Hodnocení posturální stability u akvabel

Souhrn

Cílem výzkumu bylo zjistit zda má synchronizované plavání vliv na posturální stabilitu akvabel. Do výzkumu bylo záměrně vybráno 113 dívek ve věku od 6 do 35 let, které se věnují nebo se dlouhodobě věnovaly synchronizovanému plavání na závodní úrovni. U dívek byla vyšetřována posturální stabilita při klidném stoji pomocí Gaitview^® AFA-50 systému (Foot Scanner) při otevřených a zavřených očích. Naměřená data byla zpracována prostřednictvím Gaitview softwaru, graficky zpracována za použití programu Microsoft Excel 2010 a analyzována pomocí statistických metod (průměr, procentuální poměr, lineární trend). Výsledky měření ukázaly vliv synchronizovaného plavání na posturální stabilitu akvabel. Čím déle se akvabela věnuje synchronizovanému plavání, tím má lepší posturální stabilitu. Od věku 15 let a po 9leté praxi v synchronizovaném plavání byla posturální stabilita lepší bez přístupu vizuální informace než s ní. U nejmladších věkové kategorie je rozdíl hodnot posturální stability při klidném stoji s otevřenýma a zavřenýma očima největší. Čím déle se věnují akvabely synchronizovanému plavání, jsou hodnoty měření se zavřenýma očima lepší než s otevřenýma.

Klíčová slova:
synchronizované plavání, vodní prostředí, posturální stabilita, posturální stabilita dětí, posturální stabilita dospělých, Gaitview^® AFA-50 systém, posturografie, vestibulární systém, senzomotorické funkce

ÚVOD

Synchronizované plavání je jedním ze sportů, kterým se všestranně rozvíjejí pohybové schopnosti. Jde o velmi náročný sport, kdy se trénink skládá z průpravy baletní, gymnastické a plavecké. Klade velké nároky na koordinaci pohybů, jejich přesnost a rychlost provedení. To vše je prováděno při snaze o dosažení maximální výšky v prvcích, a to po většinu času bez možnosti dýchání.

Prvky prováděné v synchronizovaném plavání jsou velmi náročné pro jejich rychlou změnu těžiště, kdy je pro správnost provedení prvku důležitá stabilita a vnímání tělového schéma. Vše je ztíženo vodním prostředím, kdy po celou dobu sestavy se akvabela nesmí dotknout dna, a tak vše probíhá bez kontaktu s pevnou oporou. Při každém prvku jsou maximálně motoricky zapojeny jak horní končetiny, dolní končetiny, tak i střed těla, včetně hlavy, což je i velmi energeticky náročné.

Mezi další nároky, které jsou kladeny na akvabelu během sestavy, patří i zraková orientace. Zraková orientace je zhoršena vlivem vodního prostředí. Pod vodou jsou zrakové vjemy zkreslené. Optické vlastnosti rohovky jsou pozměněné, což způsobuje rozmazané obrazy kvůli nedostatku konvergence.

Když uvážíme zrak jako obvyklý smyslový vjem, je potřebné měření zrakové závislosti a také účinků na posturální kontrolu. Pro zamezení vestibulárním vjemům je potřebné, aby se pokusy odehrávaly v tzv. mikrogravitačních podmínkách. Proto byla studie Counila a spol. z roku 2012 vedena v podvodních podmínkách, aby byla gravitace upravena a simulovány účinky mikrogravitačního prostředí na aktivitu v posturální kontrole. Mechanické vlastnosti vody vytvářejí další nátlaky, které musíme vzít v úvahu pro udržení rovnováhy těla. Absence gravitace a její účinky na otolitové a proprioceptivní informace vytvářejí obtíže s hodnocením tělesné orientace. Situace pod vodou je však odlišná, protože gravitační vektor je stále přítomen, tlak vody ale ohromně redukuje informace proprioceptivní a spojené s tělesnou hmotností. Za těchto podmínek se vnímání jedinců neustále mění, což ztěžuje posuzování polohy těla (11).

Při zavřených očích centrální nervový systém nevyužívá zrakové vjemy, ale jiné zdroje informací, nejspíš proto, že mozek ví, že tento druh informací není dostupný. V jiných podmínkách, dokonce i když je vizuální informace zkreslená (difrakce) či rozmazaná, mozek využívá tento předpoklad (11). Stejně Berthoz (9) ukázal, že podobných výsledků mohlo být dosaženo u prostorové navigace. Při konfliktu smyslů se mozek musí rozhodnout, která informace je přijatelnější. Podle Van der Kooija a spol. (51), mozek přikládá větší důvěru hodnotám zraku než somatosenzorické informaci.

Na řízení rovnováhy a držení těla se podílejí tři hlavní smyslové systémy, kterými jsou vizuální systém, vestibulární systém a somatosenzorický systém (26). Jedním z klasických testů, který může ověřit úroveň posturální stability v klinické praxi, je například i test dle Véleho, z jehož principů částečně vychází i tato studie (53).

