האקדח המעשן של גמילה מסיגריות והשמנה

גם ב-2021 יותר ממיליארד איש ברחבי העולם מעשנים סיגריות – הרגל מזיק ואף קטלני המוביל לתחלואה רבה וליותר משישה מיליון מקרי מוות בשנה. עם זאת, למרבה הצער, רבים נמנעים מלהפסיק לעשן בשל חשש לעלות במשקל. הסיבות להשמנה זו אינן ידועות – ומחקרים קודמים אף הראו כי היא אינה נובעת לרוב מאכילת יתר. במחקר חדש בעכברים ובבני-אדם המתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature, מפנים מדעני מכון ויצמן למדע את הזרקור אל חיידקי המעי ואל המעורבות האפשרית של תרכובות שהם מפרישים בהשמנה הנובעת מהפסקת עישון; התרכובות שזוהו במחקר עשויות להוות פתח לטיפולים חדשים נגד השמנה – עם וללא קשר לעישון.   

צוות המחקר בהובלת לביאל פלור, אוריה מור וד"ר חגית שפירא ממעבדתו של פרופ' ערן אלינב במחלקה לאימונולוגיה במכון, הראה תחילה כי עכברי מעבדה שנחשפו לעשן סיגריות שמרו על משקלם אף שאכלו מזון עתיר שומן וסוכר. עם זאת, בדומה לבני-אדם, משהופסקה חשיפתם לעשן, הם עלו במהירות במשקל. השמנה זו הייתה מתונה בהרבה כאשר הפסקת החשיפה לעשן סיגריות לוותה במתן אנטיביוטיקה הפוגעת באוכלוסיית חיידקי המעי (המיקרוביום). בעקבות ממצאים אלה הראו החוקרים כי ניקוטין ותרכובות אחרות הקשורות בעישון, חודרות למעי דרך זרם הדם ומשפיעות על הרכב החיידקים ועל תוצריהם, וכתוצאה מכך, גם על חילוף החומרים של עכברים "מעשנים". 

כדי לבדוק אם הסיבה להשמנה המתפתחת עקב הפסקת עישון אכן מערבת את חיידקי המעי, דגמו המדענים את הרכב המיקרוביום בנקודות זמן שונות לאורך חשיפת העכברים לעשן סיגריות, וגם לאחר הפסקת החשיפה, והשתילו את הדגימות שנאספו בעכברים "סטריליים" – עכברים שגודלו במתקן מיוחד, ללא חיידקים בגופם – שלא נחשפו כלל לעשן סיגריות. להפתעת החוקרים, העכברים שבהם הושתלו דגימות חיידקים מעכברים שנחשפו לעשן סיגריות עלו במשקל יותר מאשר עכברים שבהם הושתלו דגימות מעכברים שלא נחשפו לעישון; העלייה המשמעותית ביותר במשקל נצפתה בעכברים שבהם הושתלו דגימות שנלקחו מעכברים שהפסיקו לעשן זה עתה. מנגד, השתלת דגימות מעכברים שנחשפו לעישון, אך טופלו באנטיביוטיקה שדילדלה את אוכלוסיית החיידקים שלהם, הובילה לעליות משקל מתונות בהרבה.

בהמשך מיפו המדענים את השפעת העישון על החומרים השונים שמייצרים חיידקי המעי (מטבוליטים) וזיהו שתי מולקולות קטנות ששינויים ברמתן בעקבות חשיפה לעישון עשויים להסביר את ההשפעות של הפסקת עישון על חילוף החומרים בגוף: הראשונה היא דימתיל-גליצין, או בקיצור DMG, שמיוצרת בגופנו מהתרכובת כולין שמקורה במזון שאנו אוכלים, בתהליך משותף המערב את חיידקי המעי והכבד. בזמן חשיפה לעשן סיגריות הגבירו חיידקי המעי את תהליך ייצור ה-DMG, אך זה ירד כאשר אוכלוסיית החיידקים נפגעה בעקבות טיפול באנטיביוטיקה. כמו כן, בעכברים מעשנים שטופלו באנטיביוטיקה (ולפיכך רמות ה-DMG שלהם היו מדולדלות), מתן תוסף DMG הביא לחידוש העלייה במשקל מיד עם הפסקת העישון, וזאת למרות החשיפה לאנטיביוטיקה. לעומתם, עכברים שנחשפו לעישון וצרכו תפריט נטול כולין – כלומר, לא היה להם את חומר גלם הדרוש לייצור DMG – לא עלו במשקל בעקבות הגמילה מעישון. העלייה במשקל שנצפתה בעקבות מתן DMG נגרמה מהגברת "קציר האנרגיה" בגוף, כלומר כמות האנרגיה המופקת מהמזון שאנו אוכלים.

