פסיכולוגיה פיזיולוגית ב'
פרק 8 – מערכת מוטורית, פרק 9 – שינה וערות, פרק 11 – ריגוש, פרק 13 – למידה וזיכרון,
פרק 16 – פסיכופתולוגיה, פרק 18 – סמים.

פרק 8 – מערכת מוטורית
פרק 8 מדבר על ענייני: מוטוריקה, מערכת מוטורית, תנועה ושליטה בה, כלומר איך אנחנו מניעים את הגוף.
למה אנחנו לומדים על המערכת המוטורית? כי בסופו של דבר כל ההתנהגות הנראית של אדם היא התנהגות מוטורית. המערכת המוטורית מקבלת החלטות והפנוטיפ – הוא מה שבה לידי ביטוי (תנועות של האדם).
נתחיל ברמה של השריר
את השרירים אפשר לחלק לשלושה סוגים: שרירי שלד, שרירים חלקים ושריר הלב (יוצא דופן).
1. שרירי השלד – שרירי השלד נקראים כך משום שהם מחוברים לשלד והם מאפשרים את התנועה של הגוף (הוזזת יד רגל) ואלו נשלטים על ידי המערכת הרצונית. למשל, שאני רוצה להזיז את הרגל המערכת הרצונית נותנת פקודה לרגל לזוז והיא זזה. שרירי השלד נקראים גם – שרירים רצוניים – שרירים משורטטים.
למה הם נקראים כך? כי שמסתכלים עליהם במיקרוסקופ אז רואים כאילו מישהו צייר קווים כהים ובהירים-כהים ובהירים.
מעבר לשרירי השלד יש עוד שני מערכות שרירים:
2. שרירים חלקים – אלה שרירים פנימיים שנמצאים בגוף והם שולטים על כל מיני מערכות פנימיות כמו: כבד, מעיים, לבלב. השרירים החלקים אלו שרירים שאנחנו לא יכולים לשלוט בהם באופן רצוני. הם נשלטים על ידי המערכת האוטונומית. הם נקראים שרירים חלקים כי שמסתכלים עליהם במיקרוסקופ לא רואים שרטוט. אין קווים כהים ובהירים ורואים פשוט תמונה חלקה.
את השרירים החלקים אנחנו יכולים לחלק לשני סוגים: רב יחידתיים וחד יחידתיים. השרירים החלקים (החד והרב) קיימים בגוף אך אנחנו לא יכולים לשלוט בהם בצורה מודעת ורצונית.
3. שריר הלב – שריר הלב הוא הסוג השלישי של השרירים אבל הוא לא שריר חלק ולא משורטט הוא בין לבין. שריר הלב מבחינת הצורה שלו – נראה כמו שריר משורטט, ומבחינת הפונקציה שלו – הוא כמו שריר חלק. שריר הלב הוא מן הכלאה בין שריר חלק לשריר משורטט. זה לא סתם שריר חלק, שריר הלב הוא שריר חלק חד יחידתי כי הוא עובד בתגובת שרשרת.
מה שאנחנו רואים זה ההתנהגות המודעת ואלו מתבצעים על ידי שרירי השלד ולכן נתמקד רק בשרירי השלד שהם הפנוטיפ – כלומר מה שאפשר לראות.
שרירי השלד
שוב אני מדגיש אלו מזיזים את העצמות שלנו, כי הם מחוברים פיזית לעצמות באמצעות גידים. שרירי השלד מסתבר שיש להם יכולת אחת ולא שני יכולות.
למה הכוונה? אנחנו לא יכולים למתוח שריר באופן מודע. מה שאנחנו כן מסוגלים זה לכווץ שרירים, למתוח אותם אי אפשר.
מה זה אי אפשר? המאמן אמר תמתח, אז איך זה יכול להיות? כל השרירים הרצוניים ארוכים בשורה של זוגות, שריר אחד בצד אחד והשריר השני בצד הנגדי. אם אני רוצה לכווץ לצורך העניין את השריר הדו-ראשי ביד (זה שעושים איתו את התנועה של שריר ביד) יש מהצד השני את שריר גב-היד. ברגע שאני מכווץ את השריר הדו-ראשי נמתח השריר של גב-היד.
השרירים הרצוניים ניתנים לחלוקה של שני סוגים: שריר כופף ושריר פושט.
א. שריר כופף – זה שריר שמקרב את האיבר למרכז הגוף. נגיד שעכשיו אני רוצה שכף היד תתקרב למרכז הגוף מי שמקרב את כף היד למרכז הגוף זה השריר הדו-ראשי. השריר המכופף מכופף את האבירים למרכז הגוף.
ב. שריר פושט – זה שריר שמרחיק את האיבר ממרכז הגוף. למשל השריר של גב היד מרחיק את האיבר ממרכז הגוף.
שרירים בדרך כלל ארוכים בזוגות: שריר מכופף מקרב את האיבר למרכז הגוף ושריר פושט מרחיק את האיבר ממרכז הגוף.
אפשר להגדיר שרירים גם ברמה סובייקטיבית – כלומר מה אני רוצה שהשריר יעשה
אגוניסט ואנטגוניסט – מאפשרים להגדיר את השרירים על סמך מה שהאדם רוצה.
לדוגמא: אני רוצה להביא את כף היד למרכז הגוף אז השריר האגוניסט זה הדו-ראשי והאנטגוניסט זה שריר גב-היד. כאשר אני רוצה להרחיק את כף היד מהגוף שריר גב-היד הופך להיות אגוניסט והשריר הדו-ראשי הופך להיות אנטגוניסט. כלומר אגוניסט ואנטגוניסט על פי משאלתו של האדם.
