הקשר בין פעילות גופנית לבין מניעת תחלואה מוכר כבר זמן רב ומפורסם היטב – ידוע שפעילות גופנית מונעת תחלואה של הלב וכלי הדם, מונעת סכרת מסוג 2, משפרת את פרופיל השומנים בדם ועוד. בשנים האחרונות מתברר הקשר שבין פעילות גופנית (בעיקר אירובית) לבין יכולות קוגניטיביות – באמצעות מחקרים בבני אדם ובחיות. במאמר זה נסקור את ההשפעות של הפעילות הגופנית על המח ואת המידע הקיים בנוגע למנגנונים שאחראים לכך.

הערה חשובה בנוגע למחקרים – לא כל המחקרים מראים על שיפור. הסיבות לכך יכולות להיות רבות מעצם הנושא הנבדק. מחקרים שונים מגדירים ומודדים בצורה שונה את התוצאות, בודקים יכולות קוגניטיביות שונות, יש הבדלים בפעילות הגופנית שמבוצעת והמחקרים נערכים על קבוצות מגוונות. במאמר זה אציין את הדברים שיש עליהם הסכמה רחבה ושמייצגים את מרבית המחקר בתחום.

האפקטים של הפעילות הגופנית נחקרו בעיקר אצל אנשים מבוגרים (מעל גיל 60) כיוון שזו הקבוצה העיקרית שחווה ירידה ביכולות הקוגניטיביות. עם זאת, ישנן ראיות לחשיבות של הפעילות הגופנית בהשפעה על המח בכל שכבות הגיל. בנוסף, ישנם מודלים בחיות שבהם הנושא נחקר – מודלים אלו מאפשרים בדיקות יותר נרחבות שלא ניתן לבצע בבני אדם.

למרות שלא נערכו מחקרים רבים בגילאים צעירים, סקירה של המחקרים שנערכו הראתה קשר חיובי בין פעילות גופנית וביצועים קוגניטיביים בגילאי 4-18 בשמונה קטגוריות שנבדקו – IQ, כשורי תפיסה, הישגים ועוד. המשתנה היחיד שלא שופר על ידי הפעילות הגופנית היה זיכרון. יתכן שפעילות גופנית בגילאים הצעירים חשובה לשיפור ותחזוקת היכולות הקוגניטיביות במהלך החיים הבוגרים. בניגוד לסטיגמה בנוגע לספורטאים ויכולות קוגניטיביות, לא נמצא קשר שלילי בין פעילות גופנית והישגים אקדמיים. נקודה חשובה נוספת היא שאצל ילד המח עדיין מתפתח ולכן יתכן שפעילות גופנית בילדות מעודדת התפתחות אופטימלית של המח ובכך יוצרת שינויים קבועים במבנה ותפקוד המח.

בניגוד לקבוצה הצעירה, בקרב האוכלוסיה המבוגרת המחקר בתחום כבר קיים עשרות שנים. בשנים האחרונות הקשר בין פעילות גופנית ויכולות קוגניטיביות במבוגרים התחזק עקב ראיות אפידמיולוגיות שמראות שהפעילות הגופנית (יחד עם תזונה, גירויים אינטלקטואליים ואינטראקציות חברתיות) מפחיתה סיכון להתפתחות מחלות מוחיות ניווניות כמו אלצהיימר ופרקינסון ומסייעת בשמירה על תפקוד המח. גם לאחר תחילתה של מחלה מוחית ניוונית, הוכח שפעילות גופנית מסייעת במניעת ההתקדמות שלה. גם אצל אנשים שאינם לוקים במחלות מוחיות ניווניות, נמצאה התאמה בין רמת הכושר לבין התפקוד הקוגניטיבי – נבדקים מעל גיל 55 דווחו על רמת הכושר שלהם בתחילת המחקר ולאחר שש שנים נמצא שאלו עם הכושר הגבוה שמרו יותר טוב על היכולות הקוגניטיביות שלהם.

פעילות גופנית מגנה על המח (נוירופרוטקטיבית) – שיקום לאחר שבץ מוחי מזורז על ידי פעילות גופנית, אנשים מאומנים נפגעים פחות במהלך שבץ וכפי שצוין מונעת התפתחות מחלות מוחיות ניווניות ומעכבת את התקדמותן.

