6 Teoretická část – VM2G

Pohled na pohyb člověka z hlediska

• geometrie

• mechaniky

• biomechaniky

• anatomie

• neurofyziologie

„Pouze typ jistoty odvozený ze součinnosti matematiky a empirie nám dovoluje mluvit o vědeckosti.“

Profesor Josef Ratzinger – Benedikt XVI.

Snahou této kapitoly bude poskytnout pohled na pohyb člověka z ne zcela běžných hledisek. Současné učebnice biomechaniky a anatomie popisují pohyb lidského těla již jako hotového dospělého jedince. Domnívám se, že základní principy hybnosti lidského těla však vycházejí z vývojově rané fáze prvního roku života. Toto období je po mnoha stránkách mimořádně intenzivní a pro budoucí život zcela zásadní, zvláště pro vybudování dobrých a v pozdějším věku jen nesnadno měnitelných fundamentů pohybu.

Pro hlubší pochopení je nezbytné vnímat pohyb lidského těla z pohledu geometrie, na ni navazující mechaniky, na vyšší úrovni biomechaniky, z ještě vyšší perspektivy anatomie a nakonec z pohledu řízení pohybu – neurofyziologie.

Základní geometrické danosti pohybu člověka

• opěrné body, opěrné linie, opěrné plochy

• body pohybu a jejich vektory

• těžiště těla, hlavy a těžiště končetin

• síly, silové řetězce a jejich vektory

„Bůh je geometr a je nutno hledat cestu z chaosu, aby se vyklubal řád.“

Platón

Realizace jakéhokoliv pohybu klade nutné podmínky, kterými je vytvoření bodů pro oporu tělesa a bodů, které s tělesem pohybují. Budeme-li uvažovat o hybném aparátu člověka z tohoto úhlu pohledu, pak také nalezneme body, které slouží k opoře a body sloužící k pohybu.

Podobně jako ve fyzice nalezneme i v mechanice hybnosti lidského těla požadavek symetrie. Symetrie je významná, protože hraje důležitou roli při utváření stabilních systémů a zároveň systémů s minimálními nároky na energii. Symetrie klade řadu přísných omezení, ale na druhé straně je mimořádně užitečná tím, že odstraňuje ze systému nadbytečnosti.

Animace vývoje pohybu na dospělém člověku

Z klinického hlediska vedou výchylky ze symetrie k postupné decentralizaci kloubních ploch, posunům v osovém nastavení kloubů, blokádám kloubů, výhřezům např. meziobratlových disků a degenerativním změnám z důvodu chybného zatěžování kloubních chrupavek.

Udržení kloubních symetrií v klidových polohách a také v pohybu je věcí automatiky řízení. Zvnějšku proto prakticky nelze analytickým zásahem dosáhnout trvalé obnovy a normalizace symetrie jako takové. Symetrie je zcela závislá na složitém systému řízení svalového tonu, řízení vzpřimovacích a posturálních reflexů, automatice držení těla a na automatice základních hybných stereotypů.

Symetrie jako základní předpoklad pohybu umožňuje svalové funkční proměny, „metamorfózy“ v systému hybných stereotypů.

Animace vývoje pohybu na dospělém člověku

Celková symetrie lidského těla je mimořádně komplikovaná. Zajišťují ji spirálně uspořádané svalové kinematické řetězce. Toto zřetězení je dvojího druhu, jedná se o pravolevé a levopravé spirální řetězce. Řetězce jsou zároveň kranio-kaudální a kaudo-kraniální.

Z hlediska mechaniky síly a rychlosti lze řetězce ještě dělit na dva typy. Rychlé, které mají strmou šroubovici a jsou primárně určené k vyvíjení rychlého pohybu, a pomalé, silové, které mají šroubovice povlovné a jsou určeny k vyvíjení tahové síly.

Opěrné body, opěrné linie, opěrné plochy

Vývoj motoriky směřuje k postupnému zmenšování opěrných ploch směrem k opěrným liniím až k samostatným opěrným bodům.

Opěrná plocha je největší u dítěte po narození a je ještě zvětšována při časné vývojové poruše. Zároveň se šířkou opěrné plochy je úměrně nízko položené těžiště těla. Toto platí i opačně, čím se zmenšují opěrné plochy na opěrné body, tím výše a labilněji je uložené těžiště těla.

