נגישות

גיליון 36 – רקמת השומן, מאי 12

להניע את השומן – השפעות פעילות גופנית על רקמת השומן

אסף בוך , תזונאי קליני ומאמן כושר.מאסטרנט בפקולטה לרפואה, מדעי הרפואה – החוג לאפידמיולוגיה ורפואה מונעת, אוניברסיטת תל אביב.

 חוקר את ההשפעה של פעילות גופנית  על מחלת הכבד השומני בהנחיית ד"ר אורן שיבולת וד"ר שירה זלבר שגיא

 

פעילות גופנית משפיעה על רקמת השומן, אם ע"י הגרעון הקלורי אשר היא יוצרת ואם ע"י עירור אנדוקריני ועצבי. נראה כי פעילות גופנית אירובית משפיעה על רקמת השומן במספר אופנים: מגבירה את ניוד חומצות השומן מתאי השומן לפריפריה, מגבירה אוקסידציה בפריפריה, ומעכבת קליטת חומצות שומן פוסטפרנדיאלית ע"י האדיפוציטים.

האם אופי או משך התירגול משפיעים על מידת איבוד השומן או מתעדפים שומן בטני על תת עורי או להיפך? האם רקמת השומן משתנה מבחינה היסטולוגית כתוצאה מפעילות גופנית?

 

גוף האדם ברמה האנתרופומטרית – סיסטמית נחלק למסת גוף רזה (Lean Body Mass= LBM) הנחשבת ככל מה שאיננו שומן ולמסת גוף שמן (Fat Mass= FM) המשקפת את רקמת השומן המפוזרת בגוף על מרכיביה השונים. ברמה זו נהוג להתייחס לאחוז השומן בגוף (המנטרל את משקל הגוף הכללי), כאשר קיימות טבלאות השוואה מרובות לגילאים שונים המרובדות למין. כך למשל, ממוצע אחוז שומן כללי בגיל 20-80 לגברים הינו 22.18±6.12 בעוד שבנשים ממוצע הינו 6.7 ± 33.6 כאשר בשני המינים נצפית עלייה בריבוד לטווחי גיל מצומצמים ועולים (1).

מבחינה אנטומית נהוג גם לחלק את מסת השומן לפי אזורים בגוף, כאשר החלוקה הנפוצה ומקובלת הינה לשומן תת עורי (Subcutaneous Abdominal adipose Tissue = SAT) המחולק לקרוב לעור ועמוק, ולשומן פנימי (Visceral Adipose Tissue = VAT) (2). בין השניים קיימים מתאמים גבוהים בנשים ובגברים והם נמצאו כחזאים במתאם גבוה לתחלואה מטבולית (3), כאשר סביר, כי VAT קשור באופן חזק יותר להמצאות גורמי סיכון מטבוליים (4).

ברמה ההיסטולוגיתנהוגה חלוקה לשני רקמות שומן – שומן חום (Brown Adipose Tissue=BAT) ושומן לבן (White Adipose Tissue=WAT). קיימת התאמה בין מבנה לתפקוד, כך למשל, WAT מהווים "מחסן" אגירה משמעותי יותר (לכן גדולים יותר לרוב), בעוד ש BAT תורמים תרומה משמעותית יותר לייצור חום הגוף (לכן ריבוי המיטכונדריות) (2).

פעילות גופנית (פע"ג) מוגדרת ככל תנועה של שרירי השלד הגורמת להוצאה אנרגטית הגדולה מזו שבמנוחה. בעוד שאימון גופני יוגדר כמרכיב בהוצאה מפע"ג בעל מבנה מתוכנן ומוגדר (5). לרוב המרכיב בעל השונות הגדולה ביותר ובעל התרומה הגדולה ביותר להוצאה האנרגטית הנשלטת הינו פע"ג שאיננה מכוונת (כלומר שאינה אימון גופני), היינו NEAT (6).

