ריצה היא אחת מפעילויות הספורט הנפוצות ביותר בשנים האחרונות, זהו ענף ספורט "זול" יחסית ונגיש לכל שכבות האוכלוסייה. נאמר ונכתב רבות על היתרונות הבריאותיים הפיזיים והנפשיים שמקנה העיסוק בספורט בכלל ובפרט הריצה. מסתבר שיש לריצה השפעה על מסת העצמות וזאת לאחר שבמאמר סקירה שפורסם בשנת 2005 הראו כי ריצה על גבי מסילה מביאה לעלייה במסת העצמות בחולדות צעירות ובוגרות. העלייה במסת העצם באה לידי ביטוי בעצמות הארוכות שהן נושאות המשקל העיקריות במהלך הפעילות הגופנית.

לריצה יש השפעה על מסת העצמות | צילום: pixabay

מסת העצם

לעומת זאת, היו מחקרים שדיווחו את ההפך: עודף של פעילות גופנית מביא להשפעה הפוכה על מסת העצם כפי שנבדק על עצם הטיביה (העצם העבה והחזקה יותר מבין זוג עצמות השוק הארוכות) של חולדות. פעילות גופנית מוגזמת ואינטנסיבית מדי שלהם גרמה לחסרים אשר נראו גם באוכלוסיות של רצי סבולת. ברור כי העצימות (Intensity) של הפעילות הגופנית היא פקטור משמעותי ובעל השפעה רבה על מסת העצם.

ידוע והוכח שעצם הינה רקמה שעוברת תהליכי הסתגלות בעקבות שינויים מכניים שהיא חווה ובעקבות עומסים שמופעלים עליה. יצירת עצם באופן תקין ובריא נקבעת לרוב על ידי העומס המכני שאיתו הרקמה צריכה להתמודד. בנוסף הראו במודלים של חיות שתהליכי שחלוף (בנייה ופירוק: Recombination) של עצם, קשורים במספר גורמים כמו עוצמת העומס. המנגנונים שמעורבים בתהליכי ההסתגלות של העצמות כוללים מספר תהליכים ומספר שלבים ברמה התאית אשר מעוררים תהליכי שיחלוף. כלומר שישנה גם בנייה וגם צימוד לפירוק של העצם.

אבל המנגנונים התאיים שמאפשרים את ההסתגלות של העצמות לעומסים שמופעלים עליהם עדיין לא מובנים עד הסוף. לפי תאוריה מסוימת (Mechanostat theory) מסת העצם עוברת הסתגלות כאשר עומס מסוים שמופעל עליה "סוטה" מהעומס הנורמלי הפיזיולוגי שבדרך כלל ישנו, בדומה למנגנון של תרמוסטט. התאים השוכנים בתוך העצם "חשים" את השינוי בעומס והם מגיבים בהתאם לשינוי. לפיכך ההיפותזה היא שריצה על גבי מסילה בעצימויות שונות תוביל למגוון נרחב של תגובות ברמה התאית ולפיכך לתהליכי הסתגלויות מותאמים ברמת הרקמה כולה.

לעצם יש הסתגלות לעומסים השונים | צילום: Image by SAM7682 from Pixabay

גירויים מכניים

אוסטאוציטים (Osteocytes) הם התאים העיקריים אשר מאכלסים את רקמת העצם אלא שהתאים שלפי מחקרים "חשים" את הגירויים המכניים ואשר חשובים לתגובתיות לעומסים והם התאים הצעירים של העצם ונקראים פרוגניטורס (Progenitors). תאי מח העצם ה"צעירים", או מה שמכונה Bone marrow stromal cells-BMSCs הם תאים בעלי יכולת התחדשות עצמית והם "מולטי-פוטנטיים", כלומר יש להם את כל האינפורמציה והיכולת להתמיין ולתת תולדה לשורות תאים אחרות: אוסטאובלסטים (שהם תאי עצם צעירים), כונדרובלסטים (תאי סחוס צעירים) ואדיפוציטים (תאי שומן).

ישנן ראיות התומכות בכך שההסתגלות של העצם לעומסים שונים קשורה בהתמיינות אוסטאוגנית (כלומר של תאים צעירים לכיוון תאי עצם) ולכיוון תאי שומן. הראו שגירויים מכניים יש להם תפקיד חשוב והשפעה על "דחיפה" של תאים צעירים במח העצם לכיוון התמיינות לתאי עצם. לא כל כך היה ברור מהי החשיבות של נושא הריצה, עומסים על העצמות שמתורגמים לגירויים מכניים שגורמים לתהליכי ההסתגלות הללו.

נהוג לחשוב שעצם וסחוס מגיבים לעומס מכני במנגנון שהוא תלוי עצימות. באמצעות שימוש בחיות מודל (חולדות) הקבוצה הנ"ל הראתה כבר שריצה על גבי מסילה בעצימות נמוכה שמשתנה לבינונית עשויה להוביל לפירוק של סחוס. במחקר הנוכחי השתמשו באותו מודל של חולדות על מנת לבדוק מהי ההשפעה של ריצה בעצימויות ועומסים שונים על מסת העצם וללמוד יותר מהם המנגנונים האחראים על התמיינות של אותם תאים צעירים שוכני עצם: BMCS.