עכשיו ניכנס פנימה ונדבר על השרירים
השריר שבחרנו להתמקד בו זה השריר הדו ראשי (אך זה תופס על כל השרירים הרצוניים):
מה זה הלבנים בקצוות של השריר? הגידים (סוג של סיבים) – מחברים את השריר פיזית לעצם. הגידים מחוברים לעצם משני הצדדים ובאמצע בין הגידים יש לנו שריר. עכשיו אם השריר מחובר לגידים והגידים מחוברים לעצם אז כל תנועה של השריר תוביל לתנועה של העצם. כלומר השרירים הרצוניים מזיזים את העצמות, כלומר מזיזים את השלד ולכן קוראים להם שרירי שלד.
בואו נסתכל על השריר עצמו
שאנחנו מסתכלים על השריר עצמו אפשר לראות במרכז השריר מן קופסא שהשם שלה זה כישור השריר (SPINDLE). עכשיו אנחנו רואים שמעבר לקופסא הזאת יש הרבה קווים אדומים על השריר. החלק האדום זה הסיבים של השריר.
סיבי שריר חוץ כישורים (הסיבים של השריר) – סיב של שריר זה תא בשריר. השריר בנוי מהרבה סיבים של שריר שהם התאים שבונים את השריר והסיבים הללו יכולים להתרבות עם הזמן (למשל בעקבות אימון גופני). הסיבים האלה נמצאים מחוץ לכישור ולכן הסיבים האלה שנמצאים מחוץ לכישור נקראים סיבי שריר חוץ כישורים.
מה התפקיד שלהם? התפקיד שלהם זה לכווץ את השריר.
איך מפעילים אותם? צריך שיגיע נוירוטרנסמיטר ויגיד להם "קדימה תפעלו". ניתן לראות חוט ירוק שהוא אקסון של חוט מוטורי שמדבר עם השרירים הסיביים. שמו של אקסון זה הוא אקסון של נוירון מוטורי מסוג אלפא.
אקסון של נוירון מוטורי מסוג אלפא – מה שעושה האקסון של הנוירון המוטורי מסוג אלפא זה להפעיל את הסיבים שנמצאים מחוץ לכישור. בשפה פשוטה הוא יודע להפעיל את השריר. אם אנחנו מפעילים את האקסון של הנוירון המוטורי מסוג אלפא אז הוא מפעיל את השריר ואז השריר מתכווץ.
מה מופרש בסינפסה של בין עצב לשריר? מופרש הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין.
אז הנוירון המוטורי מסוג אלפא איזה נוירוטרנסמיטר הוא מפריש? אצטילכולין ואז השריר מתכווץ. הרצפטורים של האצטילכולין שנמצאים על הממברנה של השריר זה רצפטורים ניקוטינים ואלו שולטים על תעלות נתרן. אז אם מגיע אצטילכולין שנקשר לרצפטורים הניקוטינים שעל השריר עצמו נכנס נתרן, מתחילה דה-פולריזציה והשריר מתכווץ. מה שאנחנו רואים זה שרוב הסיבים הם סיבים חוץ כישורים. אז אנחנו אומרים אוקי נפעיל את האקסון המוטורי אלפא והשריר התכווץ.
אז למה צריך את הכישור אם כל הסיפור זה הפעלה של נוירון אלפא?
בואו נדבר על הכישור: הקופסה הזאת שנמצאת במרכז השריר אמרנו שקוראים לה כישור.
התפקיד של הכישור (SPINDLE) – זה להודיע למוח בכל רגע נתון מה אורך השריר.
בשביל מה זה חשוב? כי המוח צריך לדעת באיזה אורך נמצאים השרירים שלו ואיפה הם ממוקמים ומי שנותן את ההבנה הזו זה הכישור שהוא חיישן שאומר למוח איפה השריר נמצא ומה האורך שלו.
איך עובד הכישור (הספינדל)? אם נסתכל פנימה לתוך הכישור אפשר לראות שבתוך הכישור יש קווים לבנים שהם גם סיבי שריר. בתוך הכישור יש כמות קטנה של סיבי שריר (מאות עד אלפים).
במה הם שונים מסיבי השריר שנמצאים בחוץ? בכלום. אך מכיוון שהם נמצאים בתוך הכישור יש להם שם אחר ושמם הוא סיבי שריר תוך כישורים – מבחינת הצורה שלהם הם אותו דבר אין הבדל.
על גבי סיבי השריר התוך כישורים: רואים שמלופף קפיץ שנקרא אקסון של נוירון תחושתי בשם 1a.
למה צריך נוירון סנסורי שהשריר צריך לעשות מוטוריקה? אמרנו שהתפקיד של הכישור זה להודיע למוח מה אורך השריר.
ואיך נודיע למוח מה אורך השריר אם אין תחושה? אז האקסון 1a – מודיע למוח מה אורך השריר.
למה זה חשוב? כדי שהמוח ידע איפה השרירים ממוקמים. כדי ש-1a יודיע למוח מה אורך השריר, האקסון 1a חייב להיות מתוח. כל עוד הוא מתוח הוא יכול להודיע על אורך השריר. אם השריר הופך להיות רפוי הוא לא יכול להודיע למוח מה אורך השריר.
מתי קורה שה-1a לא יכול להודיע למוח מה אורך השריר? שהשריר לא מתוח.
מתי קורה מצב כזה? ברגע שכיווצנו את השריר כל הסיבים שנמצאים בתוך ומחוץ לכישור נכנסים פנימה וה-1a הופך להיות רפוי. במצב כזה ש-1a רפוי הוא לא יכול להודיע למוח מה אורך השריר.
