אנטומיה וביומכניקה של המרפק

אנטומיה וביומכניקה של המרפק מהווים בסיס איתן לביצוע אבחון כאבי מרפק. זהו מפרק מורכב המעניק יכולת תנועה לגפה העליונה. פגיעה ביכולות פוגמת משמעותית ביכולת התפקודית של האדם. המפרק אחוז, נתמך ומונע על ידי מגוון רקמות כגון עצמות, שרירים, גידים רצועות ועוד. אנו שמים לב לקיומו של המרפק רק כאשר אנו חשים כאב או מוגבלות בגלל פגיעה או הפרעה בריאותית במפרק הזה.

המרפק מהווה נקודת מפגש לשלוש עצמות ולשלושה מפרקים שונים. מספר רצועות מחזקו את קופסית המפרק. המרפק מבצע כפיפה, פשיטה ותנועה סיבובית. מספר רב של שרירים מאפשרים את תנועתו של המפרק. עומסי יתר על המפרק מהווים את הגורם העיקרי לפציעות והתפתחות כאבים ותסמינים נוספים. גורם שכיח נוסף לפציעות היא חבלה. נפילות, תאונות ופציעות ספורט עלולות לגרום לנזקים וכאבים במרפק. במאמר הנוכחי "אנטומיה וביומכניקה של המרפק" נדון בנושא בהרחבה.

אנטומיה וביומכניקה של המרפק – רקע

המרפק הוא חוליית מעבר מרכזית בשרשרת העליונה: הוא ממקם את היד במרחב, מאפשר כיפוף־יישור יעיל של האמה ומאפשר סיבוב (פרונציה/סופינציה) לצורך אחיזה מדויקת ותפקוד יומיומי. מבחינה אנטומית מדובר במפרק מורכב המשלב שלוש זיווגי מפרקים בקפסולה אחת -אולנה־הומרוס, רדיוקפיטלר ורדיואולנרי פרוקימלי -היוצרים יחד מפרק “טרוכוגינגלימואידי”, המאפשר שני תוארי חופש עיקריים: כיפוף/יישור ופרונציה/סופינציה (Islam, 2020; Chin, 2021).

למרות טווח התנועה הרחב, המרפק נדרש גם ליציבות גבוהה תחת עומסים. מחקרים ביומכניים הראו כי בעת הרמת משקלים כבדים, הכוח המועבר דרך המפרק עשוי להגיע עד פי 3 ממשקל הגוף, וכי חלק ניכר מן הכוח עובר דרך המפרק הרדיוקפיטלרי והאולנה־הומרלי גם בפעולות יומיומיות פשוטות (Werner & An, 1994; Bernstein et al., 2000).

הבנת האנטומיה והביומכניקה של המרפק חיונית לאבחון ולטיפול בפציעות נפוצות כגון שבר ראש הרדיוס, קרע ברצועה הקולטרלית המדיאלית (UCL) אצל זורקים, חוסר יציבות לטרלית וקשיון לאחר טראומה (Morrey, 1986; Karbach & Elfar, 2017; de Haan et al., 2011).  

שכיחות ההפרעות הבריאותיות במרפק

הפרעות בריאותיות במרפק הן שכיחות למדי ומהוות מקור משמעותי לכאב ולמוגבלות בגפה העליונה:

אפיקונדיליטיס:

• במחקר אוכלוסייה על 6,038 בוגרים בני 25- 64 בבריטניה נמצא כי 11% דיווחו על כאב במרפק בשבוע הקודם לסקר, וכ-0.7 -0.6% אובחנו באפיקונדיליטיס לטרלית או מדיאלית בשילוב בדיקה קלינית (Walker-Bone, 2012).
• מחקר פיני באוכלוסייה כללית בגילאי 30 -64 מצא שכיחות של 1.3% לאפיקונדיליטיס לטרלית ו-0.4% למדיאלית, עם שיעורים גבוהים יותר בגילאי 45 -54 ובמבצעים עבודות ידניות (Shiri, 2006).
• נתוני ספרות מסוכמים מצביעים על כך שאפיקונדיליטיס לטרלית (tennis elbow) פוגעת בעד 3% מן המבוגרים בשנה (Sanders, 2015).

דלקת פרקים ניוונית

בקרב קשישים, אוסטיאוארתריטיס ראשונית של המרפק נפוצה יותר:

• בעוקבה יפנית בגיל 50 – 89 נמצאה שכיחות רדיוגרפית של 25.2%, אך רק כ-0.9% סבלו ממחלה סימפטומטית עם כאב ותלונות תפקודיות (Nakayama, 2022).

