הקדמה — החלק האחרון בסדרה
עצמות השלד מתוכננות להשתנות בהתאם לעומס המופעל עליהן. תאי העצם משנים את תכולת וכיוון רקמת העצם בהתאם לדרישות העומס — וזהו תהליך ההסתגלות של העצמות שלנו.
הצורה שבה עומסים מכניים משפיעים על הסתגלות העצם נמצאת במרכז ויכוח מדעי של יותר מ-100 שנה. החוקר וולף הציע כבר בשנת 1892 שעומסים על העצם קובעים את צורת המבנה הפנימי שלה, ובשנת 1917 הציג החוקר תומפסון את הרעיון שעצם יכולה להגיב לשינויים בכוחות המכניים המופעלים עליה.
חוק וולף — העצם הולכת לאן שהכוח הולך
חוק וולף הדגים את הקשר בין כוח המופעל על העצמות לבין כיוון שבה רקמת העצם גדלה בתגובה: אם כוח עובר בצורה אנכית לעצם, כך תבנה רוב רקמת העצם — במקביל לכיוון אותו כוח.
בנוסף, הוכח על-ידי מספר חוקרים כי ככל שהכוח המופעל על עצם גדל, כך ההסתגלות וההתחזקות שלה גדלים גם כן. כלומר: עצם שעובדת קשה יותר — מתחזקת יותר.
דוגמאות מהחיים האמיתיים
השינויים בכמות העצם יכולים להיות משמעותיים כתוצאה מפעילות גופנית:
- שחקני טניס: עצם הזרוע ביד הדומיננטית מכילה כ-20% יותר חומר מאשר היד הלא-דומיננטית — בשל העומס החוזרני של הרקטה.
- אסטרונאוטים בחלל: ללא כוח כבידה, קצב ירידת כמות החומרים בעצם הוא כ-1–2% בחודש — גם כאשר הם מתאמנים בחלל כדי למנוע התדלדלות שרירים.
עומס דינאמי מול עומס סטטי
מחקרים הראו כי עומס דינאמי (תנועה, שינוי מתמיד בכוח) מוביל ליצירת עצם חדשה, ואילו עומס סטטי (למשל עמידה במקום ללא תנועה) — לא.
לאורך היממה, עם קיום הפעילויות השונות, העצמות שלנו חוות עומסים בצורה חוזרנית — מאות ואלפי פעמים. לאורך השנים נבדק כיצד תדירויות שונות של העמסת כוח משפיעות על העצם.
חוק "התשואה הפוחתת" — Law of Diminishing Returns
מחקרים הראו כמה נקודות מעניינות:
- ישנו מינימום ומקסימום של מקבצי פעילות שיש לבצע כדי שהעצם תגיב ותתחזק — מעבר לכמות מסוימת, העצם לא תגיב יותר.
- החזרות הראשונות בכל מקבץ פעילות עשויות לתרום יותר להתחזקות העצם מאשר החזרות האחרונות.
- גם הפעלת כוח במשך 100 פעמים ל-100 שניות ביום מספיקה לפעילות בונת עצם.
- מקבצי פעילות עם הפסקות ביניהם עשויים לתרום יותר לחיזוק העצם מאשר פרץ אחד ממושך ללא הפסקה.
הסברה המקובלת: העומס גורם לנוזלים בתוך העצם לזרום בלחץ גבוה יותר, והאוסטאוציטים רגישים לאותו זרם — ומסמנים לאוסטאובלסטים לבנות עצם חדשה.
נקודות לסיכום — מה כדאי לעשות בפועל?
Take Home Message
יותר מדי עומס (שברי מאמץ) ומעט מדי עומס (אורח חיים יושבני) — שניהם מובילים לנזק. באוכלוסייה המבוגרת, הבעיה היא בדרך כלל חוסר בפעילות.
קל מאוד להישאר בבית ולהיות פחות פעיל. חשוב לצמצם את משך הישיבה הכולל היומי — וכל האמצעים כשרים.
כולל בגיל מבוגר מאוד. מחקרי LIFTMOR הדגימו כי נשים וגברים עם ירידה בצפיפות העצם הצליחו לחזק אותה בעזרת קפיצות ואימוני משקולות בעצימות גבוהה — בצורה בטיחותית לחלוטין.
למי שחושש מאימוני משקולות — הליכה מהירה, שימוש במדרגות, או הרמה ונחיתה מהירה של העקבים ברצפה תוך אחיזה בשולחן — כולן פעילויות שתורמות לחיזוק העצמות ברגליים.
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, S. 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, A. 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).
Zhang, P., Hamamura, K., and Yokota, H. "A brief review of bone adaptation to unloading." Genomics, proteomics & bioinformatics 6.1 (2008): 4-7.