מה נעשה ברגע שכישור השריר לא מודיע למוח מה אורך השריר? ברגע ששריר נעלם מהמוח מזניקים מערכת חיפוש. אפשר לראות שגם בצד העליון וגם בצד התחתון של הכישור יש פסים ירוקים שמגיעים לחלק העליון ולחלק התחתון של הכישור.
ומה זה הקווים הירוקים האלה? הקווים הללו הם אקסונים של נוירון מוטורי מסוג גמא.
האקסון של נוירון מוטורי מסוג גמא – מי שנותן לו פקודה לפעול זה המוח. ברגע שנעלם שריר המוח מפעיל את הנוירון המוטורי מסוג גמא. מה שעושה הנוירון המוטורי גמא זה למתוח את הסיבים שבתוך הכישור בלי להשפיע בכלל על הסיבים שנמצאים מחוץ לכישור. השרירים בתוך הכישור נמתחים על ידי הנוירון המוטורי גמא ואם הוא מותח את הסיבים בתוך הכישור אז1a חוזר לפעולה וככה הוא יכול להודיע למוח על אורך השריר.
מתי זה קורה? כל זמן ששריר נעלם מהמוח (שהשריר מתכווץ).
נדבר כעת על רפלקסים
למה עלינו לדבר על רפלקסים? כי עד עכשיו דיברנו על השריר ואם נסתכל על צד שמאל בשקף נראה חוטים שמתחברים לחוט השדרה מהשריר.
עכשיו נדבר על חוט השדרה (Medulla spinalis):
כל החלטה שמתקבלת ברמה של חוט השידרה בלי החלטה של המוח העליון נחשבת לרפלקס.
רפלקסים – החלטות שמשפיעות על השריר ברמת חוט השדרה.
1. רפלקס המתיחה החד סינפטי (מונו-סינפטי) – מה זה הרפלקס הזה? נניח שנדבר בכיתה עם חבר ובא חבר אחר שרוצה ללכת לשירותים והוא שואל אם אנחנו יכולים לשמור לו על התיק. חשבנו שהמשקל של התיק לא כבד ואנחנו רואים שהתיק מאוד כבד בגלל לפטופ. היד צונחת למטה ואז אנחנו מחזירים את היד בחזרה על אוטומט. אז ברגע שהיד צונחת וחוזרת בחזרה זה איזשהו מנגנון של רפלקס ששומר על כך שהיד לא תיתלש לנו ממקומה וזה נקרא רפלקס מתיחה מונו (חד) סינפטי. עוד דוגמא: שהולכים לעשות בדיקה נוירולוגית הרופא בודק עם פטיש על הברך את הרפלקס שלנו.
איך עובד הרפלקס הזה ולמה זה קורה? שמו לנו משקל כבד על היד ואז כל הסיבים של השריר (גם בכישור וגם מחוץ לכישור) נמתחים בבת אחת, עכשיו הכישור שחלה בו מתיחה פתאומית לא יירה פוטנציאל פעולה איטי רק כדי להודיע למוח אלא 1a ירה פוטנציאלי פעולה בתדר גבוה בגלל שהשינוי ביד היה פתאומי. ברגע ש-1a יורה פוטנציאלי פעולה הוא שולח את הפוטנציאלים למוח אבל ברגע שהשינוי הוא כל כך פתאומי אז שימו לב 1a נמצא בתוך חוט השדרה ול-1a בתוך חוט השדרה יש סינפסה ישירה עם הנוירון המוטורי מסוג אלפא ושהוא פועל הסיבים החוץ כישורים מתכווצים ללא התערבות של המוח אלא ברמת חוט השדרה. אז לדבר הזה קוראים רפלקס.
למה קוראים לרפלקס הזה רפלקס מתיחה מונו (חד) סינפטי? כי הוא נוצר בעקבות מתיחה פתאומית ויש פה סינפסה אחת בין הנוירון הסנסורי 1a לבין הנוירון המוטורי אלפא בחוט השדרה.
עכשיו נלך עוד צעד אחד קדימה: לפעמים המוח משתמש ברפלקס המונו (חד) סינפטי גם שאין בו צורך.
אז שואלים איך מוח יכול להפעיל רפלקס? דוגמא: אם אני רוצה לכווץ את השריר הדו ראשי אני צריך להפעיל את הנוירון המוטורי מסוג אלפא ואז אני נותן פקודה ורואה אם היד הגיעה למקום וזה דורש המון קשב. אם יש מערכת אוטומטית שהיא מערכת של רפלקס שיכולה לכווץ את השריר באופן אוטומטי אז אני יכול להפעיל את הרפלקס שיכווץ את השריר ואז יהיה לי זמן להתעסק בדברים אחרים. כלומר המוח יודע להפעיל את הרפלקס גם שאין בו צורך.
איך זה קורה? נניח עכשיו שהיד שלי מתוחה, אז שהיד שלי מתוחה הסיבים בתוך ומחוץ לכישור מתוחים ומה שהמוח עושה זה להפעיל את הנוירון המוטורי מסוג גמא.
אם נפעיל את הנוירון המוטורי מסוג גמא שהסיבים בתוך ומחוץ לכישור מתוחים מה הוא יעשה לסיבים בתוך הכישור? הוא ימתח בתוך הכישור את הסיבים עוד יותר, הסיבים בתוך הכישור יהיו ממש מתוחים. 1a לא יודע שהמוח עבד עליו וברגע ש1a- יורה הרבה פוטנציאלי פעולה למוח הוא מפעיל את הנוירון המוטורי מסוג אלפא כי הרפלקס נכנס לפעילות ואז השריר מתכווץ.
איך המוח עושה את זה? הוא מפעיל את הנוירון המוטורי מסוג גמא שאין צורך ואז 1a יורה פוטנציאלי פעולה בתדר גבוה והוא מפעיל את הרפלקס (כלומר את הנוירון המוטורי אלפא) ואז השריר מתכווץ.
