פעילות אירובית, כגון הליכה, ריצה ורכיבה, מקושרת עם שינויים מוחיים וקוגניטיביים הבאים לידי ביטוי מהילדות ועד הזִקנה. האטת הדעיכה הקוגניטיבית עם העלייה בגיל וירידה בסיכון לחלות במחלות ניווניות של המוח הן חלק מההשפעות המיוחסות לאורח חיים פעיל גופנית. אך האם ניתן ליהנות מההשפעות של הפעילות האירובית גם ללא ביצוע של הפעילות עצמה? מחקר חדש מנסה לשפוך אור על הסוגיה המרתקת הזאת.

מאת תמיר איזנשטיין, חבר צוות חדש בעמותה. תמיר הוא ד״ר לפיזיולוגיה מאוניברסיטת תל אביב. כיום נמצא בפוסט דוקטורט במכון ויצמן. חוקר מנגנונים של למידה וזיכרון במוח האדם.

כיצד פעילות אירובית עשויה להשפיע על המוח? אחת ההשערות היא כי בזמן הפעילות מיוצרות מולקולות שונות באיברים, כגון בשרירים, בכבד וברקמת השומן, המופרשות לזרם הדם ומגיעות אל המוח. לאחר שאלו עוברות מהדם אל רקמת המוח הן מגרות את הפעלתם של תהליכים ביולוגיים בתאי המוח, המובילים בסופו של דבר לשינויים המוחיים והקוגניטיביים שנצפים כתוצאה מהפעילות (או לפחות לחלקם).

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature [1], ביקשו החוקרים לבחון את הרעיון שהדם אכן עשוי להיות גורם מפתח בקשר בין פעילות אירובית למוח. בנוסף רצו החוקרים לבדוק אם ניתן "לחקות" את ההשפעה של הפעילות האירובית על המוח גם ללא צורך בביצוע הפעילות בפועל! לשם כך, הם בחנו שתי קבוצות של עכברים, אחת קיבלה גישה חופשית לגלגל ריצה המאפשר פעילות אירובית במשך כמה שבועות (דבר שעכברים מאוד מחבבים), בעוד השנייה לא קיבלה גישה לכך במשך אותו פרק הזמן. לשם ההשוואה, העכברים שקיבלו גישה לגלגל הריצה רצו בממוצע 10-5 קילומטרים ביום!

לאחר תקופת הפעילות, ביקשו החוקרים לבחון אם עירוי של פלזמת הדם (נוזל הדם ומרכיביו למעט תאי הדם), שנלקחה מהעכברים הפעילים, לחבריהם ה"יושבניים", עשוי להוביל לשינויים מוחיים וקוגניטיביים, כפי שנצפה בדרך כלל לאחר ביצוע אקטיבי של פעילות. החוקרים ראו שהעכברים הלא-פעילים הפגינו שיפור במדדי למידה וזיכרון מרחבי לאחר שקיבלו מנות דם "ספורטיבי". בנוסף מצאו החוקרים שהזרקת פלזמת הדם ה"ספורטיבי" הובילה לעלייה במספרם של תאים מסוגים שונים במוחם של העכברים הלא-פעילים, באזור הנקרא היפוקמפוס, הממלא תפקיד מפתח באותן יכולות קוגניטיביות שבהן נצפה השיפור [2]. אפקט דומה לא נצפה לאחר עירוי של פלזמה שנלקחה מחיות לא פעילות או של תמיסה פיזיולוגית "רגילה" (Saline), מה שתומך באמינות האפקט שיוחס לדם "הספורטיבי". אין זאת הפעם הראשונה שחוקרים רואים עלייה ביצירת תאים חדשים בהיפוקמפוס של חיות לאחר פעילות אירובית, אך בניסוי הנוכחי הצליחו להראות כי ניתן "לייצר" אפקט דומה גם ללא ביצוע הפעילות עצמה! מה שמפתיע אף יותר הוא שהאפקט שראו החוקרים היה דומה בהיקפו לזה שנצפה לאחר ביצוע אקטיבי של הפעילות האירובית בקבוצת העכברים הפעילה. 