הפעילות הגופנית משפיעה על מספר יכולות קוגניטיביות אך ההשפעה הניכרת ביותר היא על יכולות ניהוליות (תכנון, ביצוע פעולות במקביל, פתרון בעיות). האזורים במח שאחראים על היכולות הניהוליות נפגעים בצורה משמעותית עם הגיל והממצאים מראים שאפילו אזורים אלו מושפעים מהפעילות הגופנית. למרות שבאחד המחקרים שתוארו לא נמצא קשר בין פעילות גופנית לזיכרון, באופן כללי פעילות גופנית כן משפרת את הזיכרון – יתכן שבמחקר הספציפי הזה לא נמצא קשר בגלל הקבוצה שנבדקה.

תחום נוסף שנתגלה כמושפע מהפעילות הגופנית הוא הפרעות נפש. הוכח שפעילות גופנית יכולה למנוע דיכאון ולשמש כטיפול בו – הטיפול דומה ביעילותו לתרופות נוגדות דכאון, כאשר שיפור גדול יותר נראה כאשר מבוצעת פעילות ברמה גבוהה יותר. מחלות מוחיות ניווניות לעתים מלוות בסימפטומים של דכאון – גם במקרה זה הסימפטומים מופחתים על ידי פעילות גופנית.

ניתן למדוד אספקטים שונים של פעילות המח באמצעות שיטות מגוונות. מדידות באמצעות EEG (מדידת הפעילות החשמלית) מראות שינויים בדפוסי הפעילות של המח בעקבות פעילות גופנית אירובית – למשל, שינויים שמצביעים על עלייה במהירות התגובה. ניתן לבדוק גם את מבנה המח, זרימת הדם והפעילות המטבולית של אזורים שונים במח. הפעילות הגופנית מגבירה את זרימת הדם לאזורים מסוימים במח – דבר שמצביע על יצירת תאים חדשים באזור (הערה: בניגוד לדעה הרווחת, במח ישנם תהליכים של יצירת תאים חדשים גם באדם הבוגר), גדילה של אזורים ספציפיים ועליה בפעילות המטבולית באזורים מסוימים – השינויים המטבוליים היו קשורים, לדוגמא, בביצועים טובים יותר במשימה שבה יש צורך לתת תשומת לב באופן סלקטיבי תוך התעלמות מגירויים לא רלוונטיים. הספציפיות של האזורים המושפעים מלמדת אותנו על האפקטים של הפעילות הגופנית – לאזורים שונים במח יש תפקידים שונים.

מחקרים בבעלי חיים הראו עליה בהתרבות תאים ושרידתם באזורים ספציפיים במח, גם אצל חיות מבוגרות ואפילו גורים שאימם בצעה פעילות גופנית במהלך ההריון נהנו מעליה במספר התאים השורדים באזורים אלו. ישנן טענות שהתאים החדשים עשויים להגביר תהליכי למידה וזיכרון. מחלות ניווניות כמו אלצהיימר מתאפיינות בירידה במספר התאים באזורים אלה, יתכן שהפעילות הגופנית מונעת את ההדרדרות באמצעות היפוך המגמה.
העלייה במספר התאים גורמת לדרישות מטבוליות מוגברות ולכן דורשת יצירה של כלי דם חדשים כדי שיגיעו מספיק חומרי מזון למח. אכן, נמצא שיש יצירה של כלי דם חדשים במספר אזורים במח בעקבות הפעילות הגופנית.

גורמי גדילה – פעילות גופנית גורמת לעליה ברמות של כמה גורמי גדילה שחשובים לפעילות המח – BDNF, IGF-1 ו-VEGF. גורמי הגדילה הללו פועלים יחד ומשפיעים האחד על השני. BDNF ו-IGF-1 משפיעים בעיקר על למידה ודכאון ואילו יצירת כלי דם ותאים חדשים מושפעת בעיקר מIGF-1 ו-VEGF.

