שומנים מסביב לשעון
חוקרים מצאו כי שינוי זמני ארוחות יכול להשפיע על רמת השומנים בגוף
שינוי של זמני הארוחות עשוי להשפיע באופן משמעותי על רמות שומן מסוג טריגליצרידים בכבד, כך התברר במחקר שערכו מדעני מכון ויצמן למדע, ושהתפרסם באחרונה בכתב העת Cell Metabolism. למחקר עשויות להיות תוצאות יישומיות בתחום הטיפול במחלות מטבוליות, וכן השלכות רחבות יותר על המחקר בתחומים ביולוגיים שונים.
תהליכים ביולוגיים רבים מצייתים ללוח זמנים מוגדר, ורמת פעילותם עולה ויורדת באופן מחזורי לאורך היממה. מחזורים כאלה, המוכרים בשם "מחזורים צירקדיים" (סב־יממתיים, "יממתיים"), מונעים על ידי שעונים תאיים אשר מכוילים על פרקי זמן של כ־24 שעות – בהתאם למעגלי האור־חושך ולרמזים אחרים בסביבתו של היצור החי. הפרעה לתזמון האופטימלי של המערכת – הן בחיות והן בבני אדם – גורמת לחוסר איזון ולמחלות כמו השמנת יתר, תסמונת מטבולית (המתבטאת בדרך כלל בהשמנה מרכזית, עלייה בלחץ הדם, עלייה ברמת הגלוקוז בדם ותסמינים נוספים) וכבד שומני. ידוע למשל, כי עובדים במשמרות לילה סובלים ממחלות אלה בשכיחות גדולה יחסית.
צילום: שאטרסטוק
לצורך בחינת תפקיד המחזור היממתי בהצטברות שומנים בכבד, כימתה החוקרת הבתר־דוקטוריאלית, ד"ר יערית אדמוביץ – עם עמיתים ממעבדתו של ד"ר גד אשר במחלקה לכימיה ביולוגית ומדענים ממכון המחקר הרפואי סנפורד־בורנהם באורלנדו, פלורידה – מאות סוגי ליפידים בכבד של עכבר לאורך היממה. המדענים גילו כי קבוצה מסוימת של שומנים – טריגליצרידים – מגלה התנהגות צירקדית: רמתם בכבד עולה כשמונה שעות לאחר הזריחה (או שמונה שעות לאחר הדלקת האור במעבדה). עם זאת, המדענים הופתעו לגלות כי תנודות יומיות ברמות הטריגליצרידים מופיעות גם בעכברים מהונדסים גנטית, שהשעון הביולוגי שלהם אינו מתפקד, דהיינו, שאין להם מחזור יממתי של שינה־עירות. בעכברים אלה הייתה העלייה ברמת הטריגליצרידים מאוחרת ב־12 שעות לעומת העכברים הרגילים. "התוצאות האלה היו הפתעה מוחלטת, משום שאפשר לצפות כי במקרה שבו השעון הפנימי אינו מתפקד, לא תהיה כלל מחזוריות בהצטברות של טריגליצרידים", אומרת ד"ר אדמוביץ.
תזמון הוא הכל
אם לא "תקתוק" השעון הביולוגי הפנימי, מה גורם לתנודות המחזוריות ברמות השומנים? "אחד ההסברים שעלו בדעתנו הוא שמאחר שמזון הוא המקור העיקרי לליפידים, ובפרט לטריגליצרידים, ייתכן כי הרגלי האכילה של העכברים ממלאים כאן תפקיד". עכברים צורכים בדרך כלל כ־20 אחוז ממזונם בשעות היום ואת היתר בשעות הלילה, אך המדענים הבחינו כי העכברים חסרי השעון הביולוגי צורכים מזון ללא הפסקה במשך כל היממה. תצפית זו שללה את האפשרות שזמני ההאכלה הם שמכיילים את התנודות המחזוריות ברמות הטריגליצרידים. ואולם, כאשר המשיכו המדענים ובדקו כיצד משפיעים זמני האכלה כפויים על עכברים רגילים, ציפתה להם הפתעה נוספת: כאשר צרכו העכברים כמות זהה של מזון, אשר הוגבלה כולה לשעות הלילה, ירדה רמת הטריגליצרידים הכללית בכבד במחצית. תוצאות אלה מעלות את האפשרות שרמת הטריגליצרידים בכבד, וכן העיתוי שבו הם מצטברים, נקבעים הן על ידי השעון הביולוגי והן על ידי זמני האכילה. עם זאת, המנגנון הפנימי הקובע את התנודות בכמותם של הטריגליצרידים נותר בגדר חידה.
צילום: שאטרסטוק
"ההשפעה הדרמטית של הגבלת האכילה לשעות הלילה על רמת הטריגליצרידים בכבד, בתוך פרק זמן קצר כל כך – עשרה ימים – היא בעלת חשיבות רפואית", אומר ד"ר אשר. "עודף ליפידים בכלל ועודף טריגליצרידים בפרט הם תופעות נפוצות, המתאפיינות ברמות גבוהות של שומנים בדם ובתאי הכבד ומובילות למחלת הכבד השומני ולמחלות מטבוליות נוספות. שינוי זמני הארוחות הצליח להפחית את הצטברות השומנים בכבד של העכברים באופן יעיל ומהיר – טוב יותר מכל תרופה שפותחה עד היום, וזאת בלי להתייחס לתופעות הלוואי הכרוכות בשימוש באותן תרופות". עם זאת, עכברים הם חיות ליליות, ולכן יש לבדוק תחילה את התופעה בלוח זמנים הפוך, ואז לאמת את הממצאים לגבי בני אדם.
הזמן הוא מרכיב מרכזי בכל מערכת ביולוגית, ולכן עשויות להיות לממצאים אלה השלכות רחבות על המחקר הביולוגי; השעון היממתי פועל אפילו בתאים הנמצאים במבחנה, ולכן תוצאות הניסויים עשויות להיות תלויות בזמן שבו נותחו הדוגמאות, או, במקרה של ניסויים בבעלי חיים – במשטר ההאכלה. במילים אחרות, כשמדובר בתכנון ניסויים, על המדענים להיות ערים לכך שהעיתוי קובע.