VIZUÁLNÍ SYSTÉM

Vizuální systém je hlavním spolupracovníkem rovnováhy, přispívajícím informacemi o prostředí a poloze, směru a rychlosti pohybu jedince (44). Mnoho posturálních reflexů, které jsou spouštěny vestibulárním systémem, může být také spuštěno stimulací, zrakem, a kompenzovat tak určitou ztrátu vestibulárních funkcí. Periferní zrak také značně přispívá ke kontrole anteriorního a posteriorního houpání těla (54), kdy jeho absence pak vede k vyššímu počtu pádů. Winter a spol. (54) a Wolley a spol. (55) prohlásili, že není v podstatě žádný velký rozdíl v klidném stání při otevřených či zavřených očích. Další přístup vyvinutý Chiareim a spol. ukázal, že zrak má jasný dopad na vztah mezi parametry a biomechanickými faktory. Tento vztah je typicky větší se zavřenýma očima než s otevřenýma očima, z čehož lze usuzovat, že tělesná biomechanika má významný vliv na posturální houpání při zavírání očí. Bylo prokázáno, že ztráta zrakového vjemu způsobuje u většiny subjektů zvýšenou tuhost svalů (23).

VESTIBULÁRNÍ SYSTÉM

Vestibulární systém, umístěný ve vnitřním uchu, je systémem receptorů, který poskytuje informace o pohybech hlavy. Otolity poskytují statickou vertikální referenci během posturálního stání a signalizují polohu hlavy s ohledem na gravitaci. Dalším typem senzorů jsou semicirkulární kanálky zarovnané do tří tělesných rovin: frontální, sagitální a horizontální. Tyto kanálky jsou naplněny kapalinou, která se pohybuje v reakci na pohybech hlavy. Na základě jejího pohybu pak receptory dokáží poskytnout informaci o otáčení hlavy. Neurony obou těchto vestibulárních struktur mají silný vliv na motorické neurony v míše, které aktivují svaly (zvláště extenzory) a značně tak přispívají k rovnováze. Přibližně od 40 let věku jedince dochází k postupnému ubývání vestibulárních neuronů jak do počtu, tak i co se týká velikosti nervových vláken. Kupříkladu lidé nad 70 let už mohou ztratit až 40 % smyslových buněk uvnitř vestibulárního systému. V pokročilém věku se také snižuje citlivost periferních receptorů vestibulárního systému (27, 46, 49).

SOMATOSENZORICKÝ SYSTÉM

Tento systém hraje rozhodující roli týkající se rovnováhy a motorického řízení, poskytuje informace ohledně tělesného kontaktu a pozice. Zahrnuje kožní receptory, které poskytují informaci o pozici končetin a těla na základě vnímaní doteků a vibrací. Svalové receptory také signalizují změny v pozici končetin a těla. Řízení pohybu tak také závisí na konstantním a přesném přísunu informací ze somatosmyslového systému (27, 46, 49).

Kožní receptory signalizují jakýkoliv podnět působící na povrch těla. Pokud je tedy kůže stažena a nastanou změny tlaku na kůži, nervové impulzy směřují centrálně. Důležitost těchto informací plně oceníme v situaci, kdy člověk ztrácí rovnováhu nebo chodí bez nich (27, 46, 49). Často se setkáváme se ztrátou těchto receptorů u jedinců, kteří často sedí v jedné poloze, kdy se krev hromadí v dolních končetinách. Kontakt kůže s botou a změny ve výsledném tlaku při přenášení váhy těla z paty na špičku jsou důležitým zdrojem informací pro udržení rovnováhy. Také kožní senzitivita během stárnutí slábne. Schopnost detekovat kožní a vibrační podněty je značně ovlivněna chorobami a stravou, podstatnou roli zde však hraje i samotný věk (26).

Na základě východisek uvedených výše lze usoudit, že synchronizované plavání je schopné ovlivnit mnoho tělesných systémů a pohybových složek. Pohyb ve vodním prostředí má potenciál i pro oblast rehabilitace a fyzioterapie. Efekt synchronizovaného plavání není ale nijak experimentálně prokázán, z tohoto důvodu byl proveden náš výzkum, který hodnotil posturální stabilitu v rámci testovaného souboru s kontrolou a bez kontroly zraku pomocí přístroje Gaitview^® AFA-50 systém (Foot Scanner).

METODIKA

Charakteristika výzkumného souboru

Záměrně bylo vybráno 113 dívek ve věku od 6 do 35 let. U dívek a žen byla vyšetřována posturální stabilita s otevřenýma a zavřenýma očima.

Kritéria výběru byla následující:

• věnování se synchronizovanému plavání na závodní úrovni
• mít svůj domovský klub v České republice
• vyloučení poranění mozku, vestibulárního ústrojí, vazivového aparátu v kolenních a kyčelních kloubech

Akvabely jsou v synchronizovaném plavání rozděleny do jednotlivých závodních kategorií dle věku, a to na:

• Seniorky: 19 let a starší, pro letošní sezónu ročník narození 1997 a starší.
• Juniorky: 16 – 18 let, pro letošní sezónu ročníky narození 1998 – 2000.
• Starší žákyně: 13 – 15 let, pro letošní sezónu ročníky narození 2001 – 2003.
• Mladší žákyně: 12 let a mladší, pro letošní sezónu ročníky narození 2004 a mladší.
• Přípravka: dívky, které dělají akvabely prvním nebo druhým rokem (začátečníci).

