KINEZIOLOGICKÁ ANALÝZA MODIFIKACÍ KLIKU JAKO POSILOVACÍHO CVIČENÍ A VYUŽITÍ VE FYZIOTERAPII

Súhrn

V následujícím příspěvku se budeme zabývat kineziologickou analýzou různých variant provedení kliku snímáním svalové aktivity vybraných svalů pomocí povrchové elektromyografie. Cvik byl proveden ve třech různých nastaveních horních končetin v ramenním pletenci. Snímání elektrické aktivity svalů bylo synchronizováno s videozáznamem z frontálního postavení kamery. Cílem studie je popsat rozdíly v zapojení jednotlivých svalů během provádění zmiňovaných pohybů. Výsledky prokázaly koordinační odlišnost mezi třemi modifikacemi provedení kliku.

Klíčová slova:
klik, kineziologická analýza, ramenní pletenec, povrchová elektromyografie

ÚVOD

Klik se běžně používá k posilování svalů horních končetin, prsních svalů a částečně svalů zádových (3). Při tomto cvičení se pohybuje rameno a trup současně nahoru a dolů vůči podložce. Při plné svalové síle fixátorů lopatek a musculus serratus anterior by  nemělo docházet k protrakci nebo retroflexi ramene jako celku. Při tomto cvičení dochází v glenohumerálním kloubu k pohybu humeru z dorzální flexe do ventrální flexe. V loketním kloubu dochází ke střídání flexe a extenze. Akrální části horních končetin v radiokarpálním kloubu zůstávají v dorzální flexi. Na základě anatomie (1, 6) usuzujeme na rozdílné zapojení svalů při změně provedení kliku. Kolář formuluje topické změny určující svalové aktivity v rámci funkčně zřetězených svalů při změně úhlu ve smyslu abdukce, addukce ramenního kloubu (5). Sledování práce zapojených svalů při provedení různých modifikací kliku nám dovoluje ilustrovat rozdíly v práci zapojených svalů. Na EMG charakteristice lze posoudit timing a pozice lokálních maxim EMG křivky sledovaných svalů.

TEORETICKÁ VÝCHODISKA

Posturální stabilita je schopnost zajistit vzpřímené držení těla a reagovat na změny zevních i vnitřních sil tak, aby nedošlo k nezamýšlenému a neřízenému pádu. Postura je aktivní držení segmentů těla proti působení zevních sil, ze kterých má v běžném životě největší význam tíhová síla. Postura je zajištěna vnitřními silami, hlavní úlohu hraje svalová aktivita řízená centrálním nervovým systémem. K provedení optimálního pohybu je nutné zaujmout a udržet optimální posturu (vzpřímené držení). Postura není synonymem pro stoj na dvou nohách, ale je součástí např. sedu nebo jen zvednutí hlavy v lehu na břiše, je nutnou součástí chůze a dalších způsobů aktivní lokomoce. Zaujetí a udržení postury je rozhodující součástí všech motorických programů. Neoddělitelnost senzorických, řídících a výkonných funkcí je důležitým atributem posturální stability a celé motoriky. Postura je nejen na začátku a na konci jakéhokoliv cíleného pohybu, ale je také jeho součástí a podmínkou. Styčný bod zde představuje tzv. atituda, tedy postura nastavená tak, aby bylo možné provést plánovaný pohyb. Opěrná plocha byla v dřívějších pracích definována jako plocha kontaktu (dotyku) podložky s povrchem těla. Důležité ale je, že k aktivní opoře a kontrole posturální stability nelze využít celou plochu kontaktu. Opěrná plocha je tedy pouze tou částí plochy kontaktu, která je aktuálně využita k vytvoření opěrné báze. Opěrná báze je ohraničená nejvzdálenějšími hranicemi opěrné plochy. Při stoji na jedné dolní končetině opěrná báze odpovídá opěrné ploše nebo je mírně větší, obdobně při stoji spojném. Při stoji rozkročném se opěrná báze dále zvětšuje při nezměněné opěrné ploše, při „kliku“ je rozdíl maximální. Důležitá je také skutečnost, že oporná báze leží v rovině kolmé na výslednici uvažovaných zevních sil, nemusí být tedy nutně horizontální. Vztah velikosti plochy kontaktu, opěrné plochy a opěrné báze můžeme také vyjádřit vzorcem opěrná báze ≥ plocha kontaktu ≥ opěrná plocha (8).

