1. Ekologie člověka Ekologie člověka je oborem široce interdisciplinárním. Sleduje všechny determinující interakce a relace jedince – autekologie, nebo celé populace s jejím okolím – demekologie, stejně jako vzájemné vztahy mezi jedinci v populacích – synekologie. V řešení autekologických problémů se opíráme o synekologické pracovní metody. Lidská společnost je celistvou komponentou vyšší úrovně biologické integrace, která se kvalitativně liší od ostatních novou kvalitou – sociálností. V této souvislosti do sebe ekologie člověka zahrnuje dvě úrovně – biologickou, nad kterou staví úroveň sociální. Sociální úroveň nemůže existovat bez opory na biologické úrovni. Lidská kultura je důležitou komponentou ekosystému člověk – životní prostředí. Ekologické vlivy jsou neoddělitelné od sociálního a kulturního rozvoje, od ekonomického růstu, od rozšiřování intelektuálních a mravních horizontů lidstva. 2. Témata: 1. Úvod do ekologie člověka. 2. Témata. 3. Mechanismy působení prostředí. 4. Adaptace a adaptabilita člověka, mechanismus adaptací. 5. Stárnutí organismu. 6. Habituální bipedie. 7. Funkční rozdělení pohybové soustavy. 8. Faktory ovlivňující vývoj motoriky. 9. Lidská noha a její adaptační systémy. 10. Evoluční dějiny člověka z hlediska potravní strategie. 11. Člověk jako energetický systém. 12. Prostředí a ontogenetický vývoj, akcelerace a sekulární trend. 13. Ekologie vyučovacího procesu. 3. Mechanismy působení prostředí Faktory, které na člověka působí, dělíme obvykle na přírodní a civilizační. U přírodních faktorů jde především o klima, dále geografickou polohu, nadmořskou výšku, složení půdy, přítomnost vodních zdrojů a další. Na určité úrovni se u těchto faktorů uplatňuje ve vztahu k člověku především jejich změna (změna při přechodu člověka z jednoho klimatického pásu do druhého, změny způsobené lidskou činností při devastaci krajiny). Na další úrovni se uplatňuje přírodní faktor v civilizované společnosti jako psychicky účinný, mající pro člověka citový význam. V přírodní fázi lidské existence byly rozhodující základní faktory prostředí. V civilizaci ve svém významu stále více ustupují a zvětšuje se úloha prostředí sociálního – materiální a sociální prostředí se stále více prolínají. Interakce mezi působícím faktorem a organismem je složitým systémem fyzikálních až biochemických reakcí, které jsou v současném výzkumu sledovány až na buněčnou a molekulární úroveň. Vedle těchto faktorů je interakce ovlivńována řadou okolností, které jsou dány organismem samotným. Je to: 1. celkový stav organismu (aktuální zdravotní stav, stav výživy, věk, pohlaví, vrozená dispozice),
1
2. doba, po kterou faktor působí (různá citlivost v průběhu prenatálního období na teratogenní vlivy, období spánku a bdění apod.) 3. druh činnosti , 4. tolerance organismu k danému faktoru, 5. vztah mezi dobou expozice a dobou, kdy faktor nepůsobí nebo je přítomen v podstatně nižší intenzitě, 6. cesta vstupu do organismu. Pro posouzení účinku faktoru, který se vyskytuje v prostředí, je proto potřeba poměrně podrobného popisu, neboť faktory převážně vystupují ve složitém faktorovém komplexu a jsou obtížně přístupny izolovanému zkoumání. 4. Adaptace a adaptabilita člověka. Člověk odpovídá na stálé změny prostředí v podstatě trojím způsobem – reakcí, adaptací a deformací. Reakce jsou rychlé fyziologické změny, uskutečňující se ve vteřinovém nebo minutovém rozmezí. Vlastní podstatou reakcí jsou nitrobuněčné enzymatické změny, nastávající především na jednorázový podnět. Mezi reakcí a adaptací však není rychlý přechod. Při dlouhodobějším působení podnětů může vzniklý reakční substrát spětnovazebně ovlivnit aktivitu příslušných enzymatických pochodů tak, že dojde k úpravě původní výchylky na adaptaci. Adaptace mají pomalejší průběh než reakce. Jsou vyvolány dlouhodobým kontinuitním nebo přerušovaným podnětem. Realizují se nejen na úrovni buněčné, ale i na úrovni celého organismu, s regulačními zásahy hormonálními. Adaptace jsou biologicky výhodné změny v organismu, vedoucí k zachování homeostatické rovnováhy za různých podmínek. Mohou současně probíhat na jedné nebo více úrovních (molekulární, buněčné, tkáňové, hormonální, orgánové, ale i na úrovni skupin, populací a celých ekologických systémů), při čemž časový průběh jednotlivých adaptačních jevů může být různý. Adaptační jevy na nové prostředí, dostavující se v průběhu dnů a týdnů nazýváme aklimatizace. Nejčastěji bývají zkoumány jako adaptivní odpovědi na změny klimatické. Přitom bývá od aklimatizace probíhající v přirozených podmínkách odlišována aklimace, jako soubor podobných adaptačních odpovědí v podmínkách laboratorního experimentu, kde je plánovitě měněna jen jedna veličina, např. teplota. Schopnost člověka aklimatizovat se je jednou z nejdůležitějších lidských schopností. Je vyvinuta u všech lidských ras, rozdíly jsou jen v míře aklimatizace. Všeobecně se soudí, že nejpřizpůsobivější jsou příslušníci mongoloidního plemene. Adaptace se vždy projeví změnou životních limitů, ve kterých může organismus přežívat, tj. jejich posunem nebo změnou jejich rozsahu pod vlivem nějakého faktoru prostředí. Jestliže se jedná o změnu limitů určujících hranice přežití jedince, hovoříme o adaptacích rezistentních. V případě, že jde o posun hranic určujících zachování schopnosti rozmnožování, hovoříme o adaptacích kapacitních. Habituace je přizpůsobení centrálního nervového systému a smyslových orgánů, které vede ke snížení pociťování vnějšího podnětu. Habituace má do značné míry význam subjektivní a je výrazem přirozené činnosti senzitivních systémů. Často předchází adaptačním změnám. V protikladu k reakcím a adaptacím jsou deformace, které jsou vyvolány příliš silným nebo neadekvátním podnětem. Nemají pozitivní biologický charakter a končí vznikem patologických stavů nebo zánikem organismu.
2
Vzhledem k mechanismu adaptací rozlišujeme adaptace: fylogenetické (uskutečňují se změnami genetického kódu), ontogenetické (uskutečňují se změnami ve vývoji jedince), fyziologické (uskutečňují se změnami regulačních a metabolických mechanismů), kulturní (uskutečňují se změnami chování).
Fylogenetické adaptace – genetické důkazy antropogenezy Obsah DNA v jádře všech savců je přibližně stejný, u člověka je to 7.10 na –12g na diploidní jádro. Při evoluci savců se odehrávaly menší chromosomové přestavby, např. inverze, fůze dvou akrocentrických chromozomů do jednoho metacentrického a podobně. Tyto přestavby nepůsobí kvalitativní změnu genomu, způsobují však reprodukční bariery. Gibbon má 2n = 44, člověk 2n = 46, šimpanz, gorila a orangutan 2n = 48. Ve vývojové linii vedoucí k člověku nastala fůze dvou akrocentrických chromosomů do jednoho metacentrického, která vytvořila reprodukční barieru potřebnou na to, aby v této linii mohla začít antropogeneza. Moderními metodami barvení se zjistilo, že touto fůzí vznikl chromozom č. 2 ze dvou skupin chromozomů skupiny D. Od lidoopího se lidský karyotyp liší menšími chromozomovými přestavbami a to jevíce od orangutanního a nejméně od šimpanzího. Karyotyp šimpanze se dá rozdělit do 7 skupin jako u člověka, ale skupina D obsahuje o 2 páry akrocentrických chromozomů více a skupina 2 o jeden pár metacentrických chromozomů méně. Gibbon stojí zcela mimo antropogenzu. 2n = 44 představuje samé metacentrické chromozomy. Na základě srovnávací molekulární genetiky primátů bylo zjištěno, že ve struktuře polypeptidových řetězců hemoglobinu nacházíme v alfa řetězci, který se skládá ze 141 aminokyselin, mezi člověkem a gorilou pouze 1 odlišnost, pouze jediná ze 141 aminokyselin je různá. Mezi šimpanzem a člověkem je homologie úplná.
3
Ontogenetické adaptace Ontogenetické adaptace se uskutečňují v počátečních stádiích vývoje organismu a v průběhu růstu, kdy je organismus schopen dosáhnout nových, vhodných vlastností. Zásadní pro možnost ontogenetických adaptací jsou období vývojové plasticity. Nejplastičtější je lidský organismus v období novorozeneckém (28 dní), kojeneckém (do 1 roku života) a batolivém (do 3 let života), případně v prvním roce předškolního věku (do 4 let). Ontogenetické adaptace se označují také jako vývojová homeostáza. Fyziologické adaptace Fyziologické adaptace pracují v mezích nastavených historií organismu za pomocí feedbacku. Regulační mechanismy jsou závislé na změnách prostředí. Není-li organismus stimulován změnami prostředí, nevzniká žádný podnět k regulačním dějům a adaptabilita se snižuje. Mezi důležité funkční mechanismy patří imunitní mechanismy, které se uskutečňují na základě enzymové indukce. Ontogenetické a fyziologické adaptace jsou v podstatě individuálními adaptacemi, projevujícími se pod vlivem vnějších faktorů v průběhu individuálního života. Uskutečňují se pouze v hranicích daných genotypovou skladbou jako řada epigenetických změn vyvolaných změnami podmínek prostředí. Epigenetické změny jsou realizací fenotypu na podkladě daného genotypu. Adaptabilita je pak dána bohatostí genetického potenciálu a mírou schopnosti ho využívat. Na příklad adaptace oběhového systému na zátěž jsou realizovány změnami distribuce krve, dilatací arterií pracujících svalů, vazokonstrikcí arterií i vén splanchniku a ledvin, zvýšením minutového srdečního výdeje. Po několika týdnech pak již nastává zvýšení venózního návratu, ekonomičtější plnění srdce krví a zvyšuje se minutový objem srdce. Aerobní cvičení je považováno za nejvýznamnější složku fitness, neboť podmiňuje zvyšování celkové účinnosti kardiovaskulárního systému. Typickým rozmezím pro aerobní cvičení je 60 až 80% MTF. Mezi 80 až 85%MTF se nachází anaerobní práh, hranice zatížení, za níž je již narušena dynamická rovnováha laktátu v krvi. Maximální spalování tuků je na 90 % anaerobního prahu. Nad ANP je palivem pouze glukóza. Při snižování nadváhy je proto lepší udržovat nižší úroveň tepové frekvence, nesmí však klesnout pod 60 % MTF, kdy již není dostatečně ovlivňována látková přeměna. Tělo začíná využívat tukové zásoby až po 20 až 30 min. zátěže. Lepší efekt přináší využití pohybu na různých úrovních intenzity. Pravidelná pohybová aktivita učí tělo spalovat tuky.
