מערכת השרירים

1. מערכת השרירים יניב דוזלי (M.Sc)

2. הקדמה: • תא שריר מבצע המרה כימית-מכנית. • בגוף האדם קיימים יותר מ 650 שרירים (350 שלד, 300 חלק). • קיימים שלושה סוגי שרירים: שלד, חלק, לב. • הרכב השריר: 75% מים, 20% חלבונים, 5% מינרלים,מלחים,יונים. • השרירים מהווים כ- 50% ממסת הגוף (40% שלד, 10% חלק).

3. חשיבות השרירים: • הנעת איברים • ליציבה ולנשימה • מקום אחסון לאנרגיה • אספקת אנרגיה מחלבוני השריר במצבים שונים • יצירת חום גוף

4. שלושה סוגי שריר שלד- רצוני, רב גרעיני, משמש לתנועה, מבנה מסודר של יחידות מתכווצות, יכולת כיווץ מהירה לזמן קצר, יכולת לפתח כוח רב, מתעייפים מהר, מפיקים חום, משמשים כהגנה על איברים פנימיים. חלק- גרעין אחד, לא רצוני, אין מבנה מסודר של יחידות מתכווצות, נמצא סביב איברים פנימיים, יכולת כיווץ איטית, אינם מתעייפים. לב- משורטט לא רצוני, התאים אחוזים חזק ע"י חיבור בין קרומי תאים סמוכים, כל סיבי השריר מתכווצים בו זמנית.

5. מבנה השריר • כל שריר מורכב ממספר רב של תאים (סיב-Fiber) הבנויים בצורת גליל לאורך כל השריר. • כל סיב שריר עטוף ברקמת חיבור (אנדומיזיום). • מספר סיבי שריר מקובצים ברקמת חיבור משותפת (פרימיזיום). • מספר קבוצות כאלו עטופות ברקמת חיבור חיצונית (אפימיזיום), שקצותיה החיצוניים מקושרים אל השלד.

6. מבנה מקרוסקופי של תא (סיב) שריר קרום התא, ציטופלסמה, גרעינים, מיטוכונדריה, אנזימים, חומרי אנרגיה (ATP-CP), חומרי מזון (שומנים, גליקוגן), יחידות התכווצות (ליף) המחולקות לסרקומרים הבנויים מסוגי חלבונים מתכווצים (אקטין ומיוזין 85%). • סרקומר- 4 מיקרומטר לפני התכווצות, 2.7 לאחר התכווצות. • היכולת התפקודית של השריר תלויה באספקת דם ובעצבוב. • שריר יכול לשנות את אורכו ולפתח כוח ע"י מנגנון כיווץ המצוי בכל תא שריר.

7. מנגנון כיווץ השריר שחרור יוני סידן ממערכת העצבים גורמים לפקיעת אנרגיה (ביקוע ATP) הגורמת לתגובת החלקה בין חלבוני השריר, כשבעקבותיהם מתקצר תא השריר תוך כדי פיתוח כוח.

8. תא עצב

9. השרירים המשורטטים פועלים בפיקוחם של עצבים תנועתיים. • תא עצב מורכב מגוף תא, דנדריט ואקסון. • צומת שריר עצב • ליף שאקסונו נפגע לא יוכל להתכווץ באופן טבעי. • יחידה מוטורית- קבוצה של תאי שריר המקבלת עיצבוב מעצב אחד. • חוק " הכל או לא כלום"- בהגעת הגירוי העיצבי יתכווצו כל תאי היחידה המוטורית בו בזמן. מספר רב של סיבים ביחידה מוטורית יצור כוח רב. • היחס הממוצע בין סיב עצב לסיב שריר הוא 1:500 (5:1 בעניים, 750:1 שריר הדו-ראשי, 1750:1 שריר התאומים).

10. היחידה המוטורית

11. ויסות הכוח בשריר יתבצע בשתי צורות: • שינוי בתדירות העיצבוב ליחידות המוטוריות. • שינוי בכמות היחידות המוטוריות המגוייסות.

