
מיטוכונדריות וכלי דם בתאי שריר שלד ותגובתם לסוגי אימון שונים
למה זה חשוב לשיפור הסיבולת האירובית ושיפור סימפטומים אצל חולים?









כושר גופני
22 בנובמבר 2024
במסגרת עבודתי כפיזיותרפיסט ומאמן כושר אני עובד עם אוכלוסיות מטופלים ומתאמנים שרכיב הסיבולת הוא קריטי עבור התפקוד וההשתתפות בחיי היום יום שלהם.
-מתאמנים בקבוצות הליכה נורדית שמספרים כיצד נמנעו מטיולים ארוכים בטבע ולטיולים בחו"ל מהחשש לקושי הנשימתי והעייפות השרירית אליה הם יגיעו.
-מטופלים חולי ריאה המשתתפים בסדנת שיקום ריאות וחווים קוצר נשימה וירידה בחמצון ממאמצים קלים ויומיומיים דבר המגביל אותם רבות וחלקם זקוקים לתמיכת חמצן מתמשכת.
-בצד השני של הסקלה אנשים בריאים שמעוניינים לשפר את היכולות הגופניות שלהם, לשבור שיאים חדשים, לרוץ מרחקים גבוהים יותר במהירות גבוהה יותר, לטפס על הר גבוה יותר, לטייל במסלולים מאתגרים יותר.
המשותף לכל המקרים שציינתי ועוד רבים אחרים הוא התלות במרכיב הסיבולת האירובית של הגוף- היכולת של הגוף להשתמש בחמצן להפקת אנרגיה לצורך כיווץ של שרירי שלד. תנועה.
מערכות, מבנים ותהליכים שונים מגיבים לאימונים ומתאימים את עצמם למאמץ גופני גבוה יותר וכך אנו רואים שיפור בכושר הגופני. היום אני אדבר על שני מבנים חשובים ביותר למרכיב הסיבולת האירובית בגוף: מיטוכונדריה וכלי דם. בשרירי שלד, המיטוכונדריה וכלי הדם הם מרכיבים חיוניים התומכים בסיבולת האירובית.
מה זה מיטוכונדריה?
המיטוכונדריה הן "תחנות הכוח" של התא, בהן מתבצע תהליך ייצור האנרגיה (ATP) בעיקר באמצעות נשימה אירובית, הדורשת חמצן. כמות גבוהה של מיטוכונדריה בתאי שריר מאפשרת ייצור מתמשך של אנרגיה לאורך זמן, דבר הכרחי לסיבולת אירובית, דבר המאפשר לשריר לפעול לפרקי זמן ממושכים ללא הצורך במנוחה תכופה.
כלי דם
כלי הדם, ובמיוחד הנימים שמסתעפים סביב תאי השריר, אחראים על אספקת חמצן וחומרי הזנה למיטוכונדריה, כמו גם על פינוי פסולת כמו פחמן דו-חמצני וחומצת חלב. כאשר יש אספקת חמצן מוגברת ויעילה יותר, השרירים יכולים להמשיך לפעול בפעילות אירובית ללא הצטברות מהירה של עייפות.
חשיבות לסיבולת אירובית
שני המרכיבים האלה תומכים בשיפור הסיבולת האירובית, שהיא היכולת להתמיד בפעילות ממושכת באינטנסיביות בינונית-נמוכה. ככל שיש יותר מיטוכונדריה וכלי דם באז ורי השרירים הפעילים, כך משתפרת היכולת של הגוף להפיק אנרגיה לאורך זמן באפקטיביות גבוהה, מה שמוביל לשיפור בביצועים האירוביים ובהתאוששות.
לאחרונה נתקלתי במאמר סקירה נרחב מעולה שפורסם ב SPORT MEDICINE JOURNAL המדבר על השפעה של סוגי אימון שונים על יצירת מיטוכונדריות וכלי דם בתאי של שריר. החידוש במאמר שהוא סוקר 50 שנות מחקר ומידע על השפעת אימונים שונים על יצירת מיטוכונדריות וכלי דם בתאי שריר שלד, מתחשב באוכלוסיות שונות ומדדי אימון גופני אותם אציג בהמשך.
הסקירה מנתחת באופן כמותי נתונים מ-5,973 משתתפים ב-353 מחקרים בנוגע לשינויים במיטוכונדריות ו-131 מחקרים בנוגע לשינויים בצפיפות כלי הדם. בנוסף, הוסקו נתונים לגבי צריכת חמצן מרבית (VO2max), שטח חתך של סיבי שריר, ויחס סוגי סיבים – כולם מדדים חשובים להתאמות שריר ולמערכת הקרדיווסקולרית בהתאם לסוגי האימונים השונים.
הגדרות חשובות מהמאמר:
סוגי האימונים השונים:
- אימון סיבולת אירובית. עצימות קלה-בינונית.
דופק עבודה פחות מ-87% מדופק מרבי.
- אימון בעצימות גבוהה/אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה. עצימות גבוהה.
דופק עבודה גבוה מ-87% מדופק מרבי.
-אימון ספרינטים. קרוב למאמץ מקסימלי.
משך המאמץ הוא ל-4 עד 90 שניות. שיחס עבודה/התאוששות גבוה מ-1:1. כלומר זמן ההתאוששות נמוך מזמן העבודה.
בחנו כיצד אוכלוסיות שונות מגיבות לסוגי האימונים השונים:
חולים VS בריאים.
בריאים ללא רקע רפואי. חולים-COPD, מחלות מטבליות, מחלות לב וכלי דם.
כיצד קבוצות גיל שונות משפיעות על התגובה לאימונים:
צעירים VS מבוגרים:
צעירים גיל נמוך מ-35. מבוגרים גיל גבוה מ-55.
כיצד רמת הכושר ההתחלתית משפיעה על התגובה לאימונים:
מאומנים VS לא מאומנים בהקשר ל- VO2MAX:
לא מאומנים- נמוך מ-35
מאומנים ברמה בינונית- נשים, גבוה מ-35 נמוך מ-45. גברים, גבוה מ-35 נמוך מ-55.
מאומנים ברמה גבוהה- נשים, גבוה מ-45. גברים, גבוה מ-55.
כיצד המין משפיע על התגובה לאימונים:
נשים VS גברים.
כיצד מדדי אימון שונים משפיעים על התגובה לאימונים:
תדירות- משך ההתערבות, כמות אימונים בשבוע. נפח אימון=זמן אימוןXכמות אימונים בשבועXמספר חזרות. עצימות-על פי סוג האימון. אימונים ספרינטים>אימון עצימות גבוהה>אימון סיבולת.
עומס-נפחXעצימות.
כיצד מדדו את השפעת האימונים השונים על מיטוכונדריה ,כלי דם, חתך רוחבי של סיב שריר ו-VO2MAX ?
מיטוכונדריה:
בדיקות ביופסיה של שרירים להערכת פעילות אנזימים מיטוכונדריאליים (כמו ציטרט סינתאז).
מדידות של ביטוי גנים וחלבונים הקשורים למיטוכונדריה.
כלי דם:
ניתוח מיקרוסקופי של דגימות שריר להע רכת צפיפות הקפילרות (Capillary Density).
חישוב מספר כלי הדם לכל סיב שריר (Capillaries per Fiber).
חתך רוחבי של סיב שריר:
נמדד באמצעות ביופסיות שריר שנותחו במיקרוסקופ להערכת השטח של סיבי השריר.
:VO₂max
נמדד בבדיקות מאמץ על מסילה או אופניים, עם ניתוח חילוף גזים למדידת צריכת חמצן מרבית.
מה גילו ?
השפעת אימון על הרכב המיטוכונדריה בשריר:
ככל שתדירות האימון בשבוע עלתה כך הרכב וכמות המיטוכונדריה בשריר עלתה.