למה המוח עושה את זה? המוח מכוון את המערכת האוטומטית וככה המוח מפנה את הקשב שלו.
2. רפלקסים רב סינפטיים – כלומר יש להם יותר מסינפסה אחת בחוט השדרה אבל זה עדין החלטה ברמה של חוט שדרה. שאנחנו מסתכלים על השריר בשקף אנחנו יכולים לראות את החלק בצבע לבן למטה ולמעלה שהם למעשה הגידים שעובדים בדיוק הפוך מהשרירים. כאשר השריר מתכווץ פנימה הגידים נמתחים. אנחנו יכולים למתוח את הגידים עד גבול מסוים אך אם נמתח אותם יותר מידי הגיד יכול להיקרע. בין הגיד לבין השריר יש מבנה קטן שנקרא איבר הגיד על שם גולג'י.
איבר הגיד על שם גולג'י (GTO) – התפקיד של ה-GTO זה להודיע למוח בכל רגע ורגע נתון מה עוצמת כיווץ השריר. זה שונה מהכישור שמדבר על אורך השריר. כאשר מכווצים את השריר יתר על המידה או שמרימים משקל עודף, אפשר להגיע לבעיה של יצירת נזק לשריר או לגיד ואז נצטרך להפסיק את הפעילות הגופנית.
איפה נראה את זה? למשל באולימפיאדה יש מקצוע של הרמת משקולות. נגיד שאנחנו בתחרות הגמר של דחיקת משקולות והמרים הכי טוב של משקולות בעולם עולה לפודיום לאחר דחיקה של 300 ק"ג, אם הוא ירים עכשיו 301 קילוגרם, הוא לא רק יזכה במדליית זהב, הוא גם יהיה אלוף העולם לדורותיו. לפני 10 דקות הוא הרים 300 ק"ג ועכשיו הוא צריך להרים 301. הוא מתחיל את ההנפה והמשקולות נופלת שנייה לפני שהוא מגיע לקצה. אנחנו אומרים "איזה אפס כל החיים אתה מתאמן בזה, הרמת 300 קילו ו-301 אתה לא יכול להרים? איזה תסכול זה. תרים את זה!!!". והוא לא מצליח להרים.
אז איך זה שהוא לא מרים עוד קילו אחד? מי שמונע ממנו להרים את הקילו הנוסף זה איבר הגיד על שם גולג'י שמנטרל את השריר וגם אם השריר מאוד ירצה לפעול איבר השריר גולג'י לא ייתן לו.
איך איבר זה עושה את זה? בתוך איבר הגיד על שם גולג'י, יש אקסון של נוירון סנסורי שנקרא 1b.
אקסון של נוירון סנסורי 1b – ברגע ש-1b קלט שעוצמת כיווץ השריר גדולה מידי כי הגיד התארך/ נמתח מאוד, 1b (שנמצא באיבר הגיד גולג'י) מתחיל לירות פוטנציאלי פעולה בתדר גבוה ופוטנציאלי הפעולה שלו מגיעים לחוט השדרה. בחוט השדרה יש סינפסה בין האקסון הסנסורי 1b לנוירון שנמצא בשלמותו בתוך חוט השדרה (אינטרנוירון).
מה זאת אומרת נוירון שנמצא בשלמותו בחוט השדרה? זה נוירון שיש לו גם דנדריטים, גם גוף תא, גם אקסון וגם כפתורים סופיים ונוירון כזה נקרא – אינטרנוירון. אז 1b מפעיל את האינטרנוירון וברגע שהאינטרנוירון עובד, מה שהוא עושה זה להפריש את הנוירוטרנסמיטר גליצין.
הנוירוטרנסמיטר גליצין – הוא נוירוטרנסמיטר / חומצה אמינית מעכבת. אז האינטרנוירון מפריש את הנוירוטרנסמיטר גליצין שהוא מעכב.
לאן 1b מפריש גליצין? הוא מפריש את הגליצין על הנוירון המוטורי אלפא. הנוירון המוטורי אלפא
זה הנוירון שאחראי על כיווץ השריר אבל אם אנחנו מפרישים עליו גליצין שהוא מעכב אז הנוירון המוטורי אלפא יפסיק לפעול. ברגע שהנוירון המוטורי אלפא מפסיק לפעול אז תוך כדי תהליך כיווץ השריר, השריר נרפה והמשקולת נופלת. הרפלקס הזה נקרא בשם רפלקס רב סינפטי.
ולמה הוא נקרא כך? כי יש בו יותר מסינפסה אחת בחוט השדרה.
איך אהיה חזק במהירות? אנטרל את מנגנון איבר הגיד גולג'י על ידי הזרקת חומר שחוסם את הפעילות של 1b ואז אני אצליח להרים יותר משקל.
עוד לא דיברנו משפט אחד על איך עובד מנגנון הכיווץ של השריר ברמה הפיזיולוגית הבסיסית.
אז נכנס פנימה לתוך מנגנון השריר ומה שנגיד נכון לגבי כל סוגי סיבי השריר
השרירים שלנו בנויים ממאות אלפים או אפילו מיליונים של סיבי שריר. שמיליוני סיבי השריר האלה מאוגדים ביחד זה נקרא שריר אחד גדול. אבל אם נרד לרזולוציה טיפה יותר פנימה נראה שהתא הבסיסי שבונה את השריר זה סיב השריר.
סיב השריר – זה התא הבסיסי שבונה את השריר. למדנו שכל תא תחום על ידי גבול והגבול שתוחם את התא נקרא – ממברנה. אבל הממברנה של סיב השריר נקראת בשם אחר. קוראים לה סרקולמה.