תסמונת התעלה הקוביטלית

• סינדרום התעלה הקוביטלית, הנוירופתיה הדחיסתית השנייה בשכיחותה בגפה העליונה, הוערך במחקר אוכלוסייה בארה״ב כשכיח ב-1.8 – 5.9% מהאוכלוסייה הבוגרת (An, 2017; Anderson, 2022).
• מחקר לאומי גדול בקוריאה, שהתבסס על רשומות ביטוח בריאות בין השנים 2011- 2020, הראה עלייה מתמשכת בשכיחות האפיקונדיליטיס, פגיעות ונקעים במרפק ונוירופתיות של הגפה העליונה, עם עומס מרבי בגילאי 40 -59 (Kim, 2023).

פציעות טראומטיות

פציעות טראומטיות כגון נקע מרפק נדירות יותר, עם שכיחות מוערכת של כ-5 – 6 מקרים ל-100,000 איש-שנה, אך הן מהוות את הנקע השני בשכיחותו בין המפרקים הגדולים. (ויקיפדיה)

 אנטומיה גרמית ומפרקית

 העצמות המרכיבות את המרפק

שלוש עצמות יוצרות את קומפלקס המרפק:

• עצם הזרוע (Humerus) המרוחק: כולל את הטרוכלאה (Trochlea) המדיאלית בצורת סליל ואת הקפיטולום (Capitulum) הלטרלי, יחד עם גבשושי האפיקונדילים שאליהם נאחזים שרירים ורצועות.
• עצם החישור (Radius) המקורב: ראש הרדיוס (radial head) בעל פני שטח מצופי סחוס האוחזים בקפיטולום ובתוך הליגמנט האנולרי, ומאפשרים סיבוב סביב האולנה.
• עצם הגומד (Ulna) המקורבת: הכוללת את השקע הטרוכלארי (greater sigmoid notch) שנוצר ע״י הזיז האולנרי (Olecranon) וזיז ה"קורונואיד (coronoid) ומהווה “מפתח בריח” גרמי המעניק התאמה גבוהה למשטח ה־trochlea.

ההתאמה הגרמית הגבוהה בין הטרוקלאה לשקע הטרוכלארי (greater sigmoid notch) נחשבת לאחד המייצבים הסטטיים הראשוניים, במיוחד בזוויות הכיפוף האמצעיות (Morrey, 1986; Islam, 2020).

שלושת המפרקים בקפסולה אחת

בתוך קפסולה משותפת קטנה יחסית (כ־15-20 מ״ל) נמצאים:

המפרק האולנו-הומרלי (Ulnarhumeral Joint):

• נוצר בין הטרוכלאה (Trochlea) של עצם הזרוע לבין הזיז האולנרי (Olecranon) והשקע בעצם הגומד.
• זהו המפרק הצירי (hinge) העיקרי של המרפק.
• תפקידו העיקרי הוא לאפשר תנועות של כיפוף (flexion) ויישור (extension) של המרפק.

המפרק הרדיוקפיטלרי (Radiocapitellar Joint):

• מפרק זה נוצר בין ראש עצם החישור (Radius) לבין הקפיטולום (Capitulum) של עצם הזרוע.
• הוא מאפשר חלק מתנועות הכיפוף והיישור, וכן חיוני לסיבוב של האמה (פרונציה – הנחת כף היד כלפי מטה, וסופינציה – הפניית כף היד כלפי מעלה).
•  חשוב מאוד להעברת עומסים וליציבות לטרלית.

המפרק הרדיואולנרי המקורב (Proximal Radioulnar Joint):

• מפרק זה הוא מפרק סיבובי (pivot).
• הוא נוצר בין ראש עצם החישור לבין השקע בעצם הגומד.
• תפקידו הבלעדי הוא לאפשר את תנועות הפרונציה והסופינציה (סיבוב האמה וכף היד) בשיתוף עם המפרק הרדיוקפיטלרי (Islam, 2020; Werner & An, 1994).

כול המפרקים עטופים בקפסולה משותפת ומיוצבים על ידי מערכת רצועות חזקה המעניקה למרפק יציבות מבנית ותפקודית כאחד. שלושת המפרקים פועלים כיחידה אחת: כיפוף/יישור מתרחש בעיקר באולנה־הומרלי וברדיוקפיטלרי, בעוד שפרונציה/סופינציה מתרחשת ברדיואולנרי הפרוקסימלי ובמפרק הרדיואולנרי הדיסטלי, אך מכנית “עוברת” דרך המרפק (Werner & An, 1994).

ציר התנועה וזווית הנשיאה

ציר הכיפוף/יישור עובר בקירוב דרך מרכזי הטרוכלאה והקפיטולום. סטייה קלה של הציר במישור הפרונטלי יוצרת את זווית הנשיאה (carrying angle) -ולגוס פיזיולוגי של כ־10 -15° בגברים וכ־13-16° בנשים (Werner & An, 1994; Golden et al., 2007).