בשלב הבא רצו החוקרים לבחון אם העברת פלזמת הדם ה"ספורטיבי" עוררה שינויים גם בתוך תאי ההיפוקמפוס עצמם. הם גילו שהעירוי הוביל לירידה במדדים הקשורים לדלקת בתוך התאים, אפקט שלא נצפה לאחר מתן דם שמקורו בעכברים לא פעילים. עלייה במדדים אלו, וכן עלייה ברמות הדלקת המוחית (Neuroinflammation) באופן כללי, הן תופעות שכיחות במחלות ניווניות של המוח. לכן, על מנת לבחון אם מתן פלזמת דם "ספורטיבי" עשויה להשפיע על מדדים אלו גם ברמה הפתולוגית, יזמו החוקרים עלייה מלאכותית ברמות הדלקת במוחותיהם של עכברים, באופן הדומה לזה המאפיין מחלות כגון אלצהיימר. באופן עקבי לממצאים הקודמים, כאשר ניתנו לעכברים אלו מנות פלזמה מעכברים פעילים אירובית, הדבר הוביל לירידה משמעותית באותם המדדים המגבירים את הדלקת בתאי ההיפוקמפוס. בנוסף, החוקרים זיהו חלבון בשם Clusterin, שנוכחותו בדם עשויה להיות גורם מפתח בהשפעה האנטי-דלקתית שנצפתה בהיפוקמפוס. לראייה, כאשר ניתנה לעכברים פלזמת דם "ספורטיבי", אך כזו שהוצא ממנה החלבון הזה באופן מלאכותי, לא נצפתה ההשפעה האנטי-דלקתית המיוחלת. 

לממצאים האלו ישנה חשיבות עליונה - ההיפוקמפוס הוא האזור הפגיע ביותר בתהליך הפתולוגי של מחלת האלצהיימר, שהיא המחלה הניוונית השכיחה ביותר של המוח בגיל המבוגר והגורם העיקרי לדמנציה באוכלוסייה זו [3]. בנוסף, ידוע כי שינויים בתפקודו של חלבון ה-Clusterin הם גורם סיכון לחלות באלצהיימר.

הניסוי הנוכחי, שנערך על עכברים צעירים המקבילים מבחינה פיזיולוגית לאדם בוגר צעיר, מוסיף עוד נדבך לממצאי מחקר קודם, שהתפרסם ב-2020 [4], אשר הראה השפעות דומות של העברת דם "ספורטיבי" מעכברים פעילים לעכברים מבוגרים (המקבילים לאוכלוסייה המבוגרת בבני אדם).

היתרונות הבריאותיים כתוצאה מאימוץ אורח חיים פעיל גופנית הם ברורים וחד-משמעיים. עם זאת, לממצאי המחקר הזה עשויות להיות השלכות מרחיקות לכת. ביסוס היכולת "לחקות" את השפעותיה של הפעילות האירובית על המוח, ולהשרותן באוכלוסיות שונות בסיכון, אשר מסיבות כאלו ואחרות אינן מסוגלות לבצע פעילות גופנית בהיקף הנדרש, טומנת בחובה פוטנציאל טיפולי חסר תקדים בהקשר זה. מנגד, עלינו לזכור, שלא אחת טיפולים חדשניים במחלות מוחיות, אשר הראו תוצאות מבטיחות ביותר בשלב חיות המעבדה, נכשלו כאשר נעשה הניסיון לתרגם אותם גם לבני אדם. לכן, בשלב זה, לצד האופטימיות הזהירה, נעדיף כרגע לא לבנות על מישהו שירוץ בשבילנו, אלא למצוא מישהו לרוץ איתו.

עריכה: ינון קחטן

ליווי מדעי: ולרי פרומקין

למקורות וקריאה נוספת:

[1] המאמר שעליו מבוסס הפוסט

[2] חשיבות ההיפוקמפוס בתהליכי זיכרון

[3] מעורבות תהליכי הדלקת במחלת האלצהיימר

[4] המאמר הנוסף שנערך על עכברים מבוגרים