מחקר חדש שפורסם לאחרונה מביא עמו תוצאות שעשויות לעניין מאוד את הרצות והרצים לגבי ההשפעה של ריצת מאתון על המוח. מכיוון שלא מעט כתבות יצאו בכותרות מעט מטעות מתוצאות המחקר, החלטנו לעשות סדר בנושא, ולהביא את תוצאותיו כאן לפניכם.
לכתבות נוספות בנושא:
מאור טיורי: "תחושות מעורבות, שמחה ושברון לב. ללונה לא היה מושג שאני מגיעה מאחור"
אדירים: נבחרת ישראל אלופת אירופה במרתון, 5 מדליות כחול-לבן!
10 המכות שכל רץ מכיר, או: איך כל ריצה ארוכה עלולה להפוך ליציאת מצרים
המחקר משתמש בהדמיית תהודה מגנטית כדי לחקור את ההשפעה של ריצת מרתון על מבנה המוח בבני אדם. למעשה מראים שהאות המקבל מתכולת "מי מיאלין" MWF – מופחת באופן משמעותי באזורים ספציפיים במוח המעורבים בקואורדינציה מוטורית ואינטגרציה חושית ורגשית בעקבות ריצת מרתון, אך ערכים אלו מתאוששים תוך חודשיים. ממצאים אלו מצביעים על כך שתכולת המיאלין במוח מופחתת באופן זמני והפיכה על ידי פעילות גופנית מאומצת, ממצא התואם לראיות עדכניות ממחקרים במכרסמים המצביעים על כך ששומני המיאלין עשויים לפעול כמאגרי אנרגיה במצבים מטבוליים קיצוניים.
מקור מתמשך לאנרגיה
אימון סיבולת ממושך מגייס מאגרי אנרגיה בכל הגוף כדי לעמוד בדרישות האנרגיה. רצי מרתון מסתמכים בעיקר על פחמימות כמקור האנרגיה העיקרי במהלך מירוץ. ברגע שגליקוגן הופך לדל בשרירים, בכבד ובאיברים אחרים, כולל מוח, יש ניצול שומן כמקור אנרגיה. תכולת השומן בגוף גבוהה יותר מאשר פחמימות, לכן השומן יכול לספק מקור מתמשך של אנרגיה לאימון סבולת ממושך.
מיאלין מקיף ועוטף אקסונים במערכת העצבים המרכזית וההיקפית, מספק בידוד חשמלי ותמיכה מטבולית לאקסונים. המרכיבים העיקריים של המיאלין הם שומנים, המהווים 70-80% ממנו, בעוד שחלבוני המיאלין דחוסים ומייצבים את המבנה הרב-שכבתי שלו. בעוד שמטבוליזם של חומצות שומן אוליגודנדרוגליאלי הוצע לשמש עתודות אנרגיה במצבים של מחסור בגלוקוז, משערים עוד כי שומני מיאלין עשויים לתרום לפעילות המוח כמו גם שומן הגוף לתדלק שרירים.
ההשערה נבדקה ע"י הערכת תכולת המיאלין במוח על ידי הדמיית תהודה מגנטית מרובה רכיבים (MRI) אצל רצי מרתון ערים והרים. באמצעות טכנולוגיית MRI סיפקו החוקרים מפות פרמטריות תלת-ממדיות של חלקיק מי המיאלין (MWF), סמן ביולוגי של מיאלין לא פולשני שמשמש להדמיה של מיאלין. MWF מהוות מדד מהימן למאגרים של מולקולות מים בתוך שכבות המיאלין, המשקף נאמנה צביעה היסטולוגית למיאלין, ויש לו רגישות גבוהה לזיהוי שינויים עדינים בתכולת המיאלין. באופן זה, העריכו החוקרים מים שנלכדו בין שכבות השומנים הדו-שכבות של מעטפת המיאלין מסביב לאקסונים.
הפחתה ברורה לאחר הריצה. | צילום: Shutterstock
מפות הדמיה
מפות MWF מבוססות MRI נבנו מ-10 נבדקים תוך 48 שעות לפני ריצת מרתון. כל הפרטים הראו התפלגות דומה של MWF על פני המוח, עם שונות טבעית. היעדר הבדלים גדולים בין הנבדקים אפשרו לבנות מפות MWF ממוצעות של המוח. טווחי ערכים אלו עולים בקנה אחד עם ערכי MWF שנמצאו בנבדקים בריאים בטווח רחב של גילאים.
באופן דומה, נבנו מפות ממוצעות של ערכי MWF עבור ממצאי ההדמיה בנקודות זמן שונות לאחר ריצת המרתון: 24–48 שעות לאחר המרתון, שבועיים לאחר המרתון, וחודשיים לאחר מכן. מפות ההדמיה שמשלבות מפות והדמיות מראות הפחתה ברורה לאחר הריצה ב-MWF במסלולי הולכה מוטוריים.
