01 Fizjologia zjawisk biologicznych zachodzących pod wpływem sprężystego odkształcania tkanek cz. 1

Klinika Masażu Medycznego - Wrocław
Henryk Pawlak, Przemysław Rejman

Collegium Masażu Medycznego

przy Wyższej Szkole Biznesu i Nauk o Zdrowiu - Łódź
Paweł Piątkowski



Zeszyt dydaktyczny

Fizjologia zjawisk biologicznych zachodzących pod wpływem sprężystego odkształcania tkanek
 

Definicje porządkujące


Masaż medyczny

Masaż – sprężyste odkształcanie elementów tkanek jako forma stymulacji receptorów w celu przywracania          homeostazy wewnątrzustrojowej w różnych dysfunkcjach ustroju człowieka. Nośnikiem świadomie stosowa-nego czynnika mechanicznego (bodziec) jest odruch neurologiczny – jednostka czynnościowa o znacznym stopniu integracji.
Musimy pamiętać, że blisko połowa olbrzymiej liczby neuronów mózgu zajmuje się przetwarzaniem infor-macji czuciowych. Generalna zasada działania układu czuciowego polega na tym, że pojedynczy neuron, leżą-cy na danym piętrze układu, zbiera i integruje (scala) informacje z szeregu neuronów leżących na piętrze niż-szym.       Na kolejnych piętrach stopień integracji jest coraz wyższy. Jednocześnie rośnie poziom obstrukcji, która polega na wyodrębnieniu pewnych cech bodźca i pomijaniu innych.


Hierarchiczna zasada przetwarzania informacji czuciowej

Hierarchiczna zasada przetworzenia informacji jest związana z podziałem bodźców wyodrębniającym:
  - bodziec-czynnik
  - bodziec-znak
Różniących się głównie sposobem uruchomienia stymulacji reakcji ustroju.

Bodziec-czynnik – te bodźce są prostsze, wywołane przez nie reakcje pojawiają się natychmiast i czas ich trwania pokrywa się zazwyczaj z czasem trwania bodźca (są to odruchy rdzeniowe).

Bodziec-znak – te bodźce są z reguły bardziej złożone i wysoce swoiste, odznaczają się szczególną konfigu-racją, należą do odruchów zawiadywanych przez wyższe części mózgu (są to odruchy mó-zgowe).

Bodźce-znaki nie wywołują reakcji bezpośrednio, lecz wyzwalają reakcje. W masażu medycznym fizjotera-peuta w danej jednostce klinicznej musi poznać drogi sensoryczne i miejsca realizacji kolejnych etapów              procesu normalizacji stanów pobudzenia lub hamowania układu nerwowego. Wiadomości obejmują nie tylko konkretny nerw, lecz także cały łańcuch nerwów i ośrodków nerwowych uczestniczących w przekazywaniu informacji z danego narządu do kory mózgu.

Rys. 1 Ogólny schemat drogi czuciowej.

Trwanie życia w komórce wymaga sprawnego działania dwóch ciągów procesów:
    - przekazania informacji: układ nerwowy autonomiczny, somatyczny
    - przemiany materii: energii: układ krążenia (tętnice, żyły, limfatyczny), układ oddechowy
Przedstawiony schemat drogi czuciowej może zabezpieczyć trwanie życia w komórkach tworzących                     układ nerwowy, pod warunkiem, że układ krążeniowo – oddechowy jest sprawny i wydolny.


Co powinien wiedzieć fizjoterapeuta o układzie oddechowym

Mechanizmy warunkujące sprawność i wydolność dróg oddechowych układu oddechowego
Tkanki wchodzące w skład dróg oddechowych:
1. Tkanka nabłonkowa spełniająca wielorakie funkcje:
- ograniczającą;
- odżywczą;
- wydzielniczą;
- wydalniczą;
- odbierania bodźców

Dla potrzeb fizjoterapii przyjmujemy klasyfikację nabłonków uwzględniającą ich funkcje wyróżniając:
1. Nabłonek pokrywający
2. Nabłonek gruczołowy (wydzielniczy)
3. Nabłonek zmysłowy
W drogach oddechowych (oskrzelowych) mamy nabłonki pokrywające i równocześnie spełniające funkcje  gruczołowe. Nabłonkiem gruczołowym nazywa się taki nabłonek, którego komórki mają zdolność wytwarzania różnych substancji. Jeżeli substancje te są potrzebne dla organizmu noszą nazwę wydzielin, jeżeli zaś są  bezużyteczne, albo szkodliwe, określa się je jako wydaliny. Nabłonek gruczołowy wchodzi w skład wielu narządów zwanych gruczołami, które są przystosowane do wytwarzania określonych rodzajów wydzieliny.    

