על הגנטיקה בהשמנה, ועל הצעות ייעול להרזיה מכיוון השומן החום

פזית פולק סיימה בימים אלה את עבודת הדוקטורט שלה בשוויץ…הנה מה שהיא מצאה ולבקשתי כתבה לנו:
ברור לכולנו מנין נובעת מגפת השמנת יתר העולמית היחסית טרייה: שפע של אוכל שלא נראה כמותו בעבר, רובו מתועש ומופשט מערכיו התזונתיים המקוריים; הפחתה בצורך לעסוק בעבודה פיזית עקב המצאות טכנולוגיות כמו הרכב הפרטי; ומחסור בזמן – הדרוש להכנת ארוחות מזינות ועיסוק בספורט. אבל השמנה איננה נובעת אך ורק משיווי המשקל שבין אכילה ועיסוק בספורט. גם לגנטיקה יש השפעה מכרעת על המשקל, ומחקרים שונים מוכיחים שבין 40-70% ממשקל הגוף נקבעים באופן גנטי.
אחד הגורמים הגנטיים המשפיעים ביותר על המשקל, אם לא החשוב מכולם, הוא קצב "בזבוז" האנרגיה הבסיסי של הגוף. בדיוק כמו שמכוניות שונות בעלות נפח מנוע דומה צורכות כמויות שונות של דלק לכל ק"מ של נסיעה, גם בני אדם שורפים כמות שומן שונה לביצוע פעילות דומה. בני אדם שהגוף שלהם יודע לצרוך שומן בצורה יותר יעילה נשארים עם עודף שומן גדול יותר והתוצאה היא השמנת יתר. 
חשיבות המחקר הביו-רפואי בתחום ההשמנה היא לא רק אסתטית. השמנת יתר קשורה קשר הדוק עם קיצור תוחלת ואיכות החיים, וכן מחלות כגון סכרת, יתר לחץ דם, יתר כולסטרול וטריגליצרידים בדם, מחלות לב, ואף סוגים מסוימים של סרטן. מנקודת השקפתי כמישהי שסיימה לפני מספר חודשים לימודי דוקטורט בנושא ההשמנה, המחקר בתחום מתרכז בשלוש שאלות עיקריות:
·         מדוע אנו מרגישים רעב, או כיצד מבוקר התיאבון? אם נבין את המנגנונים שמעוררים את תחושת התיאבון נוכל לעכב אותם ולמנוע אכילה. זה הגיוני אם מתעלמים מהעובדה שאנשים שמנים לא אוכלים מתוך רעב
·          מה משפיע על התמיינות של תאי גזע לתאי שומן? כלומר, אם בימים שלאחר הפריית הביצית בתחילת ההיריון כל התאים בגוף העובר זהים, מה גורם לתא מסוים להפוך דווקא לתא שומן ולא לתא שריר למשל? חקר ההתמיינות של תאי שומן הוא חשוב ומעניין אבל לדעתי האישית איננו בעל פוטנציאל גדול להפוך לתרופה, מכיוון ששומן שלא נאגר ברקמת השומן ישאר בדם ו/או באברי אחסון משניים (בעיקר הכבד), ומצב זה עלול להזיק לבריאות הרבה יותר מאחסון ברקמת שומן.
·           כיצד ניתן להגביר את קצב בזבוז האנרגיה הבסיסי של הגוף? זאת השאלה שעבדתי עליה בדוקטורט ולדעתי היא בעלת הפוטנציאל הגדול ביותר להביא לתרופה שתגרום לאנשים שלא להשמין על אף שהם אוכלים כמויות עודפות של מזון.

