התמודדות עם מצבי סטרס מובילה לעיתים קרובות לשינויים דחופים בהרגלי האכילה - מאיבוד תיאבון מוחלט ועד לאכילת יתר. תגובות גופניות ונפשיות אלו נשלטות על ידי ציר ביולוגי מרכזי שלא היה מוכר עד כה, אשר במרכזו עומד גן יחיד שמתחיל לפעול עוד במהלך ההתפתחות ברחם.
במשך שנים רבות נתפס הגן Otp כגורם המשפיע בעיקר על עיצוב המוח בשלב העוברי. אולם, מחקר חדש שפורסם בכתב-העת Endocrinology מעלה כי פעילותו של הגן ממשיכה לאורך כל החיים הבוגרים, תוך שהוא מפקח על מערכות הורמונליות חיוניות המציבות את התגובה ללחץ, את קצב חילוף החומרים ואף התנהגויות שונות.
"גילינו שהתוכנית הגנטית שמעצבת את החיווטים במוח בזמן ההתפתחות העוברית ממשיכה למלא תפקיד מרכזי בחיים הבוגרים ומשפיעה בין היתר על מאזן האנרגיה בגוף", מדגיש פרופ' גיל לבקוביץ, שקבוצתו הובילה את המחקר בשיתוף פעולה עם קבוצת המחקר של פרופ' אלון חן, שתיהן במכון ויצמן למדע.
בשל חיוניותו של Otp בגרעין התא, היעדר מוחלט שלו גורם לכך שעוברי עכברים אינם שורדים לאחר הלידה. בעבר חקרו המדענים את הגן בדגיגי זברה, המחזיקים בשתי גרסאות שלו. כבר לפני יותר מעשור הראו החוקרים כי פגיעה באחת הגרסאות במוח המתפתח מנע מהדגים להגיב כראוי לסטרס בבגרותם, ואף זיהו את החלבון במוח הדג הבוגר, אך תפקידו בבגרות נותר אז בלתי מפוענח.
כדי לבחון את תפקידו במוח הבוגר, התמקדו החוקרים באזור ההיפותלמוס בעכברים - מקטע המווסת תפקודים הישרדותיים מגוונים כגון רעב, שינה ורבייה באמצעות שליחים כימיים. "אנחנו נוהגים לקרוא להם הורמונים כשהם פועלים על איברי הגוף, ונוירו-פפטידים כשהם פועלים על המוח, אך בעצם מדובר באותן מולקולות", מסביר פרופ' לבקוביץ.
באמצעות כלי גנטי מתקדם, "כובתה" פעילות הגן בקבוצות תאים ספציפיות בהיפותלמוס של עכברים בוגרים מבלי לפגוע בהתפתחות המוח הראשונית שלהם. הניסויים, שהובלו על ידי ד"ר יעל קופרמן והחוקרות מעיין טהור שטלי נחום, הובילו לתוצאות חד-משמעיות: עם השבתת הגן, מערכות הסטרס של העכברים נכנסו לפעילות יתר. הפרשת הורמון הקורטיקוסטרון לדם עלתה באופן חד והעכברים הפגינו התנהגויות דמויות דיכאון, התקשו להתמודד עם אתגרים והציגו ירידה בחוסן הנפשי.
במקביל נרשמה פגיעה במאזן המטבולי: רמות הורמוני בלוטת התריס ירדו, חום הגוף צנח ורמות הכולסטרול עלו. אף שמשקלם של העכברים וצריכת המזון שלהם נותרו ללא שינוי בהשוואה לקבוצת הביקורת, הם צברו אחוזי שומן גבוהים יותר והתגובה שלהם לאותות רעב נחלשה.
"גילינו ש-Otp מתפקד בעצם כמו מרכז בקרה ושליטה במוח הבוגר", אומרת ד"ר קופרמן. "הוא פועל גם בתאים שמגיבים לסטרס וגם בתאים שאחראים על בלוטת התריס, אשר משפיעה בתורה על חילוף החומרים בגוף כולו".
פרופ' לבקוביץ מציין שבבני-אדם, שתי מערכות תאים אלה קשורות אחת בשנייה. "דיכאון או חרדה עשויים להתפרש כמצבים נפשיים לגמרי, אך בדיקת דם עשויה לעיתים לגלות שהסיבה לכך היא חוסר איזון הורמונלי - רמה נמוכה של הורמוני בלוטת התריס, עלולה להשפיע גם על התגובה הנפשית לסטרס וגם על רמות הכולסטרול והסוכר בדם ועל חילוף החומרים כולו".
מבחינה אבולוציונית, הממצאים מצביעים על יעילות מולקולרית: אותם מנגנונים שמכוונים את התמיינות תאי המוח בעובר עוברים "הסבה מקצועית" בבגרות כדי לנהל את מאזני האנרגיה והתגובות לסטרס ביום-יום. הגן Otp מנתב אותות חיצוניים ופנימיים ל-DNA וקובע אילו מערכות הורמונליות יופעלו.
"בעבר נחשב החלבון שמיוצר על-ידי Otp לפעיל במהלך ההתפתחות העוברית בלבד, אך כעת התברר שמדובר במתג-על ששומר על איזון לאורך כל החיים", אומר פרופ' לבקוביץ. "הוא לא רק בונה את המערכת - הוא גם דואג שהכול ימשיך לפעול חלק".
המחקר הראה כי הגן שומר על איזון עדין במקביל בין כמה מסלולים מולקולריים בעלי השפעות מנוגדות - למשל דרבון ייצור מולקולות המגבירות רעב לצד מולקולות המאיצות הוצאת אנרגיה.
"זיהינו מתג-על חדש שאחראי על שיווי משקל ברמה הגופנית והנפשית", מסכם פרופ' לבקוביץ. "הבנה מפורטת יותר של פעילותו עשויה להוביל לטיפולים מדויקים וממוקדים יותר בהפרעות שונות מדיכאון וחרדה ועד סוכרת. במקום להשבית את כל המערכת כשמשהו בה מתערער, נוכל לנסות להחזיר אותה לאיזון".
במחקר שנערך בשיתוף בין המחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא, המחלקה למדעי המוח והמחלקה לנוירוביולוגיה מולקולרית במכון ויצמן, השתתפו גם בתיה בכר, אסתר רגב, ד"ר ז'נה בלכמן, ד"ר מיכאל צורי וד"ר יעקב בירן ממכון וולקני.