סוגי שריר

השרירים שבגוף האדם עשויים מרקמת שריר שהיא אחת מארבע רקמות היסוד. ישנם שלושה סוגים של שרירים, המוצגים באיור 1 ונבדלים זה מזה בתפקודם, בעצבובם, בצורת הסיבים ובאופן התכווצותם.

¨     שרירי שלד - שרירי השלד מהווים כ- 40% ממשקל הגוף ונקראים גם שרירים רצוניים ושרירים משורטטים. שרירי שלד הם רב-גרעיניים ומאופיינים במבנה מסודר של היחידות המתכווצות. הם ניחנים ביכולת להתכווץ מהר ולזמן קצר ומסוגלים לפתח כוח רב. שרירי השלד מניעים את הגוף, מאפשרים את יציבת הגוף הזקוף, מגינים על איברים פנימיים, מפיקים חום, עוזרים בהחזרת הדם הוורידי מהגפיים התחתונים ומהבטן אל הלב ומסייעים בספיגת זעזועים הנובעים מתנועות הגוף.

¨     שרירים חלקים - השרירים החלקים נמצאים באיברים הפנימיים: מעיים, קיבה וכלי דם. שרירים אלה נקראים גם שרירים ויסצרליים. השרירים החלקים בעלי גרעין אחד, ואין להם מבנה מסודר של יחידות מתכווצות. הם מאופיינים בהתכווצויות איטיות וממושכות שיכולות גם להופיע בעוצמה חזקה, למשל בזמן התכווצויות הקיבה להעברת מזון ובעת התכווצויות הרחם בזמן הווסת הגורמות כאבי בטן. השרירים החלקים ושריר הלב מהווים כ- 10% ממשקל הגוף.

¨     שריר הלב - דומה במבנהו לשרירי השלד, אך שונה מהם באופן פעולתו. בפרק 3.2 (מערכת הדם) יוסברו בהרחבה המבנה ופעולת שריר הלב.

       איור 1 סוגי השרירים שבגוף האדם

בגוף האדם ישנם כ- 650 שרירי שלד. באיור 2 מוצגים השרירים וקבוצות השרירים העיקריים החשובים לעיסוק בספורט.

איור 2 שרירי השלד

מבנה מקרוסקופי של שריר שלד

שרירי השלד מורכבים מתאים הנקראים גם סיבים. תאי השריר בנויים בצורת גליל ומשתרעים לכל אורך השריר. אורכם יכול להגיע למספר רב של סנטימטרים.

מספר תאי השריר בשריר מסוים נקבע בהתאם לתפקיד ולכמות הכוח שעליו לפתח. לדוגמה, בשריר הדו-ראשי של הזרוע ישנם כ- 580,000 תאי שריר, ובראש הפנימי של שריר התאומים ישנם כ- 1,000,000 סיבי שריר.

לשרירים ישנו מבנה ברור ומוגדר המתואר באיור 3. השריר כולו עטוף ברקמת חיבור (אפימזיום) ומחולק לצרורות תאי שריר, שכל אחד מהם עטוף ברקמת חיבור נוספת (פרימזיום). בתוך צרור כזה ניתן למצוא מסיב שריר אחד ועד מאות סיבים. כל סיב שריר עטוף ברקמת חיבור משלו (אנדומזיום). רקמות החיבור שייכות למרכיבים האלסטיים של השריר ומהוות כ- 30% ממשקלו. לרקמות החיבור תפקיד חשוב ביצירת המבנה של השריר ובפעולתו. הן משמשות מצע שבו עוברים כלי הדם והעצבים, והן משפיעות מאוד על גמישות המפרקים. כמו-כן ישנה סברה שרקמות החיבור קשורות בכאבי שרירים מושהים, שמורגשים בימים הראשונים שלאחר מאמץ קשה.