                              
Gruczoły dzielą się na:

1.    Śródnabłonkowe pozanabłonkowe
Gruczoły śródnabłonkowe są utworzone z pojedynczych komórek leżących w obrębie jakiegoś nabłonka.                Gruczoły śródnabłonkowe jednokomórkowe występują u człowieka tylko w jednej postaci jako tzw. komórki kubkowe, które spotyka się w nabłonku jednowarstwowym cylindrycznym i wielorzędowym, powstają one z komórek cylindrycznych. W drogach oddechowych – jama nosowa, krtań, tchawica, oskrzela występuje nabłonek wielorzędowy. Na powierzchni nabłonka wielorzędowego prawie zawsze spotyka się migawki, których liczba w jednej komórce może dochodzić do 250 – 270. W ciągu jednej sekundy migawki wykonują 16 – 17 ruchów, co przyczynia się do czyszczenia powierzchni nabłonka. Nabłonki nie mają naczyń krwionośnych i pobierają substancje odżywcze z naczyniowego podłoża łącznotkankowego za pośrednictwem błony podstawnej. Nabłonki spoczywają zawsze na podścielisku utworzonym z tkanki łącznej, od której są  oddzielone błoną podstawną. Jest to cienka bezstrukturalna błona zawierająca monosacharydy wzmocniona  gęstą siecią włókien srebrochłonnych.

Klatka piersiowa jest narządem ruchu układu oddechowego. W tym układzie narządów ruchu rozróżnia się:
- szkielet (kostno-chrzęstny) i połączenia jego poszczególnych elementów;
- mięśnie (wdechu, wydechu) ich synergistów (prostownik grzbietu, mięśni powłok brzusznych).

Układ narządu ruchu klatki piersiowej daje organizmowi możność zmiany położenia elementów kostno-chrzęstnych i przemieszczania się poszczególnych części względem siebie; wytwarza różnice ciśnień w ja-mach płuc i serca oraz śródpiersia, jego podstawową czynnością jest wentylacja płuc.


Płuca
    
   Płuca są zbudowane na kształt gruczołu cewkowo - pęcherzykowego. Zewnętrzna powierzchnia płuc jest pokryta błoną surowiczą, będącą blaszką trzewną worka opłucnowego i tzw. opłucną płucną.  Jest zbudowana z nabłonka jednowarstwowego płaskiego.
 

 Rys. 2 Schemat budowy płuc.

ad. a) Pod nabłonkiem znajduje się warstwa łącznotkankowa tworząc błonę podsurowiczą, która składa się
           z trzech warstw:
           - powierzchownej warstwy włókien klejodajnych, warstwy włókien sprężystych;
           - głębokiej warstwy, w której występują oba rodzaje włókien.

 Rys. 3 Schemat jamy klatki piersiowej.

Cechą charakterystyczną warstwy łącznotkankowej jest duża zawartość włókien sprężystych wytwarzających sieć, która daje się rozciągać we wszystkich kierunkach. Poza tym znajdują się tutaj włókna mięśniowe gładkie. Bardzo ważne: Opłucna płucna zrasta się z miąższem płuc, a jej włókna sprężyste wnikają w głąb narzą-du.

ad. b) Opłucna ścienna ma cieńszą warstwę łącznotkankową oraz mniejszą ilość włókien sprężystych
           i mięśniowych. Opłucna zawiera naczynia krwionośne i chłonne oraz liczne zakończenia nerwowe.
           Naczynia wytwarzają trzy sploty. W opłucnej płucnej wyróżnia się dwa sploty nerwowe, z których jeden  
           leży pod nabłonkiem drugi w warstwie głębszej. W opłucnej ściennej spotyka się zakończenia nerwowe
           wolne i otorbione.