הפחתת התיאבון לא עובדת ביעילות על אנשים שאין להם הפרעה גנטית בויסות התאבון (שזה כמעט כולנו…) כי אנחנו לא אוכלים מתוך רעב, ופרט לכך עלולה לגרום לחסרים תזונתיים. קיימות גם תרופות שגורמות לעיכוב ספיגת השומן מהמזון במערכת העיכול. אולם עודפי השומן שלא נספגו עקב השימוש בתרופות אלו גורמים לשלשולים ולאי נוחיות מרובה למשתמשים, וגם כאן עלולים להיגרם חסרים תזונתיים.
לעומת זאת הגברת קצב צריכת האנרגיה תגרום לכך שניתן יהיה לאכול כמה שרוצים בלי להשמין. נשמע טוב מכדי להיות אמיתי? זה דווקא מציאותי לגמרי, לפחות בעכברים בשלב זה.
במהלך הדוקטורט שלי יצרנו במעבדה עכברים עם שינוי גנטי קטן שהוביל לחוסר ביטוי של חלבון שנקרא רפטור ברקמת השומן. מייד בתחילת העבודה עם העכברים האלו היה ברור שהם שוקלים פחות מעכברים רגילים, וצילומי רנטגן הראו שהבדלי המשקל נובעים אך ורק מצבירה של פחות שומן וכל שאר האיברים היו נורמאליים לגמרי.
בנוסף, העכברים ללא רפטור היו בריאים יותר מעכברים רגילים ולא פיתחו סכרת או יתר כולסטרול בתגובה לדיאטה עתירת שומן. להמחשה, תמונה של עכבר רגיל (משמאל) ועכבר ללא רפטור (מימין) אחרי 13 שבועות של דיאטה עתירת שומן:
 
כדי לברר מדוע העכברים לא משמינים בדקנו כל מיני אפשרויות: למשל בדקנו כמה העכברים אוכלים ולא מצאנו הבדלים בכמויות בין העכברים הנורמליים לאלו שחסרים את רפטור; בדקנו את ספיגת השומן במערכת העיכול ולא מצאנו הבדלים; בדקנו כמה העכברים מתעמלים בעזרת גלגלי ריצה, והסתבר שהעכברים בלי רפטור רצו כל יום רק כמחצית המרחק שעכברים נורמליים רצו (!!!) ולמרות זאת הם היו כאמור רזים יותר.
לבסוף מצאנו שלעכברים בלי רפטור היתה צריכת אנרגיה גבוהה יותר ולכן לא השמינו. אבל מאין נובעת צריכת האנרגיה הגבוהה יותר? על מנת להבין זאת עלינו קודם כל להבין מהו שומן חום. ישנם בגוף שני סוגים של שומן: השומן הרגיל שכולנו מכירים שמשמש לאחסון אנרגיה והוא נקרא שומן לבן. הסוג השני שונה במראהו ובתפקידו, ומלא באברונים שאחראיים על יצור אנרגיה ונקראים מיטוכונדריה. ריבוי המיטוכונדריה מקנה לשומן זה את צבעו החוּם. תפקיד השומן החוּם הוא שמירה על חוֹם הגוף, והוא עושה זאת ע"י שריפת השומן והמרתו לחוֹם במקום ATP (למתעניינים, ראו הסבר ביוכימי בסוף המאמר).
שומן חום מגן מפני היפותרמיה (ירידת חום) בעיקר על בעלי חיים שנכנסים לתרדמת חורף, ובבני אדם נמצא בעיקר בתינוקות שאינם מסוגלים לשמור על חום גופם ביעילות בדרכים אחרות. בבוגרים השומן החום הופך בהדרגה לשומן לבן אבל לא נעלם לגמרי, וקיימים מצבורים קטנים של שומן חום בחזה ובצוואר.
אם נחזור לעכברים ממחקר הדוקטורט של
י, גילינו שהסיבה לצריכת האנרגיה המוגברת שלהם היתה שהשומן הלבן של העכברים ללא רפטור הפך לשומן חום.
במעבדות אחרות מצאו שעכברים עם שינויים גנטיים אחרים שהביאו גם הם להחלפת השומן הלבן בשומן חום הובילו גם הם ליצירת עכברים שאינם משמינים (הנה שתי דוגמאות, יש עוד כמה).