12. מאפייני היחידה המוטורית- טיפוסי סיבים יחידות מוטוריות נבדלות ב: א. מספר הסיבים ב. סוגי הסיבים שני טיפוסי סיבים ראשיים: א. איטיים – (אדומים- (Type IST- Slow Twitch Fiber ב. מהירים- )לבנים - FT- Fast Twitch Fiber ( Type II ביחידה מוטורית יכולים להיות רק סוג אחד של סיבים.

13. הפעלת יחידות מוטוריות יתבצע על פי עקרון הגודל- השריר מגייס את היחידות המוטוריות בהתאם לקוטר (קטן או גדול) הנוירונים המעצבבים אותן. • יחידות מוטוריות איטיות (אדומות) המעוצבבות ע"י תא עצב בעל קוטר קטן תגויסנה ראשונות ולאחריהן תגויסנה היחידות המוטוריות המהירות (לבנים) המעוצבבות ע"י תא עצב בעל קוטר גדול. • סוג היחידות המוטוריות המגוייסות תלוי בנוסף גם בעצימות • המאמץ (שרירי האצבעות בניגון בחליל לעומת טיפוס בחבל).

14. הסיבים המהירים מתחלקים לשתי קבוצות: Type II A- מכילים יותר מיטוכונדריות, יכולת אירובית גבוהה יותר, צבע ורוד, יחידות מוטוריות קטנות יחסית, מהירות כיווץ איטית, מהירות הולכת אות בעצב איטית, סף עירור נמוך. Type II B- סיב לבן טהור, כיווץ מהיר, מהירות הולכת אות בעצב גבוהה, הסיבים מאוגדים בדרך כלל ביחידות מוטוריות גדולות, מכיל מעט מיטוכונדיות ומיוגלובין והרבה גליקוגן, סף עירור גבוה.

15. אופי סיב השריר מלמד על התאמה לפעילות מסויימת. • באוכלוסיה לא מאומנת יש בממוצע % 55-45 סיבים איטיים. • כמות הסיבים בשריר נקבעת גנטית ואינה משתנה עקב אימון. • מאפיינים מטבוליים ומהירות הולכת הגירוי יכולים להשתנות עקב אימון. • פוטנציאל הגדילה של סיב מהיר גדול יותר משל סיב איטי. • ברמות מאמץ גבוהות (קפיצה לגובה) יגוייסו בראש ובראשונה היחידות המוטוריות האיטיות (המגוייסות לרוב בעצימות נמוכה) ולאחר מכן היחידות המוטוריות המהירות.

16. היכולת התיפקודית של השרירים: • סיבים איטיים מאופיינים בכוח התחלתי מירבי נמוך, אך הירידה בכוח עם עלייה במספר החזרות קטנה (סבולת גבוהה). • שרירים עם אחוז סיבים מהירים גבוה יותר יאופיינו בכוח התחלתי מירבי גבוה יותר, אך הפסד הכוח עם העלייה במספר החזרות בולט יותר.

17. כוחו של שריר תלוי ב: א. קוטר חתך השריר. ב. יכולת גיוס מספר רב של יחידות מוטוריות. ג. מספר תאי השריר בכל יחידה מוטורית (גנטי). כוח מוחלט- הכוח המופק כשכל היחידות המוטוריות מופעלות. בחיי יומיום משתמשים ב % 10 מהכוח המוחלט. בפעולות רצוניות ב % 35. בעוצמה מירבית- לא מאומן 50%, מאומן עד 85% מהכוח המוחלט. מעבר לכך, "עתודות אוטונומיות" שלא ניתן להפעיל באופן רצוני.