UWAGA
Od błony podsurowiczej wnikają do płuc pasma łącznotkankowe, które oddzielają od siebie poszczególne  zraziki płucne. Zraziki płucne mają kształt piramidy zwróconej podstawą do opłucnej. W tkance tej przebie-gają oskrzela i naczynia krwionośne.
 

 Rys. 4 Schemat dróg drzewa pęcherzykowego.

Zrazik to jednostka czynnościowa zawierająca drzewo pęcherzykowe. Płuco zawiera 130 000 zrazików, z których każdy ma około 3,5 nm i zawiera około 2000 pęcherzyków.

Swoiste cechy struktur wewnątrzzrazikowych:
Przewody pęcherzykowe (generacja 20 – 21) odchodzą od końcowego oskrzelika oddechowego różniąc się  od niego całkowitym brakiem błony śluzowej. Ich ściany składają się właściwie wyłącznie z pęcherzyków w liczbie około 20), które szeroko otwierają się do światła przewodu pęcherzykowego i są oddzielone jedynie własnymi przegrodami. Przegrody pęcherzykowe tworzą serię pierścieni na całej długości przewodu pęcherzykowego. Zawierają one włókna mięśni gładkich, które kurcząc się mogą znacznie zwężać światło przewodu.                                                                                                                                                                                     
Woreczki pęcherzykowe (generacja 23) – to ostatnia generacja przewodów oddechowych, które pod wzglę-dem funkcjonalnym są identyczne z przewodami pęcherzykowymi, różniąc się od nich tylko tym, że kończą się ślepo.                                                                                                                                                                                         Pęcherzyki – przeciętna łączna liczba pęcherzyków jest zwykle określana na 300 000 000 i waha się od 200 do 600 milionów wskazując korelację ze wzrostem osobnika. Wielkość pęcherzyków jest proporcjonalna do objętości płuc i dlatego przy czynnościowej pojemności zalegającej przeciętna średnica pęcherzyka u człowieka wynosi 0,2 nm. Obecnie wiadomo, że wielkość ta nie jest jednakowa w całych płucach, gdyż pęcherzyki są największe w górnych, a najmniejsze w dolnych częściach płuc. Jest to zjawisko zależne od siły ciężaru i od faktu, że płuco jest tworem elastycznym, a jego środek ciężkości przemieszcza się ku dołowi zależnie od pozycji, w jakiej płuco się znajduje. Zjawisko to w sposób istotny wpływa na mechanikę oddychania, dystrybucję wentylacji pomiędzy poszczególnymi obszarami płuc,  dys-trybucję wentylacji w stosunku do przepływu i dyfuzji, a także na zapadanie się pęcherzyków płucnych.


Pozaoddechowe funkcje płuc
Płuca związane są nie tylko z wymianą gazową, ale spełniają też inne istotne funkcje w ustroju.  Są one waż-ne, dlatego że szczególne położenie płuc pozwala im na przepuszczenie całej krążącej krwi w jednym czasie a częściowo dlatego, że płuca muszą sobie dać radę z substancjami toksycznymi, które są wchłaniane z powie-trzem.

Funkcja filtracyjna płuc:
1. System transportu proteaz
2. Zmiana poziomu hormonów
3. Mechanizm lipidowy.

Zużycie tlenu przez płuca
Obok funkcji wymienionych, płuco zużywa energię dla podtrzymywania budowy swych tkanek i naprawianie szkód (pompa jonowa, synteza białek). Wszystko to składa się na dość znaczne potrzeby energetyczne                    pokrywane przez fosforyzację oksydacyjną. Ocenia się, że zużycie tlenu przez tkankę płucną stanowi 1 – 4 % całego zużycia tlenu w ustroju.
Głównym zadaniem fizjoterapii w dysfunkcji układu oddechowego jest przywrócenie ruchomości układu ru-chu klatki piersiowej.

 

 Rys. 5 Bierny narząd ruchu – połączenie żeber z mostkiem.



Opracowujemy:
a. więzadła promieniste mostkowo-żebrowe przednie, tylne;
b. więzadło żebrowo-mieczykowe (łączy się z blaszką przednią pochewki mięśnia prostego brzucha.