מבחינת טווח תנועה פונקציונלי, מקובל לדבר על טווח של 30-130° לכיפוף/יישור וכ־100° סך הכול לפרונציה/סופינציה (כ־50° מכל צד) כטווח הדרוש ל־ADL, אף שהטווח האנטומי המלא לרוב רחב יותר (Bernstein et al., 2000; Islam, 2020).   

הקפסולה, הרצועות והמייצבים הסטטיים

 הקפסולה המפרקית

הקפסולה של המרפק דקה יחסית מקדימה ועבה יותר מאחור. היא נמתחת על פני המפרקים האולנה־הומרלי והרדיוקפיטלרי, תורמת להגבלת פשיטת יתר ומייצבת חלקית את המפרק בתנועות קיצון (Morrey, 1986; Chin, 2021).

הרצועות

מפרק המרפק מיוצב על ידי מערכת מורכבת של רצועות חזקות, שתפקידן לשמור על יציבות המפרק ולאפשר תנועה הרמונית בין שלוש העצמות המרכיבות אותו (עצם הזרוע, הגומד והחישור).

הרצועות העיקריות במרפק מחולקות לשתי קבוצות צדדיות:

1. הרצועה הביטחונית האולנרית (Ulnar Collateral Ligament – UCL)

נקראת גם הרצועה המדיאלית (הצד הפנימי של המרפק). זוהי הרצועה העיקרית האחראית למניעת תנועת "ואלגוס" (valgus stress), כלומר, מניעת סטייה של האמה החוצה ביחס לזרוע. היא מורכבת משלושה חלקים עיקריים:

• החלק הקדמי (Anterior Bundle): החלק החזק והחשוב ביותר של ה-UCL. נחשב הרצועה החשובה ביותר ליציבות מדיאלית של המרפק מפני כוחות ואלגוס בכל טווח התנועה (Morrey & An, 1983; Fuss, 1991).
• החלק האחורי (Posterior Bundle): מספק יציבות בעיקר כאשר המרפק בכיפוף מעבר ל-90 מעלות.
• החלק הרוחבי/האלכסוני (Transverse Bundle): חלק קטן יחסית, שתפקידו פחות משמעותי מבחינת ייצוב כללי.

פגיעות ב-UCL נפוצות במיוחד אצל ספורטאים העוסקים בזריקה (כמו בייסבול או הטלת כידון) בשל העומס הרב המופעל על הצד הפנימי של המרפק.

2. הרצועה הביטחונית הרדיאלית (Radial Collateral Ligament Complex – RCL)

נקראת גם הרצועה הלטרלית (הצד החיצוני של המרפק). מערכת רצועות זו מורכבת מכמה חלקים, והיא אחראית למניעת תנועת "וארוס" (varus stress), כלומר, מניעת סטייה של האמה פנימה ביחס לזרוע, וכן לייצוב המפרק הרדיוקפיטלרי:

• הרצועה הביטחונית הרדיאלית (RCL): מתחילה מעצם הזרוע ומתחברת לרצועה הטבעתית.
• הרצועה הביטחונית האולנרית הלטרלית (Lateral Ulnar Collateral Ligament – LUCL): הרכיב החשוב ביותר במערך הלטרלי. הוא מספק יציבות סיבובית אחורית-צדדית של המרפק (posterolateral rotary stability). פגיעה ברצועה זו היא הגורם העיקרי לאי-יציבות כרונית של המרפק.
• הרצועה הטבעתית (Annular Ligament): רצועה חזקה בצורת טבעת העוטפת את ראש עצם החישור (Radius) ומצמידה אותו לעצם הגומד (Ulna). תפקידה לשמור את ראש החישור במקומו בזמן תנועות הסיבוב של האמה (פרונציה וסופינציה) (O’Driscoll et al., 1992; Islam, 2020).
• הרצועה האקססורית הלטרלית (Accessory Lateral Ligament): מסייעת בייצוב נוסף.

ניתוחים אנטומיים וסטיות מכאניות הראו שהרצועה הביטחונית האולנרית הקדמית (AMCL) נושאת את רוב העומס בולגוס, וכי חיתוכו בלבד מספיק ליצירת חוסר יציבות ולגוס משמעותי, במיוחד בזוויות כיפוף בינוניות (Morrey & An, 1983; Callaway et al., 1997; Fuss, 1991).

עבודות קלאסיות של O’Driscoll ועמיתיו על “המרפק הלא יציב” תיארו כיצד קרע הדרגתי של קומפלקס LCL, ובמיוחד LUCL, מוביל לחוסר יציבות פוסטרולטרלית בשלבים -החל מסבלוקסציה קלה ועד פריקה מלאה (O’Driscoll et al., 2001).

