פיזיולוגיה של השריר

Question 1

שריר משורטט:

Answer 1

• שרירי השלד, הלשון והסרעפת
• מחוברים לעצמות ואחראים על תנועת השלד והמפרקים
• מעוצבבים על ידי מערכת העצבים המוטורוית הסומטית
• שרירים רצוניים
• יכולת כיווץ מהירה, בעוצמה חזקה אך הם מתעייפים מהר
• סיב שריר השלד- גדול, רב גרעיני, משורטט

Question 2

שריר חלק

Answer 2

• נמצאים באיברים הפנימיים במערכת העיכול, השתן, הרבייה וכלי הדם.
• מעוצבבים על ידי מערכת העצבים האוטונומית, פועלים בעוצמה נמוכהואינם מתעייפים.
• יש שרירים שלא פועלים רק על ידי המערכת האוטונומית.
• אינם רצוניים (ניתן לפתח שיטה דרך אימון)
• תא שריר חלק הוא קטן, גרעין אחד.

Question 3

שריר הלב

Answer 3

• עצבוב עצמי ועצבוב חיצוני על ידי מערכת עצבים אוטונומית.
• עובד ללא הפסקה
• תא שריר הלב- קטן, גרעין אחד, משורטט קלות.

Question 4

מאפיינים משותפים לכל השרירים

Answer 4

כולם תאים אקסיטטורים, ולכן הם יכולים לשנות את פוטנציאל הממברנה ממצב של מינוס במנוחה למצב של פלוס. השינוי מתחיל את התהליך ויגרום לכיווץ.

מנגנון ההחלקה של האקטין על גבי המיוזין, הגורם לקיצור וכיווץ השריר.

האינטראקציה בין האקטין למיוזין תלויה בסידן.

Question 5

עוד על שרירים משורטטים

Answer 5

איבר התנועה העיקרי בגוף, וכן המחסן המטבולי הגדול ביותר (כי יש מסת שרירים גדולה).

יודעים להמיר אנרגיה כימית למכנית (שריפת ATP ליצירת כיווץ).

רצוניים.

יש כ-600 מהם בגוף.

כולם מעוצבבים ע״י מערכת העצבים המוטורית.

מהווים כ-45% ממשקל גבר בוגר ו-30-35% ממשקלה של אישה בוגרת - פיזיולוגית לגברים יש שרירים חזקים יותר מאשר לנשים.

בגופנו כ250 מיליון סיבי שריר שלד המופעלים ע”י 450 אלף קצות עצבים.

השריר הגדול ביותר הוא גלוטאוס מקסימוס, הארוך ביותר הוא סרטוריוס והקטן ביותר הוא שריר הסטפדיוס באוזן התיכונה. קיימים בשרירים שאין אצל כולם – פלנטריס, פלאמריס.

בתהליכים כימיים המלויים את פעולת השרירים מורשות חומצת חלב, אם היא לא מתפנה היא גורמת לעייפות, המטרה שלה למתן את הפעילות.

Question 6

מבנה שריר שלד

Answer 6

כל תא שריר יחיד נקרא גם סיב, קוטרו צר (10-80 מיקרומטר), אך הוא יכול להיות מאוד ארוך.

בשלבי העוברות הראשונים, תאי שריר – מיובלסטים מתאחדים עם עצמם למבנה המכונה הצינור השרירי מיוטיוב. בהמשך מתלכדת הציטופלסמה של תאי המיוטיוב השונים, ונוצר מבנה מאוחה ומוארך הנקרא סינציטיום (syncytium), בו הגרעינים איבדו את יכולתם להתחלק ונדדו ממרכז התא אל היקפו מתחת לסרקולמה. בשלב זה התא נקרא סיב שריר בוגר.

התא הכי גדול בגוף הוא תא השריר. גם במערכת העצבים יש תאים מאוד ארוכים, אך עוביים דק יותר.

Question 7

גרעין התא

Answer 7

שריר השלד הוא רב גרעיני כדי לאפשר ייצור רב של
MRNA
אשר מאפשר ייצור חלבונים בכמות עצומה- הנדרשת לכיווץ ותחזוקת השריר.