Bardzo ważne dla procedury medycznej - masaż medyczny

Sprężyste odkształcanie – błony mostkowej przedniej bezpośrednio i błony mostkowej tylnej (pośrednio)               jest związane z odruchem neurologicznym – stymulujące receptory czucia głębokiego z torebek stawowych i więzadeł. Obfite unerwienie tych tworów związane jest z czterema rodzajami receptorów:
1.    Małe wolno adaptujące się receptory podobne do zakończeń Ruffiniego w skórze – unerwione przez cienkie włókna mielinowe, są wrażliwe na siły rozciągania.
2.    Szybko adaptujące się receptory podobne do ciałek Paciniego w skórze przekazują pobudzenie  do włókien mielinowych średniego kalibru.
3.    Wolna adaptujące się receptory podobne do narządów Golgiego w ścięgnach występują w więzadłach przyczepionych do torebek stawowych.
4.    Wolne zakończenia nerwów.


Do powierzchni tylnej mostka przyczepia się włóknista warstwa osierdzia w postaci:
1.    Więzadła osierdziowo-mostkowego górnego, które odchodzi od tylnej powierzchni rękojeści mostka       (w pobliżu wcięcia jarzmowego)
2.    Więzadła osierdziowo-mostkowego dolnego, które odchodzi z miejsca połączenia trzonu mostka                  i wyrostka mieczykowatego

Serce, podobnie jak płuca, znajduje się w zamkniętej surowiczej jamie, czyli worku osierdziowym, wysłanym błoną surowiczą, która tak samo jak opłucna i otrzewna dzieli się na dwa listki:
      - trzewny
      - ścienny


Listek trzewny zwany nasierdziem pokrywa nie tylko całe serce (z wyjątkiem niewielkich odcinków przed-sionków), lecz także początki głównych pni naczyniowych. Przebiegając po nich, listek trzewny przechodzi w ścienny – tzw. osierdzie, które zamyka całkowicie jamę worka osierdziowego.

 Rys. 6 Schemat wpływu stałego ciśnienia w jamie osierdziowej w wyniku zmiany cisnienia w jamie klatki piersiowej

Osierdzie dzieli się na trzy części topograficzne:
 - część mostkowo-żebrowa;
 - część przeponowa osierdzia, która zrasta się z górną powierzchnią przepony w środkowej części jej środka ścięgnistego i w przedniej okolicy jej części mięśniowej;
 - część śródpiersiowa, która zajmuje większą powierzchnię worka osierdziowego.
Po bokach jest ona połączona luźną tkanką łączną z częścią śródpiersiową opłucnej ściennej,                                            natomiast w tyle z narządami śródpiersia tylnego. Tak więc, jamy opłucne i jama worka osierdziowego                        są od siebie oddzielone podwójną przegrodą składającą się z dwóch błon surowiczych:
 - opłucnej śródpiersiowej;
 - osierdzia;
połączonych ze sobą tkanką w której przebiegają do przepony:
 - nerw przeponowy;
 - naczynia osierdziowo-przeponowe.
Po stronie grzbietowej część śródpiersiowa osierdzia jest bardzo luźno związana z:
- przełykiem;
- zstępującą częścią tętnicy głównej;
- żyłą nieparzystą.
Do tylnego śródpiersia należą:
- przełyk;
- część zstępująca tętnicy głównej;
- przewód piersiowy;
- żyły nieparzyste;
- nerwy błędne;
- nerwy trzewne;
- węzły limfatyczne.

Opłucna ścienna
Opłucna żebrowa stanowi największą część opłucnej ściennej, pokrywa od wewnątrz żebra i mięśnie  międzyżebrowe zrastając się z powięzią wewnątrzpiersiową, wyścielającą całą wewnętrzną powierzchnię ścian klatki piersiowej. Od przodu opłucna żebrowa dochodzi do tylnej powierzchni mostka (błona mostko-wo-tylna) w tyle – do główek żeber i błon powierzchni trzonów kręgów lędźwiowych (nie przekracza linii środkowej).
Powięź wewnątrzpiersiowa jest przedłużeniem powięzi miednicznej i powięzi wyścielającej wewnętrzną powierzchnię ściany brzusznej. Rozpoczyna się wzdłuż linii granicznej, na przodzie przyczepia się u spojenia łonowego na kościach łonowych, w tyle na przedniej powierzchni kości krzyżowej, po bokach pokrywa  mięsień zasłonowy wewnętrzny. Przez otwór górny jamy piersiowej przechodzi w powięź przedkręgową.


