לחצן מצוקה

מדעני המכון בדקו התנהגות של עכברים במצבי לחץ, וגילו כי לקולטן המאפשר לגוף להגיב למצבים אלה יש תפקיד נוסף, בוויסות חילוף החומרים בגוף. ייתכן שממצאיהם יסייעו בעתיד בפיתוח תרופות לטיפול בהפרעות מטבוליות או בהפרעות אכילה.

כאשר אנו נקלעים למצוקה, הגוף יודע להשתיק את כל התהליכים שאינם חיוניים, ולהקצות את מירב המשאבים לתהליכים הנחוצים יותר באותו זמן. אבל האם יש קשר בין מצבי מצוקה לבין חילוף החומרים בגוף? מדעני מכון ויצמן למדע בדקו את התנהגותם של עכברים במצבי עקה ("לחץ"), וגילו כי לקולטן המאפשר לגוף להגיב למצבים אלה יש תפקיד נוסף בהקשר זה. ממצאיהם, אשר עשויים לסייע בעתיד בפיתוח תרופות יעילות יותר לטיפול בהפרעות מטבוליות או בהפרעות אכילה, התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Cell Metabolism.

המחקר החל במסגרת עבודת הדוקטורט של ד"ר יעל קופרמן, אז במעבדתו של פרופ' אלון חן מהמחלקה לנוירוביולוגיה, וכיום מדענית סגל במחלקה למשאבים וטרינריים. ד"ר קופרמן, פרופ' חן ותלמידת המחקר מאירה וייס התמקדו באיזור במוח הקרוי "היפותלמוס", אשר אחראי על ויסותם של תהליכים רבים, ובין השאר על התמודדות הגוף עם מצבי לחץ וויסות אכילה, משק הגלוקוז והוצאת אנרגיה.

בזמן מצוקה מופרש בהיפותלמוס חלבון, אשר מפעיל קולטן הקרוי CRFR₁. ידוע כי קולטן זה תורם בעצמו להפעלת מערכת העצבים הסימפתטית, אשר מפעילה תגובה מיידית כאשר הגוף נמצא בלחץ. למעשה, באיזור זה, המווסת את חילוף החומרים במוח, מצויים קולטנים רבים מסוג זה, אך עד כה לא היה ברור מהו בדיוק תפקידם, ובאילו תאים הם מתבטאים.

כדי לענות על שאלות אלה איפיינו פרופ' חן וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה את התאים באיזור שנחקר בהיפותלמוס, וגילו שהוא מתבטא בכמחצית מאוכלוסיית התאים אשר מעודדת אכילה ומדכאת הוצאת אנרגיה. זוהי אחת משתי אוכלוסיות עיקריות של תאים המצויים באיזור זה של ההיפותלמוס; לגבי הקבוצה השנייה ידוע כי היא מעודדת שובע והוצאת אנרגיה. "זו הייתה הפתעה", אומרת ד"ר קופרמן. "אינטואיטיבית, היינו מצפים שהקולטן יתבטא בתאים המדכאים רעב, מפני שבמצבי לחץ, במקרים רבים, בעלי-חיים ובני-אדם מפסיקים לאכול".

כדי לבדוק היבט זה הסירו המדענים את קולטני CRFR₁ אך ורק מתאים המעודדים אכילה בהיפותלמוס בעכברי מעבדה, ובדקו כיצד משפיע השינוי על תיפקוד גופם. תחילה אמנם לא נרשם כל שינוי מהותי, שכן הקולטן מופעל במצבי לחץ, אך המדענים חשפו את העכברים למצבי לחץ – קור ומחסור במזון – ובדקו אותם לאחר מכן.

אשר לתנאי קור, ככלל, במצב כזה מפעילה המערכת הסימפתטית את רקמת השומן החוּם בצורה מוגברת על מנת להגן על טמפרטורת הגוף, והדבר נעשה באמצעות ייצור חוֹם (בעבר היה מקובל לחשוב שבבני-אדם ממלאת רקמה זו תפקיד רק בחודשים הראשונים של הינקות, כדי לשמור על חום הגוף של התינוק, אך כיום ברור שיש לה תפקיד גם בבוגרים). אם כן, במצב תקין אחראית רקמה זו לייצוב טמפרטורת הגוף. אך במצב הלא-תקין שנוצר במחקר זה, עקב סילוק קולטני ה- CRFR₁מגופן של העכברות, בעקבות חשיפתן לקור ירד חום גופן באופן משמעותי, ולא שב והתייצב לאחר מכן. לעומת זאת, בעכברים זכרים לא נצפה שינוי משמעותי.

גם בתנאי צום נצפתה תגובה דומה בנקבות. במצב רגיל, כאשר קיים מחסור במזון, נשלח אות מהמוח המאותת לכבד לייצר גלוקוז, ובכך לשמור על רמה תקינה של סוכר בדם. אך כאשר נמנע מזון מהעכברות חסרות קולטני ה-CRFR₁, פחתה באופן משמעותי כמות הגלוקוז שייצר הכבד שלהן. אשר לעכברים הזכרים, בדומה לחשיפתם לקור, גם במקרה זה לא גרם היעדרם של קולטני CRFR₁ לערעור חילוף החומרים בגופם.

"גילינו שלקולטן יש תפקיד מעכב בתאים אשר מונעים את הפעלת מערכת העצבים הסימפתטית", אומרת ד"ר קופרמן. מוסיף פרופ' חן: "חשוב שתאים אלה יעוכבו במצבי לחץ, כדי שהגוף יֵדע להגיב נכונה למצבים אלה".

נוסף על הבנת אופן פעולתו של קולטן זה, ולמשמעותו במצבי לחץ, חשף המחקר הבדלים בין תהליכי חילוף החומרים המתקיימים בזכרים לבין אלו המתנהלים בנקבות. כאמור, הקולטן מדכא את תחושת הרעב בנקבות, וייתכן כי מנגנון זה עשוי לשפוך אור חדש על התהליכים הביולוגיים אשר גורמים להתפתחות של הפרעות אכילה, שהן נפוצות יותר בקֶרֶב נשים מאשר בקרב גברים.

תגלית זו עשויה גם לסייע בפיתוח תרופות המיועדות לוויסות רעב, בייחוד מפני שתהליך זה מתרחש בהיפותלמוס, שהוא איזור במוח הנגיש יחסית למחזור הדם. מספר חברות תרופות מבצעות בימים אלו ניסיונות לפיתוח תרופות פסיכיאטריות אשר יחסמו את תיפקודו של קולטן CRFR₁ – במטרה לגרום להפחתה בהפרעות חרדה או בדיכאון. יחד עם זאת המדענים מציינים, כי מניפולציות באותו קולטן עלולות לגרום השפעות לוואי אשר ישבשו את חילוף החומרים, ולכן ייתכן שיובילו להשמנה.

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