סרקולמה – זה המילה הנרדפת לממברנה בסיב השריר. גם הסרקולמה עשויה משכבה כפולה של פוספוליפידים, חלק מהחומרים חודרים דרכה וחלק לא. על גבי הסרקולמה (הממברנה) יש תעלות, משאבות ורצפטורים. הרצפטורים הכי שכיחים אלו רצפטורים לנוירוטרנסמיטר אצטילכולין. בשרירים רצוניים הרצפטורים הכי שכיחים זה הרצפטורים לאצטילכולין מסוג ניקוטינים.
עכשיו אם נסתכל פנימה לתוך סיב השריר (תא)
אז אנחנו צריכים לראות את כל האברונים הפנימיים, גם בתוך סיב השריר נראה את כל המבנים הפנימיים. אבל מה שמיוחד לגבי סיב השריר, שהוא שונה מתאים אחרים, זה שבתוך סיב השריר (שהוא תא בודד) לעיתים ניתן לראות עשרה גרעינים ויותר וזה השוני בינו לבין כל תא אחר בגוף.
אז מה קורה פה זה תא אחד או 10 תאים? מה שחושבים חוקרי האבולוציה, זה שבעבר סיב השריר היה מחולק על ידי מחיצות-מחיצות, לתאים-תאים, ומכיוון שסיב השריר עושה בערך את אותה עבודה והוא נוצר ביחד אז עם הזמן המחיצות הפנימיות נפלו ואז נוצר תא גדול שיש לו יותר מגרעין אחד, שזה מאוד ייחודי לתאי שריר. אם אנחנו לוקחים את סיב השריר ומסתכלים פנימה, אנחנו רואים שהסיב של השריר בנוי מעוד משהו שנראה כמו סיב של שריר, ואלו נקראים סיבוני שריר.
סיבוני שריר (מיופיברילה) – סיב של שריר בנוי ממאות אלפים של סיבוני שריר. סיבוני השריר (מיופיברילות), גם הם עטופים באיזושהי ממברנה פנימית. הממברנה הפנימית שעוטפת קבוצות-קבוצות של סיבוני שריר נקראת בשם רשתית סרקו-פלזמית.
הרשתית הסרקו-פלזמית – עוטפת קבוצות של מיופיברילות. בתוך הרשתית הסרקו-פלזמית שעוטפת את סיבוני השריר יש מאגרים של יוני סידן (CA2+).
ולמה אני מדגיש את המאגרים של יוני הסידן? כי שנגיע לתהליך ההתכווצות של השריר, כדי שהשריר התכווץ, הוא חייב את יוני הסידן כי הם גורמים את התכווצות השריר. אז שנגיע להתכווצות השריר, נשאל מאיפה הגיעו יוני הסידן, אז הם הגיעו מהרשתית הסרקו-פלזמית. הרשתית הסרקו-פלזמית היא בעלת פסי רוחב שנקראים בשם צינוריות T.
צינוריות T – זה מין שבילים שנמצאים על גבי הרשתית הסרקו-פלזמית והם מאפשרים ליוני נתרן לעבור. יוני נתרן גורמים לדה-פולריזציה. שתהיה דה-פולריזציה השריר התכווץ. אז כל מה שאמרנו עד עכשיו, זה שהסיב של השריר, שזה המבנה הבסיסי, בנוי מכמות אדירה של מיופיברילות (סיבוני שריר), שעטופה ברשתית הסרקו-פלזמית שבהם יוני סידן.
ניקח סיבון שריר (מיופיברילה) אחד ונגדיל אותו
ברגע שנגדיל מיופיברילה אחת נראה שיש עליה אלפים של פסי רוחב. פסי הרוחב האלה שבונים את המיופיברילה נקראים דסקיות Z.
למה דסקיות Z? מכיוון שזה מזוגזג זה מזכיר את האות Z. המרחק בין דסקית Z אחת לדסקית Z שניה, כלומר המרחק בין פסי הרוחב נקרא סרקומר.
סרקומר – זו יחידת הכיווץ הבסיסית ביותר של השריר. כלומר כדי ששריר התכווץ אנחנו צריכים שמאות מיליוני סרקומרים התכווצו.
מזאת אומרת שמאות מיליוני סרקומרים התכווצו? אמרנו שסרקומר זה המרחק בין פסי הרוחב וכדי שהם התכווצו צריך ששתי הדסקיות Z יתחילו להתקרב אחת לשנייה (וזה לא קורה בסיבון שריר אחד אלא במיליונים של סיבוני שריר) ברגע שהסרקומרים האלה מתכווצים אחד לשני, שריר אחד מתכווץ.
אז אחרי שהסתכלנו על הסרקומר נגדיל אותו ונסתכל עליו יותר פנימה
מה שאנחנו רואים בלוח זה דסקית Z1 ודסקית Z2 שזה סרקומר אחד (יחידת הכיווץ הבסיסית ביותר של השריר). ומה שאנחנו רואים, זה שהסרקומר בנוי: מפסים דקים ופסים עבים.
יחידת הכיווץ הבסיסית (סרקומר) בנויה משני סוגים של חלבונים: דקים ועבים.
החלבונים הדקים – החלבון הדק שבונה את הסרקומר נקרא אקטין. חלבון האקטין – מצד אחד מחובר לדסקיות Z (פיזית), ומצד שני האקטין פתוח.
על גבי האקטין יש שני אתרי קישור:
א. אתר קישור ליוני סידן – שתפקידם זה לכווץ את השריר.
ב. אתר קישור לראשים של המיוזין.
אז על האקטין יש שני אתרי קישור אחד זה ליוני סידן והשני זה לראשים של המיוזין.