Question 8

מה חשיבות ריבוי הגרעינים בשרירי שלד?

Answer 8

ייצור הרבה
Mrna

לייצור חלבונים

Question 9

Sarcoplasmic reticulum-

Answer 9

מקבילה לרשת האנדופלזמטית. בסיב השריר, בנוסף לתפקידה בייצור החלבונים, היא מהווה מחסן ליוני סידן. ממברנת ה
SR
מכילה תעלות ומשאבות סידן, וברגע שמתסים הכיווץ הן מחזירות את הסידן פנימה.

Question 10

T tubuls-

Answer 10

קיפולים של הסרקולמה לתוך התא, כדי שפוטנציאל הפעולה שמגיע מהעצב יוכל להכנס עמוק לתוך החלבונים ולהפעיל את כל השריר בבת אחת.

Question 11

טיטין

Answer 11

• חלבון חשוב בכיווץ אקצנטרי ומחבר את המיוזין לפסי
  Z
  נקרא טיטין.
• ייצוב מבנה הסרקומר

Question 12

מי הם חלבוני המבנה של הסרקומר?

Answer 12

ה
M line, Z disc, Titin
נחשבים לחלבוני המבנה של הסרקומר שעוזרים לקבע את הפילמנט העבה והדק במקומם.. הם חשובים באותה מידה כמו האקטין והמיוזין לכיווץ השריר התקין.

Question 13

הכח שעובר בשריר השלד בציר הלונגיטודינלי

Answer 13

כוח בציר הלונגיטודינלי ע”י מעבר סיבי השריר מה
Z line לZ line
דרך הגידים אל מפרקים.
ה
Titin
הוא החלבון שעוזר להעביר את הכוח בציר הלוגיטודינלי לאורך כל מבנה המיופיברילי.

*במחלה הגנטית ניוון שרירים על שם דושן יש פגם בייצור חלבון זה שיכול להוביל למוות.

Question 14

כח בציר הלטרלי והחלבון שתורם לזה

Answer 14

כוח בציר הלטרלי ע”י מעבר של כוח אל מחוץ לסרקומר אל הממברנות רקמות החיבור והגידים כך שכל המבנים העוטפים את השריר יתכווצו כיחידה אחת. ה
Dystrophin
הוא החלבון שעוזר להעביר את הכוח בציר הלטרלי.

*עם הגיל היכולת לייצר את החלבון הזה יורדת מה שמביא ליותר פציעות ביותר המבוגר

Question 15

סיכום חלבונים עיקריים

Answer 15

כיווץ השריר – אקטין ומיוזין

בקרה על כיווץ והרפייה – טרופונין וטרופומיוזין

חלבוני מבנה מייצבים ואלסטיים המאפשרים העברת כוח (הממברנה תנוע יחד עם הכיווץ)– טיטין, מיומזין, נבולין ודיסטרופין

Question 16

התפתחות השריר

Answer 16

עד שבוע 25 לחיי העובר המיובלסטים ממשיכים להגדיל את מספרם - היפרפלזיה.

לאחר שבוע 25 כל סיב מגדיל את שטח חתך הרוחב שלו אבל אין יותר יצירה של סיבים חדשים.

בלידה השרירים עדיין קטנים. עם ההתפתחות ועד גיל הבגרות המינית אורך השריר גדל עד פי 20.

גדילה באורך השריר ורוחבו מתאפשרת הודות להוספת סרקומרים.

Question 17

חיזוק השריר

Answer 17

שלב 1 – השלב האיטי נמשך מהלידה עד גיל הבגרות המינית.

שלב 2 – מתרחש בזמן הבגרות המינית, בעיקר בגברים. תוך זמן קצר (2-3 שנים) השריר מכפיל את כוחו.

כשהשריר מתרחב המיופיברילים מתעבים ואף מתפצלים. ההתפצלות מתבצעת באזור Z, ומאפיינת את גיל ההתבגרות.

ההתרחבות מתרחשת גם בעקבות הרמת משקולות – היפרטרופיה של השריר. מספר המיופיברילים קובעים את כוח השריר. במצב של היפרטרופיה שורה אחת של סרקומרים מחוברים תהפוך ל-2 שורות ועוד, כך שהשריר מתארך ומתעבה.

