חוקרים ישראלים מצאו את המתג במוח שאחראי על תחושת שובע

רעב, שובע, אכילה, השמנה ודיאטה הם נושאים שמעסיקים כמעט את כולם, אף שניסיון החיים מלמד שהתעסקות בהם לא הופכת את ההתמודדות עם המשקל לפשוטה יותר. למעשה, בשלב זה כבר די ברור שדיאטות לא באמת עובדות, וכי יש צורך להבין יותר יותר את האופן שבו הגוף שלנו מגיב לאוכל ולתחושות הנלוות אליו.

בעוד רוב העבודה הזו נעשית ברמה האישית והרגשית, חוקרים ישראליים בדקו גם את הפן המדעי של הנושא, ומצאו את המתג במוח שאחראי לתחושת השובע שלנו. הממצאים החדשים שלהם שופכים אור חדש על מנגנוני הבקרה של תהליכי הרעב והשובע בגוף שלנו, וצפויים לסייע בפיתוח תרופות חדשות נגד השמנת יתר.

במחקר שהתפרסם אתמול (חמישי) בכתב העת המדעי Science, פענחו מדעני מכון ויצמן למדע, בשיתוף עם מדענים מאוניברסיטת קווין מרי בלונדון ומהאוניברסיטה העברית בירושלים, את מנגנון הפעולה של המתג הראשי של תחושת הרעב והשובע במוח: הקולטן מלנוקורטין 4 או בקיצור MC4.

הקולטן MC4 הוא חלבון קטן המתבטא בתאי עצב באזור המוח הקרוי היפותלמוס, כחלק ממקבץ תאים (שיחדיו מכונים הגרעין הפאראוונטריקולרי) המחשבים את מאזן האנרגיה בגוף באמצעות חישה ועיבוד של אותות מטבוליים שונים. כאשר 4MC נמצא במצב פעיל - וזהו מצבו הטבעי - הוא משגר פקודות הגורמות לנו להרגיש שבעים; כלומר, מבחינתו של המוח, ברירת המחדל של גוף האדם היא שובע.

כאשר רמות האנרגיה שלנו יורדות, מקבץ התאים בהיפותלמוס מפריש הורמון המכבה את קולטן ה-4MC ומייצר אצלנו תחושת רעב. אחרי הארוחה, מופרש הורמון אחר הנקשר לאותו אתר קישור על פני הקולטן, מסלק ממנו את הורמון הרעב ומחזיר את הקולטן למצבו הפעיל, דהיינו לתחושת השובע. מוטציות המשביתות את 4MC גורמות לאנשים להרגיש רעב תמידי.

המחקר הנוכחי החל בעקבות מצוקתה של משפחה ישראלית שבה יותר משבעה מבני המשפחה סובלים מרעב תמידי ומהשמנת יתר קיצונית; למעשה, אצל רובם עומד מדד מסת הגוף (BMI) על ערך גבוה מ-70, כלומר בערך פי שלושה מהנורמה. הדר ישראלי, סטודנטית לרפואה החוקרת מנגנוני השמנה במסגרת עבודת הדוקטורט שלה בהנחייתו של ד"ר דני בן-צבי באוניברסיטה העברית בירושלים, התוודעה למשפחה במהלך לימודיה. ישראלי, שנדהמה מכך שמצוקת המשפחה נובעת ממוטציה אחת בלבד בקולטן ה-MC4, פנתה בנושא לד"ר מורן שלו בן-עמי מהמחלקה לביולוגיה מבנית וכימית במכון ויצמן, המתמחה בהדמיה תלת-ממדית של קולטנים במערכת העצבים המרכזית.

בעקבות פנייתה, הציעה ד"ר שלו בן-עמי לישראלי להצטרף למעבדתה כמדענית אורחת ולחקור באמצעות טכנולוגיות חדישות של מיקרוסקופיה אלקטרונית, כיצד עובד הקולטן ומדוע דווקא מוטציה זו מובילה להשלכות כה חמורות אצל החולים. ישראלי וד"ר אוקסנה דגטיאריק, חוקרת בתר-דוקטוריאלית במעבדה, בודדו כמויות גדולות של קולטני MC4 מקרומי תאים, ופענחו את המבנה התלת-ממדי של הקולטן באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים קריוגני.

העובדה שקולטן ה-4MC שולט הלכה למעשה בתחושות הרעב והשובע של הגוף, הופכת אותו למטרה מרכזית לפיתוח תרופות נגד השמנת יתר. במסגרת המחקר, חשף צוות המחקר גם את אופן פעולתה של תרופה חדשה בשם סטמלנוטיד (Imcivree) שאושרה באחרונה על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקני (FDA) לטיפול במקרים של השמנת יתר הנובעת מפגמים גנטיים מסוימים. החוקרים חשפו כי התרופה נקשרת לקולטן ומפעילה ישירות את מתג השובע במוח - למעשה היא עושה זאת בצורה עוצמתית אפילו יותר מזו של הורמון השובע הטבעי.

בנוסף, נחשפה זהותו של סייען מפתיע העוזר לתרופה: יון סידן המחזק את הקישור של התרופה לקולטן. בניסויים ביוכימיים וחישוביים, מצאו המדענים כי הסידן עוזר באופן דומה גם להורמון השובע הטבעי להפעיל את MC4, ובו-בזמן משבש את פעולתו של הורמון הרעב. "זה היה ממצא מפתיע ביותר", אומרת ד"ר שלו-בן עמי. "נראה כי בעזרת הסידן יכול אות השובע להתחרות בהצלחה באות הרעב, וכך לסייע למוח לחזור לתחושת שובע לאחר הארוחה".

בנוסף, זיהו המדענים מאפיינים מבניים המבדילים בין 4MC לבין קולטנים דומים מאותה משפחה. זיהוי זה יאפשר לפתח תרופות ממוקדות יותר אשר ייקשרו ל-4MC בלבד מבלי להפעיל קולטנים אחרים ולגרום לתופעות לוואי. "הממצאים שלנו יסייעו לקדם פיתוח תרופות משופרות ובטוחות יותר נגד השמנת יתר", אומרת ד"ר שלו-בן עמי.