מדריך עצמות – חלק א’ – מבנה העצם והקדמה

רובנו כבר יודעים שהעצמות שלנו יכולות להתחזק ע"י הפעלת עומס עליהן.

אבל מה בדיוק קורה בעצם כאשר מופעל עליה עומס?

כדי לענות על השאלה הזאת נפרסם לכם בניוזלטרים הקרובים מספר מאמרים מקצועיים שלנו בנושא.

כהכנה להמשך, חשוב שנצלול לכמה דקות של אנטומיה הקשורה לעצם.

לא לדאוג, יש מספיק תמונות להמחשה ותמיד מוזמנים לשאול שאלות.

מוזמנים לקרוא ולשתף

הקדמה

העצמות שבגופנו הם חומר חזק קל ובעל יכולת הסתגלות מדהימה. לאורך החיים שלנו העצם עוברת שינויים רבים של בנייה ופירוק (גם בשגרה ולא רק במצבי פציעה/חולי/גיל המבוגר).

כבר ידוע לנו ממחקרי עבר כי בכל גיל, העצמות שלנו יכולות להתחזק.

חשוב להדגיש שבנאמר "בכל הגיל"; הדבר נכון גם בגיל המבוגר מאוד, כך שבאופן בטיחותי לחלוטין ניתן לחזק את העצם ע"י אימונים הכוללים קפיצות או אימוני משקולות עצימים מאוד.

מרכיבי ותפקידי העצם

העצמות שלנו מורכבות ממספר מרכיבים:

• קולגן: חומר המורכב מחלבון בעל שם דומה. הקולגן הוא חומר עמיד מאוד לכשעצמו, ולרוב גם מסודר בצורה של סיבים (דמיינו המון ענפים של עץ מאוגדים יחד) מה שנותן לו גם יכולת לספוג אנרגיה מבלי לשנות את המבנה שלו.
• תרכובת חומרים המורכבת מפחמן, זרחן, חמצן ומימן המאפשרים לעצם לעמוד בפני כוחות שונים העלולים לגרום לשבר במבנה העצם.
• מים: מים בתוך העצם נותנים לה יכולות לעמוד בכוחות גדולים יותר מאשר בעצם "יבשה.

לעצם יש 3 תפקידים בסיסיים:

א. קיום של שלד קשיח אליו יתחברו שרירים שיאפשרו תנועה.

ב. הגנה על איבריים פנימיים.

ג. להוות מאגר סידן וזרחן ההכרחיים לתפקוד תקין של מספר מערכות בגוף.

העצם היא "חומר חכם" בהתחשב בכך שהיא מגיבה לעומס המכני שהסביבה מפעילה עליה. היא מגדילה או מקטינה את כמות החומרים המכילים את העצם ("צפיפות העצם") בהתאם לעומס.

כך שאם יופעל על העצם עומס גדול (=אימונים, קפיצות וכו) היא תתחזק, לעומת זאת אם לא יופעלו על העצם עומסים גדולים מדי (אורח חיים לא פעיל ואף יושבני) היא תחלש, ובגיל המבוגר עשוייה להיות שבירה מאוד. מצב שאנו מכירים כאוסטאופורוזיס.

בנוסף, העצם כל הזמן מחדשת את העצמה ע"י סילוק חלקי עצם ישנים או פגועים והחלפתם בחלקים חדשים.

בגלל קיום כוח הכובד, והמשיכה מצד השרירים, רוב העומס המופעל על העצמות הוא דחיסתי.

היחידות המרכיבות את העצם

כמו בכל ארגון גדול, לעצם יש מספר רמות הארגון:

א. רמה מאקרוסקופית. את העצם ברמה זו ניתן לחלק לשני סוגים:

–  עצם ספוגית: נמצאת ממש במרכז העצם.

–  עצם צפופה/קורטיקלית: נמצאת מסביב/"עוטפת" את העצם הספוגית. עצם זו היא מעטפת שעובייה משתנה בהתאם לעצם שבה היא נמצאת (בין כמה מילימטרים בחוליות עמוד השדרה לכמה סנטימטרים בעצם הירך).

ב. רמה מיקרוסקופית

המבנה הבסיסי בעצם הצפופה היא האוסטאון (OSTEON).

האוסטאון הוא מבנה מעגלי באורך של 2-3 מ"מ המכיל כלי דם שיספקו לעצם את כל חומרי ההזנה שהיא צריכה.

האוסטאון בנוי ממספר תתי שכבות אשר כל שכבה נקראת למלה.

בין כל למלה ישנם רווחים קטנים הנקראים לקונות, המכילים תאי עצם הנקראים אוסטאוציטים, המחוברים ביניהם בתעלה ("לקונה") שמאפשרות תקשורת ביניהם.

כיוון האוסטאון בתוך העצם הוא במקביל לכיוון בו מושתת העומס המכני העיקרי העובר בעצם.

כלומר, לצורך הפשטה: אם באיזור מסויים רוב העומס המכני יורד מכיוון החלק העליון אל החלק התחתון של העצם, כך גם יהיה כיוון האוסטאונים (ראו תמונה מטה שמראה תמונה של עצם וקווים הממחישים את קווי העומס המכני באיזורים שונים בעצם).

העצם הספוגית מורכבת ממבנים דמויי מוטות ולוחות, הנקראים טרבקולות, הנראים מקרוב כמו ספוג.

כמו האוסטאונים, גם בטרבקולות ישנן לקונות בהם נמצאים תאי עצם – אוסטאוציטים.

הטרבקולות מורכבות גם כן מ-למלות (כמו בעצם הצפופה) והן בעצם "מונחות" במקביל לכיוון העומס המכני העיקרי.

ג. רמה סבמיקרוקופית

כזכור, הלמלות הן תתי היחידות של העצם הצפופה והעצם הספוגית. כל למלה מורכבת מ-3 מרכיבים:

• מולקולות קולגן שבין כל אחת מהן ישנם:
• קריסטלים שצורתם לוחית עגולה ועשויים ממספר מינרליים (סידן, זרחן, וכו)
• חלבונים נוספים שהם לא קולגן.

סוף חלק א'

מדריך עצמות חלק ב' >>

מקורות:

Mellon, S. J., and K. E. Tanner. "Bone and its adaptation to mechanical loading: a review." International Materials Reviews 57.5 (2012): 235-255.

Watson, Steven L., et al. "High‐intensity resistance and impact training improves bone mineral density and physical function in postmenopausal women with osteopenia and osteoporosis: the LIFTMOR randomized controlled trial." Journal of Bone and Mineral Research 33.2 (2018): 211-220.

Harding, Amy T., et al. "A comparison of bone‐targeted exercise strategies to reduce fracture risk in middle‐aged and older men with osteopenia and osteoporosis: LIFTMOR‐M semi‐randomized controlled trial." Journal of Bone and Mineral Research (2020).