בחינת הקשר בין הפע"ג לבין השומן בגופינו עשויה להיעשות במספר אופנים: לפי מתודולוגית מחקר, לפי אופן הגדרת התוצאה, ולפי אופן הגדרת המשתנה הבלתי תלוי (טבלה מס 1). יש לציין כי כלל המחקרים בסקירה זו הינם מחקרים בבני אדם, פרט למחקר אחד (7) בעכברי מעבדה (כולל תיקוף בבני אדם), שכן לא היה מידע קליני בנושא בבני אדם


  השפעת פע"ג על רקמת השומן הכללית (כמסת או אחוז שומן) או לפי אזורים (תת-עורי או ויסצרלי) מתווכת ככל הנראה דרך הגרעון האנרגטי שיוצרת הפעילות ובתנאי שהוא אינו מפוצה על ידי דיאטה. מרבית הירידה תהיה משומן תת-עורי עליון, בעוד שירידה בשומן ויסצרלי תושג באמצעות ירידה הדרגתית במשקל.


 

פע"ג ורקמת השומן ברמה הסיסטמית (הרכב הגוף ופיזור השומן)

מחקרי תצפית

קיים מתאם הפוך בין רמת פע"ג לבין הרכב הגוף (SAT וVAT) בנשים ובגברים בנטרול גיל (4). ראיה נוספת לקשר בין רמת פע"ג לבין הרכב הגוף כאחוז שומן מגיעה מתחום הספורט הענפי. כאשר ריבדו ספורטאים צעירים (בין גיל 17- 27) לפי סוג הספורט, ניכרת זיקה בין ענפי ספורט עם מגע וכדור (כמו כדורעף) לבין אחוז שומן גבוה יותר מאשר ענפי התעמלות הן בגברים והן בנשים (8).

מחקרי התערבות על כמות השומן ומיקומו

ככלל פע"ג המבוצעת בממוצע כ 16 שבועות עשויה להוריד את כמות השומן הכללי ב -0.13 ק"ג/שבוע (או -0.10% לשבוע). ענפי פעילות אירוביים (הליכה/ג'וגינג או רכיבה בגברים ובנשים) כמו גם אימוני כוח (בגברים) מביאים לשיעורי ירידה דומים במסת השומן (כ -0.10 ק"ג/שבוע או -0.10%  לשבוע לערך) וזאת ללא התערבות דיאטטית (9).

סקירה של 32 מחקרי התערבות (אקראיים ושאינם אקראיים) על אימון גופני (אירובי) ללא תיווך דיאטה (אך עם גירעון קלורי מהאימון) בנבדקים בעלי עודף משקל והשמנה מצאה כי כאשר ריבדו לזמני התערבות קצרים יחסית (פחות או שווה ל 16 שבועות) הייתה ירידה ממוצעת בשומן הכללי של 0.25 ק"ג שומן לשבוע. זמני התערבות גבוהים יותר (יותר או שווה ל 26 שבועות אימון) הביאו לירידה ממוצעת של 0.06 ק"ג שומן לשבוע. ההסבר לפערים משויך בין היתר להבדלים בהוצאה האנרגטית השונה בין זמני התערבות השונים. קשר מנה תגובה בין עצימות הפעילות הגופנית (כהוצאה קלורית לשבוע) לבין ירידה במסת שומן ומסת גוף נראה רק במחקרים קצרי טווח. על אף שנמצא במחקרים מסוימים ירידה בכמות ה VAT (כך למשל ירידה של -9.5cm2 איזה מדד זה? של מסה לשבוע תחת הוצאה אנרגטית של 840 קק"ל לשבוע) לא היה קשר מנה תגובה (בהתחשב בכלל המחקרים) עם עצימות הפעילות (כהוצאה קלורית) לבין VAT (ואף SAT) (10). ייתכן כי פערים אלו נובעים מפיצוי באכילה בטווח הארוך ומרמזים על ההשפעה הכרונית האנרגטית של פע"ג המתוקנת על ידי הדיאטה.