איור 3 מבנה מקרוסקופי של שריר שלד (חתך רוחב בשריר)

מבנה מיקרוסקופי של תא (סיב) שריר

סיב שריר כולל בתוכו את האברונים ומרכיבי התא הבאים: סרקולמה (קרום התא), סרקופלסמה (ציטופלסמה), גרעין (תא שריר שלד הנו רב-גרעיני), רשת סרקופלסמית (רשת אנדופלסמית), מיטוכונדריה, ריבוזומים, אנזימים רבים וחומרי אנרגיה ומזון כמו:ATP , קריאטין פוספט (CP), גליקוגן ושומנים. בנוסף, בתאי השריר ישנו מרכיב הנותן להם את היכולת להתכווץ ולהפעיל מתח, והוא המיופיבריל (ליף). בכל תא שריר ישנם מאות ואף אלפים של מיופיברילים, המחולקים לסרקומרים, שהם היחידה התפקודית הקטנה ביותר במנגנון ההתכווצות. הסרקומרים בנויים מסוגי חלבון שונים. חלק מהחלבונים שייכים למנגנון ההתכווצות ומכוּנים מרכיבים מתכווצים (קורים). החלבונים האחרים שומרים על מבנה הסרקומר ושייכים למרכיבים האלסטיים.

הסרקומרים שמרכיבים מיופיבריל מסוים, מחוברים זה לזה במבנה טורי באופן מכני על-ידי מבנים הנקראים פסי Z. כאשר הסרקומר מתכווץ, המרחק בין שני פסי Z שתוחמים אותו, מתקצר. כאשר הסרקומרים מתקצרים, כל המיופיברילים מתקצרים, ותא השריר מתקצר.

שני הקורים המרכזיים במנגנון ההתכווצות הם אקטין (קור דק), שמחובר ישירות לפסי Z, ומיוזין (קור עבה) שמיוצב לפסי Z. על-פני המיוזין ישנן בליטות הנקראות גשרי רוחב של המיוזין, ולהן תפקיד מרכזי בתהליך ההתכווצות של השריר.

באיור 4 מתואר המבנה המיקרוסקופי של שריר שלד. כפי שניתן לראות מהאיור, הסידור הרוחבי של החלבונים המתכווצים המרכיבים את הסרקומר, יוצר פסים כהים ובהירים המסודרים לסירוגין ומעניקים לתאי השריר מראה מפוספס או משורטט. באזור הבהיר הסמוך לפסי Z נמצאים חלבוני האקטין הדקים. באזור הכהה נמצאים בחפיפה זה לזה האקטין והמיוזין, ובאזור האמצעי של הסרקומר המאופיין בגוון ביניים נמצאים חלבוני המיוזין העבים. המראה המפוספס ניתן לצפייה באמצעות מיקרוסקופ אור.

איור 4 מבנה מיקרוסקופי של שריר שלד

חיבור שריר-עצם

שריר מחובר לעצם על ידי גיד. הגיד הוא המשכם של רקמות החיבור העוטפות את התאים, צרורות תאי שריר והשריר כולו. כלומר, הגיד הוא רקמת חיבור ומהווה חלק מהשריר. רוב הגידים הם בעלי צורה דמוית חבל וסיביהם מסודרים במקביל. ככל שחתך הרוחב של הגיד גדול יותר (הגיד עבה יותר), כך הגיד חזק יותר. תפקיד הגידים להעביר את המתח שנוצר בשרירים לעצמות. הגידים אינם נמתחים. לתכונה זו חשיבות רבה מאחר שהם מסוגלים להעביר כל מתח קטן שמתפתח בשריר אל מערכת השלד. לו הייתה לגידים יכולת מתיחה קלה, אי-אפשר היה לבצע תנועות עדינות, כגון פעולת אצבעות והזזת גלגל העין.

יצירת תנועה במפרק

כדי ששריר יוכל ליצור תנועה במפרק, הוא חייב לעבור מעליו. כל שריר מחובר בדרך כלל לשתי עצמות. האחת קרובה למרכז הגוף ונקראת תחל. השנייה רחוקה ממרכז הגוף ומהווה את נקודת האחיזה שלו ונקראת אחז.

