זרימת דם וסידן

כשאנחנו חושבים על המילה שריר, ייתכן שתעלה בדמיוננו תמונה של שרירי זרוע בולטים או שרירי בטן מפותחים. אלה בהחלט דוגמאות בולטות לשרירים, אך הם מורכבים בעיקר מסוג אחד בלבד של רקמת שריר: שריר שלד. למעשה, לכולנו יש שני סוגים נוספים, פחות נראים לעין, של רקמת שריר: שריר הלב ושריר חלק.

בואו נחזור תחילה לשריר השלד. כפי ששמו מרמז, סוג שריר זה תומך בשלד שלנו ועוזר לנו לנוע. זו הסיבה שאנחנו יכולים ללכת, להרים כוס קפה, או לשמור על הגב זקוף. עכשיו, נסו לכווץ את שריר הזרוע שלכם כמו ארנולד שוורצנגר תגלו שאתם מסוגלים לכווץ את שריר השלד הזה בכל פעם שתרצו. במובן זה, אנו אומרים שרוב שרירי השלד נמצאים תחת שליטה 'רצונית'.

כעת, נסו לכווץ במכוון את הלב שלכם או לערבב את הקיבה שלכם. האם אתם מסוגלים לעשות זאת? זה בלתי אפשרי מכיוון שרקמות השריר האחראיות לתנועות אלה אינן תחת שליטה רצונית.

ישנם שני סוגים של רקמת שריר 'לא רצונית' כזו. שריר הלב מרכיב את דפנות הלב שלנו. כאשר רקמת שריר הלב מתכווצת, דם נשאב סביב גופנו.

לעומת זאת, שריר חלק נמצא בדרך כלל בדפנות של איברים חלולים כמו הקיבה, המעיים ושלפוחית השתן. תפקידו לסייע במעבר של מזון, שתן וחומרים אחרים. לדוגמה, כאשר השריר החלק במעיים מתכווץ, המזון במעי מוזז קדימה דרך מערכת העיכול.

יש גם שריר חלק המקיף את כלי הדם שלנו: בעיקר העורקים שלנו, ובמידה פחותה יותר, הוורידים שלנו. אנו מכנים סוג זה של שריר חלק 'שריר חלק וסקולרי.' כאשר סוג זה של שריר מתכווץ ומתרפה, גודל החלל (החור באמצע כלי הדם) משתנה, ומאפשר יותר או פחות דם לזרום דרך כלי הדם.

נקודות מפתח:

• יש לנו שלושה סוגי שרירים: שריר שלד, שריר לב ושריר חלק.
• שריר חלק הוא לא רצוני – איננו יכולים לגרום לו להתכווץ באופן מודע.
• שריר חלק וסקולרי נמצא בדפנות כלי הדם.

שריר חלק נקרא כך מכיוון שהוא נראה חלק תחת מיקרוסקופ. זאת בניגוד לשריר שלד ושריר לב, שיש להם פסים לאורכם.

למה אנחנו זקוקים לשריר חלק וסקולרי?

כל האיברים והרקמות שלנו זקוקים לחמצן וחומרי תזונה כדי לשרוד ולתפקד כראוי. אנו מספקים מולקולות חשובות אלה לאיברים שלנו דרך זרם הדם. הדם נשאב מהלב דרך העורקים כדי לספק לרקמות חמצן, גלוקוז, מינרלים, חלבונים וחומרי תזונה שונים אחרים. זרימת הדם חשובה גם להסרת תוצרי פסולת (למשל, פחמן דו-חמצני) ורעלים שעשויים להיווצר בגוף.

הבעיה שגופנו מתמודד איתה היא שכמות הדם שאיבר זקוק לה משתנה בהתאם לדרישות של חיי היומיום. לדוגמה, כרגע, אני יושב. שרירי הרגליים שלי עדיין זקוקים לאספקת דם כדי לשרוד, אך מכיוון שהם רפויים, הדרישה שלהם לאנרגיה נמוכות יחסית. באופן דומה, השרירים אינם מייצרים תוצרי פסולת בקצב גבוה.

