השריר תצורה ומבנה:

שתי צורות עיקריות לשרירים:

1. שריר נוצתי:
   בשרירים אילו נוצרת זוויות בין הגיד המרכזי של השריר לבין סיבי השריר.
   בצורה זו לא מפעילים את כוחם בדיוק לאורכו של הגיד מה שמקטין את יכולת המשיכה שלהם והפקת כוח אפקטיבי .
   קיימים תת סוגים : חד נוצתי, או רב נוצתי .
   בנוסף לחישוב חתך רוחב של השריר מתווסף "זוויות הנוצה":
   אם סיבי השריר נעים במקביל לגיד הראשי – זוויות הנוצה שווה ל-0 – מצב זה מתאר מעבר מלא של כוח הסיבים אל הגיד .
   אם הזוויות הנוצה גדולה מתשעים מעלות רק חלק מהכוח המיוצר בסיבי השריר מועבר לגיד.
2. שריר אורכי:
   בשרירים אילו סיבי בשריר מונחים במקביל זה לזה ומתחברים לגיד מרכזי אחד.
   שריר בעל חתך רוחב קטן – יפתח פחות כוח .

סיבי השריר :

כל סיב שריר הוא בעצם תא שריר שבו מספר רב של גרעינים.
רקמות חיבור משמשות חיץ בין סיבי השריר ושומרת על תצורתו השלמה.
רוב הסיבים המרכיבים את רקמות החיבור קולגיניים . מקצת הם אלסטין.
השילוב של סוגי הסיבים אלו ברקמות החיבור מעניק לשריר תכונות חוזק יציבות מבנית אלסטית.

שלוש סוגי רקמות חיבור :

1. ENDOMYSIUM – הרקמה עוטפת כל שיריר בודד
2. PERIMYSIUM – הרקמה העוטפת כל " חבילת " סיבים ומפרידה בין האזורים של השריר השלם.
3. EPIMYSIUM – הרקמה העוטפת שת השריר השלם.

אפשר להתייחס לרקמות אלו כאל רשת שלמה של רקמות חיבור המשתלבות בניהן ויוצרות את גיד השריר.

מבנה ארכיטקטוני של שריר :

כל שריר בעל יכולת שונה לייצר כוח . מבנה ארכיטקטוני של שריר משפיע על 2 תתי גורמים בשריר:
חתך הרוחב של השריר (כמות הסיבים ליחידת שטח)
זוויות הנוצה בשרירים נוצתיים (הזויות הנוצרת בין סיב השריר לגיד המרכזי).

עקומת אורך מתח פאסיבי:

שרירים מכילים רכיבים חלבוניים מתכווצים הממוזגים ברשת של רקמות חיבור.

רקמות חיבור בעלות תכונות אלסטיות – כאשר מתארכות מייצרות כוח פסיבי.

תפקודי רקמות החיבור בשריר:

1. מרכיבים מקבילים – מקיפים את הרכיבים החלבוניים אחראיים לכיווץ של השריר
2. מרכיבים טוריים – רקמות המחברות את הגיד

מכיוון שהגיד מסודר בטור ביחס לרכיבים המתכווצים , כוח רכיבים אילו מועבר ישירות אל המפרק.

בהתארכות השריר:  הרכיבים האלסטיים נמתחים ומייצרים התנגדות למתחיה כמו קפיץ. התנגדות זו מכונה מתח פסיבי.