Klik je ve fyzioterapeutické praxi jedním ze základních vyšetření pohybových stereotypů. Při vyšetřování pohybových stereotypů sledujeme stupeň aktivace a koordinace všech svalů, které se na pohybu účastní, a to i svalů vzdálených, které nejsou v přímém anatomickém vztahu k prováděnému (vyšetřovanému) pohybu. Při vyšetřování stereotypu kliku dle Jandy se zaměřujeme zejména na zpětnou fázi – vzpor. Základní polohou vyšetřovaného je leh na břiše, čelo má na podložce, ruce opřeny před rameny, prsty směřují mírně k sobě. Pomalým natahováním paží se trup zvedá do vzporu. Páteř musí být stabilizována, aby nedocházelo k lordotizaci lumbálních ani ke kyfotizaci hrudních segmentů. Po dosažení vzporu se vyšetřovaný vrací zpět do polohy vleže. Při tomto pohybu se zřetelněji projeví oslabení dolních fixátorů lopatek. Pozorujeme držení celého pletence horní končetiny a zvláště fixaci lopatky. V případě insuficience dojde k „odlepení“ lopatky od hrudníku ve smyslu scapula alata (4).

Pro výzkum byly vybrány následující svaly, které podle nás nejlépe definují funkci ramenního pletence při kliku a jeho obměnách:

• M. trapezius propojuje hlavu s osovým orgánem (obratle, lopatka, klíční kost). Dělí se na tři hlavní funkční části. Horní část elevuje ramenní pletenec, emenduje hlavu proti šíji a rotuje ji kontralaterálně. Střední část addukuje lopatku a posouvá rameno dozadu. Dolní část provádí depresi lopatky a ramene. Jako celek přitlačuje m. trapezius obě lopatky ke hrudníku pro zpevnění ramenního pletence při nesení těžšího břemene. Jeho aktivita má vliv na držení těla, protože je zapojen do několika funkčních řetězců propojujících segmentovou osu krční a hrudní páteře s hlavou a s horními končetinami.
• M. pectoralis major má tři části: pars clavicularis, pars sternocostalis a pars abdominalis. Pars clavicularis provádí ventrální a horizontální flexi a účastní se na addukci a vnitřní rotaci paže. Pars sternalis et abdominalis provádějí extenzi, addukci, horizontální flexi a spolupůsobí při vnitřní rotaci paže. V připažení jsou snopce jdoucí k paži zkřížené a při vzpažení jsou rovnoběžné.
• M. infraspinatus spojuje lopatku s humerem, působí zevní rotaci a horizontální extenzi paže.
• M. biceps brachii je dvoukloubový sval. Caput longum spojuje lopatku s radiem, caput breve spojuje rovněž lopatku s radiem. Sval působí jednak na rameno, kde caput longum provádí abdukci a caput breve addukci paže, jednak na loketní kloub, kde provádí flexi v lokti se značným supinačním účinkem.
• M. triceps brachii – jeho všechny tři hlavy končí na ulně a spojují s ní přes caput longum lopatku,  přes caput mediale humerus a přes caput laterale rovněž humerus. Je to extenzor v lokti a caput longum se podílí i na abdukci a extenzi v ramenním kloubu.
• M.serratus anterior spojuje žebra s lopatkou. Podílí se na abdukci paže, umožňuje vzpažení, fixuje a stáčí lopatku dolním úhlem laterálně. Horní část zvedá horní úhel lopatky, střední část je antagonistou transverzálních snopců m. trapezius a dolní část umožňuje vzpažení nad horizontálu.
• M. deltoideus spojuje klíční kost s lopatkou a s humerem. Má tři funkčně odlišné části. Přední část provádí ventrální flexi paže (předpažení), působí při horizontální addukci, anteverzi ramene, addukci a vnitřní rotaci paže. Sřední část provádí abdukci paže. Zadní část provádí horizontální extenzi, podporuje extenzi a zevní rotaci paže. Tonus tohoto svalu přispívá k udržení hlavice glenoidálního kloubu v kloubní jamce, a tím přispívá ke stabilizaci ramenního kloubu. 

CÍL

Cílem studie bylo nalézt intraindividuální rozdíly svalové práce zapojených svalů z hlediska časového zapojení do pohybu a podobnosti EMG křivky svalu při provedení kliku v různých modifikacích.

METODIKA

Tato případová studie byla provedena na jedinci, který má dobrou koordinaci pohybu a běžně provádí klik jako posilovací cvičení v rámci tréninkového procesu. Prováděný pohyb byl sledován pomocí povrchové elektromyografie (surface electromyography - dále jen SEMG) za použití elektromyografického přístroje Kaze05 (vyvinutý na UK FTVS). K dispozici bylo 7 kanálů pro přenos EMG potenciálů z elektrod a s osmým kanálem pro synchronizaci EMG záznamu s videokamerou. Elektrody byly lokalizovány na níže uvedené svaly, které se nejvíce zapojují při provádění kliku (obr. 1).