מנגד בסקירה ספרותית אחרת נבדקו אמצעי התערבות שונים לירידה במשקל בינהם פעילות גופנית עצמאית למשך בין 12-60 חודשי התערבות. נמצאו ירידה במשקל של בין 0.6 ל 7.5% וירידה של של 6%-48% ב VAT (מתחילת המחקר לסופו). במודל ניבוי שכלל את כל ההתערבויות כולל פע"ג נמצא כי היה מתאם שלילי ומובהק (r=-0.29, p=0.005) בין אחוז הירידה במשקל לבין שיעור הירידה בVAT  לעומת SAT (שבוטא כיחס בין אחוז הירידה של VAT ל SAT), כך ירידה מתונה במשקל הביאה להעדפה של ירידה ב VAT בעוד ירידה גדולה במשקל לא הביאה להעדפה הזו על פני אזור הSAT. 10% מהשונות של שיעור הירידה של VAT  לעומת SAT הוסבר ע"י ירידה במשקל (r2=0.105, p=0.004). תוצאות אלו תומכות בהמלצות לירידה מתונה במשקל כמנרמלת מדדים מטבוליים (11).

במאמר סקירה הוצעה הערכה לפרופורציות התרומה של אזורים שונים לזמינות של שומנים כסובסטראט בעקבות פע"ג (אירובית) בעצימות בינונית:


 מצעי הדמיה שונים נותנים תוצאות באופנים שונים. כך למשל, אמצתעי הדמייה כמו סי  טי נותנים נותנים סמ"ק, היינו מתייחסים לעומק הירידה בכמות השומן

אימונים ספציפיים ומקומיים לא בהכרח ישנו אנתרופומטריה מקומית, כך לראיה, מחקר קליני אקראי שבדק אימון של כפיפות בטן (כ 7 תרגילים, 2 סטים של 10 חזרות כל אחד, כ 5 פעמים בשבוע ולמשך 6 שבועות) לעומת ביקורות, לא מצא הבדלים מובהקים באף פרמטר אנתרופומטרי כולל אחוזי שומן כלליים ובטניים (13) .

לסיכום, השפעת פע"ג על רקמת השומן הכללית (כמסת או אחוז שומן) או לפי אזורים (SAT ו-VAT) מתווכת ככל הנראה דרך הגרעון האנרגטי שיוצרת הפעילות ובתנאי שהוא אינו מפוצה על ידי דיאטה. מרבית הירידה תהיה משומן תת-עורי עליון, בעוד שירידה ב VAT תושג באמצעות ירידה הדרגתית במשקל.

פע"ג ורקמת השומן ברמה הלוקלית

 

מורפולוגיה, היסטולוגיה, פיזיולוגיה ומטבוליזם

 

השפעת פע"ג על תאי השומן – מורפולוגיה

אימון אירובי של 80% מהצח"מ על אופניים כ 4-5 פעמים בשבוע למשך כ-20 שבועות הוריד את גודל תאי השומן (נבדק בביופסיה תת עורית מאזור האגן) הממוצע מ-  0.4±0.13 ל- 0.36 ±0.13 מק"ג (p<0.05) בכלל הנבדקים. מנגד לא הייתה השפעה על מספר תאי השומן. כמו כן בריבוד למין לא נצפתה השפעה מובהקת על גודל התאים בנשים, אך גם לא על הירידה באחוז השומן (14).

במחקר סקירה חדש ומקיף מסכמים החוקרים כי הראיות הקיימות תומכות בטיעון כי תאי השומן יורדים בגודלם (משקלם) בעקבות פע"ג (15).