• כוח השריר גובר ליחידת שטח עקומה זו דומה לעקומה של מתיחת גומייה,
  הרכיבים הפאסיביים מתחילים לפתח מתח מעבר לנק אורך קריטית שבה כל הרכיבים של הרקמה הגיעו לרמת מתח התחלתית.
• ככל שאורך הרקמה עולה – כך עולה המתח המתפתח ברקמה.
• רכיבים פאסיביים מתפתחים – השריר במצב מוארך , ורכיבים אקטיביים מאבדים את יכולתם לאבד כוח.
• כוח פאסיבי מייצב את מבנה השלד כנגד כוחות חיצוניים ובתנודות מהירות וחדות

רקמת שריר הנמתחת מציגה שתי תכונות עיקריות:

1. צמיגיות – מגנה על השריר בזמן מתיחה חזקה ומהירה. נוסף על כך, צמיגיות מאריכה את השפעת הכוח ומאפשרת הדרגתיות בהתארכות רקמת השריר והפחתת הסיכונים האפשריים לרקמה
   הדרגתיות בהתארכות רקמת השריר והפחתת הסיכונים האפשריים לרקמה
2. אלסטיות- היכולת לאגור חלק מהאנרגיה הנוצרת במתיחה. שתי תכונות אלו
   משפיעות על היחס שבין אורך השריר לבין המתח הפאסיבי המתפתח בשריר. היכולת לאגור חלק מהאנרגיה, גם
   אם קטנה מאד, לעומת פוטנציאל הכוחות של השריר, מסייעת להגן על השריר מנזק בעת מתיחה משמעותית.

עקומת אורך מתח פאסיבית. מתחת לאורך קריטי הרקמה משוחררת,

מעבר לנקודה הקריטית מתפתח מתח העולה באופן מעריכי

עקומת אורך מתח אקטיבית:

רקמת השריר בנויה בצורה ייחודית כדי לייצר כוח באופן אקטיבי כתגובה לגירוי ממערכת העצבים.
כאמור, הכוח האקטיבי מופק על ידי סיבי השריר. כלל הכוחות האקטיביים והפאסיביים צריכים להיות מועברים למבנה השלד.
כל סיב/תא שריר בנוי מ"חוטים" חלבוניים רבים הקרויים Myofibrils מתוך ה- ,Myofibrilsשני סוגי "חוטים  עיקריים: אקטין ומיוזין.

מודל זה מתאר יצירת כוח אקטיבי כאשר חלבון האקטין מחליק על המיוזין וגורם לצמצום המרחק בין קווי .Z רוחב של מיוזין מחובר לאקטין,
וכך כמות הכוח האקטיבי שנוצרת תלויה במספר החיבורים הקיימים בין אקטין לבין מיוזין.

ככל שמספר החיבורים בין אקטין למיוזין רב יותר, כך פוטנציאל יצירת הכוח האקטיבי עולה.
על פי אופי הסידור המרחבי הקיים בשריר, מספר החיבורים הקיימים בין אקטין למיוזין תלוי באורךהשריר.
שינוי באורך סיב השריר, אם על ידי קיצור אקטיבי ואם על ידי הארכה פאסיבית, משנה את מספר החיבורים בין החלבונים.
על פי אופי הסידור המרחבי הקיים בשריר, מספר החיבורים הקיימים בין אקטין למיוזין תלוי באורך השריר.
שינוי באורך סיב השריר, אם על ידי קיצור אקטיבי ואם על ידי הארכה פאסיבית, משנה את מספר החיבורים בין החלבונים.

עקומת אורך מתח אקטיבית מתארת את הקשר בין אורך הסרקומר ומספר החיבורים,
לבין המתח האקטיבי המתפתח המצב בו מתאפשר מספר חיבורים מרבי בין אקטין לבין למיוזין קרוי "אורך מנוחה."
הארכה או קיצור של הסרקומר מקטינים את מספר החיבורים הקיימים ולכן מפחיתים את כמות הכוח האקטיבי שאפשר לפתח.

עקומת אורך מתח כללית

כאשר משולבות עקומות אורך מתח אקטיבי ופאסיבי מתקבלת עקומה כוללת המתארת את הקשר בין אורך השריר למתח הכללי המתפתח.
השילוב בין כוח אקטיבי לבין מתח פאסיבי מאפשר לשריר לייצר כוח בטווח רחב של אורך שריר.