 תרומת העצם ליציבות

ההתאמה בין הטרוכלאה (Trochlea) של עצם הזרוע לשקע הטרוכלארי (greater sigmoid notch) והנוכחות של זיז הקורונואיד (coronoid) הקדמי והאולקרנון האחורי מספקים “קיר קדמי ואחורי” המגביל תרגום קדמי־אחורי ומונע תרגום סיבובי עודף (Morrey, 1986; de Haan et al., 2011).

שברים בחלק הקדמי המדיאלי של הקורונואיד, כפי שתוארו ע״י O’Driscoll ועמיתים, משנים מהותית את היציבות בולגוס־ורוס ובסיבוב, ומהווים מרכיב חשוב בפציעות מורכבות כגון אי יציבות סיבובית אחורית-צדדית של המרפק (O’Driscoll et al., 2001).

 שרירי המרפק כמייצבים דינמיים

 שרירים מכופפים

שלושה שרירים עיקריים חוצים את המרפק ככופפים:

1.  שריר הזרוע (Brachialis) הוא הדומיננטי: חד־מפרקי, נאחז באולנה, נחשב “כופף טהור” שאינו מושפע ממנח האמה.
2.  השריר הדו-ראשי (biceps brachii): דו־מפרקי, כופף מרפק ומסובב האמה לסופינציה; מומנט ה־supination שלו הוא הגדול ביותר ב־90° כיפוף.
3.  שריר הזרוע והחישור (Barchioradialis): כופף יעיל במיוחד בכיפוף מהיר או נגד התנגדות, תורם גם להבאת האמה לנייטרלי מפרונציה/סופינציה.

אנליזה ביומכנית קלאסית של An ועמיתיו כימתה את זרועות המומנט ויכולת הפקת הכוח של השרירים הללו בזוויות שונות של המרפק והאמה, והראתה שינוי משמעותי ביעילות השרירים כתלות בזווית הכיפוף ומנח האמה (An et al., 1981).

מחקרים עדכניים מצביעים גם על תפקיד נוסף של brachialis כמייצב קדמי -בשל קרבתו לקפסולה הקדמית, הוא עשוי לתרום לדחיסה המפרקית ולהגבלת תנועה קדמית עודפת של האולנה ביחס להומרוס (Ott et al., 2021; de Haan et al., 2011).

 שרירים פושטים

השריר התלת ראשי (triceps brachii) הוא המיישר העיקרי של המרפק, כאשר:

•  הראש המדיאלי פעיל כמעט בכל טווחי הכיפוף.
•  הראש הלטראלי והארוך נרתמים יותר בעומסים גבוהים ובשילוב תנועת כתף.

מחקר אלקטרומיוגרפי של Kholinne ועמיתים הראה שלשלושת הראשים דפוסי פעילות שונים בהתאם לזווית הכתף: הראש הארוך תורם יותר בהרמת הכתף, בעוד הראש המדיאלי לוקח תפקיד גדול יותר ב־90° ומעלה (Kholinne et al., 2018).

השריר הקטן אנקוניאוס (anconeus) תורם לייצוב פוסטרולטרלי, במיוחד קרוב ליישור מלא, ומסייע במניעת תרגום פוסטרולטרלי מוגזם; הוא נחשב “מייצב מקומי” יותר מאשר מפיק כוח גדול (Werner & An, 1994; Prkić et al., 2018).

שרירים כופפים ומסובבים פנימה ושרירים מיישרים ומסובבים החוצה

ניתן לתאר את שרירי האמה ככאלו המחולקים לשתי קבוצות עיקריות, הנאחזות כל אחת בצידה של עצם הזרוע (Humerus):

1. קבוצת הכופפים-מסובבים פנימה (Flexor-Pronator)
2. וקבוצת המיישרים-מסובבים החוצה (Extensor-Supinator).

קבוצת ה-Flexor-Pronator (כופפים-מסובבים פנימה)

קבוצה זו ממוקמת בעיקר במדור הקדמי של האמה ורוב שריריה נאחזים במוצא משותף באפיקונדיל המדיאלי (הבליטה הגרמית בצד הפנימי של המרפק). שרירים אלו אחראים בעיקר לכיפוף שורש כף היד והאצבעות ולפרונציה (סיבוב האמה פנימה). הם מעוצבבים ברובם על ידי העצב המדיאני (Median Nerve).

חמשת השרירים העיקריים בקבוצה זו הם:

השריר הכפן העגול (Pronator Teres):

תפקוד: פרונציה של האמה וסיוע בכיפוף המרפק.

אחיזה: נאחז בחלק הצדדי של עצם החישור (Radius).