Přístrojové zajištění experimentu

Pro diagnostiku posturální stability byl použit přístroj Gaitview^® AFA-50 systém (Foot Scanner) (obr. 1. Přístroj je USB kabelem napojen na počítač, kde se naměřená data zpracovávají.

Specifické vlastnosti Gaitview^® AFA-50 systému (Foot Scanner)

• Velikost: 700 mm * 500 mm * 45 mm.
• Tloušťka snímače: 3 mm.
• Typ senzoru: 48 HV matice senzory.
• Velikost senzoru: 73 cm².^.
• Počet čidel: 2304 (48 * 48).
• Zkušební doba: Lze měnit.
• Maximální tlak: 100 N/cm².
• Akvizice frekvence: ≤ 86 snímků za sekundu.
• Analogový / digitální převod: 16 bitů (58).

Průběh měření

Foot Scanner byl umístěn na rovné zemi, kdy ve vzdálenosti dvou metrů od přístroje byl na zdi umístěn kříž velikosti 5x5 cm v úrovni očí probandky. Probandky byly vyšetřovány ve spodním prádle a na boso. Probandka se postavila na Foot Scanner o její přirozené šířce stojné baze. Zapnulo se snímání posturální stability (vestibulární modul), které trvá 20 s, poté probandka sešla z přístroje. V druhé fázi měření se opět postavila na přístroj a zavřela oči – stoj o šířce její přirozené stojné baze. Zapnulo se snímání posturální stability, které trvá 20 s, poté probandka opět sešla z přístroje. Posturální stabilita je hodnocena

pomocí Stability score s maximální hodnotou 100. Cílem probandek v průběhu měření bylo stát co nejklidněji. Měření probíhalo v tichém prostředí.

Dívky byly vyšetřeny průběžně v měsících leden – únor 2016 napříč Českou republikou. Vyšetření posturální stability je neinvazivní vyšetřovací metoda, délka vyšetření činí pět minutu.

Analýza dat

Data jsou vizuálně zpracována prostřednictvím Gaitview softwaru, který je nainstalován v počítači, kam jsou zasílána naměřená data z Foot Scanneru. Naměřená data jsou graficky zpracována za použití programu Microsoft Excel 2010.

Vestibulární test se používá pro zaznamenání a digitalizaci hodnot (dat) vytvořených jednotlivcem při nepatrných posturálních pohybech za účelem udržení klidného stoje. Tento pohyb se nazývá kývání těla. Základním algoritmem je teorie v praxi od NASA (Národní úřad pro letectví a kosmonautiku) (35). Každý jednotlivec je porovnáván s jinou referenční hodnotou dle svého věku a výšky.

Následně je dle svého výsledku zařazen do jednoho z pěti stupňů Stability score:

• Normální – odpovídá hodnotám od 100 do 88.
• Mírně snížené – odpovídá hodnotám od 87 do 83.
• Poměrně (středně) snížené – odpovídá hodnotám od 82 do 78.
• Silně snížené – odpovídá hodnotám od 77 do 74.
• Hluboce snížené – odpovídám hodnotám 73 a nižším (35).

Pokud je výsledkem silně snížené či hluboce snížené skóre, měl by se test zopakovat a doplnit detailnějším vyšetřením.

Stability score se vypočítává na základě řady dat a faktorů. Započítává se čas strávený na desce, pohyb vyvinutého tlaku na desku, úroveň síly tlaku, směr kývání, rychlost kývání, maximální a minimální kývání, poměr kývání, poměr adaptace a další faktory jako jsou pohlaví, věk, výška, váha (35).

VÝSLEDKY

Výsledky jsou zpracovány dle jednotlivých věkových kategorií. Jedná se o zpracování a porovnání hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích jednotlivých probandek v rámci své věkové kategorie. Hodnotí se početně, procentuálním poměrem, následným průměrem a lineárním trendem mezi dosaženými hodnotami při otevřených a zavřených očích.

V závěru je zpracováno porovnání výsledků napříč věkovými kategoriemi. Porovnání je vyhodnoceno na základě procentuálního poměru hodnoty Stability score napříč věkovými kategoriemi. Sledovaným aspektem je počet vyšších hodnot při zavřených očích, počet nižších hodnot při zavřených očích a počet stejných hodnot. Dalším porovnávaným aspektem je průměrná hodnota Stability score napříč věkovými kategoriemi při otevřených a zavřených očích. V neposlední řadě je vyhodnoceno lineárním trendem hodnoty Stability score při otevřených a zavřených očích napříč věkovými kategoriemi v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání.