1. musculus trapezius – pars ascendens dx.
2. musculus pectoralis major – pars clavicularis dx.
3. musculus infraspinatus dx.
4. musculus biceps brachii dx.
5. musculus triceps brachii – caput laterale dx.
6. musculus serratus anterior dx.
7.  musculus deltoideus – pars medialis  dx.

Sledovali jsme 30 pokusů u jednotlivého cviku. Prvních 10 měření posloužilo ke kalibraci přístroje a bylo bráno jako svalové zahřátí a rozcvičení. Definitivní sumace záznamů u jednotlivého provedení kliku byla z 15 kliků, a to vzhledem k možnosti výskytu nesledované proměnné, kterou je svalová únava. Proband provedl 5 kliků v jedné formě provedení (pohyb trupu směrem dolů k podložce i vzepření zpět do výchozí polohy). Stejný počet byl vykonán později v různých modifikacích cviku. Typy kliků byly vybrány na základě studia literatury specializované pro posilování. Rozdíl mezi cviky byl v pozici nastavení ramenního pletence a šíře dlaní, které jsou vždy dorzálně flektovány: normální klik - dlaně jsou od sebe vzdáleny na šíři ramen; úzký klik - dlaně jsou blízko sebe pod hrudníkem a dochází k zevní rotaci v ramenním kloubu; široký klik - dlaně jsou od sebe ve větší šíři než jsou ramena a vzhledem k postavení dlaní dochází k vnitřní rotaci v ramenním kloubu.

Naměřená data byla převedena na reálné hodnoty elektrického napětí v jednotlivých místech snímání elektrodou. K evaluaci EMG křivky jsme použili výpočet obsahu plochy pod křivkou každého pracovního cyklu. Tento údaj číselně charakterizuje intenzitu elektrické aktivity svalu. Pro tuto potřebu byla stanovena pracovní veličina mV*s. Postupné zapojování svalů do vykonaného pohybu lze vyčíst na EMG křivce porovnáním lokalizace nejvyšší svalové kontrakce – nejvyšší lokální maximum na grafu.

Proband byl před samotným měřením vyšetřen fyzioterapeutem, aby se vyloučila případná patologie pohybových stereotypů či ramenního pletence. Kineziologický rozbor probanda neprokázal žádnou patologii, která by byla pro výzkum nepřípustná. Byl proveden standardní kompletní kineziologický rozbor, ve kterém jsme se zaměřili zejména na rozsah pohybu ramenního pletence, svalovou sílu horní končetiny, neurologické vyšetření a vyšetření pohybových stereotypů. 

VÝSLEDKY A DISKUSE

Graf 1 přináší informace o timingu zapojení svalů do sledovaného pohybu. Z grafu 2 lze vyčíst změnu intenzity zapojení svalu do pohybu při různých modifikacích kliku.

M. trapezius vykazuje při provedení kliku č. 3 v širokém postavení značný posun lokálního maxima křivky doleva. Tento sval se zapojuje dříve při cviku s vnitřní rotací než při cviku s rotací vnější. Způsobuje to postavení lopatek během tohoto cviku, protože se m. trapezius snaží lopatky přitlačit více k páteři. Největší obsah plochy pod křivkou vykazuje tento sval při úzkém provedení kliku č. 2. Během tohoto provedení jsou lopatky v největší vzdálenosti od sebe ze všech modifikací kliku.

M. pectoralis major horní končetinu addukuje a podílí se na vnitřní rotaci v ramenním kloubu (1). Z evolučního hlediska má tento sval především funkci addukce končetin v kvadrupedálním zkříženém lokomočním vzoru suchozemských obratlovců. Během evoluce se končetiny prodlužovaly a posunovaly pod tělo do vzpřímené polohy. Pokud byl živočich v klidu, znamenala podpora těla nulový energetický výdej. S narůstající vývojovou addukcí dochází ke snižování energetické náročnosti udržování postury (7). Později se končetiny ohnuly v lokti a koleni směrem dolů a stálá použitelnost končetin na zemi byla vytvořena ohnutím ven v zápěstí a kotníku. Při provádění kliku je zde určitá podobnost v postavení horních končetin. Velký prsní sval vykazuje největší aktivitu při provedení kliku č. 2, kdy musí aktivně dostat paže do tohoto nepřirozeného addukčního postavení ve ventrální flexi. Zároveň se snaží vyrovnat zevní rotaci v ramenním kloubu, která v této poloze nastává. V největší abdukci jsou paže při provedení širokého kliku č. 3. Sval, jako adduktor, proto vykazuje nejnižší aktivitu. Při provedení kliku v širším postavení se do pohybu zapojuje později než při ostatních modifikací, zapojuje se tedy jako jeden z posledních – pohyb dokončuje.

