Il controllo motorio - Megighian Lab · – osservazione della posizione/postura – Palpazione del muscolo – EMG – attività elettrica • Il movimento si rileva da – Osservazione
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COMPITI DEI MUSCOLI
causare il movimento interazione con l’ambiente , vita di relazione
impedire il movimento, bloccare le articolazioni postura, mantenimento della posizione
DUE MODALITA’ DI AZIONE
• il movimento richiede attività intense e concentrate nel tempo
• il mantenimento della postura richiede attività continua e di bassa intensità
• Il tono si rileva da– osservazione della posizione/postura– Palpazione del muscolo– EMG – attività elettrica
• Il movimento si rileva da– Osservazione– Analisi cinematiche – ELITE– Misure dinamometriche– EMG – attività elettrica
I MUSCOLI SCHELETRICI SONO FEDELI ESECUTORI DEI COMANDI DEL SNC
la sinapsi neuromuscolare e’ non-integrativa
PER MANTENERE LA POSTURA E PER COMPIERE IL MOVIMENTO I MUSCOLI ESEGUONO I COMANDI DEL SNC
• Riflessi da stiramento a partenza dai fusi:
– Rotuleo o patellare– Achilleo– Mentoniero– Bicipite– Tricipite
• Riflessi Flessori : derivano da recettori cutanei tattili o dolorifici– riflesso nocicettivo– riflesso addominale– riflesso cremasterico– riflesso plantare cutaneo– riflesso da grattamento
Riflessi posturali statici o tonici
--locali: reazione di sostegno e reazione del magnete--segmentali: riflesso estensorio crociato (estensione controlaterale nel riflesso nocicettivo)--generali: riflessi cervicali tonici riflessi labirintici tonici aggiustamento posizione occhi riflessi di raddrizzamento riflesso di sbalzamento reazione di piazzamento
Riflessi posturali stato-cinetici o dinamici
-- risposta all’accellerazione angolare nistagmo e movimenti compensatori braccia e tronco
-- risposta all’accelerazione lineare correzione tono e movimenti compensatori di testa, braccia, gambe
Convergenza sul motoneurone
5000-10000 sinapsi su ciascun motoneurone
Suddivise in 4 gruppi principali:
1)Fasci discendenti da centri superiori
2)Neuroni inibitori segmentali (Renshaw)
3)Afferenze dai propriocettori
4)Afferenze dagli esterocettori
Renshaw
Fusi n.m
Organi Golgi
F.R.A.MN
Fibre muscolari
Corteccia
Formazione Ret.
N. Rosso
N. Vestibolari
Centri superiori Convergenza sul
motoneurone
discendentisegm
entali
1) Le afferenze discendenti da centri superiori verso il motoneurone
L’anatomia del midollo spinale rivela 5 fasci discendenti principali
• Cortico spinale o piramidale• Vestibolo spinale• Rubro spinale•Tetto spinale• Reticolo spinale
3) Le afferenze propriocettive
• Afferenze dai fusi neuromuscolari– Riflesso da stiramento o estensorio tendineo
(patellare, achilleo ecc) o miotatico fasico– Riflesso miotatico tonico tono muscolare
• Afferenze dagli organi tendinei di Golgi– Riflesso del coltello serramanico– Regolazione a feed-back della forza di
contrazione
Le afferenze dai fusi sono alla base dei riflessi da stiramento o miotaticiEsempi riflesso patellare e riflesso rotuleoSono risposte fasiche --> riflesso miotatico fasico
Le risposte riflesse si possono misurare dall’EMG integrato
La registrazione delle risposte EMG ci fa scoprire componenti precoci e componenti tardive dell’EMG
La risposta e’ sempre sia di eccitazione del muscolo agonista che di inibizione del muscolo antagonista
Oltre al riflesso da stiramento o miotatico fasico i fusi sono responsabili anche del cosidetto riflesso miotatico tonico
Stiramento del fuso nel muscolo rilasciato
Percussione sul tendine
Trasmissione ai centri lungo le afferenti Ia
Attivazione di motoneuroni alfa fasici
Rapida contrazione riflessa del muscolo
Riflesso miotatico fasico o da stiramento o tendineo
La risposta nel riflesso achilleo segue di 20-40 ms lo stimolo
Stimolo elettrico al n. tibiale nel cavo popliteo
Risposta M da attivazione elettrica diretta del m. gastrocnemio
Risposta H da attivazione riflessa del m. gastrocnemio
Propriocettori
• Conoscenza della posizione degli arti (cenestesia).• Fusi muscolari (Ia & II) e organi del Golgi.• Inviano al CNS informazioni sulla lunghezza, posizione e
tensione del muscolo.• Le fibre Ia sono a rapido adattamento (dinamici o fasici) e
sono sensibili a rapidi cambiamenti nella lunghezza del muscolo.
