פעילות גופנית היא האלמנט בעל החשיבות הגבוהה לאורח חיים בריא ובעיקרהּ, מפחיתה את הסיכון למספר עצום של מה שמכונה "מחלות ציוויליזציה" כמו מחלות לב וכלי דם, סוכרת מסוג 2, מספר סוגי סרטן והפרעות ניווניות – לדוגמא: מחלות ריאות חסימתיות קרדיווסקולריות וכרוניות, תנגודת לאינסולין, סרטן המעי הגס והשד, דמנציה ודכאון – שכולם קשורים להשמנה וחוסר פעילות גופנית. [1].

פעילות גופנית חיונית לשמירה על מטבוליזם בריא ואימון גופני הוא משמעותי לבריאות באופן כללי [2].

פעילות גופנית מונעת ו/או מטפלת ברוב המחלות הכרוניות על-ידי עירור תגובות פיזיולוגיות באורגניזם והתאמות בשרירי השלד שלו. שינויים רבים והתאמות מטבוליות בגוף, שמעוררת הפעילות הגופנית, מביאים לשיפור ביכולת התפקודית והבריאות והקטנת הסיכון לפתח מחלות מטבוליות או כרוניות. פעילות גופנית שומרת או משקמת את ההומאוסטזיס של הגוף כולו ותנועתו. [2].

אם נלך אחורה, כה נהיר, שלמעשה, יכולת מין האדם לשרוד אבולוציונית בסביבות רבות ושונות – כמו לברוח מטורפים – הייתה תלויה, ועדיין תלויה, ביכולת לבצע פעילות גופנית. לפי המערכת האינטגומנטרית, נראה, שמין האדם גם בעל יתרון העדר השיער – תכונה, המאפשרת הגברת האידוי ופיזור עודפי חום כך שנוצרו במהלך פעילות סיבולת בקלות יחסית ולכן, ייתכן, שקורלטיבית עם היכולת לבצע פעילות גופנית; עור חסר שיער גם מקל על ייצור גורמים מרחיבי כלי דם כתחמוצת חנקנית (NO) [3].

השריר המתכווץ הוא המקור לחומרים רבים המעורבים בהשפעות מקדמות הבריאות של הפעילות הגופנית [1]. רק לאחרונה התחלנו להבין את הסיבות התאיות והמולקולריות לכך, שהחיים בישיבה מזיקים לבריאות האדם ולהבין מכך, שפעילות גופנית יכולה להיות תרופה רבת עוצמה כדי לנטרל את השפעותיה [3].

פעילות גופנית סדירה גורמת לשינויים מולקולריים רבים ומגוונים ברמות רבות ושונות וברקמות מטרה רבות. השינויים המולקולריים גורמים לשינויים תפקודיים בחוזק ובביצועי שרירי השלד, בחילוף החומרים של רקמת השומן, בהתאמות קרדיווסקולריות ונשימתיות ובהשפעות אימונומודולטוריות [1].

מוח
כך, הפעילות הגופנית עיצבה את הפיזיולוגיה שלנו; מהשיקול, שלבני-אדם מודרניים יש מוח גדול מאוד וגם יכולת סיבולת יוצאת דופן – הוצע, כי פעילות גופנית עיצבה גם את מוח האדם: דווח, למשל, שמראה השלד והתפתחות תכונותיו, הקשורות ליכולת הסיבולת, קורלטיביים עם הגידול בנפח המוח בשֶׁבֶט ההומינינים, כגון: ב-Homo erectus.

Hill ו-Polk דיווחו, כי כושר אירובי (נדרש לפעילות סיבולת מוצלחת) ויכולת אירובית (נמדדת כצריכת חמצן מקסימלית במהלך פעילות גופנית –VO2 max ) קורלטיביים עם גודל המוח לא רק בבני-אדם, גם בבעלי-חיים אחרים; רבייה סלקטיבית במכרסמים ליכולת סיבולת ריצה משפיעה על הפיזיולוגיה הכללית שלהם ועל מוחם ומעצימה את היכולות הקוגניטיביות שלהם [3].

פעילות גופנית תורמת לקידום בריאות נפשית ורווחה [1]. ישנן אינדיקציות ברורות לכך, שלפעילות גופנית יש השפעות חשובות ספציפיות גם על בריאות המוח האנושי ובכל גיל [3]. פעילות גופנית קבועה מגדילה נפחם של אזורים שונים במבני המוח, מגבירה זרימת הדם במוח ומפחיתה היווצרות עמילואיד β במחלת האלצהיימר. אורח חיים יושבני נחשב היום גם כגורם סיכון למחלת האלצהיימר ודמנציות של כלי הדם [1].