ההשפעה הבונה שיש לריצה על העצמות הארוכות

החיות חולקו לארבע קבוצות: קבוצת ביקורת, ושלוש קבוצות ריצה: עצימות נמוכה, בינונית וגבוהה. לחיות ניתן פרוטוקול ריצה כאשר בעצימויות השונות נבדלות זו מזו במהירות הריצה ובשיפוע. כל הקבוצות רצו חמש פעמים בשבוע. הניסוי נמשך שמונה שבועות שלאחריהן החיות הוקרבו, העצמות נאספו לשם בדיקות הסטולוגיות, צביעות שונות אימונוהיסטוכימיות, מיקרו CT. מהמלך ותיאור הניסוי מפורטים במאמר המקורי: Treadmill running bone marrow stromal cells.

על מנת לקבוע את ההשפעה הבונה שיש לריצה על העצמות הארוכות (עצם ארוכה לצורך העניין היא כמו עצם הפמור של הירך), בדקו אותה (אזור המטאפיזה) במיקרו CT. בהשוואה לקבוצת הביקורת, בקבוצת הריצה בעצימות הבינונית מצאו שהעצם נעשתה יותר דחוסה ויותר מאורגנת במבני טרבקולות.

תבחינים מעבדתיים נעשו על מנת לבחון את הפוטנציאל של תאי מח עצם צעירים BMSC להתמיין לכיוון עצם. נמצא שמספר התאים במח העצם ששמרו על הפוטנציאל להתמיין לתאי עצם היה דומה ונשמר בכל הקבוצות. הריצה לא השפיעה על המספר הכולל של תאי מח העצם הצעירים, ה-BMSCs, אבל כאשר את הפוטנציאל האוסטאוגני שלהם, כלומר את היכולת ההתמיינותית לכיוון תאים בוני עצם מצאו שבקבוצת הריצה בעצימות בינונית היו הכי הרבה תאים כאלו, וזו בהשוואה לעצימות נמוכה או גבוהה.

לא רק שהריצה בעצימות בינונית העלתה את יכולת ההתמיינות של התאים הצעירים במח העצם לכיוון תאי בוני עצם, נוסף לכך עצימות בינונית של ריצה העלתה את יכולת ההתרבות של התאים. השפעה זו לא קרתה בקבוצת עצימות נמוכה או גבוהה של ריצה. פרמטר נוסף שנבדק במחקר הוא תכולת המינרלים וכמות גושי המינרלים שישנם בתרבית של תאי ה-BMSC שבודדו מכל קבוצה. נמצא שריצה בעצימות בינונית מעלה את היכולת של התאים הצעירים במח עצם להתמיין לכיוון תאים בוני עצם וגם מגבירה את היכולת שלהם לגרום למינרליזציה. במחקר נעשו תבחינים נוספים ברמה מולקולרית, ניתן להמשיך לקרוא במאמר המקורי.

לריצה בעומסים שונים יש השפעה על מסת העצם

בסיכומו של דבר, המחקר הנוכחי מראה בחיות מודל שריצה בעצימויות שונות מהווה גורם בקרה על התמיינות של תאי מח העצם הצעירים לכיוון תאי בוני עצם (אוסטאוגניים) ותאי שומן (אדיפוגניים). המחקר הנוכחי הראה באמצעות מיקרו CT שריצה בעומסים שונים על גבי מסילה יש לה השפעה על מסת העצם: ריצה בעצימות בינונית מעלה את מסת העצם הטרבקולרית ומשפרת באופן ניכר את מבנה העצם, בהשוואה לריצה בעצימות נמוכה או גבוהה.

יש לציין שהשפעה דומה בחולדות נמצאה כבר במחקרים קודמים: פעילות גופנית משפרת את צפיפות ומבנה העצמות באופן שהוא תלוי בעצימות, כשבמחקר הזה חיות המודל שהשתמשו בהן היו חולדות ללא מערכת מין נקבית, מערכת שהיא דומה מאוד לנשים לאחר גיל הפיריון. ההשפעה שהיא תלויה בעצימות הריצה שנצפתה במחקר הנ"ל קרוב לוודאי התקבלה בעקבות עומסים מכניים שונים על עצמות הפמור של החולדות בעקבות הפרוטוקולים השונים של הריצה.

בקבוצה שרצה בעומס קל, לא נצפו בה השפעות מועילות על מסת העצם וזה תואם למחקרים שכבר נעשו בנושא גם על חולדות וגם על בני אדם. ככל הנראה ולפי מחקרים, העומס המכני צריך להגיע לאיזשהו סף מסוים על מנת שתהיה השפעה על המסלול ליצירת עצם. הקבוצה שרצה בעומס בינוני ככל הנראה הגיעה לעומס הסף הזה. עומס יתר ממושך יש לו השפעה לרעה על העצם, הקבוצה שרצה בעצימות הגבוהה לא היתה כלל השפעה על המסלול הבנייתי של העצם, ייתכן וההשפעה היתה לכיוון הפירוק – אלא שזה לא נבדק במחקר.

במחקר קודם שנעשה על ידי הקבוצה הראו שעצימויות ועומסים הולכים ועולים כתוצאה מריצה משפיעים על השלמות של רקמת הסחוס, והראו (אמנם בחיות מודל) שריצה בעצימות גבוהה פוגעת בסחוס הארטיקולרי (כמו זה שנמצא במפרקים). בדומה לסחוס, ישנו ככל הנראה "חלון ביומכני" והוא רצוי והכרחי על מנת לשמור על מסה ומבנה ובכלל תפקוד אופטימלי של העצמות. מסת העצם והמבנה שלה הם בעלי יכולת הסתגלותית וזה רצוי והכרחי על מנת לשמור על "הומאוסטזיס". מכאן שחשובה מאוד הפעילות הגופנית לשמירה על מבנה תקין ומסת עצם תקינה וחשוב לא מעט גם לשמור לעשות את זה בעומס נכון.