""ההשפעות מרחיקות הלכת של חיידקי המעי שלנו לא מפסיקות להדהים אותנו. הממצאים החדשים עשויים לסלול את הדרך לטיפולים חדשניים במגפת ההשמנה"

פעולתה של המולקולה השנייה, אצטיל גליצין, או ACG, הייתה הפוכה: רמות ה-ACG ירדו בזמן חשיפה לעשן סיגריות ולאחר הפסקת החשיפה, ועלו בחזרה לרמתם הגבוהה לאחר טיפול באנטיביוטיקה. בעוד שעכברים מעשנים, שבהם רמת ה-ACG נמוכה, רשמו עלייה משמעותית במשקל בזמן הפסקת החשיפה לעשן, עכברים מעשנים שקיבלו תוסף ACG, לא עלו במשקל גם לאחר שהפסיקו לעשן. מכאן ניתן היה להסיק ש-ACG מסייעת באובדן משקל, ואילו הירידה ברמת המולקולה בזמן חשיפה לעישון תורמת לעלייה המוגזמת במשקל המתפתחת בזמן הפסקת עישון.

יתירה מכך, המדענים הראו כי שתי המולקולות משפיעות על משקל הגוף גם ללא קשר לעישון: תוסף DMG הוביל לעלייה מתונה במשקל גם בעכברים "לא מעשנים", בעוד תוסף ACG הוביל לירידה משמעותית במשקל ולשיפור במדדים מטבוליים נוספים גם כשניתן כתוסף לעכברים שמנים שמעולם לא נחשפו לעשן סיגריות. ניתוח גנטי של רקמת השומן של העכברים הצביע על כך כי DMG ו-ACG גורמים להשפעות הפוכות – האחת מפעילה תוכנית גנטית הקשורה בהשמנת יתר, והאחרת, תוכנית הקשורה בירידה במשקל. מחקרי המשך יוכלו לקבוע מהם המנגנונים שבאמצעותם מולקולות אלה משפיעות על חילוף החומרים ביונקים.

בשלב האחרון של המחקר בחנו המדענים את חיידקי המעיים של 96 בני אדם, מעשנים ולא מעשנים, ומצאו הבדלים מובהקים בין שתי הקבוצות בחיידקי המעי ובתוצריהם, כולל אלו המעורבים במסלול הפירוק של כולין – שינויים שהזכירו את הממצאים בעכברים.

"ההשפעות מרחיקות הלכת של חיידקי המעי שלנו לא מפסיקות להדהים אותנו", אומר פרופ' אלינב. "הממצאים החדשים שופכים אור על האופן שבו יחסי גומלין בין חיידקי המעי לבין הגוף שלנו מווסתים את המשקל ואת חילוף החומרים, וכיצד ניתן לרתום השפעה זו לצורך פיתוח טיפולים חדשניים במגפת ההשמנה".

במחקר השתתפו גם ד"ר אלכסנדרה קולודזיקה, ד"ר מלי דורי-בכש, ד"ר אבנר לשם, ד"ר יותם סואץ, ד"ר ניב זמורה, ד"ר רפאל ולדס מאס, ד"ר דניס קויאטקובסקי, שלומיק איתב, יותם כהן, קלאודיה מורסי, שחר מולינה, ניב אילון, שני הורנשטיין, הודיה כרבי, עדי ליבנה, אוראלי בוקימר, שימרית אליהו מילר ואלונה מץ ממעבדתו של פרופ' אלינב; ד"ר אלכסנדר ברנדיס וד"ר טבי מלמן מהמחלקה לתשתיות מחקר מדעי החיים של המכון; וד"ר יעל קופרמן, ד"ר מיכאל צורי, ד"ר נועה סטטנר ופרופ' אלון הרמלין מהמחלקה למשאבים וטרינריים של המכון.

לקבלת מידע נוסף, תמונות ולתיאום ראיונות:
משרד הדוברת - מכון ויצמן למדע
08-9343856 news@weizmann.ac.il