Kategorie Seniorky

V této věkové kategorii bylo vyšetřeno 22 probandek. Jak je znázorněno v tabulce 1 a grafu 1, u 10 probandek byla naměřená hodnota Stability score vyšší při zavřených očích než při otevřených. 3 probandky měly hodnotu shodnou jak při zavřených tak otevřených očích a 9 jich mělo hodnotu Stability score vyšší při otevřených než při zavřených očích.

Průměrná hodnota Stability score u všech vyšetřovaných byla při otevřených očích 93,59 a při zavřených 94,14. U věkové kategorie seniorek je při zavřených očích v průměru dosahováno vyšších hodnot než při očích otevřených.

V grafu 1 je znázorněn lineární trend hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích u kategorie seniorek v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání. Délka praxe v synchronizovaném plavání u věkové kategorie seniorek se pohybuje v rozmezí od 8 do 16 let.

Z grafu 1 je patrné, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích. Rovnováha probandek s přibývajícími lety praxe v synchronizovaném plavání je minimálně závislá na dostupnosti vizuálních informací. Dokonce je z grafu patrné, že lineární trend při zavřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích otevřených. Oba lineární trendy mají vzestupnou tendenci.

Kategorie Juniorky

V této věkové kategorii bylo vyšetřeno 24 probandek. Jak je znázorněno v tabulce 1 a grafu 2, u 11 probandek byla naměřená hodnota Stability score vyšší při zavřených očích než při otevřených. 5 probandek mělo hodnotu shodnou jak při zavřených tak otevřených očích a 8 jich mělo hodnotu Stability score vyšší při otevřených než při zavřených očích.

Z 24 vyšetřovaných mělo všech 24 probandek hodnoty vyšší než 88 při obou testových formulích, kdy se hodnoty velmi často blížily maximu, a to hodnotě 100.

Průměrná hodnota Stability score u všech vyšetřovaných byla při otevřených očích 94,17 a při zavřených 94,54. U věkové kategorie juniorek je při zavřených očích v průměru dosahováno vyšších hodnot než při očích otevřených.

V grafu 2 je znázorněn lineární trend hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích u kategorie juniorek v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání. Délka praxe v synchronizovaném plavání u věkové kategorie juniorek se pohybuje v rozmezí od 6 do 11 let.

Z grafu 2 je patrné, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích. Rovnováha probandek s přibývajícími lety praxe v synchronizovaném plavání je minimálně závislá na dostupnosti vizuálních informací. Dokonce je z grafu patrné, že lineární trend při zavřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích otevřených. Lineární trend při zavřených očích má sestupnou tendenci, kdy lineární trend při otevřených očích má vzestupnou tendenci.

Kategorie Starší žákyně

V této věkové kategorii bylo vyšetřeno 35 probandek. Jak je znázorněno v tabulce 1 a grafu 3, u 12 probandek byla naměřená hodnota Stability score vyšší při zavřených očích než při otevřených. 5 probandek mělo hodnotu shodnou jak při zavřených tak otevřených očích a 18 jich mělo hodnotu Stability score vyšší při otevřených než při zavřených očích.

Průměrná hodnota Stability score u všech vyšetřovaných byla při otevřených očích 92,17 a při zavřených 90,74. U věkové kategorie Starších žákyň je při otevřených očích v průměru dosahováno vyšších hodnot než při očích zavřených.

V grafu 3 je znázorněn lineární trend hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích u kategorie starších žákyň v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání. Délka praxe v synchronizovaném plavání u věkové kategorie starších žákyň se pohybuje v rozmezí od 2 do 9 let.

Z grafu 3 je patrné, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích. Rovnováha probandek s přibývajícími lety praxe v synchronizovaném plavání je méně závislá na dostupnosti vizuálních informací, ale je vidět, že v této věkové kategorii má dostupnost vizuálních informací dominantní roli. Lineární trend při otevřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích zavřených. Oba lineární trendy mají vzestupnou tendenci.

Kategorie Mladší žákyně

V této věkové kategorii bylo vyšetřeno 33 probandek. Jak je znázorněno v tabulce 4 a grafu 4, u 12 probandek byla naměřená hodnota Stability score vyšší při zavřených očích než při otevřených, 1 probandka měla hodnotu shodnou jak při zavřených tak otevřených očích a 20 jich mělo hodnotu Stability score vyšší při otevřených než při zavřených očích.

#tab:4#

Průměrná hodnota Stability score u všech vyšetřovaných byla při otevřených očích 88,94 a při zavřených 87,21. U věkové kategorie Mladších žákyň je při otevřených očích v průměru dosahováno vyšších hodnot než při očích zavřených.

V grafu 4 je znázorněn lineární trend hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích u kategorie mladších žákyň v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání. Délka praxe v synchronizovaném plavání u věkové kategorie mladších žákyň se pohybuje v rozmezí od 2 do 5 let.