Klinicky lze pozorovat zvětšení opěrné plochy dítěte při reakci Morova reflexu. Dítě na podnět prudce upaží obě ruce, aby zvýšilo svou opěrnou plochu, a tím svou polohovou jistotu, která byla podnětem narušena.

Opěrné plochy jsou v zásadě dvojího druhu, a to stabilní s minimálně čtyřmi opěrnými body, a dále labilní se třemi opěrnými body.

Je-li opěrná plocha stabilní, pak se prakticky vždy nachází těžiště těla uvnitř této plochy. Stabilní poloha není schopna za normálních podmínek umožnit tělu pohyb.

Tři opěrné body se stávají nezbytnou podmínkou pro pohyb. Vyvýšením těžiště těla a těžiště končetin se umožní, aby body pohybu vychýlily tato těžiště mimo opěrnou bázi. Doposud spočívala těžiště uvnitř opěrné plochy, a tím bylo tělo stabilní. Posunutím těžišť mimo tento vnitřní prostor opory se opěrná plocha zmenší na dva opěrné body tvořící tak opěrnou linii. Opěrná linie, ohraničená dvěma body, je velmi labilní a umožní snadný přesun těžišť do nové polohy. Tím je dán základ pohybu.

Čím více se zužuje opěrná báze těla, tím více se posouvá těžiště těla výš do prostoru, a tím se zvyšuje celková labilita těla. Střídání stabilních a labilních opěrných fází je základem pro uskutečňování pohybu. S tímto střídáním opěrných sektorů souvisí i fázový posun těžiště v prostoru ve smyslu zvyšování lability těžiště vůči jeho stabilnímu držení.

Tím je „konstrukčně” zaručena schopnost těla nabídnout těžišti vyrovnávání jeho výchylek. Tato vychýlení vznikají i ve stavu klidu, ale daleko více jsou patrná při pohybu. Jejich vyrovnávání se děje ve třech základních prostorových rovinách.

Body pohybu a jejich vektory

Při pohybu je situace s vyrovnáváním odchylek těžiště daleko složitější. Odchylky nabývají asymetrického charakteru, neboť tělo se nachází na pohybové trajektorii v třídimenzionálním prostoru. Při vyrovnávání odchylek musí „počítat” také s kinetickou energií osového orgánu a končetin, se zrychlováním či zpomalováním pohybu těla jako takového, s mírou adheze povrchu, o které se kročné (opěrné) končetiny opírají, a s řadou dalších faktorů.

Tyto komplikované výpočty pro řízení rovnováhy a udržení pohybové symetrie se dějí zcela automaticky. Zasahovat do tohoto děje volním úsilím je možné jen okrajově a po velmi krátkou dobu. Jen u jedinců, kteří prošli specifickým tréninkem, lze vysledovat schopnost aktivního zasahování do průběhu a řízení pohybové automatiky, např. u baletních tanečnic. Tato schopnost však po ukončení aktivního tréninku postupně odeznívá a řízení se opětovně vrací pod „nadvládu” automatických programů.

V rámci pohybového vývoje člověka procházejí programy automatických hybných stereotypů svým geneticky daným postupem. V období vertikalizace, od narození do cca 1,5 roku, se „rozbalují a nahrávají” programy určené pro schopnost těla pohybovat se v prostředí s gravitační zátěží.

V období prenatálního života nebyla gravitační zátěž dítětem pociťována a programy určené pro „práci“ s gravitační zátěží nebyly, ani nemohly být spuštěny.

Zároveň s dozráním základních vzpřimovacích, antigravitačních a rovnovážných mechanismů se spustí základní hybné stereotypy, např. kročný a úchopový. Tyto antigravitační programy a základní hybné stereotypy zrají zároveň s růstem těla a také jsou s ukončením růstu jedince dohotoveny. Prakticky jsou nezbytné automatické programy pro hybnost dokončeny současně s dozráním tělesné konstituce. V tomto období a krátce po něm můžeme pozorovat nejlepší výsledky ve sportech, u nichž hraje hrubá motorika hlavní roli.