BDNF משפיע על למידה, דכאון, פלסטיות סינפטית (=היכולת לווסת ולשנות קשרים בין תאים במח) ועל תפקוד של מספר איזורים במח. לאחר מספר ימים של אימונים, ניתן לראות עליה ברמות הBDNF שנמשכת גם שבועות במידה ומתמידים בפעילות. העליה ברמות הBDNF נובעת מהשפעה של נוירוטרנסמיטרים (חומרים שמשמשים לתקשורת בין תאי העצב במח) ומהשפעה אנדוקרינית. גורם נוסף שמשפיע על רמות הBDNF הוא IGF-1. רמותיו של IGF-1 עולות במהירות בתגובה לפעילות גופנית (תוך שעה). IGF-1 גורם להפרשת BDNF ולעליה במספר הרצפטורים לBDNF ובכך מגביר את פעילותו העליה ברמותיו של BDNF עשויה להיות חשובה במניעה וטיפול במגוון של הפרעות בהן רואים ירידה ברמותיו – אלצהיימר, פרקינסון, דכאון, אנורקסיה ועוד.

VEGF, בדומה לIGF-1, מגיב לפעילות גופנית – הרמות של שניהם עולות בעקבות הפעילות הגופנית והם מגיעים אל המח. שניהם חשובים ביצירה של תאים חדשים ושרידה שלהם, בנוסף ליצירת כלי דם חדשים שיספקו את הצרכים המטבוליים המוגברים. חסימה של הקולטנים לVEGF ו-IGF-1 גורמת לירידה משמעותית בהשפעה של הפעילות הגופנית על תהליכים אלו.

עד כה, תארנו את המנגנונים שפועלים במח עצמו ("מנגנונים מרכזיים"). מעבר לכך, המח מושפע גם מגורמים "פריפריים" בגוף שחיצוניים לו. גורמים שפוגעים במח הם הגורמים שמהווים את "הסינדרום המטבולי" (יתר ל"ד, היפרגליקמיה, היפרליפידמיה, חסינות לאינסולין) כאשר הגורמים העיקריים שפוגעים במח הם יתר לחץ דם ואי-סבילות לגלוקוז (בעיה בניהול משק הסוכר). המכנה המשותף בין הגורמים השונים הוא דלקת, שתורמת לרוב הגורמים האלה אם לא לכולם. הדלקת בפריפריה מגבירה את התהליכים הדלקתיים במח ונמצא קשר בינה לבין ירידה ביכולות הקוגניטיביות – אחת הסיבות לכך היא שהדלקת מפחיתה את התגובה של התאים לBDNF וIGF-1. פעילות גופנית מפחיתה את כל גורמי הסיכון שצוינו (יתר ל"ד וכו') בנוסף להפחתת התגובה הדלקתית.

סיכום

לפעילות הגופנית יש השפעה דרסטית על תפקוד המח בכל שלבי החיים. ההשפעה של הפעילות הגופנית מתרחשת הן במנגנונים מרכזיים כמו גורמי גדילה שפועלים במח והן במנגנונים פריפריים על ידי הפחתת גורמי סיכון שפוגעים במח. גם אם כבר החלה פגיעה במח במסגרת מחלות ניווניות שונות, פעילות גופנית תוכל לתרום ולהאט את התקדמות המחלה.
אין הנחיות ברורות בנוגע לסוג וכמות הפעילות הגופנית שיש לבצע על מנת ליהנות מהיתרונות, אך כל פעילות תהיה מבורכת כאשר מדובר בעיקר על פעילות אירובית על כל סוגיה – הליכה, ריצה, שחייה וכו'.

סמוכין:

1. Nat Rev Neurosci. 2008 Jan;9(1):58-65 . Be smart, exercise your heart: exercise effects on brain and cognition.
2. Trends Cogn Sci. 2007 Aug;11(8):342-8. Capitalizing on cortical plasticity: influence of physical activity on cognition and brain function.
3. Trends Neurosci. 2007 Sep;30(9):464-72. Exercise builds brain health: key roles of growth factor cascades and inflammation.
4. Neuroscience. 2006 Jul 7;140(3):823-33. Insulin-like growth factor I interfaces with brain-derived neurotrophic factor-mediated synaptic plasticity to modulate aspects of exercise-induced cognitive function.

עורך:  גיל גרנות - מאמן ויועץ בריאות וכושר. מרצה בבית הספר למאמנים "שיאים" באוניברסיטת ת"א בנושא תוספי תזונה. ומייסד רשת ישראלבודי.