• Le fibre di tipo II sono a lento adattamento (statici o tonici) e danno informazioni sulla lunghezza del muscolo.
Innervazione afferente sensitiva: Ia e II
Innervazione efferente motoria: assoni dei motoneuroni gamma
La scarica dei mn gamma statici aumenta la scarica basale
La scarica dei mn gamma dinamici aumenta la risposta all’allungamento
Stiramento della parte centrale del fuso
Percussione sul tendine
Trasmissione ai centri lungo le afferenti II
Attivazione di motoneuroni alfa tonici
Contrazione riflessa del muscolo
Riflesso miotatico tonico (senza stiramento)
Scarica dei gamma motoneuroni
1) Primo Obiettivo dei gamma mn:
mantenere la attività afferente del fuso durante la contrazione :
co-attivazione alfa-gamma: entrambi attivati insieme da segnali discendenti nel corso di movimenti volontari o automatici
2) Secondo obiettivo dei gamma mn
Determinare il tono muscolare
Anche in assenza di movimento è sempre presente una scarica “basale” discendente dalla formazione reticolare sui gamma motoneuroni.
I gamma motoneuroni attivano i motoneuroni alfa tonici via fusi neuromuscolari tono muscolare
L’anello gamma-mn →fuso →alfa mn →muscolo
viene chiamato gamma loop o ansa gamma
FR facilitatoria
FR inibitoria
Gamma mn
Fuso nm
Alfa mn
Fibre extrafusali
Vie della sensibilità
TONO
cortecciaGangli base
cervelletto
N.vestibolari
Dall’organo tendineo di Golgi parte il riflesso di inibizione del muscolo stesso e eccitamento dell’antagonista
L’organo di Golgi viene stimolato dalla contrazione muscolare o meglio dall’allungamento del tendine durante la contrazione. NB. se il muscolo e’ a riposo, l’allungamento si scarica tutto sul muscolo, il tendine e’ piu’ rigido, non viene allungato.
Il riflesso del coltello serramanico: rilasciamento improvviso di un muscolo ipertonico sottoposto a trazione
Riflesso inverso da stiramento
Progressivo stiramento sul muscolo contratto Robusta attivazione
dei Golgi e crollo della forza di contrazione
Sistema FRA: Afferenze dei Riflessi Flessori
derivano da recettori cutanei tattili o dolorifici
es: riflesso nocicettivo
riflesso addominale
riflesso cremasterico
riflesso plantare cutaneo
riflesso da grattamento
4) Afferenze dagli esterocettori
Fenomeno del Babinski
La flessione delle dita indotta dallo strisciamento sulla pianta del piede diventa estensione se c’e’ una lesione delle vie discendenti, in particolare la piramidale
Il babinski è presente nei neonati sani, in cui lo sviluppo del controllo superiore sui riflessi è incompleto
Meccanismo del Babinski:
L’afferenza ha le connessioni sia con gli estensori che con i flessori, ma la connessione flessoria e’ facilitata in presenza di scariche discendenti
Recettori cutanei
afferenzaMotoneuroni Motoneuroni estensori flessori
interneuroni interneuroni
Vie discendenti
Estensione Flessione delle dita delle dita
Segno di Hoffman: flessione della falange distale del pollice stimolando l’unghia o l’estremità del 3° o 4° dito
Significato analogo al segno di Babinski nell’arto superiore
Riflessi posturali statici o tonici
--locali: reazione di sostegno e reazione del magnete--segmentali: riflesso estensorio crociato (estensione controlaterale nel riflesso nocicettivo)--generali: riflessi cervicali tonici riflessi labirintici tonici aggiustamento posizione occhi riflessi di raddrizzamento riflesso di sbalzamento reazione di piazzamento
Riflessi posturali stato-cinetici o dinamici
-- risposta all’accellerazione angolare nistagmo e movimenti compensatori braccia e tronco-- risposta all’accelerazione lineare correzione tono e movimenti compensatori di testa, braccia e gambe
Riflesso di prensione palmare nel neonato
Riflesso di Landau nell’esame neurologico del neonato: raddrizzamento della testa (a partire dal quarto mese)
Riflesso di Moro (fino a 6 mesi)
The legs and head extend while the arms jerk up and out with the palms up and thumbs flexed. Shortly afterward the arms are brought together and the hands clench into fists, and the infant cries loudly
EFFETTI DELLA SEZIONE DEL MIDOLLO SPINALE SUI RIFLESSI
stadio iniziale o shock spinale
paralisi flaccida (scomparsa del movimento volontario, dei riflessi, del tono)
anestesia totale
perdita funzioni vegetative (ipotensione, ritenzione urine e feci)
stadio di automatismo midollare
ricomparsa dei riflessi: tonoipertono (spasticità)
defecazione e minzione riflessa
parziale controllo pressione
babinski
• EFFETTI DELLA EMISEZIONE DEL MIDOLLO SPINALE (Brown-Sequard)
• dal lato leso: paralisi flaccida, poi spastica • perdita sensibilita’ propriocettiva e tattile
fine, vasodilatazione
• dal lato opposto: anestesia termica e dolorifica
I centri tronco-encefalici
Centri reticolari di controllo del tono muscolare
Centri generatori di automatismi– masticazione, locomozione, respirazione,
deglutizione
Nuclei vestibolari
Stazioni di vie discendenti
La formazione reticolare e’ una rete neuronica estesa nel tronco encefalico, formata da neuroni con altro grado di convergenza e di divergenza.