כל עיבוי או התארכות של השריר מתאפיינים בסינתזה מוגברת של חלבונים, ובעליה בריבוזומים.

Question 18

רקמות החיבור

Answer 18

אנדומיזיום – השכבה הפנימית ביותר, כל סיב שריר עטוף ברקמת חיבור משלו מעל הממברנה.

פרימיזיום – רקמת חיבור שמאגדת יחד צרור סיבים – Fascicles.

אפימיזיום – רקמת חיבור שעוטפת את השריר כולו.

כל רקמות החיבור הללו:

• משמשות מצע לכלי דם (הגעת חמצן) ועצבים
• ממשיכות מעבר לשריר ויוצרות את הגיד
• משפיעות על גמישות המפרקים הטבעית.

Question 19

מתח שריר

Answer 19

בשריר יחידות האלסטיות
= SEC – Series Elastic Component –
חלבוני טיטין רקמות חיבור, גידים ויחידות כיווץ
– Component Contraction
- הסרקומרים.

מתח פנימי – הכוח שנוצר ע״י התקצרות הסרקומרים וגורם לכל היחידות האלסטיות של השריר לזוז (להימתח) – הכוח הזה הוא לא הכוח שאנחנו מודדים במעבדה או ב
MMT.
הוא מתרחש לפני הכוח החיצוני (שברירי שנייה לפני).

מתח חיצוני – המתח שנוצר על פני היחידות האלסטיות לאחר הפעלת הכוח הפנימי ומגיע לעצמות, אותו אנחנו יכולים לראות ולמדוד.

Question 20

התכווצות טטנית

Answer 20

בשרירי השלד יש עליה בתדירות הגירוי שתגרה את ממברנת השריר.

המרכיבים האלסטים נשארים מתוחים לאורך כל ההתכווצות, ולא עוברים הרפייה ומתיחה בכל גירוי מחדש.

לא כל הסידן נכנס חזרה ל-SR, לכן יהיה ריכוז גבוה וקבוע של יוני סידן.

ככל שתדירות הגירוי עולה, עוצמת הכיווץ עולה, והכוח שנוצר בשריר עולה, אך עד גבול מסויים.

Question 21

עוצמת הגירוי

Answer 21

ככל שמעלים את עוצמת הגירוי החשמלי, עוצמת התכווצות השריר תגדל, אך עד גבול מסויים (הסיבים ינצלו בשלב מסויים את מלוא הפוטנציאל שלהם).

Question 22

תדירות הגירוי

Answer 22

ככל שתדירות הגירוי עולה, עוצמת ההתכווצות תגדל אך עד גבול מסויים.

משך הפו״פ בשריר השלד הוא כ-5 מילי-שניות.

משך כיווץ בודד הוא 50-100 מילי-שניות. אם במהלך הטווח הזה יינתן גירוי נוסף לשריר, תהיה לו עוצמת כיווץ גבוהה יותר (המתח נסכם).

כשיש פער של כ-200 מילי-שניות בין שתי התכווצויות, עוצמתן תהיה זהה (כלומר לא תהיה סכימה של המתח).

בהתכווצות הראשונה החלבונים האלסטיים נמתחו ונבנה מתח פנימי. כשפוטנציאל פעולה נוסף הגיע, החלבונים לא הספיקו לחזור למצבם הרפוי (לא צריכים להשקיע אנרגיה במתיחה חדשה), וכל כוח ההתכווצות יושקע בכוח החיצוני (במצב רגיל קודם מושקע כוח פנימי ואז חיצוני). בנוסף, ריכוז גבוה של יוני סידן גורם לחשיפה של עוד אתרי קישור למיוזין.

Question 23

התכווצות איזומטרית

Answer 23

התכווצות איזומטרית – כיווץ שבו אורך השריר הפעיל נשאר קבוע בזמן הכיווץ. האקטינים והמיוזינים נשארים מחוברים, אך יש תחלופה בין הקשרים או הסיבים השונים בשריר כדי למנוע עייפות ולאפשר תחלופת חומרים בשריר.