התכווצות השריר מפעילה מתח על הגיד, השואף לקרב את העצמות זו לזו ועל-ידי כך ליצור תנועה. מידת הקיבוע של עצמות המפרק היא שתקבע איזו עצם תנוע. לדוגמה, הפעלת שריר הדו-ראשי של הזרוע יכולה לקרב את האמה לכיוון הזרוע או את הזרוע לכיוון האמה. האיבר שייתן את ההתנגדות הקטנה יותר לפעולת השריר יהיה זה שינוע.

ישנם מקרים שבהם השריר עובר מעל שני מפרקים, ואז הוא יכול ליצור תנועה בשני המפרקים יחד או באחד מהשניים. לדוגמה, שריר הדו-ראשי של הזרוע יכול לבצע כפיפה במרפק וגם כפיפה בכתף.

שיתוף פעולה בין שרירים

ישנם שרירים שמבצעים תנועה מסוימת במפרק, וישנם שרירים שעושים את התנועה ההפוכה. לדוגמה, שריר הדו-ראשי של הזרוע מבצע כפיפה במרפק, ושריר התלת-ראשי מבצע פשיטה במרפק. כאשר מתבצעת תנועה במפרק, השריר העיקרי המבצע את התנועה נקרא אגוניסט, והשריר שמבצע את התנועה המנוגדת נקרא אנטגוניסט. כאשר האגוניסט מתכווץ, האנטגוניסט רפה, סיביו מתארכים וכך הוא מאפשר תנועה חלקה ומתואמת.
בעת ביצוע תנועת כפיפה במרפק, שריר הדו-ראשי הנו האגוניסט, ושריר התלת-ראשי אנטגוניסט. כאשר מבוצעת תנועת פשיטה במרפק, שריר התלת-ראשי הוא האגוניסט ושריר הדו-ראשי האנטגוניסט.

ישנם מקרים שבהם מספר שרירים מבצעים יחד את התנועה במפרק. אחד מהשרירים בדרך כלל חזק יותר, ולכן הוא המפעיל העיקרי ונחשב אגוניסט. השרירים האחרים עוזרים לאגוניסט בביצוע התנועה ונקראים סינרגיסטים. תנועה של פשיטה בכתף מהווה דוגמה לפעולה משותפת של אגוניסט וסינרגיסטים. בתנועה זו שריר הרחב-הגבי הוא אגוניסט, והשרירים תלת-ראשי ודלתא אחורי הם סינרגיסטים.

כדי להניע איבר מסוים יש לקבע את נקודת המוצא (תחל) של השריר העיקרי, ועל-ידי כך מאפשרים לו למשוך ולהניע את האיבר שבו הוא נאחז. קיבוע האיבר נעשה על-ידי שרירים הנקראים שרירים מקבעים (פיקסטורים). לדוגמה, בכפיפת מרפקים עם משקולת, השרירים זוקפי הגב והטרפז מקבעים את השכמה ואת החלק העליון של הגו ומאפשרים את תנועת האמה לכיוון הזרוע.

ישנם שרירים שמבצעים יותר מפעולה אחת. לדוגמה, שריר הדו-ראשי של הזרוע, מבצע כפיפת מרפק וכפיפה בכתף. כאשר רוצים לבצע כפיפת מרפק בלבד, יש לנטרל את פעולת הכפיפה בכתף. נטרול חלק מפעולתו של השריר העיקרי נעשה על-ידי שריר מנטרל, שבמקרה זה הוא הדלתא האחורי, שפעולתו פשיטה בכתף.

בכל תנועה משתתפים שרירים אחדים. תיאום ושיתוף הפעולה בין השרירים שנעשים באמצעות מערכת העצבים, נקראים קואורדינציה בין-שרירית. תיאום זה מאפשר ביצוע תנועתי שוטף וחלק של איברי גופנו.