4
Každá změna prostředí, která vychyluje rovnovážný stav organismu je zátěží (stresem). Organismus na ni reaguje postupnými kroky: fází poplachovou, kdy dochází pomocí neurohumorálních mechanismů l mobilizaci energetických rezerv, fází adaptace, v níž dojde k přizpůsobení organismu, jestliže podnět nepřesahuje únosnou míru, fází selhání adaptace, jestliže zátěž přesahuje adaptační možnosti jednotlivce. Cílevědomým tréninkem (dávkováním, stimulujícím výši dávek stresoru) je možno adaptaci na změněné podmínky urychlit a rozšířit. Adaptační změny funkčního charakteru jsou reverzibilní, ale zanechávají v organismu stopy, proto nová adaptace na stejný podnět probíhá pohotověji. Mechanismus stresové reakce má ve svém genetickém programu zakódován od počátku života každý živý organismus. Lidská modifikace tohoto mechanismu má rovněž přesné zákonitosti, které se v průběhu evoluce měnily jen nepatrně. Účelem postupných kroků bylo a je rychlé nastartování všech alternativ obranné reakce, po signálech možného ohrožení života jedince nebo ohrožení integrity jeho životních funkcí. Protože signál sám nevypovídá o aktuálnosti hrozby, ani o tom, kolik energie bude zapotřebí k její likvidaci, má mobilizace organismu před nebezpečím co největší rezervy, které lze soustředit. Proto se stresové reakci říká „reakce bojem nebo útěkem“ (fight or flight response), tzn. nespecifická reakce na vnější podnět. Současné stresové faktory útočí na integritu člověka hlavně na poli sociálně psychologickém. Klíčovými stresory jsou konflikty v mezilidských vztazích, vnitřní konflikty jedince při hledání sociální identity, informační chaos, rychlé tempo společenských technologických změn a podobně. Civilizační (kulturní) adaptace. Kulturní adaptace jsou účelným chováním, směřujícím k adaptaci na změny prostředí pomocí prostředků vytvořených civilizačním vývojem. Do této skupiny lze zahrnout užívání oděvu a obydlí, umění, užívání léků, očkování a další. Tento typ adaptací není vlastní jen jednotlivci, ale celé populaci, v níž se přenáší z generace na generaci negenetickou cestou učením a předáváním kulturně sociálních tradic. Výzkumu kulturních adaptací se věnuje kulturní a sociální antropologie a kulturní ekologie. Kultura člověka je studována jako souhrn všech specifických, negenetických jevů. Kulturní antropologie se zabývá vznikem a vývojem lidských kultur, rozvíjí globální pojetí kultury jako specificky lidského adaptačního mechanismu, včetně jeho struktury a dynamiky. Studuje člověka jako člena určité kultury, věnuje pozornost lidskému chování a vývoji společnosti. Klade velký důraz na rozlišování chápání konkrétní kultury ze zorného úhlu kultury jiné (pohled zvenčí), stejně jako popisu společnosti z pohledu zkoumaného nebo zkoumaných (pohled vnitřní). Zdůrazňuje význam společenských hodnot, institucí a zvyků v kontextu sociální struktury. Základy kulturní a sociální antropologie byly položeny na konci 19. století. Ve svém interdisciplinárním přístupu využívá poznatků antropologie, demografie, historie, etnologie, folkloristiky a dalších oborů. Rozšířila své působení na řadu oblastí moderní společnosti (antropologie města, feministická antropologie, vizuální antropologie a další).
5
Hlavní školy kulturní a sociální antropologie: evolucionismus zdůrazňuje tři stadia společenského vývoje – divošství, barbarství, civilizace. Nebere ohled na rozdíly ve vnějším prostředí a v podmínkách, v nichž kultury vznikaly (H. Spencer, L. H. Morgan, E. B.Tylor, J. G. Frazer). difuzionismus zdůrazňuje význam kulturních přenosů, šíření jednotlivých společenských jevů a kulturních prvků migrací a napodobováním (F. Ratzel, L. Frobenius, F. Boas). funkcionalismus se zajímá o praktické fungování různých společností a význam příbuzenských, náboženských a ekonomických situací při život dané spoečnosti. Ptá se po účelu a smyslu pravidel, zvyků a obřadů. konfiguracionismus se zajímá o provázanost prvků kultury, o její vzorec (pattern), který ovlivňuje všechny její prvky. strukturalismus studuje strukturní podobnosti mezi kulturami (Claudie Lévi Strauss). kulturní ekologie zdůrazňuje vlivy prostředí, adaptace na hmotné podmínky studuje kulturní materialismus. Civilizační adaptace a umění: Estetické prožitky, které pociťujeme při zpěvu, tanci, při kresbě, modelování, při pohledu na obrazy, sochy nebo při poslechu hudby, mají svůj prazáklad převážně v emocích. To však znamená, že své estetické prožitky můžeme odvodit ze starých instinktů, optimalizujících chování. Dnes je velmi obtížné vysvětlit funkci jednotlivých estetických prožitků. Měla hudba stmelující a aktivizující funkci při rituálních obřadech či lovu? Znamená snad vzrušení, které se nás zmocňuje při pohledu na lesnatou krajinu s jezery, pozůstatek instinktivního chování spojené s obsazením krajiny, která skýtá hojnost zvěře, ryb a bezpečí? Odpovědi na tyto otázky bezpečně neznáme. Počátky estetického cítění nesporně položily základ umění. Od samotného počátku bylo umění nejen podněcovatelem emočních odpovědí, ale i jejich manipulátorem. Dovolilo člověku prožívat emoce, čímž obohacovalo jeho život. Umění však asi hrálo i nezastupitelnou úlohu při stabilizaci lidských seskupení. Některé emoce posilují soudržnost skupiny a upevňují příbuzenské vztahy, jiné zase vyvolávají agresivitu, vybíjející se do prázdna či do krutosti. Paleolitické umění bylo nedílnou součástí sociálního života a kultury paleolitických populací. Bylo možná i jedním ze selekčních kritérií, podle něhož ten, kdo se ztotožnil s uměleckým cítěním, měl i reprodukční úspěch, čímž u svých potomků posiloval nadání k umělecké činnosti, a naopak ten, kdo byl k uměleckému cítění necitlivý, byl vystaven nebezpečí, že bude vyvržen na okraj své society, či dokonce vyloučen z reprodukce. V duchu těchto úvah můžeme předpokládat, že se umělecké cítění trvale vepsalo do vnitřní paměti (genofondu) lidské společnosti. Umění se stalo nedílnou součástí kultury, promítající se jevově jako srozumitelný jazyk emoční komunikace a emoční stimulace. Dnešní umění již zřejmě nemá svůj původní adaptivní význam – význam z hlediska přežití. Má však význam rozvíjející i terapeutický neboť sděluje emoce, kterou jsou nezbytné pro psychické zdraví člověka, jeho harmonii, pohodu a radost. Lidé si vynutili vznik složitých lidských civilizací proto, aby mohli velmi přesně vymezit své činy a své cíle. Sociokulturní adaptace k lovu a sběru jsou dnes studovatelné poměrně obtížně. Lovecko-sběračský způsob života v sobě skrýval jedno zásadní nebezpečí - vyčerpání zásob v krajině za obnovitelnou hranici. Dokonce i skupinka čítající několik desítek osob může při delším pobytu na jednom místě snížit úživnou hodnotu krajiny natolik, že je pak nutné zvýšené úsilí mužů a žen při zaopatřování potravy, aby se udrželo její množství i požadovaná kvalita stravy. A je to právě ono zvýšené úsilí, které se stane silnou pobídkou ke stěhování
6
do jiné oblasti. Z tohoto pohledu se nejeví pohyblivost lovců jako možnost výběru, ale jako nezbytnost. Přitom lidé budou mít stále dost času k výrobě nástrojů, šperků, k vyprávění, tanci a malování, ovšem za krutou cenu odnětí života těm, kteří se stali pro zachování mobility přítěží. Dnes není pochyb, že mnohé z rysů našeho chování se vyvinuly do dnešní podoby již u lovců a sběračů. Jde o dělbu práce mezi mužem a ženou, vzájemnou spolupráci, plánování a intenzivní kořistění prostředí i zvláštní technické a technologické dovednosti. Asi před 20 000–15 000 lety začali lovci a sběrači v některých oblastech Starého světa snižovat aktivitu své lovecké činnosti a zaměřili se více na sběračství. Tímto zaměřením, vynuceným možnostmi životního prostředí, projevili vůli k pokusům s novými potravinovými zdroji. Tak začali tvořit novou technologii získávání potravy. Za klíčový obrat v jejich technologii je považována výroba nástrojů z mikrolitů. Mikrolity byly tenké ostré čepelky z pazourku, případně z obsidiánu, které na příklad, připevněny jedna vedle druhé na zakřivenou kost, paroh či dřevo, vytvořily mimořádně výkonný srp. Před 11 000–9 000 lety se zemědělská výroba již rozbíhala souběžně na několika místech Starého a Nového světa: na Blízkém východě, v jihozápadní Evropě, Číně, jihovýchodní Asii, Mexiku, Peru a jinde. V těchto zemědělských střediscích začala výroba potravin zřejmě zcela nezávisle a vyvíjela se v odlišném prostředí. Přechod zemědělských technoantropocenóz (TAC) do městských byl pozvolný a trval staletí. Přeměna řemeslnicko-správních měst na průmyslová probíhala daleko rychleji, spíše řadu desetiletí než tisíciletí a staletí a lidský organismus, včetně psychické stránky se s touto změnou života plně nevyrovnal. O tom, jak vazby vytvořené mezi členy zemědělské TAC byly velmi pevné svědčí například i to, že v pozměněné formě přetrvávají i v průmyslových TAC, kde však nabývají odlišné funkce. Vazba mezi člověkem a domácím zvířectvem byla v zemědělských TAC dána vzájemnými službami. V průmyslových TAC ztrácí tyto vazby původní funkci a živočich se stává náhražkou, naplňující uprázdněnou niku v psychice lidí v rámci původně nezbytných vazeb. Člověk na jedné straně trpí denaturovaným prostředím, na druhé straně však je již tak adaptován na svou technosféru, že bez ní nemůže téměř existovat. Aby si člověk udržel svou fyzickou a duševní výkonnost, potřebuje pohyb a rekreaci. Podstata rekreace spočívá v tom, že člověk alespoň částečně uvádí svůj organismus v činnost, na níž byl adaptován po miliony let a z níž byl vytrhnut teprve po několik staletí. V turistice se blíží činnosti, kterou prováděl jako jednu z nutných složek své existence pravěký nomád. Sport jako lov napodobuje existenční podmínku člověka doby kamenné a podobně. Problémem je civilizovaná pseudorekreace. 