18. הסתגלות מערכת השרירים לאימוני סבולת וכוח עליה במסת השריר יכולה לנבוע מ: היפרפלזיה- עליה במספר תאי השריר היפרטרופיה- עליה בנפח ומסת תאי השריר בבני אדם מתרחשת אך ורק היפרטרופיה שרירית ולא מתקיימת היפרפלזיה כלל

19. אפקט אימוני הסבולת על מערכת השרירים • עליה במספר המיטוכונדריות ובגודלן (30%). • עליה בריכוז האנזימים האירוביים (SDH) • עליה בריכוז המיוגלובין • עליה בצפיפות נימי הדם מסביב לתאי השריר • עליה בהפרש בתכולת החמצן שבין העורק לוריד • עליה ביכולת לאגור גליקוגן וטריגליצרידים בתוך השריר • עליה ביכולת השימוש בחומצות שומן להפקת אנרגיה (30%)

20. אפקט אימוני הכוח על מערכת השרירים • עליה בנפח החלבונים המתכווצים • עליה בכמות הגליקוגן המאוחסן בשריר • עליה בפעילות האנזימים האנאירוביים (PFK, CPK, ATPase) • התרבות נימי דם (רק באימוני סבולת כוח) • שיפור תפקוד מערכת העצבים: היכולת לגייס יותר יחידות מוטוריות, ושיפור התזמון בגיוסן. • ירידה ברמת המיוגלובין • ירידה בצפיפות המיטוכונדריה • עליה בנפח הסרקופלסמה

21. אימון בהתנגדות גדולה ומספר חזרות קטן יגרום להיפרטרופיה של יחידות מוטוריות מהירות (סיבים לבנים). • אימון בעצימות נמוכה ומספר חזרות גדול יגרום להיפרטרופיה של יחידות מוטוריות איטיות (סיבים אדומים). • תגובת ההיפרטרופיה לגירוי אימוני טובה יותר בסיבי שריר מהירים. • אימון כוח אינו פוגע במהירות התנועה. • תגובת ההיפרטרופיה היחסית בנשים נמוכה בהשוואה לגברים.

22. השינויים העצביים והשריריים בתהליך אימון לפיתוח כוח שינויים עיצביים= שיפור הקורדינציה הבין שרירית והתוך שרירית

23. תוספת הכוח השבועית של קבוצות שרירים שונות

24. שינויים בכוח השריר במהלך החיים • יכולת מירבית- עשור שלישי • מגיל 65-50 ישנה ירידה של כ- 20% בכוח המירבי • אובדן מסת שריר (גורמים מטבוליים תוך שריריים, ירידה בפעילות הגופנית). • אימון כוח ישפר את יכולת גיוס היחידות המוטוריות ופחות ישפיע על תהליכי היפרטרופיה

25. הבדלים במרכיב הכוח בין נשים וגברים • כוח מירבי לסמ"ר שריר שווה בין נשים לגברים • לגברים כוח מירבי מוחלט גבוה יותר בשל מסה שרירית גבוהה יותר (הורמון גדילה וטסטוסטרון גבוהים יותר)

26. מנגנוני בקרה והגנה על השריר • מערכת העצבים מקשרת את האדם אל סביבתו ומתאמת בין מערכות הגוף. • מערכת העצבים המרכזית (CNS): מוח וחוט השדרה. • המוח מכיל את כל המרכזים הגבוהים שבתודעה (תנועה, חשיבה, נשימה וכו'). • חוט השדרה מכיל את המעגלים העיצביים המעורבים ביצירת תנועות וקבלת תחושות. • מערכת העצבים ההיקפית (PNS): • מקשרת בין מערכת העצבים המרכזית לבין היקף הגוף.