Novorozenecké reflexy

Novorozenecké reflexy

Střední věk umožňuje zpravidla bezproblémové používání motorických programů i myoskeletálního systému. To souvisí s nezbytnou péčí o další generaci. Pokud v rámci nahrávání základních programů v 1. roce došlo k nějakým chybám, tak často již v období středního věku se začnou hlásit i první závažnější poruchy na pohybovém aparátu.

Vznikly a petrifikovaly se poruchy automatického držení těla, vzpřimovacích, rovnovážných a antigravitačních mechanismů, a také s nimi související poruchy základních hybných stereotypů. Nejčastější patologické poruchy jsou např. výhřezy meziobratlových disků.

V pozdějším věku se začnou výrazně přidávat poruchy na pohybovém aparátu způsobené předčasně vzniklými degenerativními pochody na kloubních chrupavkách. Také jejich příčinou je nesprávné programové řízení a následné chybné tělesné dozrání. Tyto chyby se pravděpodobně nejen sčítají, ale nejspíše i násobí. Vlivem zvyšující se entropie řízení pohybového aparátu dochází k jeho celkové degeneraci. Ta se projevuje jak na úrovni zvyšující se chybovosti v řízení, tak také na progresi degenerativních pochodů na kloubních chrupavkách, snižující se hustotě kostní matrix, ubývající elasticitě vazů a kloubních pouzder, v ubývání a zkracování svalové hmoty. Tyto biomechanicky nepříznivé parametry jsou také častou příčinou pádů a následných kostních fraktur a jiných vážných zranění seniorů.

Těžiště těla, hlavy a těžiště končetin

Kinematický mechanismus

Dalším pohledem přibližujícím fungování pohybového aparátu lidského těla je kinematický mechanismus. Ten je mimořádně složitý, dost možná je z hlediska kinematiky tím nejsložitějším, co se pohybuje po celé zemi. Složitost celého mechanismu není samoúčelná, ale vychází z účelu, k němuž je mechanismus „zkonstruován“. Na rozdíl od všech ostatních nelidských soustrojí sloužících k pohybu je lidské tělo vybaveno schopnostmi pro mimořádně variabilní činnosti. Zcela unikátní je uzpůsobení jemné motoriky. Podkladem, který umožňuje vynikající variabilnost a schopnosti jemné motoriky ruky i orofaciální oblasti, jsou mimořádně složité řídicí programy. Jejich zrání a „programová instalace“ trvá velmi dlouho, většinou rok až rok a půl. Kvůli této složitosti a dlouhé a komplikované „instalaci“ jsou zároveň programy značně fragilní a náchylné na poškození. Tato poškození mohou vznikat již intrauterinně, při porodu a pak v celém průběhu zrání, tedy do roku a půl.

Svalové síly, silové řetězce a jejich vektory

Svalové síly generované pohybovým aparátem tak, jak jsou dosud pojímány, by neumožňovaly provádět základní lokomoční ani další složitější pohybové funkce. Neproběhl by normální pohybový vývoj prvního roku se svými milníky – otáčením, plazením, lezením a vertikalizací.

Současný pohled na výkonný orgán pohybové síly, tedy sval, je značně redukovaný a velmi podobný funkci pístu s pístnicí. Ten umožňuje tah jen jedním směrem, případně povolování tohoto tahu směrem opačným. Jednorozměrná představa o fungování svalů je také základem pro vyšetřování svalové síly dle svalového testu. Svalové funkce jsou chápány izolovaně, analyticky. Svaly jsou popisovány anatomicky podle jejich začátků a úponů, přičemž začátky končetinových svalů byly taxativně stanovené tak, aby směřovaly směrem k trupu.

Výsledný pohyb, který je schopen sval v analytickém módu provádět, je povětšinou rovinný. Tak je také sval ve svalovém testu vyšetřován.

Tato zjednodušená představa se dále implikuje do praktického zacházení s pohybovým aparátem při jeho trénování či rehabilitování.

Svalové silové řetězce a jejich vektory

Aby mohl pohybový aparát člověka vykonávat základní pohybové stereotypy a na ně „nasedající“ složité pohybové kreace, potřebuje daleko složitější a komplexnější silové mechanismy. Jednorozměrné svalové páky by jej nebyly schopny rozhýbat. Kinematický mechanismus hybného aparátu je „poháněn“ komplexní a prostorově velmi složitou soustavou silových vektorů. Výkonné mechanismy, které tyto silové vektory generují, jsou svalové řetězce. Pro jejich mimořádnou složitost, a také proto, že nejsou v souladu s dosud etablovanou analytickou anatomií hybného aparátu, je jejich dosavadní popis poněkud nedokonalý.