5. Stárnutí organismu Stárnutí (senescence) je proces, který se projevuje chátráním tělesné stránky a snižováním efektivity a účinnosti funkcí organismu, hromaděním defektů v organismu a jeho klesající schopností tyto defekty opravovat a nahrazovat vadné či odumřelé buňky novými. Dochází k vyšší náchylnosti k různým nemocem a zvyšuje se riziko úmrtí. Stárnutí se dá obtížně časově ohraničit. Posuzujeme je jako multifaktoriální proces, ve kterém se vzájemně ovlivňují faktory genetické, epigenetické (biologická involuce, důsledky chorob, důsledky pohybové inaktivity) a enviromentální (vlivy prostředí fyzikální, demografické a sociální). Problematika demografického stárnutí obyvatelstva se stává v globálním měřítku nepříjemnou prioritou, také demografický vývoj české populace je závažný. Za mladé stáří (senescenci) může být zvoleno věkové rozmezí od 60ti do 75ti let života, za vlastní stáří (senium) věkové rozmezí 75–89 let, za patriarchium 90 let a více. Používá i další modifikace dělení stáří, která se liší v posunu počátku senescence o 5let výše
7
a patriarchia o 5 let níže. Za mladé stáří je pak považováno věkové rozpětí 65 let až 74 let, za staré stáří rozpětí 75 až 84 let, za velmi staré stáří 85 let a vyšší věk. Stručně o současných teoriích stárnutí Teorie volných radikálů Volné radikály jsou atomy nebo skupiny atomů obsahující nepárový elektron ve vnější elektronové sféře. Jsou velmi reaktivní a vyvolávají řetěz reakcí končící tím, že nepárové elektrony vstoupí do normální chemické vazby. Uvnitř makromolekul či řetězci makromolekul vznikají nové chemické vazby, které narušují původní funkci. Na příklad bílkoviny ztrácí enzymatickou aktivitu a neplní tak svou funkci, je poškozena DNA a vzniká nebezpečí rakovinného bujení, v důsledku poškození a zániku buněk dochází k poškození tkání a orgánů. Rostoucí koncentrace volných radikálů představuje „chronickou otravu organismu“. Hlavními zdroji volných radikálů jsou: 1. běžné životní pochody, při nichž buňka získává energii nebo štěpí látky pro buněčnou výživu. V procesu přirozeného stárnutí má hlavní vliv buněčné dýchání, 2. ionisující záření (UV, rentgenové záření, radioaktivní záření), 3. reakce organismu na některé cizorodé látky v organismu – rostoucí znečištění životního prostředí, včetně vzduchu a potravy přispívá k poškození organismu volnými radikály a ke zrychlenému stárnutí. Ochrana proti působení volných radikálů – enzymatická obrana (vnitřní obrana buněk): superoxid-dismutázy peroxidázy
neenzymatická obrana (možno dodat v potravě): antioxidační látky (tzv. scavengery) karotenoidy, askorbová kyselina, alfatokoferol. melatonin
Žádoucí je posilovat všechny druhy obrany (enzymatickou i koncentraci antioxidantů), enzymatickou ochranu lze posílit dodáním tzv. kofaktorů (např. zinek, selen, měď, mangan). Nejběžnější antioxidační látky jsou vitamíny C, A a E. U vitamínů A a E pozor na předávkování. Život savců prodlužuje fyzická aktivita. Neuroendokrinní teorie stárnutí. Tato teorie předpokládá jako rozhodující mechanismus endokrinní systém. Za rozhodující je považována epifýza s hormonem melatoninem. Melatonin řídí biorytmy, používá se při léčbě zhoubného bujení, proti stárnutí a při prevenci poruch spánku. Epifýza produkuje melatonin jen v určitém denním období v cyklech, které se opakují jednou za 24 hodin. Tyto cykly jsou zřejmě dány časovacím mechanismem uvnitř epifýzy, jde o fyzikálně-chemické pochody uvnitř melatonin produkujících buněk (pinealocytů). Vnitřní načasování těchto rytmů je samovolně nastaveno asi na 25 hodin. Vnitřní časovací systém je však synchronizován světelnými signály z okolí tím způsobem, že světlo inhibuje produkci melatoninu. Za normálních podmínek je melatonin produkován pouze za tmy a to na počátku tmavé periody dne s periodou 24 hodin. Produkce melatoninu klesá výrazně s věkem. Maximální hodnoty melatoninu jsou u starých jedinců sníženy na necelých 25 % hodnoty ve srovnání s hladinami v mládí.
8
Melatonin stimuluje imunitní systém ve smyslu aktivace přes štítnou žlázu a adenohypofýzu. Výsledkem je zlepšení stavu tkání a jejich regeneračních schopností. Melatonin řadíme mezi antioxidanty. Je dobře rozpustný v tucích (je lipofilní), proniká snadno do buněk přes buněčnou membránu k místům zranitelným volnými radikály. Prokazatelné negativní změny v procesu stárnutí se projevují již od 35 let. Proto obrana proti stárnutí musí začít již v tomto období, nikoliv až organismus dospěje do skutečného stáří. Popisována je také protirakovinná aktivita melatoninu. Z rostlin se nejvíce vyskytuje v obilných klíčcích. Genetická teorie stárnutí. Podle této teorie je stárnutí důsledkem hromadění mutací v somatických buńkách. Za jednu ze zásadních příčin stárnutí je považováno zkracování koncových struktur chromozomů – telomér. Teloméry se skládají z opakující se posloupnosti šesti nukleotidových základů, které jsou stejné pro všechny obratlovce. Jsou nezbytné pro dělení buněk. Při každé mitóze se zkrátí, vzhledem k neschopnosti enzymu syntetizovat, konce lineárních nukleových kyselin, naopak při meióze se činností telomerázy obnoví. Telomeráza nese RNA oligonukleotid komplementární k sekvenci telomér, podle kterého teloméry dosyntetizuje Po určitém počtu mitotických dělení se však teloméry zkrátí natolik, že znemožní další buněčná dělení a buňka zemře. Tato místa tedy fungují jako buněčné hodiny, neboť určují čas života tím, že sledují, kolikrát se buňka rozdělila. Výzkumy prokázaly, že stres působí na zkracování telomér a buňky pak rychleji stárnou. Zatím ještě není známo, jak stres působí na aktivitu enzymu telomeráza. Byly však vysloveny předpoklady, že v jejím účinku brání volné radikály. Bylo také zjištěno, že dlouhověkost se dění po otcovské linii. Delší teloméry mají děti otců, kteří mají také dlouhé teloméry. Pacemarkerové teorie stárnutí. Stárnutí je chápáno jako multifaktoriální proces spojený s tvorbou volných radikálů a následných poškozeních životně důležitých procesů uvnitř buněk. Je hledán časovací systém (pacemarker) v některém z orgánových systémů. Epifýza – melatonin – anti aging agens. 1. Zdravě spát, dostatečně odpočívat 2. Stravu přizpůsobit věku, fyzické námaze, zdravotnímu stavu a pohlaví. Sportovat podle svých možností. 3. Učit se v každém věku – psychická činnost zpomaluje stárnutí. Geriatrika - příklady Klasickým geriatrikem je Gerovita. Jeho základem je prokain (pozor na alergie na prokain). Objev Gerovitalu sahá do 50. a 60. let minulého století, kdy jej popsala rumunská gerontoložka Anna Aslanová. Melatonin, DHEA-dehydroepiandrosteron. DHEA je hormon patřící mezi steroidní sloučeniny, je příbuzný mužským pohlavním hormonům a je produkován v nadledvinkách. Jeho množství v tělesných tekutinách klesá s věkem, proto bývá používán jako měřítko biologického věku. Zasahuje do metabolismu cukrů a tuků. Vytváření tukových zásob je nepřímo závislé na koncentraci DHEA. Podle některých autorů je tvorba DHEA spojena s produkcí melatoninu, při čemž závislost je obousměrná. Uvažuje se o pozitivním vlivu na vývoj mozku. DHEA je rychle odbouráván v játrech. Podávání DHEA musí překonat barieru portálního oběhu mezi tenkým střevem a játry a proto musí být prováděno speciální lékovou formou. Vitamíny. Proti volným radikálům působí především vitamíny C, A a E.