התמקדו באזורים עם ערכי MWF גבוהים יותר, שכן וריאציות בפרמטר זה באות לידי ביטוי טוב יותר באזורים בעלי מיאלין צפוף יותר. נמצאו הפחתות עקביות ומשמעותיות של MWF משתני אזור ב-12 אזורי חומר לבן. בנוסף, MWF היה נמוך יותר בכמה אזורים של חומר אפור. יש להתחשב בכך שתכולת מיאלין נמוכה יותר בחומר אפור מגבילה את הרזולוציה לניטור MWF והשינויים הללו אינם ודאיים.
ניתן להתייחס ל-MWF כמתאם חזק של הפחתת תכולת המיאלין; ועדיין מחקרים מבוססי MWF צריכים להיחשב כהערכה חצי-כמותית של תכולת המיאלין.
אינטגרציה חושית ורגשית
אובדן MWF דו-צדדי בחומר לבן היה נרחב לאחר סיום המרתון, והיקפו היה דומה בשתי ההמיספרות. רשימת האזורים הספציפיים בהם נמדדה ירידה משמעותית ב MWF ניתן למצוא במאמר המקורי Reversible ruduction in Brain Myelin Content. לפיכך, MWF פחתה בצורה חזקה בדרכים האקסונליות הכוללות תפקוד מוטורי וקואורדינציה יחד עם אינטגרציה חושית ורגשית.
מכיוון ש-MWF מייצג מים הכלואים בין שכבות המיאלין, צריך לתת את הדעת ששינויים אלה יכולים להגרם גם מהתייבשות. עם זאת, התייבשות לא נמצאה כמשנה את MWF. כדי לשלול התייבשות חלקית או באזור מסויים, החוקרים מדדו נפח כולל וחלקי של מערכת העצבים המרכזית. מצאו שהנפח הכולל של המוח, הנוזל השדרתי (CSF) (חדרים), החומר האפור, החומר הלבן, נפח המוח העמוק, גזע המוח והמוח הקטן לא השתנה באופן מובהק באותו נבדק במהלך מפגשי הדמיה.
לפיכך, בהשוואות של אזורי מוח מזווגים לאחר ריצה לעומת סריקות מוקדמות מצביעים, בכל המקרים, על היעדר הבדלים משמעותיים בנפח של כל המבנים שהושוו. נתונים אלו עולים בקנה אחד עם מחקרים קודמים שהראו שפעילות גופנית נרחבת אינה משנה את נפחי המוח ללא תלות במצב ההידרציה, כפי שנמדד על ידי MRI.
התאוששות במנוחה:צילום: Shutterstock
החומר האפור
תצפיות אלו תואמות גם לממצאים קודמים שהראו כי רוויון המים לא משנה את רמות MWF. כך שנפחי מי המוח נותרים ללא שינוי לאחר פעילות גופנית מקיפה. יתר על כן, אובדן MWF לא נצפה לאורך כל נפח המוח, כפי שהוא יהיה כתוצאה מהתייבשות, שנותר ללא שינוי בחלק מה axonal tracts (לדוגמה, קורפוס קלוסום), כמו גם כמעט בכל אזורי החומר האפור.
עם זאת, וכדי למנוע את האפשרות של התייבשות סלקטיבית בשטחים בעלי תכולה גבוהה יחסית של מיאלין, חישבנו את רמות תכולת המים האזוריות בכל המוח תוך שימוש באטלסים של החומר האפור והלבן המשמש לניתוח MWFs. לא נמצאו הבדלים משמעותיים בערכי תכולת המים לפני ואחרי ריצה באותם אזורים המראים ירידה משמעותית ב-MWF.
נתונים אלה מספקים עדות מוצקה לירידה ב-MWF דו-צדדית לאחר ריצת מרתון גם באזורים מוחיים מוטוריים ולא-מוטוריים, בסדר גודל דומה בכל חצי של המח. עם זאת, חשוב להדגיש כי הפחתת MWF הכוללת במוח כולו מוגבלת ומתרחשת באזורים מסוימים בלבד, ובכך מותירה את עיקר המיאלין ללא השפעה.
פעילות גופנית ממושכת והתאוששות
לאחר מכן נבדק האם רמות MWF מתאוששות במנוחה לאחר השלמת מאמץ הסיבולת. לשם כך, בוצעו סריקות MRI ברצים שבועיים לאחר הריצה וגילו שלמרות שהייתה עלייה חלקית משמעותית של ערכי MWF, הם לא הגיעו לרמות שלפני הריצה.
ולכן המשיכו למדוד מפות MWF בשלבים מאוחרים יותר ומצאו שערכי MWF התאוששו במלואם מהשלמת המרתון חודשיים לאחר הריצה בכל האזורים בהם היתה הפחתה של MWF. לפיכך, ערכי MWF חוזרים לנורמה באותם מסלולי מיאלין המעורבים בפעולות מוטוריות ולא מוטוריות בטווח זמן של חודשיים לאחר הפעילות הגופנית המאומצת.