אך אם הייתי פתאום מתחיל לרוץ, שרירי הרגליים שלי היו דורשים יותר חמצן וגלוקוז לאנרגיה. תוצרי פסולת מהתכווצות השרירים (כולל פחמן דו-חמצני, ADP, חומצה לקטית, יוני כלור ומגנזיום) היו גם מצטברים במהירות. כתוצאה מכך, שרירי הרגליים שלי כעת דורשים אספקת דם גדולה יותר.

אז, כיצד גופי צריך להגיב לדרישה זו?

יש שתי דרכים ברורות להגדיל את כמות הדם הזורמת לכל איבר או רקמה (במקרה זה, שרירי הרגליים שלי).

1) דרך אחת היא פשוט לגרום ללב לשאוב דם מהר יותר. ולכן, בכל פעם שאתם מתאמנים, זה בדיוק מה שקורה. אדרנלין, הורמון ה'לחימה או בריחה', משתחרר מבלוטות האדרנל שלכם, שנקשר לקולטנים בלב שלכם, מאיץ את קצב הלב שלכם.

2) הדרך השנייה היא להרחיב את כלי הדם המספקים, זה יאפשר ליותר דם לזרום אל השרירים המתאמנים כדי לענות על צרכי האנרגיה שלהם.

הרחבת כלי דם וכיווץ כלי דם

השריר החלק הוסקולרי עוזר באסטרטגיה השנייה הזו. כאשר השריר החלק הוסקולרי מתרפה, החלל של כלי הדם מתרחב, ומאפשר ליותר דם לזרום.

שוב, תהליך זה של התרחבות כלי הדם הוא בדיוק מה שמתרחש במהלך פעילות גופנית. אדרנלין משתחרר ונקשר לקולטנים מיוחדים (הנקראים קולטני בטא-2) על השריר החלק הוסקולרי. זה גורם לשריר החלק הוסקולרי להתרפות, ומרחיב את כלי הדם ומאפשר עד פי 20 יותר דם לזרום לשרירי השלד המתאמנים, מספק להם חמצן וחומרי תזונה ומסלק תוצרי פסולת.

יש חיסרון עיקרי אחד בהגדלת זרימת הדם לשרירים המתאמנים בדרך זו. מכיוון שנפח הדם במחזור הדם שלנו הוא קבוע יחסית (כ-5 ליטרים), אספקת דם 'נוספת' לשרירים דורשת שנסיט דם מאיברים אחרים. במהלך פעילות גופנית, אנו בדרך כלל מפחיתים את זרימת הדם לאיברים שאין להם דרישה דחופה לאנרגיה. איברים כאלה כוללים את המעיים, העור וכל שרירי השלד הלא פעילים.

כדי להפחית את זרימת הדם לאיברים אלה, גופנו פשוט עושה ההפך מהתרחבות . השריר החלק הוסקולרי מתכווץ, כלי הדם נעשים צרים יותר ופחות דם זורם דרכם.

גופנו מבצע באופן קבוע את האיזון הזה של הרחבת כלי דם וכיווץ כלי דם כדי לענות על דרישות האנרגיה של איברים ורקמות שונים. כבר ראינו מה קורה במהלך פעילות גופנית. לאחר ארוחה גדולה, אנחנו עושים את ההפך – אנחנו מרחיבים כלי דם המספקים את המעיים ומערכת העיכול, בעוד שאנו מכווצים כלי דם אחרים ומגבילים את זרימת הדם לשרירי שלד במנוחה.

ויסות לחץ דם

מלבד שינוי זרימת הדם לאיברים שונים, יש סיבה נוספת מדוע אנחנו זקוקים לשריר חלק וסקולרי.

מערכת מחזור הדם שלנו היא קצת כמו מערכת הידראולית סגורה (חשבו על הבלמים במכונית שלכם). יש לנו משאבה הידראולית (הלב), מערכת של צינורות מחוברים (כלי הדם שלנו) ונוזל הידראולי (הדם שלנו). מערכות הידראוליות עובדות מכיוון שהנוזל נשמר תחת לחץ מסוים והרוחב הצר של הצינורות מספק מידה מסוימת של התנגדות לזרימת הנוזל. אם הלחץ היה יורד (נניח בגלל דליפת נוזל), המערכת ההידראולית הייתה מפסיקה לעבוד.

