מערכת שיווי המשקל

שמירה על שווי המשקל של גוף חי, משמעה שמירה על יציבות הגוף במצבים שונים, אפשרית הודות לפעולה משולבת של מספר מערכות תחושה כמו גם של מערכת התנועה. נוהגים לחלק את מנגנוני שיווי המשקל לשתי רמות: הראשונה היא השמירה על היציבה של הגוף כנגד גרוויטציה בעזרת הטונוס של שרירי השלד והעצבוב של החזרי היציבה. הרמה השנייה היא התיקונים המתרחשים כאשר יש הפרעה חיצונית ליציבה של הגוף, וזהו שיווי המשקל. אחת ממערכות התחושה החשובות במילוי משימה זו היא המערכת הווסטיבולרית שממוקמת באוזן הפנימית ומתמירה מידע על תאוצה של הראש במרחב. מערכת זו פועלת במקביל ובשותפות עם מערכת הראיה ותחושת המצב המדווחת למערכת העצבים המרכזית מידע אודות מצב ותנועת אברי הגוף. מקובל הוא שהאדם יכול לתפקד בתנאים רגילים כאשר לפחות שתיים מתוך שלוש מערכות תחושה אלו פועלות באופן תקין; לחלופין אם יימנע מידע משתיים מתוך שלוש המערכות - שיווי המשקל יתערער. אף על פי שבדיון על שיווי המשקל של הגוף מקובל לעיתים קרובות להתייחס לחיוניות המידע התחושתי משלוש מערכות אלו, מובן מאליו הוא שלמערכת התנועה תפקיד מרכזי כאחראית להכנה ו/או לתגובה למידע התחושתי; באמצעותה מתבצע ייצוב הגוף או ייצוב איברים מסוימים בכל פרק זמן. להלן תקציר התרומה של כל אחת משלושת מערכות התחושה לשמירה על שיווי המשקל. ממוקמת באוזן הפנימית ובנויה משלוש תעלות חצי מעגליות (semicircular canals) הקרויות "תעלות קשתיות", מנאדון (utricle) ומשקיק (saccule). כל אחד ממבנים אלה מלא בנוזל ובו תאי שערה. התעלות פרושות בשלושה כיוונים שונים, וכאשר הראש נע גם הנוזל בתעלות נע (בכיוון ההפוך) וגורם לשערות שבו להתכופף. מלבד התעלות הרגישות לתנועה סיבובית, הנאדון והשקיק רגישים לתנועה קווית. המערכת מספקת למערכת העצבים, כלומר למוח, מידע רציף על תנועת הראש והגוף בכיוונים שונים. המערכת אחראית גם על הפעלת רפלקסים שמטרתם לשמור על שיווי המשקל של הגוף ועל מיקוד המבט בזמן תנועה. פעולת המערכת: המערכת הווסטיבולרית מזהה תנועות (ליתר דיוק, תאוצות, הן קווית, והן זוויתית) של הראש, ושולחת אותות למערכת העצבים, ששולטת על תנועות הראש והעיניים, ולשרירים שאחראים על שיווי המשקל. כאשר הגוף או הראש נמצאים בתאוצה, המערכת מספקת למערכת העצבים המרכזית מידע שמאפשר להתאים את היציבה ולשמור על איזון. מערכת זו מפקחת גם על תנועת העיניים בזמן תנועת הראש באמצעות הרפלקס הווסטיבולרי-אוקולרי כדי לספק לרשתית תמונה יציבה. אישושים לקשר שקיים בין מערכת הראייה לשמירה על שיווי המשקל התקבלו מניסויים שנעשו בתפיסה ובאמצעות חקר התופעה הקרויה מחלת נסיעה או מחלת ים, בה אדם חש בבחילה כאשר המידע אודות תנועתו הבא מהאוזן הפנימית אינו תואם את זה הבא ממערכת הראייה. ניסויים בתפיסה נעשו בחדר שניתן להזיז את קירותיו בלי להזיז את רצפתו. הניסויים הראו ששיווי המשקל של האדם העומד בחדר מתערער כשהקירות זזים. מבוגר העומד בחדר כזה על קורה יפול כאשר הקירות יזוזו, ופעוט במצב כזה ייפול גם אם הוא ניצב על הרצפה עצמה. קליטה והעברה למוח של מידע בנוגע למנח הראש ולתנועתו. שמירה על שיווי המשקל ועל ייצוב הגוף כנגד כוח