9
6. Habituální bipedie Habituální bipedie vznikla při adaptivní radiaci raných homonidů do polootevřené nebo otevřené krajiny. Vznikla z polární nebo silně polární kvadrupedie, tzn. brachiace nebo semibrachiace. Horní končetiny a ruce byly uvolněny od vlastní lokomoce. U současných primátů se vytvořila adaptace ke šplhání, zavěšování a „knuckle walking.“ Pohyb je důležitým ekologickým faktorem z hlediska autekologického, demekologického i synekologického. Příklady projevů adaptačních mechanismů: Šimpanz nemůže vypnout DK v kolenním kloubu, čímž je anatomicky odsouzen stát v lehkém podřepu. Jeho femur je spuštěn přímo kolmo dolů. Ve vzpřímeném postoji musí vynakládat značnou dávku pohybové energie navíc a mimo to nemůže při vykročení využít svého palce k odrazu a paty při dopadu nohy na zem. (Zkuste pokrčit DK v kolenou a vykročte). Lidské femury se šikmo sbližují svými distálními konci. Známe kolodiafyzární úhel nasazení krčku femuru na diafýzu s průměrnou hodnotou 125 stupňů a torzní úhel krčku, který je pootočen vůči frontální rovině dané postavením kondylů dopředu o 10 stupňů. Člověk má nižší polohu těžiště, to mu dodává větší stabilitu a tím menší spotřebu energie při vzpřímeném postoji Těžiště lidského těla se promítá do pánve asi ve výši S1. Jakmile vykročíme, připomíná těžiště rozvolněnou stuhu s prům. stranovým výkyvem 15mm a výškovým 32mm. Během kmitavé fáze se těžiště lidského těla posouvá ve směru nohy, která tělo podpírá. Další adaptace k bipedii: bederní lordóza, kyfóza os sacrum, promontorium, zkrácení a rozšíření pánve, kolodiafyzární úhel, torzní úhel collum femoris, pravý úhel připojení nohy k bérci, silný palec v rovnovážném postavení, zvětšená pata, podélná a příčná klenba nožní, předozadně oploštěný hrudník, zkrácená horní končetina, posun foramen magnum. Bederní úsek páteře je evolučně velmi mladý a nestabilizovaný. Vzdálenost mezi 12. žebrem a crista iliaca je značná, nutný je dobrý svalový korzet. Energeticky je bipedie při běžné chůzi velmi efektivní a energeticky nenáročná. Obr. 1. Porovnání kostry šimpanze a člověka: A – kostra šimpanze, přizpůsobená ke kotníkové chůzi, B – kostra člověka, nesoucí četná přizpůsobení k naučené chůzi po dvou (habituální bipedie) 1. Velká a klenutá mozkovna
A
B
2.
Hlava je držena v rovnováze, lebka je zakloubena kolmo na první obratel páteře 3. Horní (proximální) kloubní hlavice kosti stehenní je zvětšená, zesílená a zakloubená v jamce kyčelního kloubu, krček nesoucí kulovitou kloubníhlavici svírá s podélnou osou těla kosti stehenní úhel přibližně 120 st. 4. Ruce mají prodloužený palec, konečky prstů charakterizuje zvýšená citlivost, jednotlivé články prstů jsou rovné, nezakřivené 5. Kost stehenní je prodloužená a zesílená 6. Kloubní plochy kolenního kloubu jsou zvětšené Noha tvoří sklenutou strukturu s neoponovatelným 7. palcem, zbývající Prsty nohy jsou malé, krátké a rovné 8. Řezáky jsou zmenšené, špičáky malé, stoličky a zuby třenové velké a pokryté tlustou sklovinou Předloktí je zkrácené 9. Pánev je krátká a široká
Obr. 2 Dědictví anatomie
10
Obr. 2. Dědictví anatomie 40 25
3,5
0,1 35
15
(čas v milionech let): Různé části naší kostry byly tvarovány v rozdílných údobích našich evolučních dějin. Klenutá mozkovna je naším nejrannějším výdobytkem – zakulatila se do dnešní podoby asi před 10000 lety, zato uzavřená očnice od spánkové jámy (vzniklá před 40 miliony let)a základní zubní vzorec (35 milionů let starý) patří zřejmě k nejstarším. Zbývající kosterní struktury se tvořily v tomto velkém časovém rozsahu v pořadí patrném na obrázku.
25 ?10
1,5
1,8
Adaptační projevy pohybových stereotypů. M. gluteus maximus je u šimpanzů delší, vypíná dolní končetinu v kloubu kyčelním a tak vzpřimuje trup. U člověka dosáhl ve svém fylogenetickém vývoji maximálního rozvoje, jeho hlavní funkcí je extenze v kloubu kyčelním. Při fixaci pánve vede k zanožení, při fixaci končetiny zaklonění pánve. Tímto mechanismem se podílí na vzpřímeném držení trupu v prodloužení pánevních končetin. Tím je ve vysvětlována jeho mohutnost. Tahem za tractus iliotibialis zajišťuje extenzi v kloubu kolenním, což opět souvisí s bipedií. Tato část svalu působí addukci. Svalové snopce inzerující na tuberositas glutea provádí abdukci a mírnou zevní rotaci. U nižších opic není vytvořen, u úzkonosých primátů má podobu tenkého svalového útvaru. Slabě vytvořen je u poloopic, kde se upíná na trochanter tertius femoris a připojuje se na tenký tractus iliotibialis stejně jako u člověka. Zanožení u opic je spojeno s rotací stehenní kosti. M. gluteus medius a minimus se podílí na zevní rotaci v kyčelním kloubu a abdukci (zajištění rovnováhy těla). U šimpanze je hmotnostní rozdíl mezi m.quadriceps femoris a hamstringy 1:1, u člověka 3:1.
11
Obr. 3. Srovnání anatomických poměrů některých svalů kyčelního kloubu u člověka a šimpanze 1. velký a střední sval hýžďový 2. malý sval hýžďový 3. svaly a šlach zadní strany stehna (hamstrings) 4. čtyřhlavý sval stehenní 5. trojhlavý sval lýtkový
Každý pohyb začíná posturou, posturální funkce tvoří opornou bázi, ze které každý pohyb vychází. Při analýze pohybu je vždy třeba začít hodnocením jeho posturální báze. Tělesné schéma stojícího člověka je záležitostí postavení trupu. Kvalita držení trupu je dána postavením páteře ve vertikále ve vztahu k rovinám sagitální, transverzální i frontální, což zajišťuje především postavení autochtonní muskulatury. První globální změna držení těla přichází automaticky asi od 6. týdne života a je závislá na mentálním vývoji. Základ tělesného schématu se utváří do věku 3. měsíců a ukončuje ve věku 6. měsíců. Páteř musí být v tomto věkovém období napřímena v sagitální rovině. Postavení jednotlivých segmentů umožňuje v dalším motorickém vývoji pohyb páteře v rovině transverzální, sagitální i frontální. V průběhu motorického vývoje se pak tato poloha diferencuje do zkříženého lokomočního vzoru. Obr. 4. Ideální tělesné schéma u 3měsíčního dítěte.
12
Ideální tělesné schéma je ve věku 3 měsíců tvořeno základnou, jejíž vrcholy jsou v poloze na břiše – symfýza a mediální epikondyly humeru. Páteř je napřímená, úhel páteře a humeru je 90 stupňů, hlava je vně opěrné báze. Neideální tělesné schéma vytváří v poloze na břiše základnu, která je tvořena kontaktem proximálních konců předloktí a oblasti pupku s podložkou. Hlava je v reklinaci uvnitř opěrného trojúhelníku, takže podmínka vzpřímené páteře v sagitální rovině není splněna a páteř se nachází v lordóze. Neideální držení páteře v sagitální rovině se přenáší do vzpřímeného stoje. Dochází k přetěžování, především v přechodu lordóz a kyfóz. Neideální postavení se přenáší i na klouby distálním směrem – na kořenové klouby, střední klouby a klouby aker. Některé jsou přetěžovány, jiné nemají možnost plně uplatnit svou funkci. Pak se vytváří substituční programy – programy vadného držení a náhradních pohybových stereotypů. Nesmíme zapomenout, že pro neideální posturu je neadekvátní zátěží i to, co bychom jinak považovali za zcela normální. Neideální postura má charakteristické projevy: reklinaci hlavy, chybná zakřivení páteře, kraniálně směřující klíční kosti, vnitřní rotace ramen,, zvětšená ventrální flexe pánve,vnitřní rotace kyčlí, časté rekurvace kolen, planovalgozitu hlezna ,zborcené klenby nožní apod. Při stárnutí ubývají velké motoneurony extenzorů a tím se zvyšuje tendence ke vzniku svalových zkrácení. Větší tendenci ke zkrácení mají svaly uložené blíže k ose a svaly s předchozím hypertonem (sportovci). Obr. 5. Současný moderní člověk Homo sapiens sedentarius – zkrácení určitých svalových skupin
13
7. Funkční rozdělení pohybové soustavy: 1. základní životní funkce – respirační systém, nutrice 2. udržování polohy segmentů vůči gravitaci – posturální systém 3. změna polohy organismu – lokomoční funkce 4. změna zevního prostředí – systém obratné hybnosti (ideokineze) 5. přenos informací – komunikační systém (ideokineze) 8. Faktory ovlivňující vývoj motoriky: 1. genetické faktory – genetická determinace 2. průběh perinatálního období – gravidita, porod, možnost vzniku softwarových chyb 3. průběh motorické ontogeneze – způsob životního režimu 4. vlivy zevního prostředí – psychika, nemocnost Z hlediska vývoje motoriky lze pohybovou aktivitu rozdělit do dvou období: 1. intrauterinního, kdy se plod vyvíjí ve vodním prostředí. Méně se uplatňuje přímý vliv gravitace, generují se bazální rámcové pohybové modely geneticky fixované, které představují operační systém pro tvorbu pozdějších pohybových programů. Rámcové bazální pohybové modely tvoří jen určitý rámec, který je vyplňován v postnatálním období učením. 2. extrauterinního, kdy je po porodu vystaven pohybový systém plnému působení gravitace, vyvíjí se posturální a lokomoční funkce a přizpůsobují se vlivu gravitace na podkladě informací z proprioreceptorů a telereceptorů. Tak vzniká pohybové chování získávané učením na podkladě geneticky fixovaných vzorů. Tento proces se uskutečňuje: a. zkoušením při navazování kontaktů s vlastním tělem a se zevním prostředím, b. napodobováním rodičů a jedinců z okolí, c. cvičením, tzn. učením, opakováním a tréninkem. Těmito pochody se vyplňuje obsah geneticky fixovaného rámce do individuální podoby – realizace motorické ontogeneze. Začíná vývojem posturální motoriky spojené s úchopovou funkcí (orientační pohyby spojené s polohovými reakcemi se schopností přesunu těžiště, kdy si kojenec začne uvědomovat okolní prostor, vlastní tělesné schéma a svůj vztah k okolí. Posturální reakce jsou motivovány fixací „zajímavých“ objektů a přechází k vědomému úchopu objektu, nejprve difuzně očima, ústy a všemi končetinami , s tendencí dosáhnout určitého objektu lokomocí. Tato činnost je iniciována limbickým systémem, je při ní aktivován autonomní systém, což se projevuje sliněním. Tento vývoj postupuje rozvojem posturálních funkcí osového orgánu (páteř je řetězem segmentů) s pomocí končetin, přes opření o končetinu, otáčení se, plazení, lezení, vertikalizaci, lokomoci ve vertikále s oporou, až k samostatné bipedální lokomoci. Ta začíná kolem prvního roku a je ukončena ve třetím roce, kdy je dítě schopno udržet stabilní stoj i na jedné noze. V té době je také ukončeno dozrávání kortikospinálních spojů. potlačení zvídavosti má za následek podstatně horší podmínky pro vývoj pohybové koordinace v pozdějších stádiích vývoje. Aferentní deprivace vede k deprivaci motorické, která se projeví zhoršením pohybového spektra jedince. Vstupy z limbického systému jsou podmínkou pro fixaci motorických programů. Proto motorická deprivace v dětství vede k nedokonalému hybnému projevu v dospělosti. Posturální ontogeneze pak pokračuje ontogenezí jemné motoriky, jejíž vývoj je ukončen kolem šestého roku, kdy je dokončeno zrání cerebella. Jeho funkce jsou nutné pro nejvyšší stupeň pohybové koordinace, která je předpokladem pro psaní. (Mozeček dozrává později než pyramidový systém. Ten je schopen plné funkce již ve 3. roce života, cerebellum až kolem 6. roku).
