jednotlivých svalech (přesněji v místech snímání elektrodou). Kalibrace přístroje: Snímané elektrické potenciály jsou upravovány hardwarově přímo ve snímacím přístroji. Dáno stavbou jednotlivých kondenzátorů, odporů, vodičů atd. Dále pak softwarově speciálním programem, který je také součástí přístroje. Přístroj tedy upravuje signál specifickými frekvenčními filtry, dále tzv. překlápí signál do absolutní hodnoty a po zvoleném nastavení je schopen jednotlivé frekvence sjednotit, čili vyhladit křivku. Pro co nejpřesnější snímaní a pozorování jemné nervosvalové koordinace je vhodné co nejmenší vyhlazení. Pro pouhé posuzování cyklického pohybu, tedy pro posuzování její cykličnosti, je pro větší přehlednost vhodné vyhlazení větší. Z kaţdé měřené činnosti bylo hodnoceno 15 pracovních (krokových) cyklů, ze kterých byl pomocí programu Matlab vytvořen průměrný záběrový krok pro záběr na kajaku a na trenaţéru. Diferencované pozice klíčových míst pohybu (viz. popis techniky záběru) získaných z videozáznamu byly přiřazeny k odpovídajícím místům v EMG grafech. 3) Pro vyhodnocení EMG záznamů číselně byly vytvořeny max. korelace, časový a fázový posun činnosti. Pomocí programu Matlab byly vytvořeny korelační matice časových řad. Z korelačních matic jsme vypočetli periodu pohybu: Pro kaţdou dvojici svalů a jejich EMG e i a e j jsme hledali čas t ij, aby platilo: cor{e i (t); e j (t+t ij )} = maximální (Hojka, 2008). Z maximálních hodnot korelací jednotlivých dvojic svalů dále hledáme zpoţdění svalu j za svalem i. Obráceně získáme zpoţdění svalu i za svalem j. Součet těchto zpoţdění je perioda pohybu: t ij +t ji = perioda Dále pak časový posun svalů Časový posun svalů hledáme t ij na intervalu <0;perioda+kousek> t ij ; t ji

85 To znamená, ţe hledáme okamţik, kdy svaly spolu maximálně korelují a jak jsou tyto okamţiky za sebou řazeny (Hojka, 2010). 4) Byly vypracovány tabulky, kde jsou uvedeny fázové posuny maximálních korelací nástupů aktivace měřených svalů v rámci průměrného kroku v intervalu -50% aţ +50% vztaţené ke svalu m. triceps brachii (Kračmar, 2010)

86 9 Výsledky 9.1 Jízda na kajaku Průběh jednoho pracovního cyklu při jízdě na kajaku je znázorněn na kinogramu (obr. 20). Záběr začíná ve fázi maximálního vytočení trupu doleva s nataţenou pravou horní končetinou připravenou pro záběr. Pokračuje záběrem pravým a levým listem pádla ve vodě a pracovní cyklus končí vytaţením levého listu z vody. Obr Kinogram záběru vpřed na kajaku Grafy průměrného kroku záběru vpřed na kajaku ukazují záběr pravou a levou horní končetinou. Záběr začíná nataţením pravé horní končetiny v horizontále a ve vytočení trupu v přípravě zasazení pádla do vody (obr. 21). Následující grafy ukazují průměrný záběr vytvořený z dvaceti vteřinového EMG záznamu kaţdého probanda. V grafu je znázorněna pomocí šedého stínování směrodatná odchylka. U znázorněných grafů, však není důleţitá číselná hodnota jednotlivých vzorků, ani doba trvání záběru, ale tvar křivky jako celku, který bude následně porovnáván

87 Obr Pozice kinogramu pro začátek průměrného záběru na kajaku Graf 3 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (proband I), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

88 Graf 4 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (proband II), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů Graf 5 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (proband III), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

89 Graf 6 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (IV), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů Graf 7 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (V), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

90 Graf 8 - Průměrný záběr vpřed na rychlostním kajaku (VI), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů Následující tabulky maximálních korelací ukazují míru podobnosti zapojení svalů v měřeném pohybu. Pokud je hodnota maximální korelace od 0,7 1, znamená to, ţe svaly pracují ve shodném reţimu, tzn., ţe fázické svaly mají spolu vyšší korelace a také stabilizační svaly mezi sebou, ale fázický sval se stabilizačním bude ukazovat korelace nízkých hodnot. Z hodnot maximálních korelací lze také určit míru podobnosti tvaru křivek. Svaly v jednom záběru mohou pracovat jednovrcholově, vícevrcholově a nebo stabilizačně. Stabilizační svaly v průběhu pohybu nemají jasné maximum a jejich aktivita neklesá k nule. Aktivita svalu se pohybuje více méně kolem jedné určité hodnoty zapojení. Existují také svaly s funkcí jak fázickou, tak i stabilizační. Z maximálních hodnot korelací jednotlivých dvojic svalů dále hledáme zpoţdění svalu (Tab. 5) x za svalem y. Obráceně získáme zpoţdění svalu y za svalem x. Součet těchto zpoţdění je perioda pohybu (Hojka, 2010). V následujících tabulkách jsou také uvedeny fázové posuny maximálních korelací nástupů aktivace měřených svalů v rámci průměrného kroku v intervalu -50% aţ +50% vztaţené ke svalu m. triceps brachii

91 Tab. 5 - Hodnoty maximálních korelací záběru na kajaku, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20), proband I