Z grafu 4 je patrné, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích. Rovnováha probandek s přibývajícími lety praxe v synchronizovaném plavání je méně závislá na dostupnosti vizuálních informací, ale je vidět, že v této věkové kategorii má dostupnost vizuálních informací dominantní roli. Lineární trend při otevřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích zavřených. Oba lineární trendy mají vzestupnou tendenci.

Porovnání výsledků napříč věkovými kategoriemi

V grafu 5 je znázorněno porovnání výsledků % hodnoty Stability score napříč věkovými kategoriemi. Procentuální hodnota Stability score při zavřených očích je vyšší než při otevřených očích u seniorské a juniorské věkové kategorie, kdy naopak u věkové kategorie starších a mladších žákyň je vyšší procentuální hodnota Stability score při otevřených než při zavřených očích.

Nejlepší výsledky vykazuje juniorská věková kategorie, která dosahuje vyšší procentuální hodnoty Stability score při zavřených očích, zároveň nejnižší procentuální hodnotu Stability score při otevřených očích a také nejvyšší procentuální hodnotu Stability score, kdy jsou hodnoty u obou testových formulí shodné.

Naopak nejhorších výsledků dosahuje věková kategorie mladších žákyň. Tato věková kategorie má vyšší procentuální hodnoty Stability score při otevřených očích, zároveň nejnižší procentuální hodnotu Stability score při zavřených očích a také nejnižší procentuální hodnotu Stability score, kdy jsou hodnoty u obou testových formulí shodné.

V grafu 6 je znázorněno porovnání výsledků průměrných hodnot Stability score napříč věkovými kategoriemi. Průměrná hodnota Stability score při zavřených očích je vyšší než při otevřených očích u seniorské a juniorské věkové kategorie, kdy naopak u věkové kategorie starších a mladších žákyň je vyšší průměrná hodnota Stability score při otevřených než při zavřených očích.

V grafu 7 je znázorněn lineární trend hodnot Stability score při otevřených a zavřených očích napříč věkovými kategoriemi v závislosti na délce praxe v synchronizovaném plavání. Zaznamenaná délka praxe v synchronizovaném plavání napříč věkovými kategoriemi se pohybuje v rozmezí od 2 do 16 let.

Z grafu 7 je patrné, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích až do doby 9 let praxe v synchronizovaném plavání. Od 9 let praxe a výše se rozpětí mezi hodnotami Stability score při otevřených a zavřených očích naopak zase zvyšuje ve prospěch lineárního trendu při zavřených očích. Důležité je, že oba lineární trendy mají po celou dobu vzestupnou tendenci. Zpočátku lineární trend při otevřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích zavřených. Ke změně toho jevu dochází v období 9 let praxe v synchronizovaném plavání, kdy naopak lineární trend při zavřených očích dosahuje vyšších hodnot Stability score než lineární trend při očích otevřených. Rovnováha probandek s přibývajícími lety praxe v synchronizovaném plavání je minimálně závislá na dostupnosti vizuálních informací.

DISKUSE

V průběhu ontogeneze se střídají období relativně stabilního růstu těla s obdobími zrychlujícího se růstu. Puberta je charakteristická důležitými morfologickými a funkčními změnami v průběhu krátkého času. Kromě toho je tělové schéma, které je pomalu budováno v průběhu dětství integrací mezi vestibulárními, vizuálními a somatosenzorickými informacemi, nejspíš ovlivněno v období puberty. Tělové schéma přispívá k vývoji vnitřních znázornění akce, která ustanovuje základ kontrolního posuvu (předání kontrolního signálu) za účelem kompenzace předem za destabilizaci účinků pohybu (4).

Diskuse k posturálnímu řízení u dětí a mladistvých

Vývojové studie, které zahrnují posturální řízení během různých posturokinetických úkonů naznačují, že předběžná kontrola, navzdory svému brzkému vzniku, pomalu dozrává během dětství (5, 15, 16, 17), stejně jako zvládání parametrů načasování (13, 29, 43, 44). Přesné zvládání parametrů načasování se zdá být jedním z klíčových faktorů předběžné funkce, které odráží dozrávání CNS. Když vezmeme v úvahu komplexnost parametrů, které je třeba řídit, není překvapivé, že vývoj posturálního řízení pokračuje až do pozdních období dětství a adolescence (4). Teenageři (14 - 15 let) se zdají být závislejší na vizuálních vjemech než dospělí, což souhlasí s hypotézou pomíjivého proprioceptivního zanedbání o smyslové integraci pro řízení držení těla (4).

Ve studii Mallau a spol. (32) užití vizuálních podnětů u subjektů zlepšilo posturální výkon v ohledu orientace a stabilizace horních částí těla u obou oscilačních frekvencí, které byly testovány, Vskutku, anatomické tlumení a segmentová stabilizace se u subjektů od 5 do 15 let zlepšily, pokud byly vizuální podněty dostupné. Bez zraku se nezávislá kontrola každé části těla vytratila, zvláště u vyšší frekvence. Podobné účinky byly zdůrazněny v několika vývojových studiích (56), což ukázalo, že posturální výkon u dětí a adolescentů klesá s absencí zraku. Ferber-Viart a spol. (14) si vyvodili, že u řízení rovnováhy jsou somatosenzorické vjemy primární u dospělých, zatímco u dětí převládá zrak.