סוגי התכווצות של שרירים

התכווצות השריר מפעילה מתח על הגידים בשני הקצוות. המתח שואף לקרב את העצמות זו לזו ועל ידי כך ליצור תנועה. לעתים על אף התכווצות השריר ויצירת מתח לא מתרחשת תנועה. הדבר קורה כששתי העצמות מקובעות על-ידי כוח אחר, הזהה לכוח שמפעיל השריר. ישנם מצבים שבהם מתרחשת תנועה בכיוון המנוגד להפעלת הכוח על-ידי השריר, זאת כאשר יש כוח מתנגד חזק יותר. לאור מצבים אלה ניתן להבחין בארבעה סוגים שונים של התכווצות שריר ויצירת מתח:

¨     התכווצות דינמית קונצנטרית (איזוטונית) - בסוג זה של התכווצות השריר מפתח כוח ומתקצר תוך התגברות על ההתנגדות. שריר מסוגל להתכווץ ולהתקצר עד כדי שליש מאורכו. בהתכווצות קונצנטרית נקודת האחז של השריר מתקרבת בדרך כלל אל נקודת התחל שלו. לדוגמה, בעת הרמת ידיים לצדדים עם משקוליות, הדלתא מתכווץ ומתקצר במהלך הפעולה, ולכן זוהי התכווצות דינמית קונצנטרית.

¨     התכווצות דינמית אקסצנטרית - בסוג זה של התכווצות השריר מפתח כוח הקטן מההתנגדות שכנגדה הוא פועל, ולכן הוא מתארך. הפעלת כוח קטן יותר מההתנגדות נעשית במודע ומרצון או במצב של הפעלת כוח מרבי, אך הכוח המתנגד גדול יותר. לדוגמה, במהלך הורדה איטית של ידיים המחזיקות משקוליות, שהיו מורמות לצדדים, שריר הדלתא מתכווץ ויוצר מתח תוך התארכות כדי להתנגד באופן מבוקר לכוח המשיכה.

¨     התכווצות סטטית איזומטרית - בסוג זה של התכווצות השריר מפתח כוח הזהה להתנגדות שכנגדה הוא פועל, ולכן אינו משנה את אורכו. לדוגמה, בעת החזקת ידיים עם משקוליות, כשהן מורמות לצדדים, הדלתא מתכווץ ומפתח מתח, אבל לא מתרחשת תנועה, ולכן זוהי התכווצות איזומטרית.

¨     התכווצות איזוקינטית - בסוג זה של התכווצות השריר מפתח כוח מרבי תוך התקצרות לכל אורך טווח התנועה. התנועה מבוצעת במהירות קבועה כנגד התנגדות משתנה. ניתן לבצע התכווצות מסוג זה רק בעזרת מכשירים מיוחדים, כגון cybex. בפרק 2.9 (היבטים מכניים בפעולת השריר) נראה שהכוח החיצוני המרבי ששריר יכול להפיק, משתנה לאורך טווח התנועה. אם המתאמן יבצע התכווצות מרבית בכל טווח התנועה מול התנגדות קבועה, הדבר יגרום למהירות תנועה לא אחידה. הייחודיות של המכשירים האיזוקינטיים היא שהם חשים את מידת הכוח החיצוני שמופק על-ידי השרירים ומשנים בהתאם את ההתנגדות, כך שמהירות התנועה תישאר קבועה. אם המכשיר חש שרמת הכוח החיצוני שהשריר מפיק עולה, הוא יעלה את ההתנגדות בהתאם. אם רמת הכוח החיצוני שהשריר מפיק פוחתת, המכשיר מפחית את ההתנגדות בהתאם. המתאמן או המאמן מחליטים מהי מהירות התנועה הרצויה (מהירות זוויתית), ובהתאם לכך מכוונים את המכשיר. המכשירים האיזוקינטיים יקרים מאוד, ולכן אינם נמצאים בשימוש שכיח. השימוש בהם נעשה בעיקר במעבדות מחקר ובמכוני שיקום, שבהם יש חשיבות לבקרת המהירות התנועתית.