באופן דומה, כדי שדם יזרום לתוך איברים ורקמות, חייב להיות לחץ מסוים בעורקים. אנו מכנים זאת לחץ דם עורקי או פשוט 'לחץ דם.' כאשר אנו מרחיבים כלי דם קל יותר לדם לזרום דרכם. אנו אומרים שיש פחות התנגדות במערכת מחזור הדם ולחץ הדם יורד. אם הלחץ יורד נמוך מדי, הדם יפסיק לזרום לאיברים והם יתחילו להיות מורעבים מחמצן וחומרי תזונה. כדי להתמודד עם זה, אנחנו יכולים להגביר את ההתנגדות לזרימת הדם בחלקים אחרים של מערכת מחזור הדם על ידי צמצום עורקים. זה יעזור לייצב את לחץ הדם.

לעומת זאת, אם הלחץ בתוך העורקים נעשה גבוה מדי, יש עומס מוגבר על הלב וסיכון שכלי דם עלולים להתפוצץ. על ידי הרחבת כלי דם, ההתנגדות לזרימת הדם במערכת מחזור הדם יורדת, מה שעוזר להוריד את לחץ הדם.

על ידי הרחבת וכיווץ כלי הדם והתאמת ההתנגדות לזרימת הדם, השריר החלק הוסקולרי עוזר לנו לווסת את לחץ הדם שלנו.

נקודות מפתח:

• השריר החלק הוסקולרי גורם לכלי הדם להתרחב או להצטמצם.
•  הרחבה נובעת מהרפיית השריר החלק הוסקולרי – היא מגדילה את אספקת הדם לרקמות.
• כיווץ נובע מהתכווצות השרירים החלקים הוסקולריים – ובכך מפחיתה את אספקת הדם לרקמות.
• במהלך פעילות גופנית, אנו מרחיבים את כלי הדם של שרירי השלד המתאמנים ומכווצים כלי דם למעיים, לעור ולשרירים לא פעילים.

כיצד השריר החלק מתכווץ ומתרפה?

אם תסתכלו על רקמת שריר חלק תחת מיקרוסקופ, תבחינו שהיא מורכבת ממספר סיבים בודדים בצורת כישור. אם תתקרבו עוד יותר, תראו שסיבים אלה מכילים מבנים דמויי חוט קטנים הנקראים 'פילמנטים'.

ישנם שני סוגים של פילמנטים – פילמנטים עבים (שעשויים בעיקר מחלבון הנקרא מיוזין) ופילמנטים דקים (שעשויים מחלבון הנקרא אקטין). הפילמנטים מסודרים כך שהם יכולים להחליק זה על גבי זה.

כאשר הפילמנטים העבים מחליקים על גבי הפילמנטים הדקים, נוצר מתח. זהו למעשה הבסיס להתכווצות השריר החלק הוסקולרי.

סידן נדרש כדי להפעיל את תהליך ההחלקה של הפילמנטים זה על גבי זה. מסיבה זו, רמות הסידן, הן בדם והן ברקמות, יכולות להשפיע על התכווצות והרפיית השריר החלק הוסקולרי. בתורו, זה יכול להשפיע על כמה טוב אתם מרחיבים או מצרים את כלי הדם שלכם, וכפי שחקרנו קודם, משנה את זרימת הדם לשרירים ולרקמות אחרות.

יתר על כן, גורמים המשפיעים על רמות הסידן, כגון צריכת ויטמין D או רמות הורמונים מסוימים (במיוחד הורמון הפרתירואיד [PTH]), יהיו בעלי השפעה עקיפה על תפקוד השריר החלק הוסקולרי שלכם.

בשל התפקיד המרכזי של סידן על השריר החלק הוסקולרי, תכונת התכווצות השריר החלק הוסקולרי שלכם מושפעת מאוד מתכונת רמת הסידן בסרום שלכם.