14
Jestliže doje k omezení pohybové aktivity (hypokineze) ve fázi pohybové ontogeneze, vzniká pohybová deprivace, která se projeví retardací pohybového vývoje. Podobný stav nastane i u senzorické deprivace z nedostatku senzorických podnětů. Hypokinetické trendy v průběhu motorické ontogeneze se projevují u současné populace psychofyzickou nerovnováhou, jejímž průvodním jevem je všeobecné zhoršení fyzické zdatnosti. Homo sapiens sapiens × Homo sapiens sedentarius. Homo sapiens sapiens je chodcem. Od počátku svých dějin byl velmi pohyblivý, o čemž svědčí jeho expanze po kontinentech, spojená s lovecko-sběračským způsobem života. Chůze zůstala hlavním prostředkem překonávání vzdáleností po většinu historie lidstva, až do „dopravní pandemie“ 20. století, která vše změnila. Moderní člověk dnešní doby – Homo sapiens sedentarius snížil výrazně svou pohybovou aktivitu a stejně tak její variabilitu. Sedavý způsob života je definován jako nedostatek tělesného pohybu jak v zaměstnání, tak i během volného času. V této souvislosti příjem energie často již v dětském věku převyšuje výdej a rozvíjí se obezita. Nedostatek pohybu vede k poruchám posturálních mechanismů a zužování adaptačních mezí organismu na endogenní i exogenní podněty ve všech jeho subsystémech. Znamená to v podstatě poruchu regulačních systémů, nastavených na jiné životní podmínky. Četné „civilizační nemoci“ poškozující fyzické, psychické i sociální zdraví, jsou v přímé souvislosti s poklesem fyzické aktivity. Hypokineze v dětském a dorostovém věku je spojena i s nedostatečným rozvojem svalstva a tím s nedostatečnou stimulací mineralizace a remodelace kostí. Riziko osteoporózy se tak přesouvá do mladších věkových stádií v dospělosti (Riegerová et al. 2009). Pohybová aktivita proto není jen biologickou potřebou jedince, ale i prostředkem zkvalitnění života ve smyslu zdraví. Hypokineze v dospělosti má své kořeny v dětském věku. Bohužel, v současné době se dětská populace dostává v objemu realizovaných pohybových aktivit pod hranici, která je charakterizována jako biologická potřeba funkčnosti lidského organismu (Bunc 2008). Při omezení pohybové variability jsou zatěžovány stále stejné svalové skupiny a při nedostatku kompenzačních pohybových aktivit „zná“ sval pouze jednu odpověď – zkrácení. Zkrácený sval pak získává dominanci i v takovém pohybu, kde by měl být inaktivní. Náš motorický systém je adaptabilní, brání se bolesti, a proto vytváří substituční pohybové programy, které postižené místo „šetří“. Ve skutečnosti se však schopnost akceptovat určitý objem fyzické zátěže stále snižuje a již od dětství se zužují adaptační meze lidského organismu. Proto si v této souvislosti dovoluji hovořit o maladaptacích na hypokinezi. Podcenění somatomotorického vývoje v dětském věku podmiňuje vznik psychosomatické asymetrie. Dnes se již tento stav vytváří spontánně, neboť převážná většina lidí od dětského věku přijímá pasivně společenskou nabídku, má „natrénovanou“ hypokinezi a neuvědomuje si, že motorická deprivace v dětství vede k nedokonalému hybnému projevu v dospělosti. Opakovaný nezpracovaný stres, dlouhodobé setrvávání v negativních emocích, jednostranná výživa, nerespektování nutnosti dostatečného, harmonického pohybu – to vše vede k poruchám psychických, fyziologických i sociálních funkcí, které jsou jen následkem, ne příčinou. Před rodiči, pedagogy i pracovníky ve zdravotnictví proto stojí stále velký úkol – naučit sebe i děti oceňovat harmonizující pohyb jako jeden z předpokladů zdravého života. Ovšem může děti vést k pochopení harmonizující funkce pohybu rodič či učitel sám preferující „minimální objem pohybových aktivit“, který o funkci složitého hybného systému ví velmi málo a je mu cizí pochopení celého komplexu působení motorických funkcí? Jen
15
v základním systému vzdělávání jsme sami sobě velice dlužni, v současné době již bohužel sklízíme ovoce nedostatečné informovanosti a lenosti.
Poznámky: Aktivita k vybavení pohybu vzniká nejdříve v retikulární formaci a v limbickém systému. Pak se objeví v bazálních gangliích a jde do asociačních oblastí kortikálních. Nakonec se aktivuje motorická kůra v gyrus precentralis, pak se aktivita přenáší z Betzových buněk k míšním motoneuronům a ke svalům. Celkem tento proces trvá asi 800 ms, z Betzových buněk do míchy jen několik desítek ms. Tento postup je zcela logický, neboť před zahájením pohybu je třeba nastavit úroveň metabolických pochodů, které nastavují dodávku energie pro pohyb. Za nejstarší motorický systém je pokládán limbický systém, který ma difuzní vliv na celou motoriku, ovlivńuje emoce i autonomní systém. Je to systém motivující pohyb, je třeba s ním počítat při přípravě a iniciaci pohybu. Funkčními generátory pomalých pohybů jsou bazální ganglia, cerebellum je funkčním generátorem rychlých pohybů. Mozeček je pokládán za vnitřní hodiny, které časují jednotlivé fáze pohybu. Dopracovává motorický výstup do koordinovaného pohybu (sochař pohybu). Teleologie pohybu (význam pohybu) souvisí s intelektem. Obratné pohyby vznikají učením, při realizaci hraje hlavní úlohu tzv. operační paměť, která je pohotově přístupná, ale nedovoluje trvalou fixaci velkého množství podrobností. Paměťový motorický obraz je třeba neustále obnovovat a rozšiřovat. Oporná báze – rozšíření báze znamená větší vzdálenost do stran. Normálně jsou paty od sebe vzdáleny asi o stopu chodidla a špičky svírají úhel asi 30 stupňů. Může také nastat nakročení dopředu (u skolioz). Symetrie – na stojné končetině je vždy větší zátěž než na oporné. Rozdělení zátěže lze snadno zjistit vážením na dvou vahách, kdy diferenci přímo odečtěme. Při vyrovnaném stoji nemá stranový rozdíl převyšovat 10% celkové hmotnosti. Stoj na jedné noze – dospělý necvičící minimálně 10s (možno považovat za určitou normu), při zavřených očích asi 5s. Tato doba je věkově závislá a snižuje se ve vyšším věku. Stabilní stání na jedné noze je možné z hlediska vývoje až od 3 let. J. A. Komenský: „Jelikož pohybem ve světě všechno se děje a zachovává jest nejpřirozenější, aby všechno živé zakoušelo radost z pohybu“. Uvolněný pohyb představuje veselost, napjatý pohyb smutek a rozladění. Proto můžeme vnitřní náladu ovlivňovat pohybem – předklon je spojen s uvolněním, záklon ovlivňuje opačné ladění. Zákonité spojení pohybu a citů by mělo být respektováno zvláště ve vztahu k dětem, aby pohybové aktivity nepostrádaly zážitek radosti. Senzomotorika – technika rolfingu říká – nestát nikdy na místě nehybně, ale přemisťovat se. Chůzi by měl doprovázet prožitek jemných protáčivých pohybů, aby se podobala lehkému, rytmickému přemisťování ( jako kočka).
16
Kdo chodí bez prožitku pohybu zevnitř, pohybuje se toporně, nepružně a více zatěžuje klouby. Vzpřímený, uvolněný člověk budí důvěru a mimovolně upravuje i svalový tonus druhých lidí.
9. Lidská noha a její adaptační systémy. Lidská noha se změnila v průběhu fylogenetického vývoje v nosnou strukturu. Prošla regresí volných elementů a zvětšením stabilních oddílů chodidla. 26 kostí tvořících lidskou nohu je uspořádáno v tarsus, metatarsus a články prstů. Délka metatarzů spolu s délkou článků prstů pomiňuje rozdílné tvary nohou. Podle zevního tvaru se rozlišuje noha antická, egyptská a kvadratická, podle délky metatrzů a délky prstních článků můžeme každý typ rozdělit do subtypů podle metatarzální, falangeální a metatarzofalangeální převahy. Obr. 6. Typy nohou
A1, A2 A3 B1, B2 B3 C1, C2 C3 D1 D2
A
obvyklé typy řecké nohy řecký typ s neobvykle dlouhými prsty obvyklé typy egyptské nohy hypertrofie palce u egyptské nohy obvyklé typy kvadratické nohy kvadratická noha s hypertrofií malých prstů metatarzofalangeální převaha u řerkého typu nohy krátký I. metatarz u egyptského typu
B
C
A – egyptská B – široká C – antická
17
Vytvoření podélné a příčné klenby nožní umožnilo pružnou lokomoci a ztlumení otřesů vznikajících při styku chodidla s podložkou, aby nebyly v plné intenzitě přenášeny na životně důležité orgány.