Rola masażu medycznego w przywracaniu funkcji układu oddechowego

Podział układu oddechowego dla potrzeb masażu medycznego uwzględniający dysfunkcję wybranych struk-tur.
Narządy wykonawcze:
 I Bierne narządy ruchu
    - żebra;
    - kręgi Th1-Th12;
    - mostek.

Połączenia elementów biernych klatki piersiowej – połączenia ruchome i ścisłe:
a.    żeber z kręgami;
b.    żeber z mostkiem;
c.    żeber kostnych z elementami chrzęstnymi;
d.    elementów mostka ze sobą;
e.    obojczyka z mostkiem;
f.    kręgów między sobą. 

II Czynny narząd wykonawczy:
a.    mięśnie wdechu;
b.    mięśnie wydechu;
c.    przepona;
d.    mięśnie synergistyczne (powłoki brzucha);
e.    mięśnie synergistyczne szyi.

III Narządy zabezpieczające proces metabolizmu materii – energii:
a.    układ krążenia:
- tętniczy
- żylny
- chłonny
      b.  jama płucna;
      c.  jama śródpiersia;
      d.  jama osierdziowa;
      e.  płuca.

IV Narządy warunkujące proces metabolizmu informacji:
a.    ośrodki UNA części współczulnej;
b.    ośrodki UNA części przywspółczulnej;
c.    odruchowa regulacja oddychania:
- odruchy barorecepcyjne;
- odruchy z rozciągania płuc;
- odruch kaszlu;
- szlaki aferentne biegnące z płuc.




Podstawowe prawa biologii:

I Trwanie życia w komórce wymaga sprawnego działania dwóch ciągów procesów: przekazu informacji                        
   i przemiany materii-energii.

II Mechanizm całościowego organizowania się ustroju człowieka opiera się procesie integracji.

III Ustrój człowieka to układ układów w układzie, związany procesem integracji osobliwej właściwości              
      komórki, tkanki, narządu, gdzie wszystkie elementy są podporządkowane układowi w całości a inne   
      z kolei nie mogą funkcjonować przy braku któregoś z tych elementów.

IV Organizmy dążą do utrzymywania swych procesów życiowych na pewnym optymalnym poziomie.
      Stan taki zapewniają im zarówno własne mechanizmy fizjologiczne, jak właściwości środowiska  fizycznego i biologicznego. Znaczniejsze odchylenia od optimum wyzwalają reakcje fizjologiczne i behawioralne, zmierzające do przywrócenia pożądanych parametrów czynności organizmu.


Tak rozumianą stałość warunków bytowania organizmu nazywamy homeostazą.

W ogólnobiologicznym pojęciu homeostazy mieści się jej węższy zakres – tendencja organizmu wielokomór-kowego do utrzymania stałości swego środowiska wewnętrznego. Ze środowiskiem zewnętrznym stykają
się tylko niektóre komórki np. błona śluzowa czy skóra, natomiast komórki umieszczone w głębi ciała mają własne środowisko, zwane środowiskiem wewnętrznym ustroju. Środowisko to jest utworzone przez płyn zwany zewnątrzkomórkowym, ponieważ znajduje się na zewnątrz komórek. Pojęcie środowiska, w znacznym stopniu niezależnego od otoczenia stworzył Claude Bernard. Walter Cannon zaś, nazwał stałość tego                          środowiska homeostazą (1932 r.). Utrzymywanie homeostazy na odpowiednim poziomie możliwe jest przy spełnieniu określonych warunków:
1.  Musi istnieć mechanizm wykrywający niewielkie odchylenie od optimum np. chemiczna regulacja                      
     oddychania, odruchowa regulacja oddychania.
2.  Muszą zostać uruchomione reakcje zwane homeostatycznymi prowadzące do wyrównania powstałego
     odchylenia np. pochodzenie rytmu oddechowego.
3.  Reakcje te muszą zostać przerwane, gdy odchylenie od homeostazy zostanie usunięte.