92 Tab. 6 - Hodnoty maximálních korelací záběru na kajku, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20) u probanda II

93 Tab. 7 - Hodnoty maximálních korelací záběru na kajku., časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20) probanda III

94 Tab. 8 - Hodnoty maximálních korelací záběru na kajku., časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20) probanda IV

95 Tab. 9 - Hodnoty maximálních korelací záběru na kajku, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20) probanda V

96 Tab Hodnoty maximálních korelací záběru na kajaku, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20) probanda VI Kineziologický rozbor jízdy na kajaku, proband I Popisuji zde kineziologický rozbor jednoho probanda jako příklad. K zobecnění by bylo třeba mnohem většího mnoţství naměřených dat a jedinců. V popisu se zmiňuji o maximální aktivaci jednotlivých svalů. V tomto případě to znamená maximální dosaţenou aktivaci svalu v daném pohybu, a ne maximální moţnou kontrakci svalu. K popisu průběhu záběru na kajaku jsem pouţila fotky zpracovaného videozáznamu kajakáře synchronizovaného s EMG záznamem v programu Dartfish. Pozice na kinogramu odpovídá vyznačené pozici EMG záznamu. Jako začátek záběru jsem určila obrázek 22. Záběr tedy začínáme popisovat v pozici nataţení pravé horní končetiny v maximálním vytočení trupu před zasazením pádla do vody. Je to fáze přípravy na záběr pravou končetinou

97 Obr. 22 Příprava na záběr V této fázi vidíme na EMG záznamu doznívající aktivitu m. serratus anterior a m. obliquus abdominis externus. Dále je patrná stabilizační aktivita m. triceps brachii. Ostaní svaly jsou v této fázi neaktivní. V momentě zasazení pádla do vody, coţ je stěţejní fáze záběru (obr. 23), narůstá fázická aktivita nejprve m. triceps brachii. V momentě maximálního zapojení tohoto svalu narůstá dále aktivita m. latissimus dorsi současně s m. quadriceps femoris a aktivita m. triceps brachii klesá na minimum. Obr.23 Zasazení pádla do vody V první polovině záběru se aktivita m. latissimus dorsi a m. quadriceps femoris ještě zvyšuje a svého maxima dosahuje v momentě, kdy zabírající ruka mine koleno

98 (obr. 24). Zde nastupuje aktivita m. biceps brachii a od tohoto momentu začíná fáze vytaţení a postupně dochází ke flexi pravé horní končetiny a k vytahování pádla z vody. Obr. 24 Průběh záběru (obr.25). Na začátku tlaku pravé končetiny vpřed narůstá aktivita m. pectoralis major Obr. 25 Přenos pádla vpřed V momentě maxima tohoto svalu nastupuje aktivita m. serratus anterior a m. obliquus abdominis externus. To je v polovině záběru levou horní končetinou. M.serratus anterior dosahuje svého maxima v pozici dotaţení horní končetiny vpřed do horizontály a s klesáním listu k vodě klesá také aktivta tohoto svalu (obr. 26)

99 Maximum aktivace m. obliquus abdominis externus dochází aţ v maximální rotaci trupu doleva. Obr. 26 Konec záběrového cyklu 9. 2 Pádlování na trenažéru Na následujícím obrázku je znázorněn jeden záběrový cyklus na trenaţéru pravou a levou končetinou (Obr. 27) Obr Kinogram záběru na trenažéru Grafy průměrného kroku záběru vpřed na kajaku ukazují záběr pravou a levou horní končetinou. Průměrný záběr začíná nataţením pravé horní končetiny v horizontále, ve vytočení trupu v přípravě na zataţení pravou končetinou (Obr. 28). Údaje v grafech na ose y byly zaznamenány v jednotkách [mv*vzorek]. Osa x

100 znázorňuje záběr v čase. U znázorněných grafů, však není důleţitá číselná hodnota jednotlivých vzorků, ani doba trvání záběru, ale tvar křivky jako celku, který bude následně porovnáván. Obr Pozice kinogramu, která je počátkem průměrného kroku v následujících grafech Graf 9 Průměrný záběr vpřed na trenažeru (proband I), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

101 Graf 10 - Průměrný záběr vpřed na trenažeru (proband II), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů Graf 11 - Průměrný záběr vpřed na trenažéru (proband III), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

102 Graf - 12 Průměrný záběr na trenažéru (proband IV), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů Graf - 13 Průměrný záběr na trenažeru (proband V), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů

103 Graf Průměrný záběr na trenažeru (proband VI), osa x počet vzorků snímání EMG aktivity při frekvenci 200/s, osa y výška ampitudy EMG signálů ve znázornění 0 8 bit u jednotlivých měřených svalů V následujících tabulkách jsou uvedeny maximální korelace měřených svalů a jejich časové posuny (s) a jsou zde také uvedeny fázové posuny maximálních korelací nástupů aktivace měřených svalů v rámci průměrného kroku v intervalu -50% aţ +50% vztaţené ke svalu m. triceps brachii. fázové posuny maximálních korelací

104 Tab Hodnoty maximálních korelací záběru na trenažéru, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20), probanda I

105 Tab Hodnoty maximálních korelací záběru na trenažéru, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20), probanda II

106 Tab Hodnoty maximálních korelací záběru na trenažeru, časové posuny jednotlivých svalů pro dosažení maximálních korelací a fázové posuny rozhodujících nástupů svalové aktivace v rámci průměrného pracovního cyklu (n 20), probanda III