Pravděpodobně v reakci na závažné tělesné změny probíhající v období dětství a adolescence tvoří zrakové vjemy první smyslový referenční rámec bez vlivu muskuloskeletálního růstu pro účinnou organizaci posturálního řízení. Mimo to vjemové studie také zaznamenaly převládání zraku při vertikálním vnímání. Je také pravděpodobné, že závislost dětí a adolescentů na zrakových vjemech může být součástí vizuální typologie specifické pro tyto věkové skupiny (32). Studie na chlapcích a dívkách od 4 do 17 let, užívající test tyče a rámu (Rod and Frame Test – RFT) ukázaly, že zraková závislost klesá s přibývajícím věkem (32). Tento pokles nevykazuje lineární vzorec a autoři těchto studií zaznamenali, že vrchol zrakové závislosti se objevuje okolo 6., 8. a 15. roku věku. Kromě toho studie prováděné na dospělých jedincích (24, 25) poukázaly na existenci vzájemných vztahů mezi vjemovými a posturálními strategiemi subjektů. Bylo zjištěno, že zrakově závislí jedinci více užívají vizuální informace pro udržení posturální orientace a pro stabilizaci částí těla.

Přestože funkce vestibulárního systému u dětí je stále nižší než u dospělých, a to dokonce i když je dítěti 15 let (18, 22), stabilizace hlavy v prostoru u subjektů mezi 5 a 15 lety podléhá možnému přispívání informací z otolitů při držení hlavy. Ovšem role systému otolitů pro řízení držení těla je stále otázkou debaty. Ve skutečnosti absence statických informací z otolitů nebrání zdravým subjektům v osvojení si přesné vertikální polohy v mikrogravitačním prostředí (1). Nicméně pacient, který přišel o tyto vjemy, posazený na plošině, která se pomalu nakláněla ostrými oscilačními pohyby v přední rovině, kontroluje polohu své hlavy a ramen právě za pomocí systému otolitů (52). Bylo také ukázáno, že pokud proprioceptivní a zrakové vjemy nejsou dostupné, zdá se, že posturální kontrola vyžaduje neporušenou vestibulární funkci (6).

Mnoho studií v literatuře zaznamenalo nelineární míru vývoje kontroly statické rovnováhy, která je charakterizována změnami strategie posturální kontroly, které se objevují okolo 7-8 let věku (3, 40). Studie Mallau a spol. (52) překvapivě nezaznamenala změnu strategie kontroly mezi těmito věky. Mimo to se nezdálo, že by věkové rozmezí 14-15 let utvářelo specifickou fázi ve vývoji smyslové integrace u kvazi-statických posturálních úkonů. Ve skutečnosti pozorovali lineární zlepšování s věkem od 5 do 15 let, když byla vzata do úvahy kontrola orientace i stabilizace tělesných segmentů (32). Možným vysvětlením je, že podpůrné oscilace sestávají nejdříve z přechodného stavu mezi statickou a dynamickou kontrolou, a potom z venkovního narušení působícího na subjekt, zatímco statické posturální a lokomotorické úkony jsou založeny na dobrovolné (úmyslné) akci.

Studie Mallau a spol. (52) poskytla důkaz, že existují mírné rozdíly v kvalitě smyslové integrace spojené s posturální kontrolou u dětí a adolescentů. Výsledky studie potvrdily dominantnost zrakových vjemů a postupné zvládání proprioceptivní integrace do posturální kontroly v průběhu dlouhého období ontogeneze, které zahrnuje dětství a adolescenci. Nejmladší i nejstarší subjekty si osvojily podobné tlumení a strategie stabilizace segmentů, které se pak postupně rozvíjely s věkem (32).

Mnoha autory (14, 32) bylo zaznamenáno převládání zraku při posturální stabilizaci u dětí. Ve studii Barozziho a spol. (7) se děti a adolescenti houpali více než dospělí a jejich posturální stabilita nedosáhla úrovně dospělých před 13.-14. rokem věku. Tyto výsledky zavádějí k hypotéze, že řízení rovnováhy a zpracování smyslové integrace se stále vyvíjejí v období brzké adolescence (7). V literatuře nalezneme rozdílné názory na to, kdy se posturální kontrola stává srovnatelnou s dospělými. Někteří autoři (56) naznačují, že je to ve věku 7-10 let, zatímco jiní (21, 37, 39) navrhují, že některé aspekty posturální kontroly se i po dosažení 9-10 let stále zdají být ve vývoji. Zjištění studie Barozziho a spol. (7) jsou souhlasná s těmi od Hirabayashiho a Iwasakiho (18), Ferbera-Viarta a spol. (14), Peterky a Blacka (38), Cumberwortha a spol. (12) a Steindla a spol. (47), kteří odpozorovali, že proces dozrávání pokračuje v průběhu dětství a nedosahuje úrovně dospělých ve věku 14-15 let.

