מערכת השרירי

ם, פיזיולוג של (M.Sc)מרצה: יניב דוזלי

המאמץ

הקדמה:

.כימית-מכניתתא שריר מבצע המרה •

שלד, 350 שרירים )650 בגוף האדם קיימים יותר מ • חלק(.300

קיימים שלושה סוגי שרירים: שלד, חלק, לב.•

מינרלים,5% חלבונים, 20% מים, 75% הרכב השריר: •מלחים,יונים.

שלד, 40% ממסת הגוף )50% השרירים מהווים כ- • חלק(.10%

חשיבות השרירים:

הנעת איברים•

ליציבה ולנשימה•

מקום אחסון לאנרגיה •

אספקת אנרגיה מחלבוני השריר במצבים •שונים

יצירת חום גוף•

שלושה סוגי שריר

- רצוני, רב גרעיני, משמש לתנועה, מבנה מסודר שלדשל יחידות מתכווצות, יכולת כיווץ מהירה לזמן קצר, יכולת לפתח כוח רב, מתעייפים מהר, מפיקים חום,

משמשים כהגנה על איברים פנימיים.

- גרעין אחד, לא רצוני, אין מבנה מסודר של חלקיחידות מתכווצות, נמצא סביב איברים פנימיים, יכולת

כיווץ איטית, אינם מתעייפים.

- משורטט לא רצוני, התאים אחוזים חזק ע"י חיבור לבבין קרומי תאים סמוכים, כל סיבי השריר מתכווצים בו

זמנית.

: בטנוני, חבלי, יריעתי, מתנקז, נוצתי, מבנה שרירטבעתי

מבנה השריר

( Fiber כל שריר מורכב ממספר רב של תאים )סיב-•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.

מבנה מקרוסקופי של תא )סיב( שריר

קרום התא, ציטופלסמה, גרעינים, מיטוכונדריה, אנזימים, , חומרי מזון )שומנים, גליקוגן(, (ATP-CP)חומרי אנרגיה

יחידות התכווצות )ליף( המחולקות לסרקומרים הבנויים (.85%מסוגי חלבונים מתכווצים )אקטין ומיוזין

לאחר 2.7 מיקרומטר לפני התכווצות, 4 סרקומר- •התכווצות.

היכולת התפקודית של השריר תלויה באספקת דם •ובעצבוב.

שריר יכול לשנות את אורכו ולפתח כוח ע"י מנגנון כיווץ •המצוי בכל תא שריר.

מנגנון כיווץ השריר

שחרור יוני סידן ממערכת העצבים גורמים לפקיעת ( הגורמת לתגובת החלקה בין ATPאנרגיה )ביקוע

חלבוני השריר, כשבעקבותיהם מתקצר תא השריר תוך כדי פיתוח כוח.

תא עצב

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.•

- קבוצה של תאי שריר המקבלת יחידה מוטורית •עיצבוב מעצב אחד.

- בהגעת הגירוי העיצבי חוק " הכל או לא כלום" • תאי היחידה המוטורית בו בזמן. מספר רב כליתכווצו

של סיבים ביחידה מוטורית יצור כוח רב.

1:500 היחס הממוצע בין סיב עצב לסיב שריר הוא • שריר 1750:1 שריר הדו-ראשי, 750:1 בעניים, 5:1)

התאומים(.

היחידה המוטורית

היחידה המוטורית

ויסות הכוח בשריר יתבצע בשתי צורות:

שינוי בתדירות העיצבוב ליחידות המוטוריות.•

שינוי בכמות היחידות המוטוריות המגוייסות.•

מאפייני היחידה המוטורית- טיפוסי סיבים

יחידות מוטוריות נבדלות ב:

א. מספר הסיבים

ב. סוגי הסיבים

שני טיפוסי סיבים ראשיים:

Type I ST- Slow Twitch Fiber)א. איטיים – )אדומים-

FT- Fast Twitch Fiber ( Type IIלבנים - (- ב. מהירים

ביחידה מוטורית יכולים להיות רק סוג אחד של סיבים.

- עקרון הגודל הפעלת יחידות מוטוריות יתבצע על פי •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(.

: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.

אופי סיב השריר מלמד על התאמה לפעילות מסויימת.•

סיבים 55-45 באוכלוסיה לא מאומנת יש בממוצע % •איטיים.

כמות הסיבים בשריר נקבעת גנטית ואינה משתנה עקב •מאימון.

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.

מהירות התכווצות של יחידה מוטורית

רמת הכוח המרבי של היחידות המוטוריות

ההתנגדות להתעייפות של היחידות המוטוריות

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.

פרופיל שרירי בספורטאים

פרופיל שרירי בספורטאים ובלא

ספורטאים

- הכוח המופק כשכל היחידות המוטוריות כוח מוחלטמופעלות.

