כתבת סקירה על ההשפעה שיש לתזמון הפעילות הגופנית במהלך היממה וכיצד הוא משפיע על המטבוליזם, מבוססת על מאמר שהתפרסם בחודש פברואר האחרון בעיתון Frontiers in Endocrinology.
ה-Circadian Clock, או המקצב היומי, הוא מנגנון אבולוציוני הכרחי וחשוב שמאפשר בקרה על תפקודים ביולוגיים. המקצב הצירקדי מבוקר על ידי קוצב שמכונה “Master Pacemaker” אשר ממוקם באזור ה"גרעין ההיפותלמי הסופראכיאסמטי" (בעברית: הגרעין העל תיצלובתי), SCN, שנמצא כמובן במוח והוא האזור אשר מושפע מאור ומביא לסנכרון של ייצור והפרשת מולקולות שמתווכות את ההשפעה של השעון הביולוגי.
כך שיש לנו שעון ביולוגי מרכזי (במח) ויש שעון היקפי (ברקמות האחרות). השעונים הביולוגיים מאפשרים מקצב של 24 שעות שבו מתואמים ומסונכרנים מגוון רחב של תפקודים פיזיולוגיים כמו מנגנון הערות והשינה, הפרשת הורמונים, תפקודים קרדיווסקולריים, ומטבוליזם בכלל.
לכתבות נוספות של ד"ר חן גלייט-סנטר:
כח השנ"צ: האם שנת צהריים יכולה להיות כלי לשיפור הביצועים בספורט?
מרחיקה מחלות, משפרת את השינה ומפתחת: 9 נקודות לזכות הריצה
חשיבות השינה כחלק בלתי נפרד מתכנית האימונים של רצים
מה אומר השעון הביולוגי? | צילום: shutterstock
המקצב הצירקדי אשר מכתיב ומסנכרן את השעון הפנימי שלנו עם השעון החיצוני, כמו למשל זמני התעוררות, זמני אכילה, הוא קריטי על מנת לווסת את מצב ההומאוסטטי – שיווי משקל פיזיולוגי. לכן, כאשר יש חוסר איזון בין השעון המולקולרי הפנימי, לבין השעון האמיתי של הסביבה, זה מתבטא במגוון רחב של הפרעות. ניתן לראות זאת לדוגמא בעובדי משמרות לילה והסיכוי לפתח תסמונת מטבולית יחד עם עליה משמעותית בסיכון ללקות בשבץ מוחי, או סוכרת, בהשוואה לאלו שעובדים משמרות יום.
בנוסף, מחקרים שנעשו הדגימו קשר מובהק בין הפרעות שינה לבין בעיות מטאבוליות. במחקר שנעשה בדנמרק ובשוודיה מצאו בעובדי משמרות לילה אחוזי השמנת יתר גבוהים יותר, וכן מצאו בעיות וחוסר תקינות במאזן השומנים בדם, סבילות פגומה לגלוקוז ותחלואה גבוהה יותר בסוכרת. אורך החיים המודרני הוא לא בהכרח בריא וכולל חוסר בפעילות גופנית יחד עם תזונת "ג'אנק" עתירה בשומן ובסוכר, כל אלו תורמים להרס של המיקצב הצירקדי.
לתזמון של הפעילות הגופנית יש משמעות גדולה מאוד והשפעות מכריעות על היכולת הפיזיולוגית, על ההפרעות למאזן ולשיווי המשקל הפיזיולוגיים, על המטבוליזם ובאופן פוטנציאלי יש לו השפעה כפולה מיטיבה.
ראשית, הפעילות הגופנית עשויה להיות מעין "טיימר" עבור אנשים והוצע שהיא יכולה לשמש כאסטרטגיה לסנכרון המקצבים הפנימיים שלנו. שנית, הבקרה הצירקדית על הפעילות הגופני, כולל התנודות היומיות והשינויים המטאבוליים המלווים כל אלו עשויים להיות הטריגר שמעורר את אותן ההשפעות החיוביות שיש לפעילות הגופנית על הבריאות שלנו. מאמר הסקירה הנוכחי מציג למעשה מודל על השפעת תזמון הפעילות הגופנית, פעילות גופנית כ"טיימר" לשפר ולסנכרן את השעון הפנימי.
מתאמנים בלילה? יש לזה השפעה | צילום Shutterstock
פעילות גופנית כ "שעון עצר" / קוצב
האותות הסביבתיים המכוונים את השעון הפנימי ביחס לאותות החיצוניים נקראים צייטגבר, Zeitgeber מגרמנית. המושג "שעון עצר" או צייטגבר תואר כגירוי חיצוני שמסנכרן תפקודים ביולוגיים במהלך 24 שעות. האור הינו קוצב מרכזי שסוחף ומסנכרן את השעון הצירקדי המרכזי שלנו, וכן מסנכרן "שעונים" פריפריים אחרים כל זה דרך מולקולות אנדוקריניות. תואר בספרות והודגש בעבר שלפעילות גופנית יש תפקיד מרכזי והשפעה על השעון הצירקדי, וכן ידועה ההשפעה החיובית שיש לה על המצב הבריאותי.