השריר הכופף החישורי של שורש כף היד (Flexor Carpi Radialis – FCR):

תפקוד: כיפוף והרחקה (Abduction) של שורש כף היד.

אחיזה: נאחז בבסיס עצם המסרק השנייה (Metacarpal II).

שריר כף היד הארוך (Palmaris Longus):

תפקוד: מותח את רקמת החיתולית (Fascia) של כף היד ומסייע בכיפוף שורש כף היד. שריר זה אינו קיים בכ-14% מהאוכלוסייה.

אחיזה: נאחז ב-Palmar aponeurosis בכף היד.

השריר הכופף הגומדי של שורש כף היד (Flexor Carpi Ulnaris – FCU):

תפקוד: כיפוף וקירוב (Adduction) של שורש כף היד.

אחיזה: נאחז בעצם הפיזיפורם (Pisiform), האמט (Hamate) ובסיס עצם המסרק החמישית (Metacarpal V). מעוצבב על ידי העצב האולנרי (Ulnar Nerve).

השריר הכופף השטחי של האצבעות (Flexor Digitorum Superficialis – FDS):

תפקוד: כיפוף האצבעות ב-PIP joints (מפרקים בין-גליליים פרוקסימליים) וסיוע בכיפוף שורש כף היד.

אחיזה: נאחז בגופי הגלילים האמצעיים של האצבעות 2-5.

קבוצת ה-Extensor-Supinator (מיישרים-מסובבים החוצה)

קבוצה זו ממוקמת במדור האחורי והצדדי של האמה ורוב שריריה נאחזים במוצא משותף באפיקונדיל הלטרלי (הבליטה הגרמית בצד החיצוני של המרפק). שרירים אלו אחראים בעיקר ליישור שורש כף היד והאצבעות ולסופינציה (סיבוב האמה החוצה). הם מעוצבבים כולם על ידי העצב הרדיאלי (Radial Nerve) או אחד מענפיו.

השרירים העיקריים בקבוצה זו כוללים:

שריר הזרוע והחישור (Brachioradialis):

תפקוד: כיפוף המרפק וסיבוב האמה למצב ניטרלי. זהו יוצא דופן בקבוצה זו שאינו נאחז באפיקונדיל הלטרלי אלא גבוה יותר בעצם הזרוע.

אחיזה: נאחז בקצה המרוחק של עצם החישור (Radius).

השריר פושט שורש היד החישורי הארוך (Extensor Carpi Radialis Longus – ECRL):

תפקוד: יישור והרחקה (Abduction) של שורש כף היד. אינו נאחז באפיקונדיל הלטרלי אלא מעט מעליו.

אחיזה: נאחז בבסיס עצם המסרק השנייה.

השריר פושט שורש היד החישורי הקצר (Extensor Carpi Radialis Brevis – ECRB):

תפקוד: יישור שורש כף היד (השריר המיישר העיקרי של שורש כף היד).

אחיזה: נאחז בבסיס עצם המסרק השלישית (Metacarpal III). פגיעה במוצאו היא הגורם העיקרי ל"מרפק טניס" (Lateral Epicondylitis).

השריר המבטן (Supinator):

תפקוד: סופינציה (סיבוב האמה החוצה).

אחיזה: נאחז בצוואר ובחלק העליון של עצם החישור.

השריר פושט האצבעות (Extensor Digitorum Communis – EDC):

תפקוד: יישור האצבעות (2-5) ב-MP joints (מפרקים בין-גליליים) ובשורש כף היד.

אחיזה: נאחז בגלילים האמצעיים והמרוחקים של אצבעות 2-5.

שרירים נוספים במוצא המשותף:

• פושט שורש היד הגומדי (ECU): יישור וקירוב של שורש כף היד.
• פושט הזרת (EDM): יישור הזרת.
• שריר המרפק (Anconeus): סיוע ביישור המרפק.

קבוצות שרירים אלה פועלות כ"מייצבים דינמיים" -הן מוסיפות דחיסה מדיאלית/לטרלית ומפחיתות עומס מרוכז על הרצועות (Werner & An, 1994; Seiber et al., 2009). מחקר in vitro של Seiber ועמיתיו הראה שטעינה פסיבית של קבוצות השרירים הללו משנה את היציבות בולגוס -ורוס בזוויות שונות ומנחי אמה שונים, ומדגיש את החשיבות השיקומית של חיזוק קבוצות שרירים אלו בחוסר יציבות מדיאלית או לטרלית (Seiber et al., 2009; Dunning et al., 2001).

 קינמטיקה של המרפק והאמה

המרפק מתנהג כמפרק צירי כמעט טהור בכיפוף/יישור, אך ציר התנועה נע מעט עקב צורת הסליל של ה־trochlea ושל החריץ האולנרי -תופעה שמובילה לשינויים זעירים במנח הזרוע והאמה לאורך טווח התנועה (Werner & An, 1994; Islam, 2020).