מהכוח המוחלט.10בחיי יומיום משתמשים ב %

.35בפעולות רצוניות ב %

85%, מאומן עד 50%בעוצמה מירבית- לא מאומן מהכוח המוחלט.

מעבר לכך, "עתודות אוטונומיות" שלא ניתן להפעיל באופן רצוני.

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(.

סוגי כיווץ שריר:

קונצנטרי, אקצנטרי, איזוטוני, - דינמי

איזוקנטי

איזומטרי -סטאטי

- אין שינוי באורך השריר תוך כדי כיווץ השריר איזומטריוהתפתחות הכוח.

- השריר מתכווץ ומתקצר למרכז תוך כדי פיתוח קונצנטריהכוח.

- השריר מתארך מהמרכז החוצה תוך כדי פיתוח אקצנטריהכוח.

הכוח המופעל על השריר זהה בכל טווח איזוטוני )שווה כוח(-התנועה.

השריר מתכווץ בתנועה המבוצעת איזוקנטי )שווה תנועה(-במהירות קבועה כנגד התנגדות משתנה. השריר מפתח כוח

מירבי לכל אורך טווח התנועה.

אימון אקצנטרי יפתח הכי הרבה •כוח.

אימון קונצנטרי יפתח הכי מעט •כוח.

גורמים המשפיעים על התפתחות השריר

הסתגלות מערכת השרירים לאימוני סבולת וכוח

עליה במסת השריר יכולה לנבוע מ:

- עליה במספר תאי השריר היפרפלזיה

- עליה בנפח ומסת תאי היפרטרופיההשריר

אפקט אימוני הסבולת על מערכת השרירים

(.30% עליה במספר המיטוכונדריות ובגודלן )•

(SDH) עליה בריכוז האנזימים האירוביים •

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%)

השינוי ברמת הפעילות של אנזימי מפתח בתהליך האירובי

כמות נימי הדם המקיפה את תאי השריר

ההפרש בתכולת החמצן בין העורק לווריד במאמץ מדורג

השינוי במאגרי הגליקוגן בעקבות אימונים

לפיתוח היכולת האירובית

אפקט אימוני הכוח על מערכת השרירים

עליה בנפח החלבונים המתכווצים•

עליה בכמות הגליקוגן המאוחסן בשריר•

,PFK, CPK) עליה בפעילות האנזימים האנאירוביים •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 •

אימון בהתנגדות גדולה ומספר חזרות קטן יגרום • )סיבים להיפרטרופיה של יחידות מוטוריות מהירות

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.

השינויים העצביים והשריריים בתהליך אימון לפיתוח כוח

שינויים עיצביים= שיפור

הקורדינציה הבין שרירית

והתוך שרירית

תוספת הכוח השבועית של

קבוצות שרירים שונות

מגמת השינויים בכוח לאחר הפסקת אימונים

3תוכנית אימון שבועות:

אימונים שבועיים,3

RM 6 סטים של 3

תוכנית שימור:

אימון אחד בשבוע סט .RM 1אחד

שינויים בכוח השריר במהלך החיים

יכולת מירבית- עשור שלישי•

בכוח המירבי20% ישנה ירידה של כ- 65-50 מגיל •

אובדן מסת שריר )גורמים מטבוליים תוך שריריים, ירידה •בפעילות הגופנית(.

אימון כוח ישפר את יכולת גיוס היחידות המוטוריות •ופחות ישפיע על תהליכי היפרטרופיה

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(

מנגנוני בקרה והגנה על השריר

מערכת העצבים מקשרת את האדם אל סביבתו ומתאמת בין מערכות הגוף.

מוח וחוט השדרה. :(CNS)מערכת העצבים המרכזית

המוח מכיל את כל המרכזים הגבוהים שבתודעה •)תנועה, חשיבה, נשימה וכו'(.

חוט השדרה מכיל את המעגלים העיצביים •המעורבים ביצירת תנועות וקבלת תחושות.

: (PNS)מערכת העצבים ההיקפית

מקשרת בין מערכת העצבים המרכזית לבין היקף הגוף.

מערכת העצבים האוטונומית

המעצבבת את אברי ההיקפיתחלק ממערכת העצבים הגוף הפנימיים, שאינם נתונים לשליטת התודעה, כגון

תהליך העיכול, הנשימה וכו'. :מערכת העצבים האוטונומית נחלקת לשתי מערכות

פועלת בעיקר :( Sympathetic)מערכת עצבים סימפטית •בעתות חירום ובצורך בהפקת אנרגיה מוגברת.

:( Parasympathetic )מערכת עצבים פארא-סימפטית •

מווסתת את הפעילויות הפיזיולוגיות ברגיעה, כגון נשימה, פעילות הלב וכו'.