החלבונים העבים – החלבון העבה שבונה את הסרקומר נקרא מיוזין. חלבון המיוזין – לראש של המיוזין יש חפיפה מסוימת לאקטין ולזנב אין.
אמרנו שעל האקטין, יש שני אתרי קשירה: אחד לסידן ואחד לראש של המיוזין. אמרנו שכדי ששריר התכווץ, צריך שהסרקומרים התכווצו. כדי שהשריר התכווץ, צריך שיגיע סידן שיקשר לאקטין.
מה יקרה שהסידן נקשר לאקטין? הראש של המיוזין גם נקשר לאקטין וכאשר הסרקומרים מתקרבים השריר מתכווץ. כלומר צריך שהראש של המיוזין, התחבר לאקטין, יתחיל ללכת עליו ואז הסרקומר התכווץ, כלומר שריר אחד מתכווץ. שאנחנו מסתכלים על השריר מלמעלה, אז במיקרוסקופ נראה שיש אזור כהה ויש אזור בהיר שוב ושוב. אלו נותנים את התמונה של השריר המשורטט. שריר משורטט – זה פשוט אקטין ומיוזין חופפים ואז לא חופפים. שהם חופפים זה נראה כהה ושזה לא חופף זה קו בהיר ורואים את זה בכל השרירים הרצוניים.
ניקח אתכם פנימה לתוך המנגנון
אנחנו רואים על הלוח תא פרה-סינפטי ואת השריר עצמו כלומר את הסינפסה בין תא עצב לבין שריר. אנחנו יודעים שבסינפסה בין תא עצב לבין שריר מופרש נוירוטרנסמיטר אחד והוא אצטילכולין. נגיד שעבר פוטנציאל פעולה והשתחרר אצטילכולין. האצטילכולין הגיע לסיב השריר, נקשר לרצפטורים הניקוטינים, פתח תעלות נתרן והתחילה הדה-פולריזציה. הדה-פולריזציה הזו נכנסת פנימה לתוך המיופיברילות על ידי הרשתית הסרקו-פלזמית שעוטפת את המיופיברילות ומה שעושה הדה-פולריזציה, זה לגרום לרשתית הסרקו-פלזמית לשחרור יוני הסידן שמחכים בפנים ושאלו משתחררים הם מחפשים מקום להיקשר אליו.
איפה אמרנו שיש אתרי קשירה ליוני סידן? על האקטין. אז ברגע שיוני סידן השתחררו בעקבות הדה-פולריזציה הם נקשרים לאקטין. ברגע שהם הגיעו לאקטין ונקשרו אליו, מתחיל תהליך מחזורי שלא נגמר עד שיוני הסידן עוזבים, התהליך הזה, זה שהראש של המיוזין מתחבר לאקטין, המיוזין מתחיל ללכת על האקטין ואז הסרקומרים מתחילים את תהליך ההתכווצות ונראה את כיווץ השריר.
זה לא כל כך פשוט כי אנחנו צריכים להיכנס פנימה ולראות איך עובד המנגנון
יוני הסידן שמשתחררים פשוט נכנסים פנימה לתוך המבנה של המיוזין והאקטין. מה שאנחנו רואים בלוח זה אקטין אחד ומיוזין אחד בהגדלה ואנחנו רואים שהם בכלל לא נוגעים אחד בשני. אפשר לראות שלמיוזין יש כמו ראש. כדי שהחבר'ה האלה יתחילו את תהליך החפיפה, צריך שהמיוזין והאקטין יתחברו אחד לשני ואז מתחילה הצעדה של המיוזין והאקטין אחד על גבי השני.
מתי זה קורה? שמגיעים יוני סידן.
מתי הם מגיעים? שהסינפסה בין עצב לבין שריר עובדת.
ואז מה קורה שהמיוזין מתחבר לאקטין? מתחיל תהליך ביוכימי לא מורכב שחוזר על עצמו שוב ושוב.
מה שאנחנו רואים בווידאו בהגדלה זה את: הסינפסה שבין עצב לבין שריר – כאשר אנחנו מסתכלים על הסינפסה שבין עצב לבין שריר אפשר לראות את הסיב של השריר ואם פותחים אותו רואים שהוא בנוי ממיופיברילות ואז יש סרקומר (דסקית Z ראשונה ודסקית Z שנייה). ברגע שהתא הפרה-סינפטי יורה פוטנציאל פעולה כפתור הטרמינל שופך החוצה את הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין וברגע שהוא משתחרר לסינפסה הוא צריך להיקשר לרצפטורים ניקוטינים.
ואז מה קורה? ברגע שאצטילכולין נקשר לרצפטורים הניקוטינים על השריר, נפתחות תעלות נתרן תלויות מתח. ברגע שתעלות הנתרן נפתחות אז נתרן בדרך כלל נכנס לתוך התא וכאשר נכנס נתרן לתוך התא מתחילה דה-פולריזציה.
הדה-פולריזציה הזו על השריר תוביל לפוטנציאל פעולה? לא אין דבר כזה, מדובר פה בתא שריר ולא בתא עצב. אז ברגע שנפתחו תעלות נתרן ונתרן נכנס לתוך התא ויש דה-פולריזציה תהיה פעילות של השריר. ברגע שנשפך אצטילכולין השריר חייב להתכווץ. ברגע שנפתחו תעלות נתרן ונתרן נכנס פנימה ומתחילה דה-פולריזציה היא עוברת על כל השריר ועל כל המיופיברילות.
איך היא עוברת לתוך המיופיברילות? הדה פולריזציה עוברת דרך צינוריות T שנמצאות על גבי הרשתית הסרקו-פלזמית ואז גם המיופיברליות מרגישות את השינוי החשמלי. כלומר כל השריר מקבל איזשהו שינוי חשמלי בגלל הכניסה של הנתרן. ברגע שהדה-פולריזציה עוברת ברשתית הסרקו-פלזמית משתחררים יוני סידן.
