מנגנון התנועה: עצמות ושרירים

עצם ללא שריר היא כמו מקל שאין בו תועלת, ושריר ללא עצם אינו אלא בשר בלבד. אך עצם המוקפת שרירים הופכת כבר למנוף בעל עוצמה רבה ושניהם יחד נותנים לגוף את צורתו ונפחו, ומאפשרים לנו לנוע ולהישאר זקופים. כדי להפעיל את מנגנון התנועה, האחד תלוי בשני. אי אפשר להפעיל את העצמות ללא הפעלת השרירים ואי אפשר להזיז את השרירים ללא העצמות.

לעצמות ולשרירים יש תפקידים נוספים: העצמות מגינות על חלקים פנימיים בגוף - הצלעות מגינות על הלב והריאות, חוליות עמוד השדרה שומרות על מערכת העצבים המרכזית ואילו עצמות הגולגולת על המוח. בחלל האוזן התיכונה נמצאות עצמות השמע הזעירות: הפטיש, הסדן והארכובה, שכל גל קול המגיע אליהן גורם להן לרטוט. המוח מתרגם את הרטט לקולות ולצלילים שאנו שומעים.

העצמות מהוות גם מאגר מינרלים והן משתתפות במטבוליזם של הסידן בגוף. כמו-כן, ייצור כדוריות הדם מתבצע במוח העצם שבתוך העצמות. השרירים מסייעים בתהליך עיכול המזון באמצעות כיווץ הקיבה ודחיפת המזון לאורך המעיים. השרירים יוצרים בפעולתם חום רב, משום שהם צורכים אנרגיה. הלב כולו הוא שריר, הפועל כמשאבת דם באמצעות התכווצות והרפיה.

על-פי ה'מסורת' יש בגופנו רמ"ח איברים, כלומר 248 עצמות. אולם, מחקרים חדשים מעמידים את מספר העצמות אצל אדם מבוגר על 200. אם נוסיף עליהן את שש העצמות הקטנות שבאוזניים, יעלה מספרן ל-206. יחד עם רקמות החיבור יוצרות העצמות את המסגרת של הגוף, הנקראת "מערכת השלד".

^^קיימים סוגים שונים של עצמות:^^

עצמות ארוכות - משמשות כמנופים המופעלים על ידי השרירים (גפיים ואצבעות).
עצמות שטוחות - משמשות בעיקר להגנה על איברים פנימיים (גולגולת, חזה, אגן, שכמות וצלעות).
עצמות קצרות - עצמות אצבעות הידיים והרגליים, והקרסול.
עצמות טבעתיות - חוליות עמוד השדרה.

העצם מורכבת מתאי עצם, אך מה שהופך אותה לקשיחה וחזקה הן שכבות של סידן וסיבי קולגן, הפרושות בין התאים ויוצרות את רקמת העצם.

בעצם טיפוסית קיימים שני סוגים של מבני עצם (רקמת עצם), כאשר כל עצם מורכבת משני הסוגים יחד:

1. רקמת עצם צפופה - מצויה בעיקר בחלקה החיצוני של העצם ובנויה ממבנים הקרויים "מערכות האוורס", המסודרים בצפיפות זו לצד זו ויוצרים מבנה קשיח.

2. רקמת עצם ספוגית - מורכבת מאותם "מערכות האוורס" אך לא באותה צפיפות ויש בה חללים רבים המעניקים לה מראה ספוגי. גם רקמת עצם ספוגית היא קשיחה אך איננה מוסיפה משמעותית למסת העצם.

בחלק מהעצמות קיים חלל במרכז העצם ובו נמצא, על פי רוב, מח העצם. קיימים 2 סוגים של מח העצם: מח העצם האדום - רקמה המהווה את האתר העיקרי לייצור תאי הדם. מח העצם הצהוב - רקמה המורכבת בעיקרה משומן, אך בשעת איבוד דם משמעותי היא משתנה למח עצם אדום ומסייעת בהפקת המלאי החסר של תאי הדם. כל המבנה של העצם מוקף בשכבה חיצונית של רקמת חיבור צפופה המכונה קרום העצם (פריאוסט).

במבנה העצם חלים כל הזמן שינויים. חלק מתאי העצם, הנקרים "אוסטיאובלסטים", מייצרים כל הזמן חומר מיוחד, המורכב מחלבון, מלחים ומים, ומפרישים אותו אל המרווחים שביניהם. חומר זה, הנותן לעצם את המרקם הקשה האופייני לה, נקרא "חומר הביניים". במקביל, חלק אחר של תאי העצם, הנקראים "אוסטיאוקלסטים", הורסים את חומר הביניים וכך העצם מתחדשת כל הזמן. כשעצם נשברת מתרחשים שני תהליכים במקביל: האוסטיאובלסטים מתחילים לייצר רקמת עצם המחברת את השברים, והאוסטיאוקלסטים מפרקים את עודפי העצם שנוצרו ומעצבים אותה עד שצורתה זהה לעצם המקורית.

השרירים נבנים על גבי מערכת השלד בהתאם לתפקידם וגודלם. ישנן כ-400 קבוצות שרירים שונות בגוף, כאשר לכל אחת מהן תכונות ומאפיינים שונים, בהתאם לתפקיד אותו השריר ממלא, כגון: סיבולת השריר, יכולת הכוח שלו, מהירות הכיווץ והשחרור וכד'.