ניתן לשלב פעילות גופנית לסנכרון ותיקון של שעון ביולוגי פנימי שיצא מאיזון מסיבה כלשהי. "שגרה קבועה" היא שיטה שיכולה לסייע במחקר איך משפיעים שינויים ספציפיים ממוקדים, כמו למשל כיצד משפיעה פעילות גופנית שנעשית בלילה. על מנת למנוע הפרעות לא רצויות לשעון הביולוגי, המשתתפים צריכים להיות צמודים לאורח חיים ושיגרה קבועה במשך שבעה ימים לפני תחילת הניסוי ונאסר על המשתתפים לאכול במהלך אותו שבוע. המשתתפים היו ניזונים דרך אינפוזיה, שסיפקה להם את כל הקלוריות הנדרשות.
בנוסף, נעשתה סטנדרטיזציה של הפעילות הגופנית עם טמפרטורת הגוף כאשר הפעילות תוזמנה להיות שלוש שעות לפני שנמדדה טמפרטורה מינימלית, בזמן שנמדדה ושעתיים לאחר מכן. פעילות גופנית בלילה מעכבת את העלייה ברמות הורמון המלטונין וכן את רמות ה-Thyroid Stimulating Hormones – הורמוני בלוטת התריס. הדחייה בעליית רמות ההורמונים נהיתה קטנה יותר ככל שהפעילות הגופנית נעשתה בלילה או בשעות הבוקר המוקדמות. שיטת ה"שיגרה הקבועה" הוטמעה בדרגות שונות עם בקרה על מחזורי השינה-ערות, הפעילות הגופנית והתזונה באמצעות אינפוזיה של גלוקוז או ארוחות בזמנים קבועים.
השפעה ישירה על השינה | צילום: pixabay
בכל המצבים הראו שכאשר פעילות גופנית מבוצעת בשעות הערב או הלילה, ישנה דחייה בפאזת עליית המלטונין. המנגנון דרכו פעילות גופנית מביאה לתזוזה בפאזת המלטונין עדיין לא ברור, אבל הוכח כי פעילות יכולה לגרום לתזוזת העלייה ברמות מלטונין, משמע שיש השפעה שלה כ"קוצב", גירוי חיצוני מסנכרן. המחקרים מראים שפעילות גופנית כשלעצמה, בהשוואה לחשיפה לאור, יותר משפיעה על דחיית הפרשת מלטונין, כלומר משרה יותר phase shift , מאשר למשל חשיפה לאור.
לכן הגיעו למסקנה שפעילות גופנית יש יכולת לגרום ל-Phase Shifting וזה בהתבסס על שינויים פיזיולוגיים בטמפרטורת הגוף, הפרשת הורמונים כמו מלטונין והורמוני בלוטת התריס, מה שמדגיש עוד יותר את היכולת של פעילות גופנית להביא לסנכרון השעון הצירקדי.
התזמון של הפעילות הגופנית משפר את איכות החיים
ידועות ההשפעות החיוביות שיש לפעילות גופנית על איכות החיים שלנו. היכולת של פעילות גופנית להביא לידי תיקון וסנכרון של השעון הביולוגי נותנת לה משמעויות עוד יותר גדולות ופותחת גם אפשרויות רבות אחרות. למשל: תזמון נכון של פעילות כלשהי עשוי "ליישר" ולתקן את השעון הביולוגי שיצא מאיזון, למשל בעקבות עבודת משמרות, ולהחזיר את ההפרשה של המלטונין לתזמון המתאים.
כאשר מדברים על ההשפעות שיש לפעילות גופנית מתוזמנת על התפקוד ועל המצב הבריאותי, חשוב מאוד להחשיב את מה שנקרא Diurnal Variations, או וריאציות יומיות, שקיימות ביכולת הפעילות הגופנית. יכולת גופנית משופרת חופפת עם מספר תפקודים ביולוגיים שמבוקרים באופן צירקדי. לדוגמא: טמפרטורת ליבת הגוף. הטמפרטורה הכי גבוהה נמדדת בשעות אחה"צ המאוחרות ואין זה מפתיע שכח שרירי השלד והיכולת החימצונית מדגימות תנודות שמתאימות לתנודות בטמפרטורה שנמדדת, כפונקציה של השעה ביום, כאשר ישנו שיא בשעות אחה"צ המאוחרות.
