החשיפה הגוברת ללחצים בחברה המערבית המודרנית, גובה מחיר כבד: הן בשיעור הולך וגדל של הפרעות נפשיות כמו חרדה ודיכאון, והן במחלות מטבוליות (של חילוף חומרים) כמו השמנה, סוכרת מסוג 2, טרשת עורקים ועוד. בשני המקרים מדובר במגיפה עולמית שהולכת ומתרחבת בעשורים האחרונים: על-פי נתוני ארגון הבריאות העולמי, מספר החולים בסוכרת ברחבי העולם צפוי להכפיל את עצמו בשני העשורים הקרובים, ולעמוד על יותר מ-360 מיליון בני-אדם בשנת 2030. הקשר בין חשיפה למצבי לחץ לבין התנהגות חרדתית ושינויים באכילה ברור כמעט מאליו לכל מי שמצא עצמו אוכל כמויות גדולות של שוקולד לפני מבחן חשוב, ונתמך גם במחקרים מדעיים. עם זאת, המנגנונים העומדים בבסיס הקשר הזה אינם ידועים.

ד"ר אלון חן וחברות קבוצת המחקר שלו מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע גילו, כי שינוי בפעילותו של גן יחיד באזור מוגדר במוח מגבירה התנהגות חרדתית של עכברים, ובמקביל גורמת לשינויים בחילוף החומרים – כך שהעכברים מפתחים תסמינים אופייניים לסוכרת מסוג 2. ממצאי המחקר מתפרסמים השבוע במהדורה המקוונת של כתב-העת המדעי "רשומות האקדמיה האמריקאית למדעים" (PNAS).

התגובה למצבי לחץ מקיפה את כל מערכות הגוף, המתגייסות כדי להתמודד עם האיום בדרך הטובה ביותר. תגובה זו כוללת, בין היתר, שינויים התנהגותיים כמו עלייה ברמת החרדה והריכוז, וכן שינויים בחילוף החומרים, כמו ייצור חום והבדלים בהעדפת מזון. כדי לנסות להבהיר את המנגנון האחראי לתופעות אלה, ביקשה קבוצת המדענים ממכון ויצמן למדע לבחון את מעורבותו של חלבון הקרוי Ucn3 (יורוקורטין 3), אשר ידוע כאחד הגורמים המווסתים את תגובת הגוף למצבי לחץ. החלבון נוצר בתאי עצב באתר מסוים במוח, וייצורו מוגבר בזמני לחץ. שלוחות של תאי עצב אלה מתפקדות כמעין "דרך מהירה" שבה ה-Ucn3 נע ממקום ייצורו אל שני מקומות נפרדים במוח: אחד הוא ההיפותלמוס – אזור במוח האחראי על הבקרה ההורמונלית של הגוף, ובין היתר, מווסת את תחושת הרעב והשובע. האתר השני מפקח על ההתנהגות, וקשור בוויסות רמות החרדה. בשני אתרים אלה מצויים קולטנים ייחודיים הנקשרים ל-Ucn3, ובעקבות כך מפעילים את התגובה ההתנהגותית למצבי לחץ.

מדעני מכון ויצמן יצרו מערכת גנטית מתקדמת המאפשרת להשפיע על גן בודד, במיקום מדויק, והשתמשו בה כדי להגביר את כמות ה-Ucn3 הנוצרת באתר מוגדר במוח.
הם גילו כי ייצור מוגבר של החלבון גרם לשינויים בשתי מערכות שונות: הוא הגביר את ההתנהגות החרדתית של העכברים, ובמקביל, גרם לשינויים בחילוף החומרים. כך, בין היתר, עכברים שייצרו כמות עודפת של Ucn3 העדיפו להשתמש בסוכרים כדי להפיק אנרגיה, במקום לנצל חומצות שומן, וקצב חילוף החומרים שלהם היה מהיר יותר. בנוסף, עכברים אלה פיתחו תסמינים אופייניים לסוכרת מסוג 2: ירידה ברגישות השרירים לאינסולין המעכבת את כניסת הסוכר לתאים, וגורמת לעלייה ברמת הסוכר בדם. כתוצאה מכך התגבר ייצור האינסולין בלבלב (במטרה לנסות "לפצות" על חוסר התגובה).

"הראנו כי שינוי נקודתי בפעילותו של גן יחיד, במיקום מוגדר במוח, מוביל לשינוי בחילוף החומרים בכל הגוף", אומר ד"ר חן. המנגנון שגילו המדענים, המקשר בין מצבי לחץ ברמת המוח, לבין התפתחות מחלות מטבוליות, עשוי לאפשר, בעתיד, פיתוח שיטות טיפול במחלות מטבוליות הקשורות במצבי לחץ – כמו השמנה וסוכרת מסוג 2 – באמצעות השפעה על Ucn3 או על הקולטן שלו.

במחקר השתתפו תלמידות המחקר יעל קופרמן, אורנה איסלר, לימור רגב, יפעת מוסרי, ענבל נבון ועדי נויפלד-כהן, וטכנאית המעבדה שוש גיל, מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע.

PNAS, 2010, 107(18), 8393-8398

 חדשות מהמעבדות של מכון ויצמן למדע .