18
Obr.7. Podélná a příčná klenba nožní A – vnitřní a zevní část klenby B – příčná klenba v úrovni Lisfrankova kloubu C – vnitřní (1) a zevní (2) oblouk klenby (1)
B
C 1
A
2
Podélná klenba nožní je tvořena tarzálními a tarzometatarzálními klouby, primárně je udržována systémem vazů a aponeuróz. Palec je umístěn v ose nohy, pohybuje se především ve vertikální rovině, pohyb do stran je značně omezen. Talus a calcaneus tvoří páku, která zvedá patu od země v okamžiku přenosu těžiště těla na druhou stranu. Příčnou klenbu tvoří plantární plocha tarzu a proximálních metatarzů. Vzniká tak prostor pro měkké tkáně, který je schopen částečně absorbovat síly vznikající při přenosu tělesné hmotnosti. příčná klenba nožní tak poskytje ochranu měkkým strukturám v plosce nohy. Stabilní části předonoží jsou II. a III. kuneomatatarzální klouby. I při poklesu příčné klenby zůstávají v původním postavení, zatímco okrajové metatarzy přechází do elevace. Téměř současně vznikají kladívkovité prsty, které tlačí centrální metatarzy dále plantárně, čímž dochází k jejich přetížení a bolestivosti. Obr. 8. Mechanismy udržující klenbu nožní A– B– C– 1–5
A
působí zatížení nohy výslednice tahů svalů bérce ligamenta nohy pomáhající udržovat klenby směry tahů svalů
B C
Ploska nohy je tedy stavěna tak, aby zabezpečila dokonalý kontakt chodidla s podložkou. Tukové buňky vyplňující vazivovou síť plosky nohy zajišťují ochranu chodidla proti tlakům kostních prominencí skeletu nohy. Poskytují také ochranu proti tepelným výkyvům, vazivové
19
polštářky pod hlavičkami metatarzů přenáší zatížení a současně chrání šlachy flexorů. Také digitální cévy a nervy jsou chráněny tukovou tkání. Udržení podélné a příčné klenby nožní záleží na 3 činitelích: kostní architektonice (morfologie nohy daná délkou metatarzů spolu s délkou článků prstů) ligamentózním systému, svalech nohy a bérce. Svaly mají velmi důležitou úlohu při zajišťování klenby nožní během dynamického zatížení. Systém obou kleneb – pokud je zachován, činí chůzi pružnou a noha se dobře přizpůsobuje nerovnostem terénu. Tím je spolu s pružnou funkcí páteře chráněn centrální nervový systém před otřesy. Nemůžeme také zanedbat již zmíněnou ochranu chodidla proti tlakům kostních prominencí. Kulturní adaptace obouvání však v ontogenezi nohy sehrávají spíše negativní roli. Funkce nohy je statická –nosná a dynamická. Při plném zatížení v klidu se zdravá noha s dobře vyvinutými klenbami opírá o podložku jen ve 3 bodech – hrbol kosti patní, hlavička 1. a 5. metatarzu. Vzniká tak statický trojúhelník, fyziologické zatížení se u obuté nohy mění s výškou podpatku. Čím vyšší podpatek, tím vyšší část zatížení se přenáší na přední část nohy. Anatomické adaptace však v tomto případě chybí, proto následkem bývá pokles příčné klenby nožní. Obr. 9. Statický trojúhelník A – rozložení zatížení na plosce nohy B – zatížení nohy ve stoji
A B
Stav klenby nožní Pohled z mediální roviny
A
A – noha normálně klenutá B – noha plochá C – statický trojúhelník D – zobrazení nohy normálně klenuté s kostrou nohy
B
C
D 20
Pro chůzi je podstatná funkční anatomie kloubů nohy – důležitý je rozsah pohybu v subtalárním kloubu. Tvar nohy má rovněž vliv na rozsah pohybu v talokalkaneárním kloubu. Kompenzačně se může zvětšít rozsah pohybu v Chopartově kloubu – pohyby v kloubech jsou sdružené. V Chopartově kloubu jsou možné pohyby ve smyslu abdukce a addukce, plantiflexe a dorziflexe a pohyby rotační – pronace a supinace. Za normálních poměrů není pohyb v tomto kloubu příliš velký, ale může se kompenzačně zvětšit při omezení pohybů v kloubu hlezenném a subtalárním. Obr.10. Pohyby nohou kolem podélné a svislé osy A – supinace a addukce B – pronace a abdukce
B
A
30°
B dorsální flexe
plantární flexe
50°
A
Každé dítě se rodí s vytvořenou podélnou a příčnou klenbou nožní. Klenby jsou však málo odolné vůči zatížení. Nachází se v nich tukové polštářky, které mají funkci „přírodní ortopedické vložky“, chránící dětskou nohu před možným přetížením a tím deformací. Noha zdravého dítěte potřebuje ke svému vývoji naprostou volnost a možnost stálého procvičování svaloviny bérce a nohy. Nejpřirozenějším cvičením je chůze a běh po přírodním terénu. Nevhodná obuv (konstrukcí i materiálem) velmi nepříznivě ovlivňuje vývoj, tvar i funkci nohou. Pes planovalgus – porucha podélné klenby nožní. Z funkčního hlediska zachycujeme pomocí plantogramů 2.,3. a 4. stupeň ploché nohy. 1. stupeň – noha unavená 2. stupeň – pokles podélné klenby při zatížení, po odlehčení (odpočinku) se klenby samy vrací do správného postavení. 3. a 4.stupeň je trvalý, u 4. stupně jsou deformační změny tuhé. Pokles podélných kleneb se dá anatomicky i funkčně upravit. Pes transversoplanus – příčně plochá noha je způsobena nošením nevhodné obuvi. Dochází k poklasu hlaviček metatarzů, zvýšené únavnsoti nohou a bolestem pod pokleslou hlavičkou 2. 3.a 4. metatarzu.
21
Pes excavatus – lukovitá noha, abnormální vyklenutí klenby nožní. Nejlehčí stupeň této vady je tzv. vysoký nárt. Obr. 11. Podélná klenba nožní Otisky nohou při různém stupni vytvoření nebo poškození klenby nožní 1 – vysoce klenutá noha (pes cavus), za harnicí normálu 2 – zvýšené klenutí nohy 3 – noha normálně klenutá 4 – plochá noha (pes planus) 5 – těžký stupeň ploché nohy vnitřním okrajem k podložce (pes planovalgus)
2
1
3
µ
b
5 A – Stanovení podle Chippauxe pomocí indexu a . 100/b (a – nejužší úsek klenby nožní, b – nejširší úsek klenby nožní) B – Stanovení klenby podle Schwarze a Clarka. Úhel je mezi tečnou vnitřního okraje chodidla a místem maximálního vykrojení klenby
a
A
4
B
Hallux valgus – je nejčastěji získanou deformitou prstů. příčinou je nošení proporčně nevyhovující obuvi. Tato vada se často objevuje u podélně ploché nohy, kdy vzniká přetěžováním hlavního kloubu palce (nerovnováha v síle flexorů a extenzorů) a špatným typem chůze špičkami od sebe více než 30 stupňů. Zvýšený tlak na hlavičku 1.metatarzu dráždí periost a vytváří se exostóza. Rozšířením prstní části nohy se zvyšuje tlak a tím se i zvyšuje exostóza. Noha s vbočeným palcem způsobuje značné potíže při chůzi v obuvi, zhoršuje její pružnost a zvyšuje její únavnost. Více náchylná ke vzniku hallux valgus je noha egyptská. U přírodních národů se vbočený palec prakticky nevyskytuje. Vyšetření nohy můžeme provést plantograficky nebo plantoskopicky. Obr.12. Hallux valgus na noze dospělé
22
Typy chůze podle postavení špiček nohou. Chůze špičkami přímo dopředu je z anatomického hlediska pro správné odvíjení nohy od podložky nejvýhodnější. Svalová práce dolních končetin je při tomto typu chůze rozdělena nejrovnoměrněji a proto je tento typ chůze velmi ekonomický, málo únavný (A). Chůze se špičkami odkloněnými od osy nejvíce do 30 stupňů je pokládána za chůzi estetickou a z anatomického hlediska ještě za chůzi normální. Chůze, při níž jsou špičky vzdáleny od sebe více než 30 stupňů je anatomicky nesprávná, velmi nehospodárná a únavná. Tato chůze je typická pro plochovbočenou nohu. Může zapříčinit i deformace různých částí nohy, hlavně palce, který se při tomto způsobu chůze odráží vnitřní hranou a vbočuje se (B). Špičkami dovnitř chodí často děti. Tímto typem chůze se u malých dětí se slabým svalstvem a valgózní patou chrání vnitřní podélná klenba nožní proti poklesu. Při této chůzi se přenáší hmotnost na zevní okraj nohou, vnitřní část není přetěžovaná. Zesílením svalstva (někdy až v pubertě) se upraví tento typ chůze na typ anatomicky správný, špičkami a patami stejně vzdálenými od osy (D). Umělým typem chůze je chůze indiánská, při které našlapují nohy v jedné přímce. Je to chůze vytrvalostních chodců, chůze velmi ekonomická. Obr.13. Typy chůze: A – špičkami přímo dopředu, B – špičkami od sebe (úhel větší než 30st.), C – indiánská chůze, D – špičkami k sobě.
A
B
C
D
Při chůzi působí největší tlaková síla na DK, která zůstává na zemi. Tlaková síla v noze na zemi se rovná trojnásobku až pětinásobku váhy těla a nesených nebo zvedaných břemen. Zvednutá DK při chůzi je namáhána převážně tahem. Účinek zatěžujících sil závisí více na jejich excentricitách, než na samotné velikosti. Úpravy excentrického zatěžování se dá dosáhnout racionálním způsobem chůze, správným nošením břemen, správným používáním oporné hole. Na funkci DK má značný vliv varozita a valgozita. Z biomechanického hlediska je varozita více nepříznivá než valgozita, neboť více zatěžuje laterální oblast chodidel. Dochází dříve k únavě DK, pata je zkroucena do varozity a předonoží abdukováno a supinováno. Vnější části podrážky jsou intenzivněji ošlapávány. Valgózní DK a chodidlo přenáší zatížení více na vnitřní stranu, předonoží bývá addukováno a pronováno, podrážky jsou ošlapávány více mediálně. V ontogenetickém vývoji prochází DK přirozeně varózním stadiem asi do 3 let. Pak následuje valgózní stadium, které trvá do 6 let. Po něm nastává vyrovnání osy DK a vytváří se normální dotyk chodidel s podložkou. Valgózní a varózní odchylky se projevují především u nestejně dlouhých DK, ale mohou souviset i se svalovými dysbalancemi.