הגוף מתפקד בשיאו בשעות אחר הצהריים | צילום: Shutterstock
בנוסף, ריכוזים סיסטמיים של הורמונים ושל מטאבוליטים מגיבים גם הם באופן נבדל בזמנים שונים שבהם נעשית הפעילות, וזה תורם להשפעות שונות שיש לפעילות המתוזמנת לפי זמנים שונים ביממה. ההשפעה שיש לתזמון הפעילות הגופנית במהלך היממה על הביצועים הינה אסטרטגיה פופולרית על מנת לחקור את הקשר בין פעילות גופנית לבין קצב צירקדי.
הבעיה בכל מה שקשור במחקר בנושא הינה חוסר היכולת לבודד את ההשפעה שיש לתזמון של הפעילות הגופנית יחד עם גורמים משפיעים אחרים, כמו למשל גורם החשיפה לאור או זמן הארוחות במהלך היממה. עקרונית, פעילות שנעשית בשעות הבוקר מעוררת וגם מביאה לכך שאוכלים מוקדם יותר, וזה משנה את מחזור הערות-שינה של המשתתף במחקר, משנה את לוח הזמנים של הארוחות, וזה כמובן יכול להוביל לשיפור בביצועים הגופניים.
מחקרים רבים שנעשו הדגימו את האינטראקציה שקיימת בין פעילות גופנית לשעון הצירקדי והראו שיפור במדדים הבריאותיים. יש מחקר שהראה למשל כי שלושה חודשים של פעילות אירובית שלוש פעמים בשבוע נוגדת את הפגיעה הטבעית שקורית בשעון הצירקדי בעקבות העלייה בגיל ואפילו משפרת את איכות השינה.
קיימות ראיות לכך שתיזמון של פעילות גופנית עשוי לשפר את המטבוליזם, כאשר הראו שפעילות שנעשית אחר הצהריים משפרת את משק הסוכר בגוף, ובמיוחד תורמת בחולי סוכרת מסוג 2, בהשוואה לאלו שעושים פעילות בבוקר. הראו שרמות של סוכרים בפלזמה עולות יחד עם ירידה בשומנים ברקמת שריר שלד לאחר פעילות גופנית בבוקר, בעוד שאם עושים למשל פעילות גופנית מסוג HIT אחה"צ, רמות השומנים בשריר השלד וכן רמות החלבון המיטוכונדריאלי עולות יותר לעומת העלייה שנצפית בבוקר.
חילוף החומרים מושפע | צילום: shutterstock
פעילות גופנית מעוררת מערכת שלמה של "הולכת אותות" שמכונים Exerkines והם פועלים להניע מערכת הולכת מסרים בגוף, שתפקידה לייעל את כל מה שקשור בניצול אנרגטי על ידי התא, ולמעשה הם גם מעוררים מערכת שלמה של התייעלות והסתגלות של מסלולי הולכת האותות בתגובה לפעילות גופנית. מחקרים שנעשו לאחרונה מדגישים את העניין של תיזמון הפעילות ואיך זה משפיע על התגובה המטבולית בשריר-שלד וברקמות נוספות. העובדות מראות כי פעילות גופנית מעוררת תגובה שמוליכה למעשה את המידע המטבולי, ולמעשה מתווכת את הסנכרון של השעון הביולוגי על ידי חיישני אנרגיה שקיימים בתא. מולקולות שונות שנוצרות בתאים בתגובה לפעילות הגופנית משתנות כתלות בשעה בה נעשית הפעילות והן משפיעות באופן זה על השעון הביולוגי.
יהיה מעניין ומתבקש לבדוק בעתיד האם מתן של אותן מולקולות עשוי להגביר את יעילות ההשפעה של פעילות גופנית מתוזמנת או שניתן אפילו לתת אותן כהתערבות תרופתית ולהגיע לאותן התוצאות מבלי לעשות פעילות גופנית כלל.
מסקנות
מאמר הסקירה מדבר על ההשפעות שיש לתזמון של פעילות גופנית במהלך היממה, על סנכרון מחדש של השעון, על ההשפעה הבסיסית שיש על בקרת מטבוליזם ועל ההשלכות הבריאותיות. חשוב שאנשים שנמצאים בסיכון למחלה מטבולית יעשו פעילות גופנית ללא קשר לתזמון שלה במהלך היממה, העיקר שישתתפו ויהיו פעילים. כמו כן, יש לשים לב שהתזמון של הפעילות הגופנית נותן יתרונות יחסיים ליתרונות שיש מכל פעילות שהיא שנעשית.
בכל מקרה, לתזמון שבו נעשית הפעילות יש משמעות מטבולית ונמצאו הבדלים ניכרים בין פעילות בשעות הבוקר לפעילות ערב. תזמון של הפעילות במהלך היממה עשוי להיות אסטרטגיה חדשה על מנת לטפל ולסנכרן מגוון בעיות של השעון הביולוגי. אך יש לזכור יחד עם זאת, כל פעילות שלא תהיה בכל שעה שהיא עדיפה על חוסר פעילות מוחלט.