ברגע שהשתחררו יוני סידן והם נכנסו פנימה לתוך סיב השריר לאן הם ילכו? לאקטין כי יש שם אתרי קשירה ליוני סידן.

מה קורה שיוני סידן מגיעים אל האקטין?
בהגדלה על המסך אנחנו רואים את הרשתית הסרקו-פלזמית וברגע שהגיעה דה-פולריזציה משתחררים יוני סידן שנקשרים אל האקטין ואז מתחיל התהליך המחזורי שאליו אנחנו הולכים.
נגדיל אקטין אחד וננסה להבין איך עובד התהליך: מה שאנחנו רואים למעלה זה מיוזין וכל העיגולים שלמטה זה אקטין, הדבר שיורד למעלה מהמיוזין זה הראש שלו. כאן עוד אין סידן (לא חל כיווץ). שאין סידן במערכת אז הראש של המיוזין מנותק מהאקטין כלומר הסרקומרים רחוקים אחד מהשני. לפני שמגיע סידן רואים שלראש שלמיוזין מחוברת מולקולה שנקראת ADP.
ADP (אדינוזין עם שני פוספטים) – זו מולקולה שהיא חסרת אנרגיה. כדי שהיא תהיה עם אנרגיה היא צריכה להיות ATP (אדינוזין עם שלושה פוספטים). אז אנחנו רואים ראש של מיוזין מנותק ורואים אקטין חי לו. זה לפני שהגיעה דה-פולריזציה כלומר לפני שיוני סידן הגיעו.
מה יקרה שיוני הסידן יגיעו למערכת (יקשרו לאקטין)? ברגע שיוני סידן נקשרים על האקטין הראש של המיוזין מתחבר לאקטין בזווית של 90 מעלות (זווית ישרה). ברגע שהראש של המיוזין נוגע באקטין המולקולה של ה-ADP ניתקת. ברגע שהמולקולה של ה-ADP התנתקה הראש של המיוזין זז מזווית של 90 מעלות לזווית של 45 מעלות ואז נקבל תנועת התקדמות. עכשיו נתקענו בזווית של 45 מעלות וכדי שתהיה המשכיות של התנועה צריך לנתק את הראש של המיוזין ולחבר שוב ושוב.
אז איך מנתקים את הראש של המיוזין? צריך בשביל זה אנרגיה.
איזה מולקולות כוח (אנרגיה) יש בתא? ATP (אדינוזין עם שלושה פוספטים) – שנוצרת במיטוכונדריה. היא מתחברת לראש של המיוזין ומה שמולקולת ה-ATP עושה בגלל שיש לה הרבה כוח זה לנתק את הראש של המיוזין מהאקטין ואז להחזיר אותו לנקודה ישרה (ל-90 מעלות). כדי לנתק את הראש של המיוזין מהאקטין ולהחזיר אותו למצב שהיה קודם (90 מעלות) דרושה אנרגיה ואז נשבר ה-ATP ונוצר ADP מאיבוד P אחת ואז ה-ATP הופך ל-ADP כמו שהיה בהתחלה.
יש עדין סידן בתוך המערכת והתהליך חוזר על עצמו. הראש של המיוזין שוב נקשר אל האקטין, שוב ניתקת המולקולה של ה-ADP שוב יש סיבוב לזווית של 45 מעלות (מ-90 מעלות) ואז נתקעים. צריך ATP שיגיע ויוציא את הראש של המיוזין מהאקטין (החפיפה תחזור ל-90 מעלות ונקבל ADP), עוד פעם המולקולה מתחברת עוד פעם מתנתק וככה פועל כיווץ השריר (כלומר הסרקומר מתכווץ). התהליך הזה זה תהליך שלא יפסק (החיבור והניתוק של המיוזין אל האקטין) עד שיוני הסידן יצאו.
איך יוני הסידן יוצאים? יש משאבה שיושבת על הרשתית הסרקו-פלזמית ששואבת בחזרה את הסידן אל הרשתית הסרקו-פלזמית ואז ברגע שיוני הסידן נשאבו מהאקטין התהליך הזה נגמר. התהליך הזה שראינו עכשיו זה התהליך שעומד בבסיס של כיווץ השרירים. אם סידן לא יגיע אל האקטין לא יהיה כיווץ של שריר ולכן כיווץ של שריר זה תהליך שדורש המון אנרגיה.
שנוגעים בגוף של אדם מת רואים שהשרירים שלו מאוד נוקשים למה זה? כי אם אין אנרגיה אז המיוזין והאקטין מתחברים אחד לשני ובאדם מת אין אנרגיה שתנתק אותם זה מזה.
נדבר עכשיו על הבקרה המוחית והשפעתה על הפעילות של השריר
האזור ששולט על הפעילות של המערכת המוטורית נמצא באונה אחת מרכזית והיא אונת המצח.
אונת המצח (אונה פרונטלית) – זו האונה היחידה שיודעת לבצע פעולות, היתר הן תחושתיות ולכן האונה המצחית היא האונה המוטורית. באונה המצחית יש מקומות שמבקרים/מתכננים תהליכים מוטורים ויש כאלה שמבצעים תהליכים מוטורים וזה לא בהכרח אותם אזורים.
אונה פרונטלית / אונת המצח
מבחינת האוזרים המבצעים:
האזור שמבצע את הפעילות המוטורית זה האזור שנמצא בחלק האחורי ביותר באונה המצחית והוא נקרא קורטקס מוטורי ראשוני או בקיצור M1.