23
Pokud někdo chodí s podpůrnou holí, je třeba ji nosit na zdravé straně při chůzi a při stání se opírat na straně nemocné. Reakce působící na chodidlo se rozkládá do tří základních opěrných bodů – tvoří statickou trojnožku. Okolí patního opěrného bodu přebírá pětinu, předního mediálního bodu třetinu a okolí předního laterálního bodu šestinu hmotnosti. U ploché nohy se dotyková plocha chodidla značně zvětšuje, trojnožka opěrných bodů se vytrácí a chodidlo bolestivě vnímá terén. Úprava: – preventivní a léčebná gymnastika – masáže – ortopedické vložky
Jako diabetická noha je označováno postižení DK u pacientů s diabetes mellitus distálně od kotníku, jehož závažnými následky jsou ulcerace, gangrény, případně amputace končetiny. Hlavními faktory, které vedou ke vzniku diabetické nohy jsou: neuropatie (senzomotorická i viscerální), ischemie končetin (angiopatie), snížení kloubní pohyblivosti (cheiroarthropatie), vysoké plantární tlaky. 11. Evoluční dějiny člověka z hlediska potravní strategie. Ranní hominidi patřili ke skupině živočichů frugivorních (plodožravých). Tento závěr odpovídá závěrům studia žvýkacích plošek fosilních lidoopů a ranných hominidů. Australopitékové byli spíše herbivory (vegetariány), nejvýše všežravci (omnivory), ale ne masožravci (karnivory). Zásadní posun v potravní strategii nastal u Homo erectus. Na jeho zubech se objevilo velké množství rýh a jamek, které můžeme pozorovat nejen na chrupu hyen a všech masožravců, ale i u typických všežravců (např. vepře). Přestože přesně nevíme, čím se Homo erectus přesně živil, zůstává nezměnitelným faktem, že přešel od býložravosti, typické pro vyšší primáty na všežravost až masožravost. Konzumace masité stravy je považována v lidské evoluci za důležitý faktor, i když paleontologové vedou spor o to jak stravu získávali – zda lovem, mrchožroutstvím či obojím. Někteří vědci předpokládají, že strava rozšířená o maso byla příčinou velkého pohybu těchto lidí v Africe a později i jejich expanze do Eurazie. Používání ohně k vytápění příbytků a úpravě pokrmů bylo jednou z nejvýznamějšíxh kulturních inovací, dovolujících ranému Homo erectus vstup do
24
chladnějších podnebních pásem. Má-li oheň v sobě něco mystického, pak má tajemnost a záhadnost i vaření. Požitek a jeho následné uvědomění představovaly pochopení nových chutí, změněné konzistence potravy a kratší dobu, během níž mohlo být tepelně upravené maso snězeno. A po mase jistě následovaly pokusy s hlízami, kořeny rostlin, ořechy a obilninami. Archeologové vědí, že dávno před tím, než začal člověk vařit v nádobách, pekl placky uhnětené z rozdrcených zrn divokého obilí a vody, které byly chutnější, než samotné obilky. Přípravou pokrmů zdůraznili lidé svou vyjímečnou nespecializaci. Vaření není jen prostou součástí našeho příjmu a pozdějšího výdeje energie. Je činností našeho neklidného ducha (je kulturní adaptací), značí se v něm naše realita i sen, nápaditost, představivost a podobně. Homo habilis, stejně jako Homo erectus a posléze i Homo sapiens byli lovci a sběrači, než byl učiněn epochální objev, že obojího může být více, když se vsadí semeno do země a lovná zvěř zažene do ohrazených pastvin. Stalo se tak před 15000 až 9000 lety. Neolitickou revoluci datujeme do doby asi před 12 000 lety. Změnila vztahy mezi lidmi, ale také jejich vztahy k přírodě v nejzákladnějším slova smyslu. Odhaduje se, že jídlo prvních lidí se skládalo ze 400g bílkovin, 150g tuku a 50g cukru, energeticky 13 398kJ (3 190kcal). Tento denní příjem nebyl pravidelný. Člověk se buď přejídal nebo hladověl. Tento „lovecký“ způsob výživy si uchovalo podvědomí mnoho současných lidí. Lidský organismus má velkou adaptivní kapacitu s různou hormonální regulací, která silně závisí na exogenních podmínkách (jiná odpověď na přežití bude v poušti, jiná v deštném pralese, či chladném klimatu). Podstata přírodního výběru spočívá v reprodukční způsobilosti, která je vrcholem adaptivní zdatnosti. O stravě lovců a sběračů se soudí, že byla jednou z nejvyváženějších (Khoi san, australští domorodci). O stravě raných zemědělců platí pravý opak. Zavedením zemědělské výroby se příjem bílkovin, vitamínů a některých minerálií zůžil, takže příjemci začali trpět zdravotními potížemi. Na příklad nemoci beri-beri je chorobou východní Asie (nedostatek B1-thyaminu), pelagra je způsobena nedostatkem kyseliny nikotinové (vitamín řazený do skupiny vitamínů B2). Ve stravě primitivních zemědělců kdekoliv na světě, ať už v minulosti, či přítomnosti, chybí vitamíny, bílkoviny, tuky a další látky, potřebné pro růst a vývoj organismu. S nevyváženou stravou byl spojen další problém – obezita,. Musíme s ní počítat u všech lidských populací, které začaly s výrobou potravin do zásoby. U lovců a sběračů šlo o jev zcela vyjímečný. Člověk je nadán vyjímečnou vlastností – může se přejídat nebo hladovět. Je schopen přijímat i neobvyklou potravu, která se vyznačuje stále novými kombinacemi původních i nových složek. Protože lidské populace neměly v minulosti stejné možnosti v zaopatřování potravy, jejich přizpůsobení daným podmínkám se projevilo v rozdílnosti ve stavbě těla a v metabolických adaptacích. Například Eskymáci jsou známými pojídači syrového masa a tuku, neboť drsné podnebí vyžadovalo zvýšený energetický příjem a ten mohli pokrýt právě živočišnými tuky a bílkovinami. Vegetariáni naopak vyrovnávají nedostatek bílkovin a energie vhodnými kombinacemi sójových produktů, luštěnin a rostlinných olejů. To znamená, že lidský organismus je neobyčejně plastický. Ovšem i lidská přizpůsobivost k měnícímu se prostředí má své hranice. Potrava je jedním z výběrových činitelů, který významně ovlivňoval a dodnes ovlivňuje složení nejedné lidské populace. Podle odhadů umírá ročně asi 40-50 milionů lidí, zvláště dětí, na důsledky nedostatečné výživy. Příčinou bývá většinou nedostatek bílkovin a esenciálních faktorů výživy. Esenciální aminokyseliny si tělo nedovede samo vytvořit, je to 8 z 23 aminokyselin – lysin, methionin, treonin, fenylalanin, valin, leucin, izoleucin, tryptofan, pro děti i histidin. Potrava musí obsahovat kromě hlavních živin všechny vitamíny v dostatečném množství, neboť se zapojují do metabolismu jako součást enzymů. Dále všechny potřebné minerály v dostatečném množství, nebo´t se také uplatňují v enzymatických reakcích. Dále vlákninu,
25
tzn. látky rostlinného původu, které jsou v trávicím traktu štěpeny jen zčásti nebo vůbec a významně ovlivńují zdraví člověka. Enzymy se tvoří z aminokyselin, jsou to katalyzátory reakcí, často se skládají z proteinové části (aminokyseliny) a kofaktorové části (vitamíny nebo minerální ionty). Jedním z evolučních přizpůsobení, jež má těsný vztah k potravě, je schopnost trávit cukr, který se nachází v mléce (disacharid laktóza). Aby se vstřebal v tenkém střevě, musí být hydrolyzován speciálním enzymem laktázou, který se vytváří v buňkách tenkého střeva. Tvorba laktázy je v kojeneckém věku velmi intenzivní, po odstavení prudce klesá a v dospělosti se udržuje asi na desetině původní hodnoty. Tento pokles je vysvětlován geneticky a biochemicky. Biochemici tvrdí, že jakmile dítě přestane pít mateřské mléko, je tvorba laktázy bezpředmětná a vyhasíná. Pak zde chybí enzymová indukce. Tato domněnka však nebyla laboratorně potvrzena. Genetici soudí, že tvorba laktázy je řízena jednoduchým způsobem dědičnosti (mendelistickým) a že lidé, kteří snáší mléko bez obtíží jsou buď homozygotní nebo heterozygotní pro gen, který řídí tvorbu laktázy. Lidé kteří laktózu trávit nedovedou jsou recesivní homozygoti. Mutace genu pro tvorbu laktázy se ukázala být výhodná v zemědělských, či pasteveckých skupinách. V Evropě byla největší četnost genu pro „snášenlivost“ zachycena na Skandinávském poloostrově. Právě zde povstalo pastevectví Evropy. Naši předkové se ve své lidské nice po více než 3,5 milionů let pozvolna probíjeli spletí potravních řetězců ekologické pyramidy nahoru. V posledním milionu let to již činili tvrdě a nesmlouvavě, až se v jistém okamžiku stali v některých oblastech světa masožravci a přitom se stěsnali v prostorově stísněném střešním štítu potravní pyramidy. S mizením pleistocenních mamutů, bizonů a sobů nastal jejich sestup z vratkých výšin., kde je občas sužoval pořádný hlad do potravního ráje bezbranných rostlin, plachých býložravců, ptáků a ryb. Od chvále, kdy první zemědělci na sebe vzali břímě umělé selekce neuplynula nijak dlouhá doba a lidé se vynořili z potravní pyramidy oslněni vírou v neomezenost svých schopností a pokoušeli se vládnout nejen svou nikou, ale i nikami ostatních druhů. Díky zemědělské výrobě, kterou provozujeme více než 10 000 let jsme dokonce nabyli přesvědčení, že je nutné delikátní stavbu přírody opravovat a vyspravovat. Jak málo jsme ve svých evolučních náhledech pokročili od dob raných zemědělců. Vzdor našemu překážení s potravní pyramidou nikdo nepohnul, po všech lidských apokalypsách se vždy vzpamatovala. V této ekologické stálosti je naděje, že biologické funkce přírody jsou vypracovány s velkým citem k podrobnostem předvídaným i nepředvídaným v propojení ekosystému. Stanuli jsme na konci potravních řetězců, kde sice nehrozí nebezpečí od šelem, ale kde je nedostatek ekosystémové energie a hodně odpadů a jedů. Vyhubili jsme řadu živočišných druhů, zdecimovali rostlinné druhy, ale nedokázali jsme se vymanit z jemné pavučiny vztahů uvnitř biosféry, i když jsme stabilitu původních ekosystémů vážně narušili. Znečištění prostředí se vážně odrazilo v nedílné složce prostředí člověka – v potravě. Látky, které znečišťují potravu nazýváme rezidua (jsou to zbytky toxických látek, jimiž byly neúmyslně kontaminovány potraviny rostlinného a živočišného původu). Rezidua potravin mohou mít až trojí negativní účinek – teratogenní (chorobné změny embrya a plodu během těhotenství), mutagenní a kancerogenní.V mléce , mléčných výrobcích, zelenině a ovoci nalézáme dnes běžně pesticidy, v živočišném mase hormony, antibiotika, průmyslová hnojiva nebezpečně zvyšují hladinu dusičnanů v zelenině, v rybách a ráži se setkáváme se rtutí, kadmiem, olovem , arsenem apod. Také by bylo možné hovořit o účincích aditiv, barviv a podobně. Strava představuje jeden z významných nástrojů zlepšení zdravotního stavu. Odborníci však stále diskutují o stravovacích systémech a hledají systém, který by byl vhodný pro celou populaci. Je však nutné vycházet z evolučních hledisek. Hovoříme o racionální výživě, alternativních výživových směrech, potravinových doplňcích a podobně.