• השריר מקוצר יחסית – מתחת לאורך מנוחה אקטיבי (סרקומר,) השריר
  אינו מייצר כוחות פאסיביים, לכן הכוחות הבלעדיים בשלב זה הם אקטיביים בלבד.
• נקודת אורך מנוחה – כאשר אורך השריר עולה, גם הכוחות האקטיביים עולים עד לנקודת אורך מנוחה.
• מעבר לנקודת אורך מנוחה – מתחילים לתרום רכיבים פאסיביים לייצור המתח הכללי ומחפים על הירידה במתח האקטיבי.
  מאפיין פעולה זה, מאפשר שמירה על מתח גבוה למרות הירידה ביכולות הרכיבים האקטיביים.
  כאשר מתרחשת מתיחה נוספת של השריר, הרכיבים הפאסיביים הופכים דומיננטיים. במיוחד, כאשר רקמות החיבור קרובות למתיחה מרבית.

רמות גבוהות של מתח פאסיבי רלוונטיות בעיקר בהתייחסות לשרירים דו-מפרקיים.

כוחות איזומטריים ועקומת מומנט שריר

כוח איזומטרי – הפקת כוח של השריר, מבלי שמתרחשת תנועה סביב מפרק.

סכום הכוחות (תלוי האורך) האקטיביים והפאסיביים של שריר. כוח איזומטרי מרבי של שריר משמש מדד ליכולת המרבית של שריר להפיק כוח.

עקומת "מומנט/זווית מפרק" היא תיאור זוויתי של היחסים בין אורך לבין מתח כולל של השריר.

דפוס עקומת מומנט השריר ייחודי לכל קבוצת שרירים.

כל שינוי בזווית המפרק משנה את אורך השריר ואת זווית היישום של השריר.

יכולת השריר לפתח כוח כתלות בסוג הכיווץ ובמהירות התנועה

• בזמן מאמץ קונצנטרי השריר מתקצר – הערכים הנמוכים ביותר, באופן יחסי, יושגו על ידי השריר במאמץ קונצנטרי.
• בזמן מאמץ אקסצנטרי השריר מתארך – ערכי הכוח הגבוהים ביותר מושגים על ידי השריר במאמץ אקסצנטרי
• ובזמן הפעלה איזומטרית השריר אינו משנה את אורכו – ערכי כוח נמוכים יותר יושגו
  על ידי השריר במאמץ איזומטרי

ההבדלים ביכולת השריר לפתח כוח כתלות בסוג המאמץ האקסצנטרי מיוחסים לפוטנציאל הכיווץ האקטיבי של

הסרקומר בעת התארכותו, לתוספת כוח באמצעות הרכיבים הפאסיביים בשריר ולעירור כישור השריר המאפשר

כיווץ משמעותי יותר כתגובה רפלקסיבית להתארכות השריר. במאמץ איזומטרי ניתן לפתח ערכי כוח גבוהים יותר

בהשוואה למאמץ הקונצנטרי בשל זמן מאמץ ממושך יותר.

סוגי סיבי שריר:

סיבים TYPE2  – מגיבים יותר לאימוני התנגדות:

• יחידות מוטוריות אדומות (איטיות) קטנות יחסית מתגייסות ראשונות בעבור מאמצים קלים, בעלי סף גירוי נמוך.
• יחידות מוטוריות "לבנות" גדולות יותר,  יגויסו ככל שדרגת המאמץ עולה.

הגיוס הראשוני של יחידות מוטוריות קטנות מייצר כוח מועט יחסית לזמן רב.

גיוס מאוחר יותר של יחידות מוטוריות גדולות מספק כוח רב יותר לזמן קצר יחסית.

שיטת פעולה שכזו מאפשרת לגייס כוח מועט ומתמשך לשמירה על יציבה נכונה של הגוף, ובעת הצורך להפיק כוח רב מתפרץ.