Odchylenia od homeostazy są wykrywane przez czynniki (receptory, detektory) umieszczone w różnych
narządach np. klatki piersiowej. Informacja pochodząca z różnych receptorów jest integrowana w ośrodkach mózgowych, z których następnie są wysyłane komendy do narządów wykonawczych.
Bodźcami uruchamiającymi reakcję homeostatyczne mogą być czynniki nerwowe (stymulacja receptorów)
lub hormoralne (nadmiar lub brak właściwej substancji chemicznej w płynie zewnątrzkomórkowym, ciśnienie osmotyczne i onkotyczne). Sama reakcja homeostatyczna może przebiegać angażując układ nerwowy
wegetatywny, układ ruchu lub mechanizmy hormonalne. Reakcjami homeostatycznymi sterują ośrodki
mózgowe, wśród których ważną rolę odgrywa podwzgórze.



Objętość i pojemność płuc
Objętość płuc ocenia się w na podstawie trzech objętości, które są względnie stałe u danego człowieka w danych warunkach.
1.    Całkowita pojemność płuc TLC – jest objętością gazu w płucach przy końcu maksymalnego wdechu.
2.    Czynnościowa pojemność zalegająca FRC – stanowi objętość gazu w płucach pod koniec normalnego wydechu.
3.    Objętość zalegająca RV – jest objętością gazu w płucach pod koniec maksymalnego wydechu.

Całkowita pojemność płuc zostanie osiągnięta, gdy siły wywierane przez mięśnie wdechowe zostaną zrównoważone przez siły przeciwstawiające się rozszerzaniu klatki piersiowej i działające przeciwnie. Opisy struktur płuc w naszych opracowaniach są tak pomyślane, aby przegląd tych cech anatomicznych miał bezpośrednie fakty dla zrozumienia funkcji. Uważamy, że w ostatnim okresie wystąpiła niezdrowa tendencja do traktowania struktury płuc i ich czynności jako osobnych przedmiotów.  Nie ulega wątpliwości, że pełne zrozumienie czynności nie jest możliwe bez uwzględnienia tła morfologicz-nego.


Odruchowa regulacja oddychania
W układzie oddechowym występuje szereg nerwowych mechanizmów regulacyjnych, poza:
a.    łukiem odruchowym, którego ramiona aferentne rozpoczynają się w chemoreceptorach obwodowych;
b.    istnieje odpowiedź wentylacyjna na ból (metoda wywołująca ból Vojta).
Mechanizmy te zgrupowane zostały pod wspólnym tytułem „regulacja odruchowa”.

Odruchy barorecepcyjne
Najważniejsza grupa baroreceptorów znajduje się w zatoce szyjnej, wokół aorty – receptory te są związane przede wszystkim z regulacją krążenia. Musimy jednak pamiętać, że:
            -  spadek ciśnienia tętniczego wywołuje hiperwentylację
            -  jego wzrost, natomiast – depresję oddychania aż do wystąpienia bezdechu
Należy mieć to na uwadze przy stosowaniu zabiegów, którymi możemy naruszyć rusztowanie powięziowe szyi. Trzeba też pamiętać o śródpiersiu stosując P.W (pozycja wyjściowa do różnych zabiegów – wymiaru strzałkowego klatki piersiowej od mostka do kręgów piersiowych).

Odruchy z rozciągania płuc
W płucach znajduje się wielka liczba różnych typów receptorów, wrażliwych na inflację i deflację, drażnienie mechaniczne i chemiczne. Szlaki aferentne wszystkich tych receptorów przebiegają w nerwach błędnych, ale są też włókna, które przebiegają w nerwach współczulnych.

Odruch inflacyjny – polega na zahamowaniu wdechu w odpowiedzi na utrzymujące się rozdęcie (inflację) płuc. Identyczny efekt można uzyskać przez uniemożliwienie wydechu (wdech zostaje zatrzymany w płu-cach).

Odruch deflacyjny – polega na nasileniu wdechu w odpowiedzi na spadnięcie (deflacja) płuc.
Odruchy inflacyjne i deflacyjne są klasycznym przykładem fizjologicznego mechanizmu autoregulacyjnego.