טווח הכיפוף האקטיבי הממוצע נע סביב 0 -140/150°, אם כי רבים אינם מגיעים ליישור מלא. הטווח הפונקציונלי ל־ADL (30 -130°) נקבע בעבודות של Morrey ועמיתים והוא הבסיס להערכת נוקשות מרפק (Morrey, 1986; Bernstein et al., 2000).

פרונציה/סופינציה מתרחשת במפרק הרדיואולנרי הפרוקימלי והדיסטלי, כאשר המרפק בכיפוף כ־90° מהווה תנוחה מיטבית לבידוד התנועה. מחקרים קינמטיים הראו שהטווח המקסימלי (כ־70-80° סופינציה ו־70- 80° פרונציה) תלוי בזווית המרפק, עם נטייה לטווח מעט מצומצם יותר ביישור קיצוני (Fornalski, 2003; Islam, 2020). ([courses.washington.edu][12])

 העברת עומסים דרך המרפק

 חלוקת עומסים בין אולנה לרדיוס

כוחות אקסיאליים מהיד עוברים דרך הרדיוס והאולנה אל ההומרוס. מחקרי קדברה הראו כי:

•  כ־43% מהכוח האקסיאלי עוברים דרך המפרק האולנה־הומרלי,
•  כ־57% עוברים דרך המפרק הרדיוקפיטלרי,

כאשר הערכים משתנים עם זווית הכיפוף ומנח האמה (Ewald, 1977; Fornalski, 2003; Islam, 2020).

Morrey ועמיתיו הראו כי העברת הכוח דרך ראש הרדיוס היא מירבית בטווח 0 -30° כיפוף, ופוחתת עם העמקת הכיפוף; כמו כן, העומס על ראש הרדיוס גבוה יותר בפרונציה מאשר בסופינציה, מה שמסביר מדוע נפילה על יד פרונציה נוטה לגרום לשבר ראש הרדיוס (Morrey et al., 1988).

 גודל הכוחות במטלות יומיומיות וספורט

בעומסים יומיומיים, דחיסה במפרק יכולה להגיע ל־0.5 -1× משקל הגוף (למשל במנח עמידת סמיכה), בעוד שבעומסי הרמת משקל או דחיפה חזקה דווח על כוחות עד פי 3 ממשקל הגוף (Fornalski, 2003; An & Morrey, 1991).

בפעילות זריקה (כגון baseball pitching) נמדדים מומנטי ולגוס גבוהים מאוד במרפק, שעשויים להתקרב ל־64 -120 N·m, מה שמעמיס באופן קיצוני על ה־MCL, בעיקר על ה־AMCL (Werner & An, 1994; Bernstein et al., 2000). ([PubMed][2])

 יציבות המרפק -סטטית ודינמית

 מייצבים ראשוניים ומשניים

מודל קלאסי של Morrey ו־An חילק את מייצבי המרפק לראשוניים ומשניים:

1.  ראשוניים -התאמה גרמית של המפרק האולנה־הומרלי, ה־MCL (ובייחוד הצרור הקדמי), והקומפלקס הלטרלי (LUCL ורדיוקפיטלרי).
2.  משניים -השרירים החוצים את המפרק, קפסולה, וראש הרדיוס (כמייצב בולגוס משני) (Morrey & An, 1983; de Haan et al., 2011).

סקירה עדכנית של de Haan ועמיתיו המסתמכת על מחקרי קדברה רבים הדגישה את תרומת כל מרכיב לזוויות שונות:

•  ביישור, העצם והקומפלקס הלטרלי משמעותיים יותר;
•  בכיפוף בינוני, הקפסולה והרצועות המדיאליות נושאות חלק גדול מהעומס;
•  בכיפוף מעל 90°, תרומת השרירים והקפסולה עולה (de Haan et al., 2011).

 תרומת השרירים ליציבות

מחקרי in vitro של Dunning ועמיתיו הדגימו שכשחותכים את הקומפלקס הלטרלי, הפעלת עומס שרירי מדומה (כיפוף אקטיבי סימולטיבי) ופרונציה של האמה מפחיתים משמעותית את חוסר היציבות הפוסטרולטרלית, לעומת מצב ללא כיווץ שרירים או בסופינציה (Dunning et al., 2001).

Seiber ועמיתיו מצאו שקבוצות השרירים המדיאליות והלטרליות (flexor -pronator ו- extensor- supinator) מוסיפות התנגדות לולגוס/ורוס, ובעיקר ב־30 -90° כיפוף, שם הרצועות אינן לבדן מספיקות למנוע תנועה (Seiber et al., 2009).