נקודות מפתח:

• התכווצות השריר החלק הוסקולרי תלויה בסידן.
• שינויים ברמות הסידן בגופכם יכולים להשפיע על היכולת להתכווץ ולהרפות שריר חלק.

אילו דברים גורמים לשריר חלק וסקולרי להתרחב או להתכווץ?

גורמים מקומיים

אחד הדברים האלגנטיים בגוף האדם הוא שהוא התפתח כדי להתאים אוטומטית את זרימת הדם לדרישת האנרגיה של רקמה. לדוגמה, כאשר אנו מפעילים שריר שלד, הוא מייצר פחמן דו-חמצני, לקטט, יוני אשלגן, אדנוזין ותוצרי פסולת אחרים המצטברים בזרם הדם. מולקולות אלה פועלות על השריר החלק הוסקולרי הסמוך, גורמות לו להתרפות, ובכך מקדמות זרימת דם גדולה יותר לשריר המתאמן. תהליך זה של התאמת זרימת הדם לדרישות האנרגיה נקרא ויסות עצמי.

מולקולות המיוצרות כתוצאה מדלקת יכולות גם לגרום לשינויים מקומיים בזרימת הדם על ידי גרימת הרפיה או התכווצות של השריר החלק הוסקולרי.

עצבים

השריר החלק הוסקולרי מקבל גם קלט מעצבים. באופן ספציפי, הוא נשלט על ידי מערכת העצבים האוטונומית – רשת העצבים המווסתת תהליכים לא רצוניים כמו עיכול, נשימה וזרימת דם!

ענף אחד של מערכת העצבים האוטונומית נקרא 'מערכת העצבים הסימפתטית'. מערכת העצבים הסימפתטית אחראית על 'תגובת הלחימה או הבריחה' שלנו – תגובה גופנית שעוזרת לנו להתמודד או לברוח מאיום (למשל, טורף). השריר החלק הוסקולרי בעורקים בדרך כלל מקבל קלט מעצבים סימפתטיים. כאשר עצבים אלה מגורים, הם מייצרים כימיקל הנקרא נוראדרנלין (או נוראפינפרין). זה נקשר לקולטנים מיוחדים (הנקראים קולטני אלפא) על השריר החלק הוסקולרי, וגורם לו להתכווץ ובכך גורם לכיווץ כלי הדם. זהו הגירוי הסימפתטי הזה, לדוגמה, שמגביל את זרימת הדם למערכת העיכול שלכם במהלך פעילות גופנית.

הורמונים

מרכיב נוסף של 'תגובת הלחימה או הבריחה' שלנו הוא שחרור הורמון הנקרא אדרנלין לזרם הדם. הוא משתחרר מבלוטות האדרנל, הממוקמות מעל כל כליה. בנוסף לקולטנים לעצבים סימפתטיים, השריר החלק הוסקולרי מכיל גם קולטנים לאדרנלין המסתובב בדם. כאשר אדרנלין נקשר לסוג אחד של קולטן (קולטני בטא-2), הוא גורם לשריר החלק הוסקולרי להתרפות, ובכך גורם להרחבת כלי הדם. זהו התהליך שבו זרימת הדם לשרירי השלד מוגברת בכל פעם שאנו מתאמנים.

ישנם הורמונים נוספים המעורבים בוויסות לחץ הדם שגורמים התכווצות כלי הדם. בהקשר זה, יש לנו אנגיוטנסין II, המיוצר על ידי הכליות ווזופרסין, המיוצר על ידי בלוטת יותרת המוח במוח. שני הורמונים אלה גורמים להתכווצות של השריר החלק הוסקולרי, ועלייה תוצאתית בלחץ הדם.

נקודות מפתח

• גירוי של עצבים סימפתטיים גורם להתכווצות של השריר החלק הוסקולרי והפחתת זרימת הדם למעיים ולעור במהלך פעילות גופנית.
• אדרנלין גורם להרפיית השריר החלק הוסקולרי בכלי דם המספקים שרירים מתאמנים.
• מולקולות דלקתיות, הורמונים המיוצרים על ידי הכליות ותוצרי פסולת של חילוף חומרים כולם משפיעים על זרימת הדם.