27. שלושה סוגי תאי עצב: תא עצב מוטורי- מעביר דחף ממערכת העצבים המרכזית אל השריר תא עצב תחושתי- מעביר דחף עיצבי אל מערכת העצבים המרכזית תא עצב מקשר- מקשר בין תאי עצב • המידע לגבי תנוחת הגוף במרחב מועבר למערכת העצבים על ידי הקולטנים (פרופריוספטורס) הבאים: • כישורי השריר • אברון גולג'י בגיד • מכנו-רצפטורים במפרקים

28. כישורי השריר • קולטנים בצורת סיבי שריר הרגישים למתיחה. • סיבי הכישור מאוגדים ברקמת חיבור ומחוברים במקביל לסיבי השריר. • מדווחים למערכת העצבים המרכזית על אורך השריר. • מגיבים למתיחה של השריר בכיווץ השריר (רפלקס המתיחה). • כישורי השריר מספקים מידע לגבי עוצמת הכיווץ הנדרשת. • השריר מגיב באופן אוטומטי ללא צורך בעיבוד מידע במרכזים הגבוהים שבמוח. • כישורי השריר חשובים בויסות התנועה ושמירת היציבה.

29. רפלקס המתיחה בספורטאים- כפיפת ברכיים לפני קפיצה לרוחק מהמקום רפלקס- תגובה מוטורית מובנית (לא רצונית) לגירוי חושי

30. אברון גולג'י • קולטנים הממוקמים בטור לקצה השריר (צומת גיד-שריר). • רגישים לשינויי מתח בשריר. • בעלי סף רגישות גבוה למתיחת שריר וסף נמוך לכיווץ. • מעכב את כיווץ השריר האגוניסט. • אימון כוח מתגבר על יכולת עיכוב זו, דהיינו: הקטנת מתח השריר בעת כיווצו. • ניתן לחקות את פעולת אברון גולג'י באופן מכני חיצוני

31. עייפות שרירית • עייפות היא ספציפית למשימה ויכולה להיגרם מ: • עייפות מערכת העצבים (גורם פנימי) • פגיעה בשריר עצמו (גורם חיצוני)

32. הגורמים המשפיעים על רמת העייפות השרירית: • דלדול מאגרי ATP-CP • דלדול מאגרי גליקוגן • ירידה ברמת הגלוקוז בדם (חלוקת דם קטנה לכבד גורמת לירידה בקצב יצור הגלוקוז בכבד ובכך משפיעה על מערכת העצבים) • הצטברות רבה של יוני מימן בשריר, שכנראה משפיעים על פעילות האנזים PFK ועל התחברות בין סידן לטרופונין, מובילים להפעלת קולטני כאב • יוני המימן מקשים על חיבור החמצן להמוגלובין ועל שחרור חומצות שומן חופשיות

33. רמת הגליקוגן בשריר במשך מאמץ עצים

34. כאבי שרירים מאוחרים(DOMS- Delayed Onset Muscle Soreness) כאב ממושך יום יומיים אחרי פעילות. הסיבות האפשריות: קרעים מיקרוסקופיים בשריר נזק לחלבוני ההתכווצות פגיעה במנגנון ויסות שחרור הסידן היווצרות בצקות מקומיות דלקת אקוטית

35. דרגת הכאב תלויה בסוג הפעילות, משך הפעילות ועצימות הפעילות. • תרגילים אקצנטריים ואיזומטריים מאופיינים יותר בכאבי שרירים מאוחרים בהשוואה לתרגילים קונצנטריים. • ריצה במורד בשיפוע של °10 למשך 30 דקות תגרום ל DOMS 42 שעות מאוחר יותר. כמו כן, לעליה של CK , מיוגלובין, טרופונין, לויקוציטים ונויטרופילים.

36. שרשרת האירועים המביאה ל- DOMS: מתח גבוה בשריר גורם לפגיעה מיבנית בסיבי השריר ורקמות החיבור פגיעה ברקמות מובילה תהליך דלקתי הגורם לעליית פרוטאוליטים המפרקים חלבון בעקבות כך מצטברים מטבוליטים (תוצרי פירוק) ונוזלים ונפגעת היכולת להפיק כוח הפרשת חומרי כאב כתוצאה מבצקות גירוי קולטני כאב בשריר תהליך החלמת הרקמה