איך מתרגמים את כל זה לתרופה נגד השמנה? המחקרים בעכברים טובים ויפים אבל אין אפשרות לעשות מניפולציות גנטיות באנשים, ואין עדיין אפשרות מעשית לכוון תרופות כך שישפיעו אך ורק על רקמת השומן.
פתרון פוטנציאלי מבטיח הוא לעשות שאיבת שומן, להפוך את תאי השומן הלבן לתאי שומן חום, ולהחזיר אותם לגוף. על הפיתרון הזה עובדים במעבדה של פרופסור ברוס שפיגלמן בהרווארד, שהתראיין בנושא לפודקאסט של העיתון Nature.
 

הסבר ביוכימי למטבוליזם של שומן חום:
במצב נורמלי המיטוכונדריון מייצר אנרגיה באופן הבא: הסוכר/שומן/חלבון שאנו אוכלים מתפרק בשרשרת של תהליכים ביוכימיים בציטופלסמה ובמיטוכונדריון, והאנרגיה המשתחררת משמשת לדחיפת פרוטונים לתוך הממברנה הכפולה של המיטוכונדריון. נוצר מפל ריכוזים (=אנרגיה פוטנציאלית) של פרוטונים בין הממברנה הכפולה ופנים המיטוכונדריון. הפרוטונים חוזרים לתוך המיטוכונדריון דרך אנזים שנקרא ATP synthase והוא משתמש באנרגיה הנוצרת בזמן שחרור מפל הריכוזים של הפרוטונים ליצירת ATP, מטבע האנרגיה של התא.
בשומן החוּם יש דרך נוספת לפרוטונים לחזור לתוך המיטוכונדריון, תעלה שנקראת UCP1. האנרגיה המשתחררת בתהליך זה הופכת לחוֹם באופן ספונטני. תהליך זה קיים במידה זו או אחרת בכל התאים בגוף, אבל בעיקר בשומן החום.
בשומן הלבן של עכברים ללא רפטור היה ביטוי מוגבר של UCP1 ומרקרים נוספים של שומן חום, דבר שגרם להמרת חלק ניכר מהאנרגיה ממפל הפרוטונים לחום במקום ל-ATP. על מנת להגיע בסופו של דבר לכמות ה-ATP הדרושה לתחזוקת התא, נאלץ תא השומן להגביר משמעותית את קצב שריפת השומן.

וחדש, חוקרים מבוסטון הראו בכנס 2009- Endocrine Society's 91st Annual Meeting in Washington, D.C שיש לנו ובעיקר לנשים יותר שומן חום ממה ששערנו.

מודעות פרסומת

2 תגובות to “על הגנטיקה בהשמנה, ועל הצעות ייעול להרזיה מכיוון השומן החום”

  1. דינה ראלט Says:

    מה את אומרת על התרופה
    SRT1720 which targets the SIRT1 gene?
    http://www.webmd.com/diet/news/20081104/experimental-drug-spurs-fat-burning?ecd=wnl_day_110608
    התרופה גם חיזקה את כח העכברים וגם מנעה התפתחות עמידות לאינסולין

  2. פזית Says:

    צודקת באמת התכוונתי להוסיף את זה במקור ושכחתי.

    החומר הזה הוא נגזרת פעילה במיוחד של רסברטרול וגורם ליצור מוגבר של מיטוכונדריה בעיקר בשרירים, בכבד, ובשומן החום. יש לו פוטנציאל מצויין להפוך לתרופה נגד השמנה.

    כמו שכתבתי בעבר בתגובות לבלוג, למרות שההשפעות החיוביות של רסברטרול ידועות והוכחו במחקרים קליניים, הרסברטרול עצמו כנראה לעולם לא יגיע לשיווק מסחרי כי עולה הון תועפות לייצר אותו. SRT1720 פותח ע"י חברת סירטריס (שביקשה מהמעבדה של אאורקס לנסות אותו וכך נולד המאמר) בתור תחליף רסברטרול שעלות הייצור שלו הגיונית.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s


%d בלוגרים אהבו את זה: