מסביב לשעון

"לראות אותה היום"
מילים: "תיסלם"
לחן: יזהר אשדות
ביצוע: "תיסלם"

 

 

 

 

לכל זמן ועת לכל חפץ תחת השמיים, אמר המלך שלמה, החכם מכל אדם: עת ללדת ועת למות, עת מלחמה ועת שלום. המדע המודרני מפרט ואומר שיש גם עת לקום – בשש בבוקר, כאשר חילוף החומרים מתחיל לפעול; עת לאהוב – בשמונה בבוקר, כאשר הורמוני המין מתקרבים לשיא; עת לבקר אצל רופא השיניים – בשתיים בצהריים, כאשר הרגישות לכאב יורדת; ועת להימנע מלנהוג – בשתיים בבוקר, כאשר הגוף נערך לשינה עמוקה.

 

לוח הזמנים המדוקדק הזה נקבע על ידי שעונים ביולוגיים פנימיים, שפועלים במחזור של כ-24 שעות, וקרויים "שעונים צירקדיים", מונח הגזור מהביטוי הלטיני circa diem, שמשמעותו "בערך יום". שעונים אלה מבקרים את התנודות היומיות בקצב הלב, בלחץ הדם, בתיפקוד הכליות, בחום הגוף, בשינה, בתחושות סנסוריות ובהפרשות הורמונים. השעון הצירקדי הראשי אשר מצוי במוח מסנכרן את השעונים הרבים הפזורים בפריפריה – לא רק בכל איבר מאיברי הגוף, אלא בכל אחד מתאיו. "הגוף שלנו הוא למעשה אוסף ענק של שעונים מיקרוסקופיים, שכולם מתקתקים בצורה מתוזמנת", אומר ד"ר גד אשר, שהצטרף באחרונה למחלקה לכימיה ביולוגית של מכון ויצמן למדע. "יתר על כן, הדבר המדהים הוא, שכל השעונים האלה מתפקדים היטב – גם כאשר מגדלים את אותם תאים בתרבית".

 

המטרות העיקריות של ד"ר אשר הן לגלות מדוע אנו זקוקים לשעונים צירקדיים, וכיצד הם פועלים. המדע עדיין אינו מסוגל לענות על שאלות אלה, אך ברור שהשעונים הם חיוניים. ראשית, מחקרים מראים כי אנשים אשר עובדים במשמרות נמצאים בסיכון מוגדל לחלות בסרטן, בסוכרת, ובהשמנת יתר, ולסבול מהזדקנות מוגברת, כנראה מפני שהשעונים הצירקדיים שלהם משובשים על-ידי שעות עבודה שאינן מתאימות למחזור רגיל של יום ולילה. סימן נוסף לחשיבות השעונים: הם נשמרו לאורך מיליוני שנים של אבולוציה, מצמחים וחיידקים ועד לבני אדם, דבר המעיד בדרך כלל על כך שהטבע "מחשיב" את המנגנון כחיוני. בנוסף לכך, 15% מכל הגנים שלנו מצייתים לקצב הצירקדי. "זהו מספר גבוה מאוד. זה אומר, שתהליכים רבים בגופנו מתרחשים באופן שונה לחלוטין בשעות שונות של היום", אומר ד"ר אשר.

 

דוגמה מובהקת לתהליך מסוג זה התגלתה במקרה – כפי שקורה לעיתים קרובות במדע – במעבדתו של פרופ' אולי שיבלר באוניברסיטת ז'נבה. מספר שנים לפני שד"ר אשר הגיע למעבדה זו כדי לערוך את מחקרו הבתר-דוקטוריאלי, גילתה קבוצת המחקר של פרופ' שיבלר, כי אפשר להפיק כמויות גדולות במיוחד של חלבון הקרוי DBP מתאי כבד. אבל, לאחר שהמדענים כבר פירסמו את הממצאים בכתב-עת מדעי יוקרתי, התגלה דבר חמור: הם חזרו על אותם הניסויים, אך לא הצליחו להפיק את החלבון. את חברי הקבוצה תקפה פאניקה, אך מהר מאוד נפתרה התעלומה: התברר, שאת הניסויים המקוריים ביצע סטודנט שנהג להגיע למעבדה בשש בבוקר, מפני שהיה רגיל להשכים קום בבית משפחתו – משפחת איכרים שווייצריים. לעומת זאת, את הסבב השני של הניסויים ביצע סטודנט אמריקאי שנהג לבלות עד שעות הבוקר, להשלים את שעות השינה במשך היום, ולהגיע למעבדה רק בשתיים בצהריים. החלבון שבניסויים היה בין החלבונים הנשלטים על-ידי השעון הצירקדי: בשעות הבוקר הפרישו אותו התאים בכמויות גדולות פי 100 לעומת הפרשתו אחר הצהריים. התגלית המרתקת הובילה לסדרה ארוכה של מחקרים על שעונים צירקדיים במעבדתו של פרופ' שיבלר בז'נבה. "ז'נבה היא מרכז עולמי לא רק בכל הנוגע לשעונים שווייצריים, אלא גם בתחום השעונים הצירקדיים", אומר ד"ר אשר.

 

אחת השאלות המרכזיות שמתכנן ד"ר אשר לחקור קשורה בבקרה על השעונים הצירקדיים. ידוע, כי השעון המרכזי שבמוח מתכוונן מדי יום באמצעות המחזור היומי של חושך ואור. אך באיברים אחרים, השעונים רגישים לזמני האכילה, ולכן נראה שהם מקבלים איתותים מכוונים בהתאם למצבם המטבולי של התאים. בזמן עבודתו במעבדה של פרופ' שיבלר בשווייץ גילה ד"ר אשר, שחלבון הקרוי SIRT1, הממלא תפקיד מפתח בחילוף החומרים בתא, שולט גם בפעילות השעונים הצירקדיים. לפי כתב-העת המדעי Cell, התגלית מעידה כי הגן SIRT1 הוא "החוליה החסרה" המקשרת בין חילוף החומרים לבין השעונים הצירקדיים. במעבדתו החדשה במכון ויצמן מתכנן ד"ר אשר להרחיב את המחקר על קשרי הגומלין בין גורמים מטבוליים לבין מנגנונים צירקדיים.

 

שאיפתו של ד"ר אשר היא לברר כיצד פועלים השעונים הצירקדיים ברמת התאים והמולקולות, וכיצד מסנכרן השעון המרכזי שבמוח את השעונים שבאיברי הגוף האחרים. מחקריו נועדו לענות על שאלות בסיסיות בביולוגיה, אשר קשורות למצבים רבים של הגוף הבריא והחולה, החל ביעפת (ג'ט-לאג) ובהפרעות שינה, וכלה בסרטן, סוכרת, השמנת יתר והזדקנות.