התפלגות והתנהגות של הסיבים בשרירי השלד
נקודות מפתח:
קיימים 3 סוגים עיקרים של שרירים בגוף
קיימים 3 סוגי סיביים עיקריים
קיימים סיבים היברידיים
סיבים type IIb לא קיימים בבני אדם בוגרים
תהליך סיווג הסיבים או מורכב
קיימים 3 סוגים עיקרים של שרירים בגוף
שרירי השלד - שרירים אשר מעוגנים לעצמות ואחרים על תנועה רצונית (Skeletal muscle)
שרירים חלקים - שרירים אשר ממוקמים באזורים פנימיים ביניהם מערכת העיכול, רחם וכלי דם (Smooth muscle)
שרירי הלב - שרירים יחודיים ללב (Cardiac muscle) טבלה 1:
שרירי הלב (Cardiac muscle) | שרירים חלקים (Smooth muscle) | שרירי השלד (Skeletal muscle) |
שרירים יחודיים ללב | שרירים אשר ממוקמים באזורים פנימיים ביניהם מערכת העיכול, רחם וכלי דם | שרירים אשר מעוגנים לעצמות ואחרים על תנועה רצונית |
שרירי השלד בנויים מתת יחידות אשר נקראות סיבי שריר. לדוגמה בשריר הבייספ קיימים כ 250,000 סיבים.
קיימים מספר סוגים שונים של סיבי שריר.
סיווג סיבי שריר (סיווג גס)
ההפרדה המקורית בין סיבי השריר היתה חלוקה גסה מאוד והתבצעה לפי הצבע שלהם טבלה 2:
סיבים לבנים | סיבים אדומים | סוג/צבע |
גבוהה | נמוכה | מהירות כיווץ |
נמוכה | גבוהה | התנגדות לעייפות |
סיבים אדומים
מכילים יותר הומוגלובין, מיטוכונדריה וכלי דם ולכן נראים אדומים בצילום
בעלי קורלציה למהירות כיווץ נמוכה
בעלי התנגדות גבוהה להתשה (מתעייפים לאט יחסית)
סיבים לבנים
מכילים מעט הומוגלובין, מיטוכונדריה וכלי דם ולכן נראים לבנים יותר בצילום
בעלי קורלציה למהירות כיווץ גבוהה
בעלי התנגדות נמוכה להתשה (מתעייפים מהר יחסית)
עם התקדמות המדע הסיבים סווגו, עדיין בצורה *גסה*, ל-3 סוגים עיקריים.
*קיימות מספר שיטות לסיווג סיבי שריר שלא בהכרח מסכימות לחלוטין, ולא ניכנס אליהן כאן אין התאמה מושלמת בטבלה בין מקור האנרגיה ל-איזופורם MHC (הסבר בהמשך) טבלה 3:
type IIx - סיבים | type IIa - סיבים | סיבים type I | סוג סיבים |
לבנים | לבנים | אדומים | צבע |
גבוהה יותר | גבוהה | נמוכה | מהירות כיווץ |
גליקוליטי | חמצוני/גליקוליטי | חמצוני | תהליך הפקת אנרגיה |
MHC IIx - הכי מהיר (“ultra-fast”) | MHC IIa - מהיר | MHC I - הכי איטי | איזופורם MHC |
הסיבים חולקו ע"פ מספר תכונות עיקריות :
1. מהירות/מאפייני הכיווץ שלהם
סיבים "איטיים" וסיבים "מהירים" (“slow-twitch” versus “fast-twitch” fibers) מחולקים ל 3 סוגים
כיווץ איטי - type I
כיווץ מהיר - type IIa
כיווץ מהיר מאוד - type IIx
2. מקור האנרגיה של הסיבים
בעיקר מקור אירובי (מעורבות חמצן) - חמצוני
בעיקר מקור אנאירובי (ללא מעורבות חמצן) - גליקוליטי
מחולקים ל 3 סוגים
כיווץ איטי חמצוני - slow-twitch oxidative (SO)
כיווץ מהיר חמצוני - fast-twitch oxidative (FOG)
כיווץ מהיר גליקוליטי - fast-twitch glycolytic (FG)
*חלקכם אולי שמעתם על סיבי type 2B, אך הובן שסיבי type 2B לא נמצאים בבני אדם בוגרים.