M. infraspinatus vykazuje podobné charakteristiky jako velký prsní sval - předbíhá před vnitřním rotátorem, kterým je m. pectoralis maj. Při provedení kliku č. 2 je sval při úzkém postavení ve větším protažení (aktivitě), a tudíž pracuje efektivněji než při ostatních variantách kliku.

M. biceps brachii pohyb začíná, jelikož při kliku dochází nejprve k flexi v loketním kloubu. Tento sval se zapojuje při provedení širokého kliku č. 3 dříve než při ostatních provedeních, protože paže jsou již na začátku pohybu mírně flektovány v loketním kloubu (graf 2).

M. triceps brachii vykonává větší práci než m. biceps brachii. Dochází k extenzi v loketním kloubu proti odporu, což je hlavním principem posilování. Sval musí vynaložit takovou sílu, aby překonal zemskou gravitaci a uvedl trup do pohybu opačným směrem. Dvojhlavý pažní sval pouze flektuje loketní kloub a tělo se pohybuje ve směru působení gravitační síly. M. triceps brachii pohyb brzdí, aby nedošlo k poškození bicepsu. Nejméně se m. triceps brachii zapojuje při provedení kliku v širším postavení akrálních částí horních končetin, naopak se nejvíce zapojuje při provedení úzkého kliku (graf 2).

M. serratus anterior patří podle Koláře do systému fylogeneticky mladších svalů, které jsou zařazovány do motorické ontogeneze později. Je to relativně labilní složka systému a více fragilní, s tendencí k oslabení, hypotrofii, až k vazivové přeměně. Do ontogeneze se tyto svaly zapojují postupně, ve stáří inhibují. Při postižení úrazem se tento sval lehce, a jako první, vyřazuje z funkce. Při kliku č. 1 je velikost plochy pod křivkou znatelně nižší něž u ostatních modifikací kliku. Způsobuje to postavení lopatek při tomto provedení kliku. Sval přitlačuje lopatku k hrudníku a vytáčí dolní úhel lopatky zevně (1), což je podmínka pro abdukci paže nad horizontálu, která nastává právě při širokém provedení kliku č. 3.

M. deltoideus se zapojuje jako poslední ze zmíněných svalů a pohyb tedy dokončuje. Při provedení úzkého kliku č. 2. nejsou paže tolik v abdukčním postavení jako při ostatních modifikacích, proto se při tomto provedení zapojuje nejméně. Nedochází ani k velké ventrální flexi paže, jako při ostatních cvicích. 

ZÁVĚR

Na základě povrchového elektromyografického sledování lze vyhodnotit nárůst elektrického potenciálu svalů a porovnat mezi jednotlivými modifikacemi kliku. Lze říci, že se sledované  svaly více zapojují při provedení kliku č. 2 v úzké formě provedení. Tento jev si vysvětlujeme změnou oporné báze a oporné plochy probanda při provádění cviku (8). Výjimku tvoří m. serratus anterior a m. biceps brachii, kteří se více zapojili při provedení pohybu s tendencí k vnitřní rotaci – klik č. 3 v široké formě provedení. Během správného provedení kliku (pohyb trupu směrem dolů a vzepření zpět) m. biceps brachii pohyb začíná (flexe loketního kloubu), m. triceps brachii vykazuje největší elektrickou aktivitu ze všech svalů a m. deltoideus pohyb zakončuje. Z důvodu kvalitativního charakteru výzkumu je platnost výsledků omezena na jednoho probanda a nemožnost generalizace na celou populaci. Pokud by byl výzkum nadále rozšířen o další probandy a výsledky byly generalizovány, je zde možnost využití jednotlivých modifikací kliku v rehabilitačním režimu u vybraných diagnóz či funkčních poruch (s přihlédnutím k aktuální fyzické kondici a věku pacienta), zejména pak ve sportovní fyzioterapii.

Poděkování

Tento výzkum byl proveden s podporou grantu GAČR406/08/1449. Děkujeme školiteli doc. PaedDr. Bronislavovi Kračmarovi, CSc. 

Mgr. Radim Pavelka

Katedra technických a úpolových sportů FTVS UK

J. Martího 31

162 52  Praha 6

e-mail: pavelka@ftvs.cuni.cz