Wilps ועמיתיו סיכמו במאמר עדכני כי יציבות המרפק נובעת מאינטראקציה מורכבת בין:

1. מייצבים גרמיים -trochlea/capitellum ו־greater sigmoid notch.
2. מייצבים רצועתיים -MCL ו־LCL complex.
3. מייצבים דינמיים -שרירים חוצים־מרפק המייצרים כוח דחיסה ו“מגבים” את הרצועות במצבי עומס (Wilps et al., 2020; Karbach & Elfar, 2017).

 הקשר בין ביומכניקה לפתולוגיה (בקצרה)

פציעות UCL אצל זורקים

מומנטי ולגוס חוזרניים גבוהים גורמים למיקרו־טראומה מצטברת ב־AMCL. הבנה של זוויות העומס המקסימליות (כ־60 -90° כיפוף) קריטית לתכנון מנוחה/שיקום והגבלת עומסים (Callaway et al., 1997; Karbach & Elfar, 2017).

 חוסר יציבות פוסטרולטרלית (PLRI)

קרע ב־LUCL, לעתים יחד עם פגיעה ב־LCL נוסף או בראש הרדיוס, גורם לסבלוקסציה סיבובית. הבנת תרומת ה־LUCL והשרירים הלטראליים מאפשרת שיקום ממוקד (O’Driscoll et al., 2001; Dunning et al., 2001).

 שבר ראש הרדיוס

מאחר שראש הרדיוס נושא אחוז גבוה מהעומס האקסיאלי, במיוחד בפרונציה וביישור, פגיעה בו עלולה לפגוע גם ביציבות ולגוס/ורוס ולהעמיס יתר על ה־MCL ועל האולנה (Morrey et al., 1988; Islam, 2020).

 קשיון לאחר טראומה

המבנה הקפסולרי־רצועתי הצפוף וסביבת השרירים הצפופה סביב המרפק גורמים לכך שכל דלקת, דימום או קיבוע ממושך עלול להוביל לירידה משמעותית בטווח התנועה; תכנון שיקום חייב לקחת בחשבון את וקטורי הכוחות של שרירי הכיפוף וההארכה כדי למנוע עומסים מזיקים על רצועות פצועות (Morrey, 1986; Bernstein et al., 2000).

 סיכום

המרפק הוא מפרק מורכב המשולב משלושה מפרקים בקפסולה אחת. המבנה הגרמי מספק התאמה גבוהה ומהווה מייצב סטטי מרכזי, אליו מצטרפות מערכות הרצועות המדיאלית (MCL) והלטרלית (LCL complex) כמייצבות כנגד ולגוס, ורוס וחוסר יציבות סיבובית (Morrey, 1986; Fuss, 1991; Wilps et al., 2020).

מעל למסגרת זו “יושבת” מערכת שרירים מורכבת -כופפים, מיישרים, מסובבים ומייצבי־על -אשר לא רק מניעים את המפרק אלא גם דוחסים אותו ומגינים עליו מפני חוסר יציבות. מחקרים ביומכניים הראו שהשרירים משנים באופן משמעותי את מידת חוסר היציבות לאחר פגיעה רצועתית, במיוחד כאשר האמה בפרונציה ושרירי flexor-pronator ו-extensor-supinator פועלים באופן אקטיבי (An et al., 1981; Dunning et al., 2001; Seiber et al., 2009).

העומסים הגבוהים העוברים דרך המפרק -עד פי 3 ממשקל הגוף בהרמת משקלים, ומומנטי ולגוס גבוהים במיוחד בספורט -מסבירים מדוע המרפק רגיש לשברי מאמץ, פגיעות רצועתיות וקשיון לאחר טראומה. שילוב של הבנה אנטומית מדויקת עם ניתוח ביומכני מעמיק מאפשר תכנון התערבויות כירורגיות ושיקומיות מדויקות יותר, הגנה על מייצבים ראשוניים ומשניים, והתאמת עומסים הדרגתית בחזרה לפעילות. בקיצור, המרפק הוא דוגמה קלאסית ל"מפרק חכם": מעט תנועות עיקריות, אך אינטגרציה מורכבת של עצם, רצועות ושרירים -שכל פגיעה באחד מהם משנה את חלוקת הכוחות ואת התפקוד כולו.

References:

An, K. N., Hui, F. C., Morrey, B. F., Linscheid, R. L., & Chao, E. Y. (1981). Muscles across the elbow joint: A biomechanical analysis. Journal of Biomechanics, 14(10), 659-669.

Anderson, D., Woods, B., Abubakar, T., Koontz, C., Li, N., Hasoon, J., Viswanath, O., Kaye, A. D., & Urits, I. (2022). A comprehensive review of cubital tunnel syndrome. Orthopedic Reviews, 14(3), 38239.