Svalové řetězce kostru obtáčejí ve spirálních smyčkách a také jí vnitřně procházejí. Smyčky se také kříží, a to na více úrovních. Svalové řetězce jsou vzájemně funkčně i anatomicky propojené.1

Silové vektory generované svalovými smyčkami jsou velmi složité, komplexní a vykazují prostorové trajektorie spirál. Tento systém je mimořádně komplikovaný a možnost jeho měření svalovým testem či podobnými nástroji je zhola nemožný.

Funkční zapojování svalových řetězců se děje již v intrauterinním vývojovém ­období.2 Svalové řetězce zodpovědné za zapojení základních antigravitačních a vzpřimovacích funkcí i funkcí základních pohybových stereotypů se dostávají do činnosti v období prvního roku života po narození.

Zásahy do tohoto motorického a neurofyziologického zrání jsou vysoce nežádoucí, vyjma případů, kdy je terapeutická intervence nezbytná právě z důvodu nutnosti reparace porušeného zrání motoriky.

2D – funkční anatomie

Dosavadní pohled na pohybový aparát je silně redukcionistický. Vychází z anatomického pohledu, který vznikl v 16. století na základě popisů anatoma A. Vesalia. Tento koncept je pouze dvojrozměrný a sloužil pro praktické chirurgické a později i ortopedické zásahy do pohybového aparátu. Pro tyty účely byl zcela dostačující a zredukování svalové činnosti podle vzorce začátek + úpon = funkce nebylo na závadu.

Postupné zvyšování nároků na pohybový aparát, jako je například rozšiřování a zintenzivňování sportovních aktivit, si vynucuje více tréninkových a metodických postupů. Ty mají zlepšovat obecnou kondici, ale také specifické pohybové dovednosti, a s nimi jsou následně spojené i terapeutické zásahy na přetíženém, zvýšeně opotřebeném a větší měrou zraňovaném pohybovém aparátu. Avšak všechny tyto tréninkové zásady a metody, sportovně-výkonnostní či sportovně-rekreační aktivity, fitness, i následné terapeutické zásahy do pohybového aparátu vycházejí z konceptu 2D anatomie, který je výrazně zjednodušený, svou povahou analytický a byl určen pro zcela jiné „zacházení“ s pohybovým aparátem.

Tento anatomický základ nemůže dost dobře sloužit jiným požadavkům, které jsou na pohybový aparát kladeny.

Na 2D anatomickém modelu vyrůstají také další obory, které se snaží objasňovat další funkce a souvztažnosti pohybového aparátu, jako jsou biomechanika, kineziologie, sportovní medicína a další. Omezený pohled 2D anatomie se projevuje narůstáním a násobením této základní „chyby“ právě v celé řadě vědních oborů, ale i metodik sportovních tréninků a dalších.

Analytický pohled vychází z předpokladu, že se svaly v živém těle člověka chovají podle parametrů „začátek, úpon, funkce“, které jim přisoudil anatomický popis mrtvého těla. Z toho následně vyplývá, že je tedy třeba svaly trénovat tak, jak jim anatomové „ustanovili“, bohužel však bez ohledu na to, jaké jsou jejich skutečné funkce v rámci biomechanicky celého pohybového aparátu.

Pohyby končetin a osového orgánu vznikající v rámci takovéhoto systému mohou být jen rovinné. Také didaktická berlička anatomických rovin těla možnost vnímání ještě úžeji vymezila či prakticky uzavřela. Jednotlivým svalům a svalovým skupinám byly přiřknuty funkce, které však vycházejí z pitevního popisu mrtvého těla. Tomu také přísluší i polohopis těla a jeho svalů na stojící či ležící postavě dospělého jedince s dlaněmi otočenými vpřed. Řízení takovéto simplifikované soustavy je redukováno prakticky na řízení jednotlivých svalů a svalových skupin.