Diskuse k fyzické aktivitě a rovnováze

Studie na profesionálních gymnastech ukázaly, že účinnost vjemů přicházejících skrze otolity může být vylepšena díky specifickým tréninkům a vykompenzovat tak nedostatek somatosenzorických vjemů (10). Dle výsledků studie Mallau a spol. (32) se zdá, že děti a adolescenti také mají tuto plastičnost, která jim umožňuje využít jakoukoliv dostupnou smyslovou informaci pro posturální kontrolu přesněji, když ty ostatní vjemy chybí, nebo nejspíš kvůli závažným tělesným změnám, které probíhají v období adolescence, mohou vést k podužívání informací, které jsou poskytovány proprioceptivní cestou (4).

Všichni účastníci studie Barozziho a spol. (7) praktikovali fyzickou aktivitu ve škole (3 hodiny týdně) a většina z nich se věnovala různým sportům po škole a o víkendu. Výsledky neprokázaly, že by praktikování fyzické aktivity ovlivňovalo posturální stabilitu, které bylo ukázáno absencí vzájemných vztahů s parametry houpání. Toto vyšetřování neukázalo žádný vztah mezi antropometrickými mírami (výška a váha) a parametry rovnováhy u dětí ve věku 6-14 let (7). Data týkající se výšky a váhy odpovídají datům Nolana a spol. (37), Lebiedowske a Syczeswske (30), a Petersona a spol. (39) a liší se od datů Schmida a spol. (42) a Hsu a spol. (19). Podle Nolana a spol. (37) může být toto pozorování vysvětleno faktem, že přestože se postava a váha mění jak dítě roste, vývoj vizuálního, vestibulárního a somatosenzorického systému se může ve větším rozsahu podílet na řízení rovnováhy. Proto by se zdálo, že věk a vývoj smyslové organizace jedince ovlivňují výsledky více než antropometrické charakteristiky (37). Dále musíme brát v potaz i vliv hypermobility na posturální řízení a celkově na sportovní výkonnost (41).

Diskuse k posturálnímu řízení u dospělých

Literatura zabývající se rovnováhou zdůrazňuje fyziologické mechanismy kontrolující stabilitu. Jsou zahrnuta různá témata od vnějších faktorů (prostředí) až po vnitřní faktory (např. svalová koordinace, vestibulární odpověď). Rovnováhy je dosaženo interakcí centrálních předběžných a reflexivních úkonů stejně jako aktivním i pasivním zadržováním způsobeným svaly (2).

Studie Lorda a Warda (31) testovala 550 žen ve věku 20 až 90 let. Analýza procentuálního růstu houpání za podmínek, kdy vizuální a periferní smyslový systém byly odstraněny či zablokovány, v porovnání s houpáním za optimálních podmínek, naznačila, že až do věku 65 let bylo zvýšeno spoléhání na zrak při řízení rovnováhy. Od tohoto věku podíl zraku klesal, takže ve skupinách nejvyššího věku byl snížený zrak méně schopen nahradit periferní vstup, což mělo za následek navýšení oblastí houpání. Periferní smysl byl však nejdůležitějším smyslovým systémem při udržování statické posturální stability u všech věkových skupin. Veškerá senzorická, motorická a rovnovážná systémová měření ukázala znatelné rozdíly spojené s věkem (31).

Benjuya a spol. (8) ve studii zjistili, že experimentální redukce zrakových vjemů měla větší účinek na posturální houpání u mladších účastníků (20-35 let) než u starších (65-84 let) (8). Simoneau a spol. (45) zjistili, že posturální houpání vzrostlo jak u starších tak u mladších účastníků, když byly oči zavřené (45). Matheson a spol. (33) také zjistili výrazný růst posturální nestability s rostoucím věkem a zavřenýma očima. Hytonen a spol. (20) uvedli, že vizuální systém byl nejdůležitější pro řízení rovnováhy u starších lidí.

Naproti tomu studie Benjuya a spol. (8) zjistila, že zrakové vjemy jsou důležitější pro řízení rovnováhy u mladší skupiny (20-35 let) než u starší (65-84 let). Zjistili, že houpání těla vzrostlo u mladších účastníků v podmínkách se zavřenýma očima, nejspíše ve snaze spoléhat se více na proprioceptivní vjemy z muskulatury spodních končetin a kožní vjemy z kůže chodidel. Koceja a spol. (28) zjistili, že za statických podmínek mladí účastníci jevili mnohem méně houpání těla než starší účastníci, a to jak se zrakem, tak i bez zraku. Houpání bylo ale u obou věkových kategorií větší při zavřených očích než otevřených. Ve studii Koceji a spol. (28) se posturální houpání mladých účastníků v podmínkách beze zraku zvýšilo o 43 % oproti těm se zrakem, zatímco u starších účastníků se houpání těla zvýšilo pouze o 21,7 %, což je velmi podobné nálezům Benjuya a spol. (8).