An, T. W., Evanoff, B. A., Boyer, M. I., & Osei, D. A. (2017). The prevalence of cubital tunnel syndrome: A cross-sectional study in a U.S. metropolitan cohort. The Journal of Bone and Joint Surgery American Volume, 99(5), 408-416.

Kim, H., & Jang, T. (2023). Epidemiology and etiology of elbow pain based on the Healthcare Bigdata Hub in Korea: A longitudinal observational study. Ewha Medical Journal, 46(4), e12.

Nakayama, K., Kato, H., Ikegami, S., et al. (2022). Prevalence and associated factors of primary elbow osteoarthritis in the Japanese general elderly population: A Japanese cohort survey randomly sampled from a basic resident registry. Journal of Shoulder and Elbow Surgery, 31(1), 123-132.

Sanders, T. L., Jr., Maradit Kremers, H., Bryan, A. J., Ransom, J. E., Smith, J., Morrey, B. F., & Sanchez-Sotelo, J. (2015). The epidemiology and health care burden of tennis elbow: A population-based study. American Journal of Sports Medicine, 43(5), 1066-1071.

Shiri, R., Viikari-Juntura, E., Varonen, H., & Heliövaara, M. (2006). Prevalence and determinants of lateral and medial epicondylitis: A population study. American Journal of Epidemiology, 164(11), 1065-1074.

Walker-Bone, K., Palmer, K. T., Reading, I., Coggon, D., & Cooper, C. (2012). Occupation and epicondylitis: A population-based study. Rheumatology, 51(2), 305-310.

Bernstein, A. D., Jazrawi, L. M., Rokito, A. S., & Zuckerman, J. D. (2000). Elbow joint biomechanics: Basic science and clinical applications. Orthopedics, 23(12), 1293-1301.

Chin, K., Hussain, S., Mazis, G., & Arya, A. (2021). Clinical anatomy and biomechanics of the elbow. Journal of Clinical Orthopaedics and Trauma, 20, 101485.

de Haan, J., Schep, N. W. L., Eygendaal, D., Kleinrensink, G.-J., Tuinebreijer, W. E., & den Hartog, D. (2011). Stability of the elbow joint: Relevant anatomy and clinical implications of in vitro biomechanical studies. Open Orthopaedics Journal, 5, 168-176.

Dunning, C. E., Zarzour, Z. D. S., Patterson, S. D., Johnson, J. A., & King, G. J. W. (2001). Muscle forces and pronation stabilize the lateral ligament deficient elbow. Clinical Orthopaedics and Related Research, 388, 118-124.

Fuss, F. K. (1991). The ulnar collateral ligament of the human elbow joint: Anatomy, function and biomechanics. Journal of Anatomy, 175, 203-212.

Islam, S. U., Glover, A., MacFarlane, R. J., Mehta, N., & Waseem, M. (2020). The anatomy and biomechanics of the elbow. Open Orthopaedics Journal, 14, 95-102.

Karbach, L. E., & Elfar, J. (2017). Elbow instability: Anatomy, biomechanics, diagnostic maneuvers, and testing. Journal of Hand Surgery, 42(2), 118-126.

Kholinne, E., Jeon, I. H., Park, S. H., Baharuddin, M., Yeo, D., Sun, Y., Lim, J., & Dwijarukmono, S. (2018). The different role of each head of the triceps brachii muscle in elbow extension. Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica, 52(5), 372-377.

Morrey, B. F. (1986). Applied anatomy and biomechanics of the elbow joint. Instructional Course Lectures, 35, 59-68.

Morrey, B. F., & An, K.-N. (1983). Articular and ligamentous contributions to the stability of the elbow joint. American Journal of Sports Medicine, 11(5), 315-319.

Morrey, B. F., An, K.-N., & Stormont, T. J. (1988). Force transmission through the radial head. Journal of Bone and Joint Surgery -American Volume, 70(2), 250-256.

O’Driscoll, S. W., Jupiter, J. B., King, G. J. W., Hotchkiss, R. N., & Morrey, B. F. (2001). The unstable elbow. Instructional Course Lectures, 50, 89-102.

Seiber, K., Gupta, R., McGarry, M. H., Safran, M. R., & Lee, T. Q. (2009). The role of the elbow musculature, forearm rotation, and elbow flexion in elbow stability: An in vitro study. Journal of Shoulder and Elbow Surgery, 18(2), 260-268.

Werner, F. W., & An, K.-N. (1994). Biomechanics of the elbow and forearm. Hand Clinics, 10(3), 357-373.

Wilps, T., Kaufmann, R. A., Yamakawa, S., & Fowler, J. R. (2020). Elbow biomechanics: Bony and dynamic stabilizers. Journal of Hand Surgery, 45(6), 528-535.