      השפעת פע"ג על היסטולוגית רקמת השומן 

הורמון פוליפפטידי חדש שהתגלה בשם Irisin מופרש מרקמת שריר הן בעכברים והן בבני אדם בביטוי גבוה יותר לאחר ביצוע פעילות גופנית אירובית (3 שבועות על גלגל ריצה בעכברים ו 10 שבועות אימון אירובי בבני אדם). העלייה ברמות ההורמון (בבדיקה ב Westren blot) היתה מובהקת לעומת הביקורת וגבוהה משמעותית והיתה במתאם לביטוי גבוה יותר של mRNA בתאי השריר. הורמון זה הוא אחד המתווכים בתקשורת שריר-שומן ומגביר Browning של WAT לBAT  (שינוי בתכונות תא שומן לבן והפיכתו לבעל תכונות של תא שומן חום) הבאות לידי ביטוי בהגברת התרמוגנזה הכללית. כמו כן מיוחסות להורמון שיפורים במטבוליזם של סוכר (ירידה באינסולין באזאלי, הורדת עקומות סוכר, משקל גוף נמוך יותר לעומת עכברי ביקורת (7).

השפעת פע"ג על רקמת השומן ברמה הפיזיולוגית

בזמן פע"ג ניכרת עלייה בזרימת הדם אל רקמת השומן. הניידות והנגישות של גורמים ביולוגיים ספציפיים ולא ספציפיים לרקמת השומן (חלקם בעלי תגובה לפע"ג) כמו הורמונים וניוד חומצות השומן תלוי בריכוזם, אך גם בזרימת הדם : ניוד = ריכוז * זרימת הדם. זרימה מוגברת זו בעקבות פעילות משויכת להעלאה בתפוקת הלב, אך גם להפרשה מוגברת של חומרים וזודיאליטיים כמו אפינפרין וחלבונים ואזודיאליטים המופרשים משריר הלב (קרויים Natriuretic peptides) (15). כ 11 מתוך 17 מחקרים (65%) בסקירה העדכנית הראו עלייה בזרימת הדם לרקמה בזמן ביצוע פעילויות אירוביות (לרוב בין 50%-60% מהצח"מ עד 60 דקות) וכ 3 מתוך 5 מאמרים (60%) הראו עלייה בזרימת הדם לאחר הפעילות (1-3 שעות לאחריה). קיימות השערות כי בפע"ג עצימה מתרחשת ירידה יחסית בזרימת הדם לרקמת השומן (לטובת השריר ובעקבות עיכוב ע"י חומרים מכווצים). ירידה זו עשויה להסביר את הירידה בניוד חומצות השומן מרקמת השומן בעצימויות גבוהות (15).

השפעת פע"ג על רקמת השומן ברמה המטבולית

רקמת השומן מהווה איבר מטבולי פעיל. במצב שובע ליפוגנזה תתרחש בעקבות שינוע ליפופרוטאינים וטריגליצרידים בתיווך LPL ובעקבות שינוע גלוקוז דרך  Glut4 ופירוקו לגליצרול 3 פוספט. בהשריית אינסולין (מאקטב) תתרחש אסטריפיקציה לכדי טריגליצרידים לאגירה ויוגבר השינוע של הנ"ל. מנגד מצבי רעב או פע"ג משרים אפקט קטבולי על רקמת השומן הבא לידי ביטוי בעקבות השפעת קטכלואמינים (אדרנלין המשפיע ביותר (16), Natriuretic peptides וייתכן כי גם הודות להשפעות קורטיזול והורמון גדילה. תוצרי הליפוליזה (גליצרול וחומצות שומן) מנוידים לכבד ולשרירים (2 ,15).

ככל שרמת העצימות של הפע"ג עולה (כביטוי של צח"מ) עולה הנוכחות של חומצות שומן בסירקולציה (הן משינוע מרקמת השומן, אך גם ממקורות אחרים), כאשר האוקסידציה שלהן בביטוי שיא בעצימות בינונית (כ 65% מצח"מ לערך) (12,17). קצב הליפוליזה אינו שונה בין מאומנים ללא מאומנים תחת ביצוע פרוטוקול אימון זהה (17).

מנגד קיימת אינטראקציה בין מידת ההשמנה לבין קצב הליפוליזה והאוקסידציה, כאשר ככל שמידת ההשמנה גדולה יותר מידת הליפוליזה בעקבות אימון גופני אירובי (50% מהצח"מ ל90 דק) נמוכה יותר ומידת האוקסידציה של חומצות שומן מהאדיפוצטים נמוכה יותר (18).