3D – funkční anatomie

Funkční 3D anatomický model vychází z pozorování reálných svalových funkcí. Funkce svalů je určována aktuálním pohybem, který pohybový aparát právě vykonává. Hledat svalovou funkci dle jeho anatomického začátku a úponu je z pohledu fungování hybného aparátu podružné. Funkce svalů jsou mimořádně variabilní a zcela závisí na jejich zapojení ve svalových kinematických řetězcích. Svaly jsou pouze výkonné orgány motorické kůry mozku. Jejich fungování je primárním projevem motorického řízení CNS.

Hledat svalové funkce je nutné jen v aktuálním pohybu, jehož se svaly účastní. Pohyb myoskeletální soustavy je vždy globální. Vychází z biomechanických principů a jen v nich je možné vysledovat konkrétní a pro daný okamžik aktuální svalovou funkci. Každý další okamžik průběhu pohybu, který posunuje těžiště těla jako celku i těžiště končetin, se zásadním způsobem projevuje na nové a dále se měnící funkci svalů.

Snaha postihnout svalové funkce „imobilizováním“ trupu, či naopak končetin, vede ke zcela falešné představě. Svalová funkce je za fyziologických pohybových podmínek „fluidní“ a prakticky neustále proměnlivá. Skutečnou svalovou funkci lze spatřovat a vysledovat jen v souvislostech s aktuálními opěrnými body a aktuálními body pohybu. Body opory ukazují pro daný okamžik směr, kde sval „začíná“ a z něhož pohyb vychází. Naproti tomu body pohybu jsou pro právě daný okamžik směrem, kam se sval „upíná“. Tyto „začátky a úpony“ se však v průběhu pohybu neustále mění. Pokud by tomu tak nebylo, nemohl by se člověk ve 3D prostoru vůbec pohybovat. Pohyb, který je uzavřený do deskriptivní 2D ploché anatomie, je zcela nefyziologický.

Fungování funkční 3D kinematiky lze dobře demonstrovat na pohybu těla bez končetin.Spirální svalové smyčky fungují jako pružiny, které se vzájemně protichůdně napínají. Z mechanického hlediska jde o pružiny tlačné i tahové zároveň. Tím je zajištěný pohon kyvadlové kinematiky hybného aparátu lidského těla. Vlastní kyvadlová kinematika je prostorově orientovaná tak, aby těžiště těla a také těžiště končetin a těžiště hlavy opisovaly prostorové křivky. Tyto křivky se blíží ideálu tehdy, když mají sinusový tvar.

Z hlediska vlivu na vlastní biomechanickou konstrukci hybného aparátu je pohyb po 2D trajektoriích škodlivý. Nerespektuje totiž základní zákonitosti fungování lidského pohybu.

video

video

Obecná biomechanika hybnosti lidského těla

Pohybový aparát ve 3D prostoru  – prostorový průběh pohybu

Pohybový aparát lidského těla uspořádaný do 3D prostorové soustavy se stává základním předpokladem pro průběh pohybu ve 3D prostoru. Vojta opakoval velmi často, že „poloha doprovází pohyb jako stín“. Prostorové uspořádání tělesné soustavy musí dovolit průběh pohybu, který bude vždy obsahovat všechny tři prostorové pohybové vektory a ve svém průběhu se bude více či méně blížit ideální symetrické spirální trajektorii.

Biomechanická konstrukce pohybového aparátu a spirální dynamika vektorů pohybu

Klinická pozorování, která V. Vojta uskutečnil, mu umožnila popsat svalové řetězce, které jsou zodpovědné za pohyb těla. Dělil je na přímé a šikmé a velmi detailně popsal jejich funkci v rámci pohybového vývoje od narození do samostatné chůze, a to jak v průběhu vývoje fyziologického, tak i patologického.

Vlastní průběhy jednotlivých svalů naznačují, že biomechanická konstrukce pohybového aparátu je tvořena s ohledem na kombinaci dvou složek – síly a rychlosti.

V zásadě lze dělit tento systém tak, že silové složky hybnosti jsou na osovém orgánu uloženy spíše mediálně, a na končetinách více proximálně (na pletencích ramenních a kyčelních). Složky zodpovědné za rychlost jsou uloženy více laterálně opět zvláště na osovém orgánu, a distálně na končetinách.