ככל שתכנית ההתערבות הייתה ארוכה יותר כך הרכב וכמות המיטוכונדריה בשריר עלתה.

השפעת שעת אימון על הרכב המיטוכונדריה בשריר- יעילות האימון:
ככל שעצימות האימון גבוהה יותר כך כמות והרכב המיטוכונדריה בשריר עלתה.

ככל שהמתאמן מאומן יותר כך העלייה בכמות והרכב המיטוכונדריה בשריר פחותה יותר.

-השפעות סוגי האימונים השונים על המיטוכונדריה התקיימו ללא הבדלים משמעותיים כשמשווים בין גיל, מין ומצב בריאותי-

השפעת אימון גופני על כלי דם בשריר:
עיקר יצירת כלי הדם לסיב שריר כתוצאה מאימון גופני מתרחשת ב-4 שבועות הראשונים של תכנית ההתערבות.

ככל שעצימות האימון גבוהה יותר כך צפיפות כלי הדם בשריר קטנה יותר.
ככל שעצימות האימון גבוהה יותר כך חתך רוחבי של השריר גבוה יותר.
ככל שעצימות האימון גבוהה יותר כך יחס כלי הדם לסיב שריר נמוך יותר.

ככל שהמתאמן מאומן יותר כך יצירת כלי דם לסיב שריר פחותה יותר.

-השפעות סוגי האימונים השונים על כלי הדם לשריר התקיימו ללא הבדלים משמעותיים כשמשווים בין גיל, מין ומצב בריאותי-

השפעת אימון גופני על VO2MAX:
ככל שתדירות האימון גבוהה יותר כך עלייה ב-VO2MAX גדולה יותר.

ככל שתוכנית ההתערבות ארוכה יותר כך העלייה ב-VO2MAX גדולה יותר.

ככל שהמתאמן מאומן יותר כך העלייה ב-VO2MAX קטנה יותר.

ככל שהמתאמן צעיר יותר כך העלייה ב-VO2MAX גדולה יותר.

שינוי בVO2MAX ביח ס לשעת אימון גופני-יעילות האימון:
ככל שהאימון עצים יותר העלייה ב-VO2MAX גדולה יותר.