26
Glykemický index je definován jako poměr plochy vzestupu glykemie v žilní krvi po 2 hodinách u zdravých osob nebo po 3 hodinách u diabetiků, ve srovnání s příjmem ekvivalentního množství glukózy nebo chleba jako referenčního sacharidového zdroje (chlebová jednotka). Glykemický index = 100 x F/B B = 50bS bílý chléb F = 50gS daná potravina
27
13. Ekologie pedagogického procesu 1. délka vyučovací hodiny a kolísání pracovní výkonnosti žáka biologické rytmy a růst únavy žáka během vyučování vymezení délky přestávek kolísání pracovní výkonnosti v závislosti na počtu vyučovacích hodin 2. zevní faktory ovlivňující kvalitu vyučovacího procesu mikroklima třídy hluk statická námaha osvětlení Vyučovací hodina má 45 minut – ke konci této doby dochází k prudkému poklesu pracovní schopnosti žáka. Možnost soustředěné pozornosti (proud podnětů směřující do jednoho analyzátoru) je u 7–10letých dětí cca 20 min., u 10–12letých 25 min. 12–15letých 30 min. Záleží na zdravotním stavu žáka, vyučovacích metodách a formách, náročnosti učiva, osobnosti učitele a na vlivech zevního prostředí, které dobu soustředěné pozornosti zkracují. Rychlejší vznik únavy nastává u předmětů, které zatěžují převážně druhou signální soustavu než 1.signální soustavu. Vyučovací hodina má typickou dvouvrcholovou křivku výkonnosti – tím je dán podklad pro hygienicky správný postup učitele při vyučování. Poznávací procesy jsou energeticky velmi náročné. Na příklad čtení je závislé vzhledem k nutnosti se soustředit na retikulární formaci, která tlumí nebo aktivuje vyšší oblasti mozku. Vliv emocí se uplatňuje prostřednictvím hypotalamu a limbického systému – zde jsou oblasti působící na zapamatování – proto je tak důležitá motivace! Zevní projevy únavy mají dva stupně – motorický neklid, pasivita. Zevní faktory ovlivňující kvalitu vyučovacího procesu Mikroklima třídy – optimální teplota 19-20 stupňů (18-22 stupňů při 50% relativní vlhkosti), tělocvična 16 stupňů. Záleží na obsahu CO2, ionizaci vzduchu (čistota vzduchu, prach, částečky menší než 5 mikrometrů pronikají stěnou kapilár do krve). Ionizace vzduchu – kolem Země je magnetické pole, člověk žije v silovém poli, jehož rozdíl od hlavy k nohám středně vysokého člověka je 140 až 220V. Vertikální potencionální gradient souvisí s ionizací a vodivostí atmosféry. Ionty jsou tvořeny buď ionizovanými atomy nebo molekulami a nesou buď záporný nebo kladný náboj. Vznikají také baloelektrickým efektem při rozprašování vody. jsou však nestabilní, ve znečištěném prostředí jejich počet prudce klesá (stačí i kouření v místnosti). Pak se zvyšuje počet iontů kladných a těžkých, které vznikají shlukováním lehkých kladných iontů. Množství lehkých a záporných iontů v atmosféře je měřítkem čistoty vzduchu. Pozn.: Působením kladných iontů se snižuje produkce serotoninu. Serotonin je mediátorem vnitřní inervace, je odpovědný za stimulaci střevní sekrece elektrolytů a tím i vody. Výboje serotoninergních neuronů v jádrech mozkového kmene vyvolávají kigrénu. Také deprese je stavem souvisejícím s deficitem serotoninu (nebo i katecholaminů) v CNS. Při depresích je serotonin vychytáván na presynaptických nervových zakončeních. Proto se používají léky, kterémzvyšují koncentraci serotoninu v synaptické štěrbině, aby se mohl vázat na postsynaptické receptory. Změny ionizace vzduchu před bouřkou vyvolávají tzv. serotoninový iritační syndrom – deprese, únava. Agonistou setotoninu je LSD, podobně jako psilocybin – látka obsažená v některých houbách (halucinogeny).
28
Hluk Přípustná hladina pro školní prostředí je 49 až 45dB. Lidské ucho vnímá zvuky od 16 – 20 000 Hz, nejcitlivěji zvuky o kmitočtu 2000 – 3000 Hz, pro srozumitelnost řeči je nejdůležitější oblast kmitočtu 1000 hz. Hluk nad 60dB již ovlivňuje autonomní systém, nad 90dB poškozuje sluch, vyšší než 120dB působí škodlivě na buňky a tkáně. 130 dB je práh bolesti. Ztráta sluchu je ireverzibilní. Zvyknout si na hluk – habituace – návyk je pouze korový, fyziologické reakce jsou zachovány i při návyku. Tramvaj – 78 dB osobní auto – 65dB šepot – 20 dB Statická námaha Statická námaha je jedním ze zdrojů vzniku únavy při vyučování. Je dána vnucenou polohou těla při dlouhodobém sezení. Vede k ortopedickým vadám, má negativní vliv na tělesnou zdatnost. Je zhoršována tím, že lavice neodpovídají tělesným proporcím dětí (5 velikostních typů). Vzpřimovače trupu u dětí nejsou ještě plně vyvinuty. Při únavě se zvyšuje motorický neklid, který stoupá v časové závislosti. Osvětlení Osvětlení nemá klesnout pod 150 Lx, v laboratořích a kreslírnách pod 250 Lx. Vzdálenost zraku při čtení a psaní 25 – 40cm. Barva působí na citovou stránku člověka. Červená stimuluje vitalitu a sexuální energii, oranžová a žlutá napomáhají trávení, zelená zklidňuje emoce, modrá ovlivńuje dýchání. Vhodné osvětlení je stimulátorem pracovní schopnosti, špatná kvalita osvětlení se podílí na vzniku myopie. Špinavá okna snižují osvětlení až o 60 %. Biologické rytmy Biologické rytmy pomáhají udržet homeostázu. Jsou zakořeněny v podstatě lidského těla (epifýza) – prostřednictvím biorytmů se přizpůsobujeme vnějšímu prostředí. Typický tvar základní výkonnostní křivky nacházíme u všech věkových skupin, mění se jen výška výkonnosti nebo hloubka poklesu v závislosti na zdravotním stavu, kvalitě a délce spánku, režimu dne a podobně. Posun je realizován podle typu člověka (skřivánek, sova). Optimum 9–11 hod., nejhlubší pokles 13–15 hod., mírný vzestup 15–17 hod., pak trvalý pokles s minimem v 03 hod. Během dne kolísají různé fyziologické hodnoty – krevní tlak, kožní odpor, a další. Ve škole by na dobu nejvyšší výkonnosti měly být řazeny nejtěžší předměty, které převážně využívají 2.signální soustavy a nejintenzivnějších forem vyučování. Počet vyučovacích hodin záleží na věku dětí. Obecně se v nižších třídách připouští 4 hodiny, ve vyšších 5 hodin v jednom sledu. Efektivnost 6. a 7. hodiny bez delší přestávky je velmi pochybná. Délka přestávek je zdůvodněna experimentálně. Již v roce 1903 bylo rakouskou školní správou nařízeno prodloužení přestávek z 5 na 10 minut (7 minut z hlediska fyziologického, proto 10 až 20 min.). Velmi důležitá je náplň přestávek, která by měla představovat aktivní oddech s aktivním pohybem. Je třeba, aby se zintenzivnily základní fyziologické funkce, které se sezením snížily (krevní oběh, svalová činnost, dýchání). Dítě potřebuje živelný, explozivní pohyb, svobodný a neomezovaný, potřebuje ventil uvolňující motorickou a hlasovou aktivitu, násilně potlačovaný během vyučování. Víme, že takto využitá přestávka může pro dítě znamenat více, než mnohá hodina TV. Jde-li to, pak pobyt na čerstvém vzduchu.
29
Pokud jde o pracovní týden, za nejvýkonnější den je považováno úterý, ve středu by nemělo být odpolední vyučování, pak i ve čtvrtek pracovní výkonnost stoupá. Odpolední vyučování by mělo být řazeno v úterý a čtvrtek a nemělo by být delší než 2 hod. (15-17 hod.).
30