Question 24

התכווצות קונצנטרית

Answer 24

התכווצות קונצנטרית – כיווץ שבו השריר הפעיל מתקצר תוך התגברות על התנגדות חיצונית.

*בכיווצים קונצנטרי ואיזומטרי כל חיבור של ראשי המיוזין לאקטין דורש פירוק של מולקולת ATP.

Question 25

התכווצות אקצנטרית

Answer 25

כיווץ שבו השריר הפעיל מתארך תוך ניסיון להתגבר על התנגדות חיצונית הגוברת עליו.

הכיווץ האקצנטרי מאפשר יצירת כוח רב יותר בעלות אנרגטית נמוכה - זאת בזכות החלבון טיטין המאפשר יצירת כוח רב בעלות אנרגטית נמוכה יותר באמצעות יצירת אנרגיה שנקראת אנרגיה אלסטית Elastic recoil energy. כאשר המיופיברילים נמתחים, נוצרים גשרי רוחב בין המיוזין לאקטין, חלבוני האקטין מתרחקים זה מזה (מהמרכז) והסרקומר מתארך. ברגע שנכנסים יוני סידן, הטיטין יהפוך לקשה יותר וברגע שיווצרו קשרי הרוחב בין האקטין למיוזין, הטיטין יבצע ליפוף נוסף סביב האקטין (יחזק את הקשר כך שאין צורך בפירוק ATP), ויוסיף לכוח האלסטי שמאפשר את הכיווץ האקצנטרי.

Question 26

מטבוליזם של השריר ומסלולי אנרגיה

Answer 26

נדרשת אנרגיה גם לכיווץ וגם להרפייה

Question 27

מאגרים זמינים

Answer 27

מאגרים זמינים - בשריר יש מאגרי
ATP
זמינים המספיקים ל-4-6 שניות. קריאטין פוספט (חלבון בשריר) יכול לייצר ATP שיספיק לעוד כ-8-15 שניות. האנרגיה מהם תספיק לריצת 100 מטר.

Question 28

מסלול אנארובי (גליקוליזה)

Answer 28

– מסלול חומצת החלב (לקטי). משתמש בגלוקוז (פירוקו נותן 2 ATP) ומאגרי הגליקוגן (פירוקו נותן 3 ATP) בשריר, ללא שימוש בחמצן. תוצר הפירוק הוא חומצת חלב (גורמת לשריפה בשרירים שתגרום להפסקת הפעילות). נותן עוד 30-60 שניות – מתאים לריצת 400 מטר.

Question 29

תהליך אירובי (במיטוכונדריות) –

Answer 29

תהליך אירובי (במיטוכונדריות) – שרשרת של פעילויות אנזימטיות מורכבות, שמתחילה בחומצה פירובית (תוצר הגליקוליזה), ומסתיימת ב-36 מולק׳ ATP. משתמש בגלוקוז ובחומצות שומן, זמין בגוף לשעות, ומתאים לריצת מרתון.

Question 30

סיבים אדומים – טונים, איטיים, Slow oxidative I -

Answer 30

מגיבים לאט

עניים באנזים
ATPase
(שמפרק את מולק׳ ה-ATP) בראשי המיוזין.

עשירים במיטוכונדריות ובמיוגלובין (חלבון המאחסן חמצן), מוקפים בהרבה נימי דם (כי האנרגיה שלהם מבוססת על חמצן), מטבוליזם אירובי.

דקים יחסית, מכילים מעט מיופיברילים (כי הם לא צריכים לייצר כוח רב).

עמידים בפני התעייפות, שרירי סיבולת שעובדים לאורך זמן.

מייצרים מתח התכווצות נמוך.

יש יותר רצפטורים פחות רצפטורים לאצטיל כולין.

מאפיינים את שרירי היציבה – סולאוס, טרפזיוס עליון, זוקפי הגב, שרירי רצפת האגן וכו׳.