הכובד. ייצוב המבט כאשר הראש נע. עיבוד ואינטגרציה של הקלט המגיע מהאוזן הפנימית עם המידע שנקלט מחושים נוספים. ליקוי במערכת הווסטיבולרית עלול לגרום למגוון הפרעות. ישנן הפרעות שמתאפיינות ברגישות יתר לתנועה וחלקן הפרעות שמתאפיינות בתת-רגישות לתנועה. תסמינים שכיחים אצל מי שסובלים מלקות במערכת זו יהיו: סחרחורת, ורטיגו וחוסר יציבות. בעוד שהמערכת הווסטיבולרית מנטרת את תאוצות ומהירויות הראש והגוף ביחס לכוח הכובד, מערכת הראייה מנטרת את מיקום הגוף במרחב. המידע אודות המרחב הסובב אותנו מאפשר, לאחר עיבוד מרכזי במוח, לזהות את מיקום גופנו בכל רגע נתון ביחס לעצמים נייחים או נעים בעולם הסובב אותנו. הוא מאפשר להעריך את מהירות תנועתנו וכיוונה ביחס למהירות השדה הראייתי. כך למשל נוכל לדעת אם אנו מתקרבים או מתרחקים מאובייקט מסוים במרחב ולהעריך את מהירות ההתקרבות/התרחקות. מערכת זו חשובה מאוד במניעת נפילות שכן מאפשרת להעריך מרחקים מנקודות משען מחד וממיכשולים מאידך. ליקויים ביציבות בכל פעולות היום-יום אשר באים לידי ביטוי בעיקר בהליכה ובעמידה הם המאפיין העיקרי של מי שראייתו לקויה. לכך מתלווה לעיתים קרובות פחד מנפילות. פחד זה כשלעצמו עלול לתרום לחוסר ביטחון ולהפרעה נוספת בשווי המשקל. המידע החיוני לשווי משקל מגיע למערכת העצבים המרכזית משני מקורות עיקריים: מאברי התנועה ומהעור. המידע מאברי התנועה הקרוי מידע פרופיוספטיבי מקורו בעיקר בשרירים אשר המתח בהם משתנה באופן תדיר, וגם ברקמות חיבוריות בגידים ובקפסולות של המפרקים. המידע העורי מגיע מתאי חישה בעורנו ויש לו חשיבות רבה בשמירת שווי המשקל, בעיקר בזיהוי מגע עם משטחים אחרים כמו עם משטח התמיכה של כפות הרגליים. המערכת הסומטוסנסורית מספקת מידע רציף אודות מתח השרירים השונים, זוויות המפרקים בכל נקודת זמן והמיקום של אברי הגוף האחד ביחס לשני, ללא תלות בראיית האיברים או ראיית המרחב. כמו ליקויים במערכת הווסטיבולרית ובמערכת הראיה גם להפרעות במערכת הסומטוסנסורית, בעיקר אם הפגיעה היא במידע מהגפיים התחתונות, יש השפעה שלילית על היכולת לשמור על שיווי המשקל של הגוף. חסר במידע תחושתי מהגפיים התחתונות עלול לגרום להיתקלות במכשולים על הקרקע, למעידה, להחלקה ולהליכה "זהירה" אטית ולא סדורה הנובעת מאי ביטחון. הערכה של יכולת שיווי המשקל של אדם יכולה להעשות באמצעים פשוטים כמו מדידת הזמן בו יכול הנבדק לעמוד על רגל אחת, או לעמוד על בסיס צר כמו על קצות הבהונות או על קורה. בדיקות כאלו מבוצעות בקליניקה באופן תדיר. קיימת גם הערכה מדויקת יותר של שווי המשקל וזו קרויה לפעמים פוסטורוגרפיה (posturography). הבדיקה נעשית בדרך כלל בעמידה כאשר הנבדק עומד יחף בעמידה טבעית. בעמידה זו משקל הגוף מחולק שווה בין שתי הרגליים כאשר 2/3 ממשקל הגוף מועמס על החלק האחורי של כפות הרגליים (העקבים) ו1/3 – על קדמת כף הרגל. גוף האדם העומד אינו סטטי אלא נע לפנים ולאחור ומצד לצד באופן הדומה לסיפרה 8 כך שמרכז הלחץ ומרכז הכובד תונדים. תנודה זו מכונה ניד יציבתי (postural sway) וקיימים סטנדרטים למשרעת ולתדירות התנודה התקינה של אדם בהתאם למין, גיל ומצב הבדיקה. אנשים בריאים מבוגרים עד גיל 