אפיגנטיקה
רקמת שריר השלד היא יעד פיזיולוגי ראשוני של הפעילות הגופנית, שלאחריה נצפים שינויים בחלבונים ובדפוסי mRNA. ידוע, ששינויים אפיגנטיים מתרחשים בתגובה לגירויים סביבתיים (חומרי מזון, רעלים, זיהומים והיפוקסיה) וממלאים תפקיד מהותי בביטוי גנים [1]. לשינויים אלה חשיבות רגולטורית חיונית בביולוגיה בסיסית [2]. ביניהם, ביטויmicroRNA (miRNA), מתילצית DNA ושינויים בהיסטונים מושפעים גם מאורח חיים. כל אלה וויסות פעילות גנים נמצאו בסוגי מחקר שונים על הפעילות הגופנית המעורבים בבני-אדם ובבעלי-חיים. שינויים אפיגנטיים, הנגרמים על-ידי פעילות גופנית קבועה, הם חיוניים להזדקנות בריאה ואריכות ימים [1].

הפרשות אנדוקריניות משרירי השלד יכולות לגרום לשינויים אפיגנטיים גם עקב יצירת miRNA שבסופו של דבר מעודדים התאמות מטבוליות לטיפול במחלות [2].

מחקרים רבים מראים, ש-miRNA מווסת ביטוי גורמי שעתוק ומתווכי איתות החשובים לביולוגיה של השרירים כולל תהליכים בסיסיים כמו ויסות שגשוג והתמיינות במהלך מיוגנזה. במחלות שרירים – כמו היפרטרופיה לבבית וניוון שרירי השלד – נצפה ביטוי miRNA לא תקין. מבין סוגי miRNA, המתבטאים בשרירי השלד ו/או בשריר הלב ונקראים myomiRNA, miR-1, miR-133 ו-miR-133b, miR-206 ו-miR-499 נחשבים לסמני מיוגנזה במהלך רגנרציה של השרירים ותורמים לייצוב צמתי עצב-שריר [1]. שינויים אפיגנטיים משמעותיים אלה, כתוצאה מהפעילות הגופנית – מווסתים בתורם תגובות דלקתיות ברקמות היקפיות [1].

מערכת החיסון
לאימון גופני יש השפעות אימונו-רגולטוריות חזקות הכרוכות בהצלבה מולקולרית בין שינויים אפיגנטיים בגנום ומערכת החיסון [1]. פעילות גופנית משפיעה באופן משמעותי על תפקוד מערכת החיסון ותגובתה תלויה בַּקְּביעוּת, בעוצמה, במשך הזמן ובסוג המאמץ המופעל [1]. פעילות גופנית מעוררת מספר תגובות חיסוניות והסתגלות בשריר השלד שתורמות לשינויים בתיפקוד השריר והכושר הגופני [1].

כללית, נמצא כי פעילות גופנית מעוררת תגובה דלקתית משתי מערכות המשנה של מערכת החיסון – המולדת והנרכשת. הדלקת שמתחילה מוכרת, לרוב, כדלקת סטרילית בהיעדר גירויים פתוגניים ומעורבת בתיקון הפרעות פנימיות – אך, יתרונות בריאותיים חשובים של הפעילות הגופנית הם במצבים פתולוגיים מסוימים הקשורים לדלקת כרונית; כאשר לדלקת יש התחלה איטית ונמשכת לאורך זמן – היא הופכת לכרונית. דלקת כרונית בדרגה נמוכה משבשת את ההומאוסטזיס של הרקמות בדרכים המניעות התקדמותם של מצבים כרוניים כגון: סוכרת, טרשת עורקים, מחלות אוטואימוניות וסרטן.

מחלות אלו קשורות עם מצב דלקתי המאופיין ברמות מוגברות בסרום של הציטוקינים IL-6 ו- Tumor necrosis factor-α (TNFα). כנגד פתולוגיות אלו, אסטרטגית הפעילות הגופנית בשימוש רב לשיפור התסמינים שלהן; פעילות גופנית קבועה ומבוקרת משככת דלקת כרונית על-ידי הפחתת עקה חמצונית ועל-ידי הגברת הגנה נוגדת חמצון אנזימטית – כגון האנזימים: קטלאז, סופראוקסאיד דיסמוטאז וגלוטתיון פרוקסידאז – ולא אנזימטית כולל גלוטתיון. ההשפעות האנטי-דלקתיות ונוגדות החימצון החזקות של האימון הגופני מסתכמות לאורך זמן בהשפעה בוויסות חילוף חומרים של פחמימות וגם ויסות חילוף חומרים במחלות – כגון: ויסות שלילי של טרשת עורקים. בתמיכת מספר עצום של מחקרים אפידמיולוגיים – פעילות גופנית קבועה בעוצמה בינונית נחשבת כטיפול אנטי דלקתי ארוך טווח או אסטרטגיית התערבות לא תרופתית, הפועלים למניעת מצבים רפואיים או לשיפור תסמיניהם [1].