Question 31

• סיבים לבנים – פאזים, מהירים, Fast glycolytic II -

Answer 31

• • מגיבים מהר
• עשירים באנזים
  ATPase
  בראשי המיוזין.
• יותר מאגרי גליקוגן ואנזימים גליקוליטים, מעט מיטוכונדריות.
• מתעייפים מהר מאחר ומתבססים על מטבוליזם אנאירובי שהינו מוגבל. מייצרים מהר חומצת חלב.
• סיבים עבים, מכילים הרבה מיופיברילים (כדי ליצור הרבה קשרי רוחב וכוח).
• מייצרים מתח התכווצות גבוה.
• מאפיינים את שרירי הכוח המתפרץ – גסטרוקנמיוס, אורביקולריס אוקולי.

Question 32

סיבים מעורבים – Fast oxidative & glycolytic -

Answer 32

• מגיבים מהר
• עשירים באנזים ATPase בראשי המיוזין.
• מטבוליזם אירובי ואנאירובי, עשירים במיטוכונדריות ובמיוגלובין.
• מתעייפים לאט.
• יש יותר רצפטורים לאצטיל כולין
• מאפיינים את שרירי ההליכה, שרירים אינטרינסיים בכף היד וכו׳.

Question 33

שריר יכול להשתנות בהתאם לדרישה ממנו אימון, כוחות המופעלים עליו וכו׳) לדוג’ -

Answer 33

• היפרטרופיה – הגדלת המסה, החתך הרוחבי של השריר והכוח. לדוגמא בעקבות אימון כוח של הרמת משקולות.
• אטרופיה – הקטנת המסה, החתך הרוחבי של השריר והכוח. לדוגמא בעקבות אימוביליזציה ממושכת (גסה לדוג’), אי ספיקת לב, דנרבציה, מחלת ריאה חסימתית, אי ספיקת כליות, שינוי משמעותי במשקל כתוצאה מסרטן, מחלות עצבים ושרירים.
• סיבולת – אימוני סיבולת משפרים את העמידות לעייפות שנובעת מתהליכים מטבולים בשריר.

Question 34

תכונות פלסטיות השריר

Answer 34

האימון ישנה את גודל הסיבים ולא את מספרם, לא ניתן לעשות מעבר מסוג סיב אחד לשני.

השינויים הללו הפיכים.

ניתן להגדיל את המיופיברילים במהלך הנעורים, ו״לאגור״ אותם כרזרבה כדי למנוע חולשה בגיל מבוגר.

סיבי שרירי שלד לא עוברים אפופטוזיס (מוות תאי מתוכנן) במהלך אטרופיה. ברגע שנמשיך לאמן אותם, ניתן לחזק אותם בחזרה.

Question 35

הבדלים בהשפעות הפסטיות של השריר

Answer 35

• אימוני כוח – הגדלת מספר המיופיברילים והמסה, עלייה במספר המיטוכונדריות, הגדלת מאגרי הגליקולגן.
• אימונים אירוביים – עלייה במספר הקפילרות, עלייה במספר המיטוכונדריות, עלייה במיוגלובין.

Question 36

מחלות הפוגעות בחלבון הדיסטרופטין

Answer 36

1. ניוון שרירים ע״ש דושן -

המחלה הגנטית השכיחה והחמורה ביותר מקבוצת מחלות ניוון שרירים. התסמונת מאופיינת בהרס של תאי שריר אשר מוחלפים בתאי שומן וברקמת חיבור.

הביטוי הקליני של אובדן מסת השריר הוא הגבלת יכולת התנועה, נכות ומוות בגיל צעיר (כששרירי הלב והנשימה נפגעים).

Question 37

מחלות הפוגעות בנוירונים המוטורים

Answer 37

ALS – פוגעת באופן מתמשך בנוירונים המוטוריים (במערכת המרכזית וההיקפית), עד שאלו מפסיקים לעצבב את השרירים והם מתנוונים. השרירים האחרונים שעתידים להיפגע הם שרירי הנשימה.

Question 38

מחלות בפוגעות בצומת עצב שריר

Answer 38

1. .מיאסטניה גרביס – פחות רצפטורים לאצטיל כולין לכן יידרש יותר אצטיל כולין על מנת לגרום לתגובה
2. Lambert–Eaton myasthenic syndrome – פגיעה בקליטה של הסידן. בגלל פגיעה בתעלות הסידן בסינפסה