יחידה מוטורית או מוטורית היא קבוצה של סיבים המועצבים על ידי נוירון מוטורי יחיד. מספר הסיבים הכלולים ביחידה אחת עשוי להשתנות בהתאם לתפקוד השריר. ככל שהתנועות שהיא מספקת קטנה יותר, כך היחידה המוטורית קטנה יותר ונדרש פחות מאמץ כדי לעורר אותה.
יחידות מוטוריות: הסיווג שלהן
יש נקודה חשובה בלימוד הנושא הזה. ישנם קריטריונים לפיהם ניתן לאפיין כל יחידה מוטורית. פיזיולוגיה כמדע מבחינה בין שני קריטריונים:
- מהירות התכווצות בתגובה להולכת דחף;
- מהירות עייפות.
בהתאם לכך, בהתבסס על אינדיקטורים אלה, ניתן להבחין בין שלושה סוגים של יחידות מוטוריות.
- לאט, לא מעייף. הנוירונים המוטוריים שלהם מכילים הרבה מיוגלובין, שיש לו זיקה גבוהה לחמצן. שרירים שיש להם מספר רב של נוירונים מוטוריים איטיים נקראים אדום בגלל הצבע הספציפי שלהם. הם נחוצים כדי לשמור על היציבה של אדם ולשמור אותו באיזון.
- מהיר, עייף. שרירים כאלה מסוגלים לבצע מספר רב של התכווצויות בפרק זמן קצר.הסיבים שלהם מכילים חומר אנרגיה רב, שממנו ניתן להשיג מולקולות ATP באמצעות זרחון חמצוני.
- מהיר, עמיד בפני עייפות. סיבים אלו מכילים מעט מיטוכונדריה, ו-ATP נוצר עקב פירוק מולקולות גלוקוז. השרירים האלה נקראים לבנים מכיוון שחסר להם מיוגלובין.
יחידות מהסוג הראשון
יחידה מוטורית מהסוג הראשון או איטית בלתי נלאית, נמצאת לרוב בשרירים גדולים. מוטונאורונים כאלה הם בעלי סף נמוך של עירור ומהירות הדחף העצבי. התהליך המרכזי של תא העצב מסתעף בקטע הסופי שלו ומעצבן קבוצה קטנה של סיבים. תדירות הפריקות ליחידות מוטוריות איטיות היא בין שישה לעשרה דחפים בשנייה. הנוירון המוטורי יכול לשמור על קצב זה במשך כמה עשרות דקות.
חוזק ומהירות ההתכווצות של יחידות מוטוריות מהסוג הראשון פחותים פי אחד וחצי מזה של סוגי יחידות מוטוריות אחרות. הסיבה לכך היא הקצב הנמוך של יצירת ATP ושחרור איטי של יוני סידן לממברנת התא החיצונית לצורך קשירה לטרופונין.
יחידות מהסוג השני
ליחידה מוטורית מסוג זה יש נוירון מוטורי גדול עם אקסון עבה וארוך שמעצבן צרור גדול של סיבי שריר. לתאי עצב אלה יש את סף העירור הגבוה ביותר ואת המהירות הגבוהה ביותר של דחפים עצביים.
במתח מרבישרירים, התדירות של דחפים עצביים יכולה להגיע לחמישים בשנייה. אבל הנוירון המוטורי אינו מסוגל לשמור על מהירות הולכה כזו במשך זמן רב, ולכן הוא מתעייף במהירות. חוזק ומהירות ההתכווצות של סיבי השריר מהסוג השני גבוהים מזה של הקודם, מכיוון שמספר המיופיברילים בו גדול יותר. סיבים מכילים אנזימים רבים המפרקים גלוקוז, אך פחות מיטוכונדריה, חלבון מיוגלובין וכלי דם.
יחידות מסוג שלישי
יחידה מוטורית מהסוג השלישי מתייחסת לסיבי שריר מהירים אך עמידים בפני עייפות. על פי המאפיינים שלו, הוא צריך לתפוס ערך ביניים בין הסוג הראשון של יחידות מוטוריות לשני. סיבי השריר של שרירים כאלה הם חזקים, מהירים ועמידים. הם יכולים להשתמש במסלולים אירוביים ואנאירוביים כדי להפיק אנרגיה.
היחס בין סיבים מהירים ואיטיים נקבע גנטית ועשוי להיות שונה מאדם לאדם. לכן מישהו טוב בריצה למרחקים ארוכים, מישהו מתגבר בקלות על הספרינט של מאות מטרים, ומישהו מתאים יותר להרמת משקולות.
רפלקס מתיחה ובריכת נוירונים מוטורי
כאשר מותחים שריר כלשהו, סיבים איטיים הם הראשונים להגיב. הנוירונים שלהם יורים עד עשרה פולסים בשנייה. אם השריר ימשיך להימתח, אזי תדירות הדחפים הנוצרים תגדל לחמישים. זה יוביל להתכווצות הסוג השלישי של יחידות מוטוריות ותגביר את כוחו של השריר פי עשרה. בְּמתיחה נוספת תחבר סיבים מנועיים מהסוג השני. פעולה זו תכפיל את כוחו של השריר בעוד פי ארבע עד חמש.
יחידת השריר המוטורי נשלטת על ידי נוירון מוטורי. קבוצת תאי העצב המרכיבים שריר אחד נקראת מאגר הנוירונים המוטורי. בריכה אחת יכולה להכיל בו זמנית נוירונים מביטויים איכותיים וכמותיים שונים של יחידות מוטוריות. בשל כך, חלקים של סיבי שריר אינם מופעלים בו-זמנית, אלא ככל שהמתח והמהירות של דחפים עצביים עולים.
עקרון הגודל
היחידה המוטורית של שריר, בהתאם לסוגו, מתכווצת רק כאשר מגיעים לעומס סף מסוים. סדר העירור של יחידות מוטוריות הוא סטריאוטיפי: ראשית, נוירונים מוטוריים קטנים מתכווצים, ואז דחפים עצביים מגיעים בהדרגה לגדולים. דפוס זה הבחין באמצע המאה העשרים על ידי אדווד הנמן. הוא קרא לזה "עקרון הגודל".
Brown and Bronk חצי מאה לפני פרסמו את עבודותיהם על חקר עקרון הפעולה של יחידות שרירים מסוגים שונים. הם הציעו שיש שתי דרכים לשלוט בהתכווצויות של סיבי שריר. הראשון שבהם הוא להגביר את תדירות הדחפים העצביים, והשני הוא לערב כמה שיותר נוירונים מוטוריים בתהליך.