Funzioni della FR: centri motori e vegetativi, stazione di vie ascendenti e discendenti
Afferenze alla FR: vie della sensibilita’ corteccia cervelletto ipotalamo
Efferenze dalla FR• ascendenti al talamo e corteccia (sistemi attivatori)• discendenti verso i motoneuroni e neuroni pre-gangliari• cerebellari (lobo posteriore)
• Una importante proiezione discendente della FR troncoencefalica è rivolta al controllo del tono muscolare attraverso il controllo del riflesso da stiramento
FR facilitatoria
FR inibitoria
Gamma mn
Fuso nm
Alfa mn
Fibre extrafusali
Vie della sensibilità
TONO
cortecciaGangli base
cervelletto
N.vestibolari
La decerebrazione (taglio transcollicolare) provoca ipertonia (spasticità, rigidità) con prevalenza degli estensori nell’arto inferiore e dei flessori nell’arto superiore
Gatto decerebrato:
Ipertono estensorio generalizzato
Perché la decerebrazione causa ipertonia ?
• La FR facilitatoria è attivata dalle afferenze sensitive, la FR inibitoria è dipendente da centri superiori
• La decerebrazione toglie lo stimolo che mantiene attiva la FR inibitoria
• Squilibrio con prevalenza della FR facilitatoria
• Tono muscolare: stato di contrazione presente nei muscoli anche a riposo
• Tono posturale: stato di contrazione diversamente distribuito fra i muscoli in relazione al mantenimento della postura
Variazioni del tono muscolare
- per mantenere la postura (tono posturale)
- per consentire il movimento
- con il ritmo sonno-veglia e le variazioni della vigilanza
La postura umana postura ed equilibrio
• La postura è l'adattamento personalizzato di ogni individuo all'ambiente fisico, psichico ed emozionale.
• La postura è il modo con cui troviamo un equilibrio reagendo alla forza di gravità.
La postura umana
Gli aggiustamenti per ottenere l’equilibrio posturale si basano su:
1) Informazioni propriocettive dei fusi
2) Informazioni vestibolari
3) Informazioni visive
Esempio del contributo del riflesso da stiramento
La flessione del ginocchio e della caviglia attivano la contrazione del gastrocnemio che estende la caviglia
Contributo visivo alla postura
Le oscillazioni posturali aumentano rimuovendo gli occhiali (a un miope) e a occhi chiusi
Contributo visivo alla postura
L’ampiezza delle oscillazioni posturali aumenta se togliamo un riferimento visivo prossimo
Contributo vestibolare alla postura: importante quando siamo su una superficie in movimento
La risposta vestibolare “pura” è ritardata e più intensa
Notare l’angolazione
Centri tronco-encefalici per la generazione di automatismi primari
• Masticazione• Deglutizione• Respirazione• Locomozione• …….
Controllo nervoso della masticazioneLa masticazione è un automatismo primario:
il centro genera la attivazione muscolare ritmica
centro tronco-encefalico della masticazione
Muscoli masticatori
efferenze trigeminali (facciale, ipoglosso…)
afferenze superiori (corteccia cerebrale)
afferenze sensitive (trigeminali:feed back)
Controllo nervoso della deglutizione
Il centro genera la attivazione sequenziale dei muscoli coinvolti nella deglutizione
– centro bulbare della deglutizione,
– afferenze superiori (corteccia) e sensitive (orali),
– efferenze motorie: a muscoli striati e muscoli lisci• trigemino, facciale e ipoglosso• glossofaringeo• vago (acetilcolina e NO e VIP)• Centri respiratori – blocco della respirazione
Controllo della locomozione
• Attività ritmica e alternata per ciascuna gamba:– Appoggio e pendolo inverso– Slancio
Marcia automatica del neonato
Marcia con appoggio
Controllo della locomozione
• Centro tronco-encefalico/spinale generatore della ritmicità
• Afferenze da recettori plantari e propriocettori
• Interazioni con cervelletto• Controllo (start-stop-velocità) corticale
The motor infrastructure: from ion channels to neuronal networksSten GrillnerNature Reviews Neuroscience 4, 573-586 (July 2003)
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