הקשר בין עלייה בVO2MAX לגדילה בכמות המיטוכונדריה:
על כל עלייה של יחידה 1 ב-VO2MAX ישנה עלייה של פי 2-3 בכמות המיטוכונדריה בתא.
-השפעות סוגי האימונים השונים על VO2MAX התקיימו ללא הבדלים משמעותיים כשמשווים בין מין ומצב בריאותי-

מה אנחנו לומדים מהמאמר:
היכולת של הגוף להסתגל למאמץ באימונים השונים ובכך להוביל לשיפור בכושר הגופני אינה תלויה בגיל, מין או מצב בריאותי.
כולם מרווחים!
השיפור קטן ככל שהמתאמן מאומן יותר-על פי עקרון התמורה הפוחתת.
לא צריך להיות ספורטאי או מתאמן וותיק על מנת לראות את השיפור כתוצאה מאימוני כושר, המתאמן המתחיל יהנה כבר מהרווחים הגבוהים ביותר בתחילת דרכו. ההתמדה היא המפתח.
ככל שנפח האימונים גבוה יותר-משך תוכנית ההתערבות ומספר האימונים בשבוע(תדירות). ועצימות האימונים גבוהה יותר- כך העלייה בכמות המיטוכונדריה כתגובה לאימונים תגדל.
נפחXעצימות-עומס האימון, הוא מנבא חזק לעלייה בכמות המיטוכונדריה בתאים.
על נפח אימון נמוך ניתן לפצות בעצימות אימון גבוהה ולהפך.
כשאין המון זמן להקדיש לאימונים או בתוכניות שיקום בהם המתאמן מקבל בדרך כלל כ1-2 יחידות אימון בשבוע חשוב לבצע אימונים בעצימות גבוהה על מנת לפצות על היעדר נפח מספק של האימון. כמובן שבהדרגתיות!
רוב השיפורים בצפיפות כלי הדם מתרחשים בשלבים הראשונים של האימון (פחות מ-4 שבועות)-זמן טוב לבניית בסיס הכושר האירובי על ידי אימוני סיבולת.
כל סוגי האימונים (סיבולת, HIT, ספרינטים) מגדילים את מספר כלי הדם לכל סיב שריר באופן דומה.
כיצד ניישם את המסקנות?
חולים נשימתיים (כגון COPD):
תוכניות שיקום ריאתי המשלבות אימוני סיבולת ואינטרוולים מועילות לשיפור תפקוד השרירים ,היכולת הגופנית והפחתת קוצר נשימה.
מבוגרים:
מבוגרים יכולים להפיק תועלת מאימוני סיבולת ואינטרוולים לשיפור תפקוד השרירים והיכולת האירובית, ללא חשש מהשפעות הגיל.
מתאמנים:
שילוב אימוני אינטרוולים בתוכנית האימונים עשוי לשפר את היכולת האירובית והביצועים הכלליים.
האוכלוסייה הכללית:
השתתפות בפעילות גופנית סדירה, הכוללת אימוני סיבולת ואינטרוולים, מומלצת לשמירה על בריאות מיטבית.
מספר אימוני HIIT למתאמנים מתחילים המעוניינים לשפר את הכושר האירובי שלהם:
ולאלו מכם שזקוקים לתמיכה נוספת על מנת להתמיד בפעילות גופנית היעזרות במאמן מוסמך, קבוצות אימון וליווי בתהליך יכולים לעזור לכם לשפר את ההתמדה ולרכוש ידע וכלים לשיפור הבריאות, התפקוד ואיכות החיים!
ב-FUNCTION BETTER תוכלו להנות מקבוצות הליכה נורדית ואימון תפקודי באקו פארק חדרה, אימונים שיקומיים ובניית תוכניות אימון מותאמות אישית למתאמנים עצמאיים בכל הרמות.
לפרטים נוספים צפו בדף השירותים באתר או שלחו הודעה ואענה בהקדם :)
*המידע הניתן כאן בנוגע לפעילות גופנית או כל המלצה אחרת נועד למטרות ידע כללי בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי מקצועי, אבחון או תחליף לטיפול רפואי.
לפני התחלת כל תוכנית אימונים, במיוחד אם יש לך מצב רפואי קיים, בעיות נשימה, או חשש כלשהו לגבי בריאותך, יש להיוועץ ברופא או גורם רפואי מוסמך.
כל פעילות גופנית מתבצעת על אחריות המשתמש בלבד, ואין אנו נושאים באחריות לנזקים או פציעות שעלולים להיגרם בעקבותיה.
בברכת בריאות וכושר, אור דדוש B.P.T
Ref: Stellingwerff, T., Heigenhauser, G. J. F., & Spriet, L. L. (2024). Effects of Exercise Training on Mitochondrial and Capillary Growth in Human Skeletal Muscle: A Systematic Review and Meta‑Regression. Sports Medicine, 54, 1-25. DOI: link.springer.com/article/10.1007/s40279-024-02120-2.
מאמרים אחרונים