חלק מהציטוקינים המשתחררים ישירות משריר השלד מכונים "מיוקינים", שהם ציטוקינים או פפטידים המסונתזים ומשוחררים על-ידי מיוציטים ברקמת השריר בתגובה להתכווצויות שרירים. עד כה נחשפו למעלה מ-600 מיוקינים. הם ממלאים תפקידים חשובים בוויסות האוטוקריני של חילוף החומרים בשרירים ובוויסות הפארא/אנדוקריני של רקמות ואיברים אחרים – כולל רקמות השומן, הכבד והמוח. הדלקת הכללית המתפשטת מאופיינת בהעלאת ספקטרום עצום של ציטוקינים, לויקוציטים, מולקולות היצמדות לתאים, הורמונים ואחרים. השינויים המשמעותיים ביותר הוכחו ברמות TNF-a, IL-1a, IL-1β, IL-6, IL-10, IL-1ra, IL-8 ו-IL-15 עם עלייה בריכוזי סרום של CK, CRP, אלסטאז, S100-A8, S100-S12, דֵפֵנְסין, ליזוזים, מעכב אלסטאז לויקוציטי ופפטיד אנטי-מיקרוביאלי cathelicidin. תאי NK (Natural Killers) הראו יחסית את העלייה הגבוהה ביותר במחזור הדם לאחר אימון גופני. תיפקודם של מקרופאג'ים בשרירים עלול להיפגם עקב השמנה, הזדקנות ואורח חיים יושבני [1].

לדוגמא, השריר המתאמן משחרר את הציטוקין IL-6, המשרה רמות גבוהות של אנטגוניסט לקולטן IL-1 של הפלזמה (IL-1ra) במהלך תקופת החלמה, המעכב את איתות IL-1b, ובכך מחליש את הפעילות הפרו-דלקתית שלו. IL-6 גם מגרה שחרור קורטיזול – הורמון אנטי דלקתי. באופן דומה, מושרה הציטוקין האנטי דלקתי IL-10, שנוגד את פעילות הציטוקין הפרו-דלקתי המובהק TNF-α. בנוסף, קולטן Toll-like 4 (TLR4), המופעל על-ידי ליגנדים רבים כולל ליפופרוטאינים מחומצנים בצפיפות נמוכה, ממלא תפקיד חשוב בזיהוי דפוסים מולקולריים מיקרוביאליים ו"אותות סכנה" אנדוגניים – כגון: אלו הנגרמים מנזק לרקמות ומעורבים בתנגודת אינסולין הנגרמת מהשמנה [1].

חוסר פעילות גופנית קשור גם ביצירת reactive oxygen species (ROS); חמצון לא יעיל של נוטריינטים – עקב ירידה בביטוי הגנים של מסלול הזירחון החימצוני ויחס נמוך של ייצור ATP לצריכת חמצן – עלול להביא לעלייה ביצירת ROS – מה, שמוביל ללחץ חימצוני, שבתורו, עלול לפתח דלקת כרונית. עובדה זו תומכת ברעיון, שייצור ROS, לחץ רשת אנדופלזמטית ודלקת מעורבים בהתפתחות תנגודת לאינסולין הנגרמת מחוסר פעילות גופנית. [1].

סיכום
נראה, כי היכולת המטבולית של בני-אדם (הנמדדת לפי היכולת לקלוט ולהשתמש בחמצן (VO2max)) כיום גבוהה יותר מזו שהיתה לאבותינו הקדמונים. לחוסר פעילות גופנית עלולות להיות השפעות מזיקות מרובות לטווח ארוך – במיוחד בשילוב עם תזונה לקויה. כתוצאה מכל אלה, שכיחות מחלות כרוניות, הקשורות לאורח חיים יושבני ותזונה לקויה, עלתה בצורה מדאיגה [2].

הבנה משופרת של כל האינטראקציות הללו תעזור לייעל את הפיתוח של אסטרטגיות טיפוליות חדשות על-מנת לטפל במחלות מטבוליות באמצעות פעילות גופנית [2].

ספרות:

1. Tarnowski M., Kopytko P., Piotrowska K. "Epigenetic Regulation of Inflammatory Responses in the Context of Physical Activity". Review. Genes 2021, 12, 1313. https://doi.org/10.3390/genes12091313

2. Plaza-Diaz J., Izquierdo D., Torres-Martos Á., Baig A.T., Aguilera C.M., Ruiz-Ojeda F.J. "Impact of Physical Activity and Exercise on the Epigenome in Skeletal Muscle and Effects on Systemic Metabolism". Review. Biomedicines 2022, 10, 126. https://doi.org/10.3390/biomedicines10010126

3. Di Liegro C.M., Schiera G., Proia P., Di Liegro I. "Physical Activity and Brain Health". Review. Genes 2019, 10, 720. https://doi:10.3390/genes10090720