Wrisley a spol. (57) testovali dospělé ve věku 24 let (+- 4 roky), kdy zjistili, že při zavřených očích je rovnováha horší než při otevřených. Melzer a spol. (34) vyšetřovali seniory ve věku zhruba 77 let se stejným závěrem jako Wrisley a spol. (57), Lord a Ward (31) zjistili, že až do věku 65 let se spoléhání na zrak pro řízení rovnováhy zvyšuje, zatímco po přesáhnutí tohoto věku se podíl zraku snižuje. Turrano a spol. (50) ukázali, že podíl zraku na posturální stabilizaci je výrazně vyšší u lidí, kteří nepadají, než u těch, kteří padají. Prohlašují, že periferní somatosenzorický smysl je tím nejdůležitějším smyslovým systémem při údržbě statické posturální stability pro všechny věkové skupiny.

Teasdale a spol. (48) zjistili, že vyloučení nebo narušení jednoho ze smyslových vjemů samotného se nijak důsledně nelišilo u starších dospělých a mladších dospělých díky kompenzaci zbývajícími se smyslovými zdroji. Nakagawa (36) zjistil, že pokud byla aplikována vibrace na šlachu triceps-surea, houpání značně vzrostlo u mladých účastníků, ale ne u starších účastníků. Tento fenomén může znamenat, že proprioceptivní aferentní informace hraje méně důležitou roli u starších účastníků než u těch mladších.

Ve studii Benjuya a spol. (8) mladí účastníci prokázali, že se více spoléhají na vjemy pokožky a proprioceptivní smyslové vjemy, pokud jsou bez zraku, než starší účastníci, jak je zjevné z vyšších hodnot houpání při zavřených očích ve srovnání s očima otevřenýma. Naproti tomu zvyšovala starší skupina svůj smysl pro rovnováhu nikoli pomocí užívání bohatších smyslových informací (kožní, proprioceptivní), které se zvyšují během většího houpání jako náhrada za jiné smyslové vjemy (zrak), ale spíše udržováním/zvyšováním kokontrakce, jak je patrné z nízkého SOL/TA EMG poměru. Přijetím této strategie zredukovali starší účastníci houpání svého těla jako řešení vypořádání se s ohrožujícími podmínkami jako jsou zavřené oči a úzká podpůrná báze. Toto naznačuje, že se starší skupina stala méně závislou na proprioceptivní a/nebo kožní informaci, na rozdíl od mladší skupiny, která projevila větší spoléhání na proprioceptivní vjem, nejspíš kvůli zvýšené kvalitě smyslové informace (8).

ZÁVĚR

Trénink akvabel v bazénu se skládá z opětovného drilu sestavy, kdy jsou kladeny nároky na precizní provedení prvků. Akvabela si musí plně uvědomovat svoje tělové schéma, posuzovat polohy těla, co právě dělá její hlava, dolní končetiny, horní končetiny i zbytek těla. Jakou polohu její končetiny zaujímají, jakou má orientaci těla (jestli je hlavou pod hladinou nebo nad hladinou). Přitom všem musí být schopná se orientovat ve vodním prostředí, kde se v bazénu nachází, jakým směru má vyplavat, co má provést za pohyb a na jakou počítací dobu. Tímto jsou neustále kladeny nároky na vestibulární a somatosenzorický systém, které dle výsledků práce zaujímají první místo v řízení rovnováhy akvabel. Výsledky výzkumu jsou platné pro dívky ve věku od 6 do 35 let, které se věnují nebo věnovaly synchronizovanému plavání na závodní úrovni, jejich domovský klub je v České republice a nemají žádná poranění mozku, vestibulárního ústrojí, vazivového aparátu v kolenních a kyčelních kloubech. Výzkum je omezen počtem probandek v jednotlivých kategoriích, a to hlavně v seniorské a juniorské, z důvodu častějšího výskytu ukončení závodní kariéry. Výzkum prokázal, že synchronizované plavání svými specifickými tréninkovými nároky na akvabely bude mít pozitivní vliv na posturální stabilitu. Je zřejmé, že čím déle se probandka věnuje synchronizovanému plavání, tím je menší rozpětí mezi hodnotami při otevřených a zavřených očích a cca po 9 letech praxe a výše se rozpětí mezi hodnotami při otevřených a zavřených očích naopak dokonce zvyšuje ve prospěch lineárního trendu při zavřených očích. Tyto výsledky, ač specifického tréninku ve vodním prostředí, jsou zcela jistě využitelné při tréninku rovnováhy, koordinace a posturální kontroly ve fyzioterapii pro široké spektrum pacientů.

Tato studie vznikla v rámci Programu rozvoje vědních oblastí na Univerzitě Karlově č. P38 Biologické aspekty zkoumání lidského pohybu.

Adresa ke korespondenci:

PhDr. Lenka Satrapová, Ph.D.

Katedra fyzioterapie FTVS UK

J. Martího 31

162 52 Praha 6

e-mail: satrapova@ftvs.cuni.cz