השינה עדיין בכותרות וזה לא מפליא לאור הנתונים המדאיגים שעולים ממחקרים שונים, לפיהם עד 40 אחוזים מהאוכלוסיה הבוגרת סובלת מהפרעות שינה שפוגעות באיכות החיים ובבריאות. מחקר חדש שמצא דרך "לאפס" את השעון הביולוגי, עשוי לספק פיתרון לבעיה ההולכת והגדלה הזו.
בגוף האדם קיימות שתי מערכות פנימיות שפועלות במשותף על מנת להסדיר את שעות השינה והערות שלנו. המנגנון הראשון הוא מנגנון שמווסת את הצורך שלנו לישון על פי מספר השעות בהן היינו ערים (ליצירת איזון שינה/ערות). המנגנון השני הוא המנגנון הצירקדיאני, המכונה שעון ביולוגי, שנמצא פיזית בגרעין הסופרא-כיאסמטי במוח שהוא אזור זעיר בתוך ההיפותלמוס, אותו אזור במוח ששולט על ייצור הורמונים שונים. השעון הביולוגי מווסת על פני שעות היממה בין מחזורים קבועים של צרכים ביולוגיים שונים כמו אכילה, הפרשת הורמונים, פעילות גלי מוח, התחלקות של תאים מסויימים וכמובן גם זמני שינה וערות כל 24 שעות.
שתי המערכות האלו בדרך כלל מאזנות אחת את השנייה ופועלות בשיתוף. יחד עם זאת, מכיוון שהן פועלות באופן עצמאי, הן עלולות גם לאבד את הסינכרון ביניהן, כמו במצב של ג'ט לג (יעפת), שבו אנו נמצאים במקום שבו לילה אך גופנו מסרב להירדם וגורם לנו לחוש כאילו מדובר בצהרי היום. בעוד המקצבים האלה מופעלים במוח, הם מושפעים גם מגירויים חיצוניים כמו אור וטמפרטורה.
לשלוט בשעון האוטומטי
ההבנה שקיים שעון ביולוגי במוח ידועה שנים רבות, אולם במחקר החדש של מדענים מאוניברסיטת וונדרבילט שבטנסי, ארה"ב, בפעם הראשונה, נמצאה ככל הנראה דרך לשלוט בשעון האוטומטי הזה. הגילוי של החוקרים שפורסם בגיליון האחרון של כתב העת היוקרתי nature neuroscience מרמז כי ניתן "לאפס" את השעון הביולוגי, פעולה שעשויה לסלול את הדרך לטיפולים יעילים יותר בבעיות שינה. במחקרם הצליחו המדענים לגרום לעכברים לקום באופן טבעי וללכת לישון מבלי לשנות את תנאי התאורה בסביבתם. החוקרים עשו זאת באמצעות גירוי או דיכוי תאי עצב בגרעין הסופרא-כיאסמטי ובכך למעשה ביצעו איפוס של האזור ממנו מופעל אותו שעון הביולוגי.
הבחירה בעכברים בניסוי, לא הייתה מקרית והיא נעוצה בעובדה שהשעון הביולוגי של בני האדם ושלהם הוא כמעט זהה, פרט להיפוך שבין שעות היום והלילה מבחינת פעילות (העכברים פעילים יותר בלילה וישנים יותר ביום).
כדי להוכיח את התיאוריה שלהם, הינדסו החוקרים שני זנים של עכברי מעבדה להם הוכנסו גנים שגורמים לייצור של חלבונים מסויימים כתגובה לחשיפה לאור. זן אחד הכיל חלבונים רגישים לאור אשר יגרמו לעוררות בעת חשיפה לאור, ואילו בזן השני היה חלבון שמדכא פעילות עצבית בעת חשיפה לאור. למעשה, החוקרים יצרו שני זנים - אחד פעיל ביום וישן בלילה ואילו השני ישן ביום ופעיל בלילה. בהמשך ביצעו החוקרים גירוי ספיציפי של העצבים בשעון הביולוגי בשתי הקבוצות של העכברים בעזרת לייזר וסיבים אופטיים. שיטה זו המכונה אופטוגנטיקה, איפשרה לחוקרים לעורר או לדכא תאי עצב באמצעות קרן אור בלבד.
משנים את הלו"ז הפנימי
החוקרים גילו כי באמצעות השיטה שפיתחו הם מסוגלים להשפיע על השעון הביולוגי ולגרום למעשה "לאיפוס" של המקצב הצירקדיאני של העכברים ובכך לשנות את לוחות הזמנים הפנימיים שלהם לשינה וערות. החדשנות של הניסוי המדובר היא בכך שהחוקרים הצליחו לבצע איפוס של השעון הביולוגי וזאת מבלי לשנות שום דבר בסביבה החיצונית של העכברים.
אף שהשיטה עדיין אינה מתאימה לניסוי בבני אדם, הטכניקה עצמה יכולה לשמש כבסיס לטיפול בהפרעות שינה בעתיד. גם אם הדבר נשמע כמו מדע בדיוני, המטרה הסופית של החוקרים היא יצירה של תרופות ספציפיות שיכולות להפעיל ולכבות נוירונים שמעורבים בהפרעות שינה. כעת עומל צוות המחקר על שימוש בווירוסים מהונדסים גנטית שיאפשרו החדרה של גנים חדשים לתוך תאים אשר אשר יוסיפו להם את התכונות של רגישות לאור. הפרוייקט הבא של צוות החוקרים הוא להצליח ולהחדיר את הגנים הללו לתאי השעון הביולוגי בשילוב של השתלת נורת LED, שתפעיל או תדכא אותם ותאפשר שליטה מלאה על מחזור הערות והשינה.
עוד בנושא:
סובלים מחרדות? כנסו למיטה מוקדם
מה החלפת השעון עושה לגוף שלכם?
יש לכם סיבה טובה לנוח באמצע היום