Kombinací silových a rychlostních pohybových součástí dociluje pohybový aparát maximální možné účinnosti, pro niž byl konstruován. Je schopen jak pohybů rychlých, především na končetinách, tak i pohybů silových, a to hlavně na trupu. Také samozřejmě vykonává celou škálu pohybů přesných a adjustovaných v jemné motorice rukou a v orofaciální oblasti.

Ukazuje se, že průběh jednotlivých svalů, svalových skupin i svalových řetězců je zakřiven do spirály. Podle strmosti či povlovnosti té které spirály lze rozlišit, zda je určena k tvorbě pohybu převážně rychlého či pohybu převážně silového. Šroubovice o velké strmosti jsou konstruovány pro pohyby rychlé s vysokým stupněm zrychlení, ale s nízkým stupněm síly. Šroubovice povlovného průběhu je projektována pro pohyby pomalé s pomalým stupněm zrychlování, ale vykazují schopnost stupňovat vyvíjenou sílu.

Různé svaly i svalové skupiny se při všech komplikovanějších pohybech sdružují do funkčních celků – funkčních řetězců, kterým říkáme svalové smyčky. Tyto smyčky pak mohou generovat úplně jiný pohybový projev, než by odpovídalo kontrakci jednotlivých izolovaných svalů tvořících danou smyčku.

Kinematický řetězec je pro každý pohyb specifický, mění se i v průběhu složitějšího pohybového sledu. Podle zakončení řetězce rozeznáváme pohybové řetězce otevřené (poslední článek je volný, neobsahuje smyčku) nebo zavřené (není volného konce). (Kovařík a Langer, 1994)3

Používání svalových smyček se děje v jakékoliv pozici. Svalové šroubovice ovíjejí jak osový orgán, tak končetiny tak, že kolem středových os spirálně rotují. U osového orgánu je osou hrudní koš, páteř a pánev a u končetin dlouhé kosti. Směřování spirál je pravolevé i levopravé. Příkladem praktického projevu současného „utahování“ pravolevé a levopravé šroubovice na hrudníku je forsírovaný výdech nebo zatínání ruky do pěsti.

Vyvážené řízení spirální hybnosti umožňuje pohybovému aparátu vlastní lokomoci těla a také všechny ostatní nadstavbové motorické kreace. Spirální hybností je zároveň zprostředkována permanentní centrace všech kloubů hybného aparátu, tedy jak periferních kloubů, nosných kloubů i kloubů páteřních. Porušení řízení spirální svalové koordinace vede ke kloubním dislokacím, včetně patologických posunů meziobratlových disků, či kolenních menisků.

Provádění pohybu za pomoci spirálních trajektorií je vysoce ekonomické a pro pohybový aparát bezpečné. Spirální trajektorie se projevuje ve všech typech pohybů a každý pohybový stereotyp i jeho části se realizují skrze ni. Spirální trajektorie, která se přibližuje fyziologickému ideálu, se přibližuje také ideálu rotačnímu. Čím je odchylka trajektorie od fyziologického ideálu větší, tím je také větší odchylka od jejího rotačního tvaru.

Odchylné a patologické pohybové trajektorie významně zvyšují ekonomickou náročnost pohybu, roste míra opotřebení pohybových komponent skeletu, zvyšuje se únavnost a klesá výkonnost hybného aparátu na všech úrovních.

Základní podmínky pro provedení normálního pohybového stereotypu – koordinované kontrakční vlny

Pro provedení jakéhokoliv pohybového stereotypu ideálním způsobem je nezbytné zapojení svalových řetězců do koordinované kontrakční vlny.

Řízení svalové koordinace v kontrakční vlně se děje podle předem stanoveného algoritmu. Pro provedení správného koordinovaného pohybu je nezbytné zajištění ideálních biomechanických podmínek.

Průběh pohybového stereotypu v kontrakčních vlnách svalových řetězců využívá všechny typy svalových kontrakcí, tedy izometrickou, dynamickou (dříve uváděná jako izotonická), excentrickou a koncentrickou.

Současné pojetí svalových kinematických řetězců či svalových smyček vychází z koncepce klasické deskriptivní anatomie, tedy z 2D pohledu. Kvůli tomu je také uvažování a ilustrování řetězců a smyček pouze ve smyslu rovinném.

