הניסויים במתיחה מהירה ומשמעותם

כתוצאה מגירוי טטני מתפתחת בשריר מתיחות גבוהה מזו שמתפתחת כתוצאה מגירוי יחיד. מדוע? לכאורה ניתן היה לחשוב כי תדר הגירוי משפיע על אופן עבודתה של "המכונה המתכווצת" - ככל שעולה תדר הגירוי כך יכולה המכונה לפתח כוח רב יותר, אולי בעקבות כניסה מוגברת של יוני סידן, ומסיבות נוספות. אולם, היל סבר כי גם בעקבות גירוי יחיד פועלת המכונה המתכווצת במלוא עצמתה, אלא שעצמה זו אינה באה לידי ביטוי שכן בפרק הזמן הקצר יחסית בו היא פועלת (ע"ע twitch) אין היא מספיקה להתגבר על רכיבים אלסטיים המצויים בשריר. להיל לא היה מושג רב מהם רכיבים אלו והוא קרא להם בשם כללי ולא מחייב - "הרכיב האלסטי הטורי".

כדי לבחון את השערתו ביצע היל ניסוי שמטרתו לבדוק את פעולת המכונה המתכווצת כאשר הרכיב הטורי מנוטרל. היל הניח כי המכונה המתכווצת מתחילה למתוח את הרכיב הטורי מייד לאחר הגירוי, וכי מתיחה זו גוזלת מהמכונה זמן יקר. לפיכך, החליט היל "לעזור" למכונה להתגבר על הרכיב הטורי.

הניסוי התבצע באופן הבא: היל חיבר שריר סרטוריוס של קרפדה למתקן גירוי ומתיחה, קבע את אורכו ההתחלתי, גירה אותו גירוי ישיר בעזרת שורה של מוטות נחושת דקים שהוצמדו אליו, ומייד לאחר הגירוי (חלקיק שנייה) מתח אותו מתיחה קלה. לפניכם האיור המקורי שהופיע במאמרו של היל משנת 1949. עקום a (מסומן בכוכבית אדומה) מתאר את תגובת השריר (twitch) ללא מתיחה מהירה. התגובה ממושכת (שתי שניות לערך) שכן הניסוי בוצע בטמפרטורה נמוכה מאד:

בסדרה של ניסיונות גירה היל את השריר ומייד לאחר מכן מתח כדי מילימטרים נוספים. הבה נתבונן בניסוי b באיור שלפניכם. השריר גורה ומייד נמתח קלות (זמן המתיחה מסומן בחץ ירוק). השריר המתוח מפתח מייד מתיחות גדולה מהרגיל. מתיחה חזקה יותר (כמו בניסוי d) תגרום לשריר לפתח מתיחות גדולה אף יותר - עד למתח הטטנוס בקירוב. אכן, גירוי יחיד מסוגל "לייצר" מתיחות גבוהה מהרגיל כאשר הרכיב הטורי לא עומד בדרכו.

את מה בדיוק מותחת המתיחה המהירה? מיהו הרכיב הטורי? ומדוע מרפה סיב השריר למרות שהמתיחה המהירה מחזיקה אותו באורך קבוע? על כך בפרק המתאר את תיאורית ההחלקה.

קריאה נוספת:

   

Katz, A.(2001): Physiology of the heart. 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins pp. 170-173.

 

 

 

 

רשימת ספרות:

A. V. Hill (1949): The abrupt transition from rest to activity in muscle. Proc. R. Soc. (Lond.), 136: 399-420.

 

 

 

 

   

כל הזכויות שמורות לאוניברסיטה העברית בירושלים