שתי המערכות הללו מנוגדות אחת לשניה, וכל אימת •שהאחת מעוררת השניה מעכבת, לדוגמה, כאשר

המערכת הסימפטית מגבירה את קצב הלב, המערכת .הפארא-סימפטית מאיטה את קצב הלב

שלושה סוגי תאי עצב:

תא עצב מוטורי- מעביר דחף ממערכת העצבים המרכזית אל השריר

תא עצב תחושתי- מעביר דחף עיצבי אל מערכת העצבים המרכזית

המידע לגבי תנוחת הגוף במרחב מועבר למערכת תא עצב מקשר- מקשר בין תאי עצבהעצבים על ידי הקולטנים )פרופריוספטורס( הבאים:

כישורי השריר•

אברון גולג'י בגיד•

מכנו-רצפטורים במפרקים •

כישורי השריר

קולטנים בצורת סיבי שריר הרגישים למתיחה.•

סיבי הכישור מאוגדים ברקמת חיבור.•

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.

רפלקס- תגובה מוטורית מובנית )לא רצונית( כישורי השריר חשובים בויסות התנועה ושמירת היציבה.•לגירוי חושי

רפלקס המתיחה בספורטאים- כפיפת ברכיים לפני קפיצה לרוחק

מהמקום

אברון גולג'י

קולטנים הממוקמים בקצה השריר )צומת גיד-שריר(.•

מתח בשריר. רגישים לשינויי •

בעלי סף רגישות גבוה למתיחת שריר וסף נמוך לכיווץ.•

מעכב את כיווץ השריר האגוניסט, ומפעיל את כיווץ •השריר האנטגוניסט.

אימון כוח מתגבר על יכולת עיכוב זו, דהיינו: הקטנת •מתח השריר בעת כיווצו.

ניתן לחקות את פעולת אברון גולג'י באופן מכני חיצוני•

עייפות שרירית

עייפות היא ספציפית למשימה ויכולה להיגרם מ:

עייפות מערכת העצבים )גורם פנימי(•

פגיעה בשריר עצמו )גורם חיצוני(•

הגורמים המשפיעים על רמת העייפות השרירית:

ATP-CP דלדול מאגרי •

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 • ועל התחברות בין סידן PFKעל פעילות האנזים

לטרופונין, מובילים להפעלת קולטני כאב

יוני המימן מקשים על חיבור החמצן להמוגלובין ועל •שחרור חומצות שומן חופשיות

רמת הגליקוגן בשריר במשך מאמץ עצים

Delayed Onset Muscle) כאבי שרירים מאוחריםSoreness)

כאב ממושך יום יומיים אחרי פעילות.

הסיבות האפשריות:

קרעים מיקרוסקופיים בשריר

נזק לחלבוני ההתכווצות

פגיעה במנגנון ויסות שחרור הסידן

היווצרות בצקות מקומיות

דלקת אקוטית

דרגת הכאב תלויה בסוג הפעילות, משך הפעילות •ועצימות הפעילות.

תרגילים אקצנטריים ואיזומטריים מאופיינים יותר בכאבי •שרירים מאוחרים בהשוואה לתרגילים קונצנטריים.

דקות תגרום ל 30 למשך °10 ריצה במורד בשיפוע של •DOMS 42 שעות מאוחר יותר. כמו כן, לעליה של CK ,

מיוגלובין, טרופונין, לויקוציטים ונויטרופילים.

:DOMSשרשרת האירועים המביאה ל-

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

אפקט אימון המשלב מספר מרכיבי כושר גופני

אימון יכולת אירובית

אימון לפיתוח כוח

אימון משולב

אימון כוח משפר טוב יותר את מרכיב הכוח בהשוואה •לשיפור הכוח באימון המשולב והאירובי, דהיינו אימון

אירובי פוגע באפקט אימון כוח מירבי

אימון משולב משפר את יכולת הצח"מ בדומה לאימון •אירובי טהור, דהיינו אימון כוח אינו תורם לשיפור צח"מ

אך גם לא פוגע בו.

מחקרים נוספים מראים כי אימון כוח )היפרטרופיה( •גרם לשיפור סח"ח )בלי שחל שיפור בצח"מ( שהתבטא

בהארכת משך זמן הרכיבה באופניים ארגומטריים.

סיבות אפשריות:

שיפור בכוח הופך את המאמץ לקל יותר וידרוש פחות •מטבוליזם אנאירובי ושימוש ביחידות מוטוריות

מהירות/לבנות.

אימוני כוח יכולים לשפר טכניקה ולשפר את היעילות •המכנית )הספק אנרגטי מופחת( שמשמעו הקטנה

במטבוליזם האנאירובי לקטי.

מבנה לבם של ספורטאי סבולת, ספורטאי כוח ואנשים לא מאומנים