30 משרעת התנודות במישור הקדמי- אחורי היא כ-12 מ"מ ובמישור הצידי – כ-8 מ"מ. עלייה במשרעת התנודות עם ההזדקנות היא טבעית ומלמדת על ירידה ביכולת לשמור על שיווי המשקל. עליה במשרעת התנודות בתנאים של ראות לקויה או בעצימת עיניים גם היא טבעית מלמדת על החשיבות של מערכת הראייה בשמירת יציבות הגוף. גם עמידה על בסיס צר, על משטחים לא יציבים (קורה, סירה, נדנדה) על משטח בעל מרקם רך (חול, ספוג) יגרמו לעליה במשרעת התנודות. בני האדם שונים זה מזה ביכולת לשמור על שיווי המשקל. שיווי המשקל בכל אדם עשוי להשתפר כתוצאה מעיסוק חוזר במטלות המאתגרות את שיווי המשקל (לוליינות, טיפוס) וכן מאימונים מכוונים למטרה זו. בפתולוגיות שונות תיתכן הפרעה ביכולת השמירה על שווי המשקל החיוני לחיי היום-יום. הערכה כמותית (פוסטורווגרפית) של הפרעה כזו נעשית באמצעות מכשירי מדידה, במדידות חוזרות לאורך זמן. תסמונת התבקעות התעלה העליונה נורית כלב, תהליכים ויזואליים שמיעתיים ותכנון תנועה, האתר לאנשי מקצוע בגיל הרך אילנה מודלינגר, מערכת שיווי המשקל, אתר האוניברסיטה העברית בירושלים David Freides, Developmental disorders: A neuropsychological approach, Blackwell 2001 מדיה וקבצים בנושא מערכת שיווי המשקל בוויקישיתוף מערכת שיווי המשקל, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) Yury Ivanenko, Victor S. Gurfinkel, Human Postural Control, Frontiers in Neuroscience 12, 2018 doi: 10.3389/fnins.2018.00171 Andreas Sprenger, Jann F. Wojak , Nico M. Jandl and Christoph Helmchen, Postural Control in Bilateral Vestibular Failure: Its Relation to Visual, Proprioceptive, Vestibular, and Cognitive Input, Frontiers in Neurology 8, 2018 AM Bronstein, M Patel and Q Arshad, A brief review of the clinical anatomy of the vestibular-ocular connections—how much do we know?, Eye 29, 2015, עמ' 163–170 Richard Clendaniel, Susan J Herdman, Vestibular Rehabilitation, 4 ed, Philadelphia: F.A.Davis, 2014 Cynthia Lions, Maria Pia Bucci, Ce´drick Bonnet, Postural Control Can Be Well Maintained by Healthy, Young Adults in Difficult Visual Task, Even in Sway-Referenced Dynamic Conditions, Plos 1 2016, עמ' 1-14 Mohapatra Sambit, Krishnan Vennila, and Aruin Alexander S., The effect of decreased visual acuity on control of posture, Clin Neurophysiol 123, 2012, עמ' 173–182 Rahul Goel, Yiri E. De Dios, Nichole E. Gadd, Erin E. Caldwell,Brian T. Peters, Millard F. Reschke, Jacob J. Bloomberg,3 Lars I. E. Oddsson,, Assessing Somatosensory Utilization during Unipedal Postural Control, Front Syst Neurosci. 11, 2017, עמ' 1-11 Daniela Ohlendorf , Charlotte Doerry Vanessa Fisch , Sebastian Schamberger , Christina Erbe , Eileen M Wanke , David A Groneberg, Standard reference values of the postural control in healthy young female adults in Germany: an observational study, BMJ Open 9(6), 2019 doi: doi: 10.1136/bmjopen-2018-026833