ה Uptake והפינוי של חומצות שומן על ידי רקמת השומן נבדקו בפרוטוקול שכלל ביצוע ריצה של שעתיים בעצימות של 64% מהצח"מ בקרב 8 גברים צעירים במשקל תקין ע"י מדידתו בהפרשים בין דם עורקי לורידי ברגל אחרי הפעילות (לפני ואחרי צריכת ארוחה). נמצא כי האימון המקדים העלה את זמן הפינוי של חומצות השומן מן הדם, מה שהעיד על עיכוב פוסטפרנדיאלי של קליטת שומן ברקמת השומן. כמו כן הייתה עלייה בקליטת הגלוקוז ברקמת השומן לאחר פעילות ובזרימת הדם (19).

השפעות מטבוליות-אנדוקריניות

רקמת השומן כאיבר אנדוקריני מפרישה מגוון אדיפוקינים, ביניהם המוכרים והנחקרים: לפטין ואדיפונקטין, אשר לשניהם השפעות מורחבות וסיסטמיות על צמתים מטבוליים חשובים בגוף. הראשון קשור בהגברת השינוע והאוקסידציה של חומצות שומן הן בשריר והן בכבד, בעוד השני קשור בהגברת השינוע והאוקסידציה בשני איברי המטרה הללו וגם בלב (20).

במאמר סקירה בנושא כ 7 מתוך 9 מאמרים ( 78%) הצביעו על ירידה ברמות לפטין בדם בעקבות פע"ג אקוטית אחרי הפעילות (1 מתוך ה-7 היה על אימוני כוח). עיקר ההשפעה נראתה כאשר משך הפעילות עלה 60 דק או על 800 קק"ל. השפעות כרוניות של פע"ג על הורדת רמות לפטין בדם הגיעו במחקרים בהם לרוב הייתה ירידה במסת השומן הכללית. באשר לאדיפונקטין התוצאות אינן חד משמעיות הן בציר האקוטי והן בציר הכרוני (20)

לסיכום, פע"ג (אירובית, לרוב) משפיעה על רקמת השומן במספר אופנים: מגבירה את ניוד חומצות השומן מתאי השומן לפריפריה ומגבירה אוקסידציה בפריפריה (בשיאה בפע"ג בינונית), ומעכבת קליטת חומצות שומן פוסטפרנדיאלית ע"י האדיפוציטים. כמו כן קיימות השפעות אנדוקריניות כרקמה מפרישה של לפטין בעיקר (ירידה ברמות) ותגובתיות מוגברת לאפינפרין ואותות מאקטבי ליפוליזה. חלק מההשפעות המיוחסות נובעות מהגברת הזרימה הדמית אל הרקמה.

 

לסיכום

רקמת השומן הינה אחת מהצמתים המטבוליים המושפעים מפע"ג. פע"ג משפיעה על רקמת השומן ברמות השפעה שונות החל ברמה המורפולוגית וההיסטולוגית, כמו גם ברמה המטבולית. האפקט על רקמת השומן מגיע אם ע"י הגרעון הקלורי אשר היא יוצרת ואם ע"י עירור אנדוקריני ועצבי. בעוד האפקט הראשון נותן ביטוי קלאסי, כמצופה, של ירידה באחוזי שומן, האפקט השני מביא לביטויים מורכבים יותר הן באדיפוקינים המוכרים והן בהורמונים וחומרים מוכרים פחות. סביר כי שני האפקטים קשורים זה בזה. כמו כן,יש לזכור כי לפע"ג יש אפקט מיידי (מוקדם או מאוחר) היינו אקוטי, ואפקט מצטבר (לא נידון בהרחבה), היינו כרוני. ניתן להסתכל על האפקטים הבריאותיים הכרוניים של הפע"ג כמצטברים אקוטיים וקיים קושי בבידוד האפקט של "האימון האחרון" במתודולוגיית מחקר שכזו.