לתאי שריר יש מבנה פנימי מיוחד שמאפשר להם להתכווץ ולהתרחב. מבחינת פעולתם נחלקים השרירים לשתי קבוצות: שרירים רצוניים ושרירים לא רצוניים. האחרונים אינם ניתנים לשליטה רצונית, אלא מופעלים על ידי מערכת העצבים האוטונומית העצמאית, כמו שרירי הקיבה, כיס המרה וכלי הדם. השרירים הרצוניים נשלטים על-ידי מערכת העצבים המרכזית והם מתכווצים ורפים רק בשעה שקיימת החלטה להניע את הגוף.

שרירי שלד - הם השרירים שמחוברים לעצמות השלד ויכולים להפעיל כוח רב לזמן קצר. אלו שרירים רצוניים הגורמים לתנועות הגוף. כל שריר שלד נתון במעטפת שריר, שהיא קרום חזק של רקמת חיבור. שרירי השלד מתחברים לעצמות באמצעות הגידים, שהם רקמה חזקה, לא אלסטית וללא יכולת כיווץ, המהווה חלק מהשריר ובנויה מאוסף של סיבי קולגן.

שריר חלק - שרירים לא רצוניים, המסוגלים להפעיל כוח קטן אך לאורך זמן, והם מהווים חלק עיקרי באיברים פנימיים, כמו בכלי הדם, בסמפונות ובמערכת העיכול.

שריר הלב - שריר מיוחד במינו, העובד כמשאבת דם ללא הפסקה מתחילת החיים ועד סופם. פרט ליכולתו להתכווץ ולהתרפות, שריר הלב יכול גם להפיק פעילות חשמלית, בדומה לתאי עצב, ולמרות שהינו שריר לא רצוני ניתן לפתח אותו על-ידי פעילות אירובית.

^^כיצד נוצרת תנועה?^^

התנועה נוצרת כשסיבי השרירים מתכווצים, מתקצרים ומושכים את העצמות המחוברות אליהם. במקביל, השרירים המנוגדים, בצד האחר של העצם, מתרפים ומתארכים. כיפוף ויישור של הזרוע לדוגמא, הן תנועות התלויות ברצוננו, והמוח מעביר את הפקודות לביצוען. כאשר נשלחת פקודה שכזו, שריר בזרוע שקודם התכווץ, מתרפה, והשריר המנוגד לו מתכווץ והיד מתיישרת. למעשה, כל תנועה של השלד נעשית בעזרת כיווץ והרפיה של שרירים מנוגדים.

^^כיצד אנו נשארים זקופים?^^

קבוצות שרירים רבות, הפרושות מבסיס הגולגולת ועד מורד העקב, עובדות במשותף כדי לזקוף את גופנו ולהעניק לו יציבות. קבוצת השרירים שזוקפת את הגב מתחילה בבסיס הגולגולת, יורדת משני צידיו של עמוד השדרה, ומסתיימת בעצמות האגן ועצם הזנב. כדי לקבע את שרירי זוקפי הגב, נפרשים מעליהם שרירי הישבן הגדולים ומקבעים אותם למקום החיבור עם עצמות האגן. בצורה כזו הגוף נשאר זקוף ויציב. בנוסף לזאת, בחלקו העליון של הגב מצוי שריר הטרפז שמכסה את מרבית השטח של הגב העליון. ממנו יוצאות שתי שלוחות המתחברות לבסיס האחורי של הראש שתופסות את הראש ומונעות את נפילתו לכיוון הסנטר.

על פניו זה נראה מאוד פשוט, אבל חיוך קטן הוא פעולה מורכבת ומתוזמנת, המערבת פקודות מהמוח ופעילות ענפה של שרירי הפנים. כדי ליצור חיוך בפנים, יש צורך בעבודה הרמונית ומתוזמנת היטב של לא פחות מ-32 שרירים שונים. כל שריר מקבל מהמוח פקודה להתכווץ, ליצור תנועה ולהשתחרר בהתאם לתפקידו ומקומו בשרשרת התגובה. עכשיו תארו לעצמכם איזו פעילות מורכבת נדרשת כדי להוציא לפועל פעולות כמו הליכה, קפיצה לגובה או אפילו קימה מישיבה לעמידה.

כוח הכובד שעל כדור הארץ עוזר לנו לשמור על טונוס השרירים וחוזק העצמות. במצב של חוסר כבידה, כפי שיש מחוץ לאטמוספירה, תאי העצם, האחראיים על בניית עצם חדשה (אוסטאובלסטים), לא מתפקדים. השינויים שרואים בעצמות האסטרונאוטים, הנשלחים למשימות ארוכות בחלל, דומים לאלו שניתן לראות באוסטיאופורוזיס, אבל הופעתם הרבה יותר מהירה. בעוד שאדם הלוקה באוסטאופורוזיס על פני כדור הארץ צפוי לאבד 1-2% ממסת העצם שלו בשנה, הרי שאסטרונאוט מאבד כמות כזו בכל חודש של טיסה בחלל. בנוסף, איבוד העצם שחל בחלל הפיך רק בחלקו לאחר שהאסטרונאוטים שבים לכדור הארץ ולכוח הכובד. בשהייה ארוכת טווח בחלל עלולים אסטרונאוטים להפסיד עד 10% מרקמת העצם והשריר. אחת הדרכים להתמודד עם התופעה היא לחייב את האסטרונאוטים להקדיש זמן רב לפעילות אירובית וספורטיבית בעודם בחלל.

לכתבות נוספות בנושא בריאות, רפואה מונעת ואיכות חיים, היכנסו לאתר הקריה הרפואית רמב"ם.

ד"ר דורון נורמן הוא מנהל מחלקה אורטופדית ב' בקריה הרפואית רמב"ם.

בואו לדבר על זה בפורום אורתופדיה.