ממצאים אלה מספקים עדות לכך שמרכיבים בחומר הלבן עוברים תהליכי הפחתה ב-MWF המשוחזרים מאוחר יותר לאחר התאוששות מפעילות גופנית ממושכת. חשוב היה לחוקרים להעריך האם שינויים אלה משפיעים באופן זמני על תפקודים נוירו-פיזיולוגיים וקוגניטיביים הקשורים לאותם אזורים.
הממצאים מראים שריצת מרתון מפחיתה את רמות ה-MWF של הרצים באזורי החומר הלבן, עם השפעה דומה בשתי ההמיספרות. ערכי MWF משתחזרים לאחר מכן ומגיעים לערכי טרום הפעילות המאומצת חודשיים לאחר האירוע.
הפחתה הפיכה זו ב-MWF לאחר פעילות גופנית ממושכת והתאוששות לאחר הפחתת פעילות גופנית מרמזת מאוד על שינויים במבנה ובתכולת המיאלין העשויים לפתוח ראייה חדשה לגבי המיאלין כמאגר אנרגיה שמוכן לשימוש כאשר יש מחסור בחומרי מזון נפוצים למוח. אנו מגדירים תהליך זה כפלסטיות מטאבולית של מיאלין.
מרתון ירושלים | צילום: Sportphotography
שינויים בלתי הפיכים
רצי אולטרה-מרתון עלולים לחוות שינויים מבני מוח עדינים הפיכים ללא סיבוכים נוירולוגיים יחד עם עלייה בפעילות בגלל מחסור באנרגיה. זה עלול לקרות עקב שימוש בחומצות שומן שמקורן במיאלין להפקת אנרגיה. זה הגיוני כי למשל תאי גליה יכולים לתדלק את חילוף החומרים העצבי על ידי חמצון β, ופרוקסיזומים של מיאלין חיוניים לתחזוקת החומר הלבן בזבובים ועכברים.
תאים מסוג אוליגודנדרוציטים שורדים חסר בגלוקוז על ידי ניצול מקומי של שומני מיאלין, אשר בתורו מאפשר לאוליגודנדרוציטים לחלוק מצעי אנרגיה עם אקסונים כדי לתמוך בתפקודם. תחלופה של מיאלין בתנאי מצוקה אנרגטית יכולה לתמוך זמנית במטבוליזם של אנרגיה אקסונלית, תכונה שעשויה להסביר את האובדן ההדרגתי של המיאלין במחלות ניווניות של עצבים עם תת-מטבוליזם בסיסי.
לפיכך, תחלופה מתמשכת של מיאלין ומטבוליזם של חומצות שומן יכולים לעזור לעצבים בעלי מיאלין להתגבר על מחסור באספקת גלוקוז, ובכך לספק מאגר אנרגיה.
מצבי קיצון
ירידה מוגבלת למדי ב-MWF, וככל הנראה במיאלין, לאחר השלמת המרתון הופכת את זה לא סביר שהמיאלין הנצרך תורם לאיזון האנרגיה של כל הגוף. עם זאת, לא יכלו החוקרים לשלול את האפשרות שזה קורה במצבי פעילות גופנית קיצוניים עוד יותר ו/או מצבי מחלה, שבהם התזונה מוגבלת (לדוגמה, אנורקסיה נרבוזה ורעב). ואכן, מחקרים בבעלי חיים ובבני אדם מראים שתת-תזונה משפיעה לרעה על המיאלינציה. בפרט, מחסור תזונתי באנורקסיה נרבוזה מוביל להפרעות בקוגניציה, במקביל לשינוי במאלין בחומר אפור ולבן ובקישוריות.
פעילות גופנית סדירה, בעצימות בינונית, היא גורם מפתח בשמירה על בריאות המוח לאורך כל החיים.
פלסטיות המיאלין היא בסיסית להסתגלות המוח לפעילות נוירונית, שכן היא משנה את מבנה המיאלין על ידי הגדלת או הקטנה של עובי מעטפת המיאלין. הממצאים במחקר מצביעים על כך שהפחתת MWF הינה הפיכה בפעילות גופנית סיבולת ומייצגת צורה חדשה של פלסטיות לתמיכה בתפקוד המוח על חשבון השימוש בשומני מיאלין.
למחקר ההדמיה התצפיתית הפיילוט הזה יש מגבלות, כולל מספר קטן יחסית של משתתפים שידרשו אימות בקבוצה גדולה יותר, קושי להעריך שינויים ב-MWF של חומר אפור עקב תכולת מיאלין נמוכה יחסית הפוגעת ביחס האות לרעש ורזולוציה מרחבית מוגבלת עקב זמני סריקה ארוכים והתנועה הקלה המובנית של נבדקים. עם זאת, הרלוונטיות הפוטנציאלית של הממצאים המתוארים כאן לחילוף החומרים באנרגיה במוח מחייבת מחקרים נוספים.