Základy vývojové biomechaniky hybnosti lidského těla

Funkční popis

Pro snazší charakteristiku a pro zjednodušení ilustrace vývojové biomechaniky si vypůjčíme názvosloví z obecné mechaniky strojů. Pohybový aparát lidského těla je z hlediska fungování specifickým případem mimořádně komplikovaného mechanického soustrojí.

Vlastní osový orgán těla lze rozdělit na pletenec pánevní a pletenec hrudního koše s lopatkami. Pletenec pánevní nazveme „dolní diferenciál“ a pletenec hrudního koše s lopatkami bude „horní diferenciál“.

Oba tyto diferenciály, na rozdíl od běžně používaných např. automobilových diferenciálů, jsou diferenciály tříosé.

Oproti klasickým diferenciálům, které jsou konstruované na přenos kroutícího momentu, tříosé diferenciály motorického aparátu lidského těla jsou uzpůsobeny pouze k přenosu kyvných pohybových momentů. Tyto kývavé silové momenty se přenášejí na silové páky končetin.

Dolní pánevní diferenciál přenáší kyvný moment na dolní končetiny přímo. Tento diferenciál je pevným pletencem pánevním a spojení na dolní končetiny je zabezpečené pomocí mohutného svalového aparátu. Kyčelní klouby jsou konstruovány jako nosné s omezeným rozsahem.

Horní diferenciál je oproti dolnímu výrazně složitější díky lopatkám, které jsou v jistém smyslu „vmezeřenými“ kostmi. Společně s klíčními kostmi tvoří základ pro dva funkčně i anatomicky samostatné pletence pažní. Zároveň je kostěný základ hrudního koše tohoto diferenciálu mnohem elastičtější než pletenec kostí pánevních. Funkcí horního diferenciálu je, kromě přenosu kyvných momentů na horní končetiny, také zajištění funkce dechové mechaniky a nesení hlavy. Na ni lze z hlediska mechaniky hledět jako na vahadlo.

Spojení a zároveň přenos sil mezi oběma diferenciály umožňují hlavně bederní obratle L1 – L5, včetně jejich disků. Z hlediska obecné mechaniky jde o „kardanové spojky“, které jsou však také tříosé. Jejich funkcí je přenos kyvných silových momentů, a to právě mezi horním a dolním diferenciálem. Kromě vzájemného přenosu sil mezi oběma diferenciály se tyto kardanové spojky nepřímo podílejí i na přenosu sil na horní i dolní končetiny.

Končetiny – převodové páky

Z hlediska obecné mechaniky lze končetiny v soustrojí pohybového aparátu lidského těla

považovat za „převodové a výkonné páky“.

Jejich úkolem je zvýraznění funkční efektivnosti kinematické soustavy.

Převodové páky výrazně zvyšují účinnost celé pohybové soustavy lidského těla, zvláště pak variabilnost a efektivnost celé motoriky.

Hlava jako vyvažovací závaží

Opět z hlediska obecné mechaniky lze na funkci hlavy pohlížet jako na „vahadlo“ zavěšené na tříosých kardanových spojkách, tedy na sedmi krčních obratlích. Mechanickým posláním vahadla je pomoc při vyvažování vysoko ležícího těžiště těla při vzpřímené bipedální chůzi.

Biomechanická konstrukce pohybového aparátu a jeho zřetězení

Současné analytické pojímání pohybového aparátu vyhovuje spíše didaktickému účelu popisné anatomie než skutečnému ­f­unkčnímu hledisku. Popis jednotlivých částí těla rozčleněných na hlavu, hruď s páteří, pánev a horní a dolní končetiny vytváří celkově mylnou představu o jakýchsi v podstatě nezávislých a poněkud volně propojených částech těla.

Skutečnost se však ukazuje být odlišná. Pohybový aparát může fungovat jedině jako celek. Jednotlivé části jsou naprosto vnitřně svázány či spíše zřetězeny, a to jak ve smyslu strukturálně anatomickém, tak především ve smyslu funkčním.

Pro jednodušší pochopení lze pojmout pohled na tělo jako na vícenásobně vzájemně svázané kinematické řetězce. Tyto řetězce lze ještě dělit na uzavřené a otevřené.

Vlastní kinematika zřetězení pohybového aparátu je velice složitá, neboť je vnitřně svázána s 3D anatomickým modelem pohybového aparátu a vykazuje ohromné množství volnosti pohybových vektorů.