M1 (קורטקס מוטורי ראשוני) – זה האזור שמוציא לפועל את הפקודות המוטוריות, הוא לא מתכנן הוא מבצע. בתוך ה-M1 יש מפה של שרירי הגוף (בעיקר הרצוניים) ואז אם רוצים להזיז את היד יש תאים שמזיזים את היד וכך גם לכל איבר אחר. יש ייצוג לכל חלק בגוף ב-M1. מה שעוד דיברנו זה שה-M1 מייצג את האיברים באופן פונקציונאלי ולא פרופורציונאלי. כלומר גודלו הפיזי של האיבר לא משנה, מה שחשוב זה התפקיד שלו, ככל שלאיבר יש יותר תפקידים מבחינה מוטורית הוא יקבל ייצוג גדול יותר ב-M1. ואז הסתכלנו וראינו את ההומונקולוס המוטורי ואמרנו שככה המוח רואה אותנו מלמעלה, כלומר כאנשים עם כפות ידיים גדולות, שפתיים גדולות ופה גדול וזה מכיוון שלחלקים אלו יש המון תפקידים ביחס לגב ולבטן שהם קטנים בהומונקולוס המוטורי.
ה-M1 הוא קורטקס דמוקרטי, כלומר מי שקובע זה הרוב: אם אנחנו רוצים להזיז את היד קדימה 100 תאים יצעקו קדימה, 20 תאים לצד אחד, 10 לצד אחר, ו-10 אחורה.
לאן היד תזוז? אז מה שה-M1 עושה זה לקחת את רוב התאים שאומרים לאן לזוז. כלומר רוב התאים אומרים קדימה אז אזיז את היד קדימה אבל לא מאוד חזק כי יש תאים שרוצים לזוז לכיוונים אחרים. כלומר אין תא אחד שמזיז את היד אלא הרבה תאים שאחראים לכך. ההחלטה הדמוקרטית הזאת נקראת ווקטור האוכלוסייה. זה מה שה-M1 יודע לעשות כלומר להקשיב לכל התאים ברגע נתון ועל סמך הפעילות שלהם לקבל החלטה ממוצעת איך להזיז את האיבר בגוף.
מי אומר ל-M1 איך להזיז את היד ומתי להזיז את היד, כלומר מי אחראי על הבקרה? מי שמתכנן ומבקר את הפעילות המוטורית זה אזורים נוספים באונת המצח שנמצאים קדמית ל-M1 הם לא מבצעים. הם שולחים את הביצוע ל-M1.
בואו נסתכל על שני אזורים שאחראים על תכנון ובקרה (נמצאים קדמית ל-M1 באונת המצח):
1. SMA (הקורטקס המוטורי המשלים) – זה אזור שאחראי על תכנון ובקרה של פעולות מוטוריות מוכרות (בעיקר). למשל מי שמנגן על פסנתר זמן מה אז יש לו רצף של תנועה מוכרת.
השאלה מה ההבדל בין נגינה והקלדה, לרכיבה על אופניים? גם רכיבה על אופניים ונהיגה ברכב הם מוכרים אבל מי שאחראי להם זה הגנגליונים הבסיסים ולא הSMA- (הקורטקס המוטורי המשלים). ההבדל הגדול זה שרכיבה על אופניים זה דבר שחוזר על עצמו כלומר תמיד צריך להזיז את הפדלים באותו קצב ולשמור על אותו שיווי משקל. סיכום שיעור לעומת זאת זה משהו אחר לגמרי כי אתם לא כל הזמן כותבים את אותה מילה. אתם כל פעם צריכים לכתוב מילה אחרת שתתחבר למשפט שלם ויש כאן משמעות שלמה שהקורטקס חייב להיות מעורב בה. הקורטקס המוטורי המשלים אחראי על תכנון מוטורי שחוזר על עצמו אך עם שינוי. אם ניגנתם על פסנתר יונתן הקטן ה-SMA חושב כל הזמן מה צריך ללחוץ כדי שהרצף ימשיך.
אם אני אפריע עכשיו ל-SMA בזמן שאתם מנגנים יונתן הקטן מה יקרה? אתם תתקעו ופתאום הלך רצף הנגינה. כי הקורטקס המוטורי המשלים הוא האזור שמתכנן את הפעילות המוטורית ואז ה-M1 מבצע. אם מפריעים ל-SMA אז אין ביצוע טוב של ה-M1.
האם אפשר להפריע ל-SMA? כן. יש היום מכשירים שמאפשרים להפריע ל-SMA כמו מכשיר TMS – שהוא מגנט שמניחים אותו על גבי הגולגולת או הקרקפת. השדה המגנטי חודר את הגולגולת ומגיע עד לקורטקס וזה מפריע לפעילות של היונים להיכנס ולצאת מהתא ולכן לא יהיה פוטנציאל פעולה ואותו אזור במוח לא יתפקד טוב.
יש מכשיר עוד יותר מתקדם מה-TMS שנקרא: DEEP TMS – כלומרTMS עמוק שיודע לחדור לאזורי מוח עמוקים כמו האמיגדלה או ההיפוקמפוס ואז הוא מפעיל את האזורים האלה.
אחרי שדיברנו על ה-SMA (הקורטקס המוטורי המשלים) שאחראי על התכנון והבקרה המוטורים נלך לעוד אזור מעניין שהתגלה בשנים האחרונות: אני מניח שמי שיש לו כלי נגינה לפעמים הפסנתר צועק לו "תפתח אותי, נגנן בי". ופתאום יש יום אחד שנופלת עלינו המוזה ואנחנו נגשים לפסנתר מתחילים לנגן וזה משמח אותנו ואנחנו אומרים "למה לא עשיתי את זה קודם".