במקומם הוגדרו סיבי ה type IIx.
סיבים היברידיים
קיימים סיבים משולבים טבלה 4:
type I / type IIa / type IIx | type I / type IIx | type IIa / type IIx | type I / type IIa | סיב היברידי |
MHC I/IIa/IIx | MHC I/IIx | MHC IIa/IIx | MHC I/IIa | איזופורם MHC |
*הרחבה על צורת סיווג, אחת העיקריות, שמקובלת כיום (גישת סיווג גסה)
(תוכן מורכב אין חובה לקרוא כדי להבין את הבסיס החשוב, אפשר לדלג)
סיוג ע"פ צורת חלבון המיוזין - חלבון עיקרי שמשתתף בתהליך הכיווץ
*מדובר על הפשטה, הגדרה יותר מדוייקת תהיה:
איזופורם של שרשראות כבדות של מיוזין - (myosin heavy chain (MHC) isoforms)
שרשאות כבדות של מיוזין (MHC) מוגדרות כ motor protein.
**לא להיבהל! אין צורך מיוחד לדעת מה זה אומר בדיוק.
בכלליות מדובר על חלבונים ואנזימים שקובעים את מהירות הפעולה/הכיווץ של הסיבים
MHC I - הכי איטי
MHC IIa - מהיר
MHC IIx - הכי מהיר (“ultra-fast”)
ע"פ סיווג זה קיימים 3 סוגי סיבים מובהקים, אשר מבוטאים ע"י איזופורום MHC בודד.
בנוסף קיימים סוגי סיבים היברידיים אשר מבוטאים ע"י שילוב של איזופורמים של MHC
MHC I/IIa
MHC IIa/IIx
MHC I/IIx
MHC I/IIa/IIx
*ניתן לראות בצורה טובה יותר את הסיווג בטבלאות למעלה
בכלליות, אצל אנשים לא מאומנים הסיבים מתחלקים בערך כ 50/50 בין סיבים מהירים וסיבים איטיים. אצל אנשים מאומנים הסיפור קצת שונה. טבלה 5:
סיבי מסוג IIa ו-IIb (מהירים) | סיבים מסוג I (איטיים) |
נצפים בכמות גבוהה יותר אצל ספורטאי עלית של כח, למשל מניפי משקולות ואצנים. | נצפים בכמות גבוהה יותר אצל ספורטאי עלית של סיבולת, למשל רצים למרחקים ארוכים ורוכבי אופניים. |
המרה של סוגי סיבים בעקבות פעילות גופנית
נצפה במחקר שסיבים יכולים לעבור המרה מסיבים היברידיים (אותם הזכרנו למעלה) לסיבים טהורים וגם בין סיבים איטיים לסיבים מהירים. עם זאת מדובר בעיקר במחקרים קצרי טווח וחסר מידע לטווח הארוך על היכולת הזו וההשפעות שלה.
מקורות:
Muscle Fiber Type Transitions with Exercise Training: Shifting Perspectives https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8473039/
Moving human muscle physiology research forward: an evaluation of fiber type-specific protein research methodologies https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32783659/
Systems Biology of Skeletal Muscle: Fiber Type as an Organizing Principle https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22811254/
Human skeletal muscle fiber type percentage and area after reduced muscle use: A systematic review and meta-analysis https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/sms.13675
Human Skeletal Muscle Fiber Type Classifications https://academic.oup.com/ptj/article/81/11/1810/2857618
Misclassification of hybrid fast fibers in resistance-trained human skeletal muscle using histochemical and immunohistochemical methods https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22744417/
Muscle fiber number in the biceps brachii muscle of young and old men https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12811774/
