חוקרים מאוניברסיטת ייל גילו כי חומצות שומן שמייצרים חיידקי מעיים מגיעות למוח ומשפיעות על תחושת הרעב
בשנים האחרונות הצטבר ידע רב על הקשר בין אוכלוסיית החיידקים במעיים לסיכון להשמנה ולרמות סוכר גבוהות בדם – שני המאפיינים העיקריים של התסמונת המטבולית, כלומר גורמי סיכון לתחלואה בסוכרת מסוג 2 ומחלות לב. כבר לפני עשור פרסם ג'פרי גורדון (Gordon) מאוניברסיטת וושינגטון במיזורי מאמר פורץ דרך, שבו הראה כי חיידקי מעיים יכולים לגרום להשמנת עכברים. בכך סלל את הדרך למחקרים רבים בבני אדם ולזיהוי מיני חיידקים המעורבים בהשמנה או יכולים למנוע אותה. בשנים האחרונות פותחו טיפולי השתלת צואה המשנים את אוכלוסיית החיידקים במעי האדם. טיפולים אלה הניבו תוצאות מבטיחות בטיפול בסוכרת, וכעת נבדקת יעילותם נגד השמנה.
הידע הרב שהצטבר על הקשר בין המיקרוביום להשמנה עשוי להסוות את העובדה, שאנו עדיין יודעים רק מעט על המנגנונים שבאמצעותם החיידקים גורמים להשמנה. אם נדע יותר על מנגנונים אלה, נוכל לפתח טיפולים ממוקדים, יעילים ונטולי תופעות לוואי. צעד חשוב בעניין עשתה כנראה קבוצת חוקרים מאוניברסיטת ייל בראשותו של ג'רלד שולמן (Shulman). במאמר בכתב העת Nature מתארים החוקרים מנגנון השמנה שמעורבים בו חיידקי המעי, מערכת העצבים הפאראסימפתטית ואצטט.
משוב חיובי
אצטט (acetate) היא חומצת שומן קצרה, שטיב הקשר שלה להשמנה לא היה ברור עד כה. מחקרים העלו ממצאים סותרים בנוגע ליכולת של חומצות כאלה לעודד או למנוע השמנה. ייתכן שהסתירות נובעות מכך שריכוז האצטט נמדד בדוגמאות צואה או דם, והמדידות אינן משקפות בהכרח את ריכוז האצטט ברקמות אחרות. החוקרים מייל פיתחו שיטה המבוססת על סימון רדיואקטיבי של החומצה, המאפשרת לעקוב באופן מדויק אחר השינויים ברמות חומצות השומן הקצרות ברחבי הגוף. בדרך זו הראו כי האכלת חולדות במזון עתיר שומן גורמת לעלייה ברמת האצטט הן במערכת העיכול, הן במוח. העלייה ברמות האצטט גרמה לחולדות לאכילת-יתר, להשמנה, לשיבוש בהפרשת האינסולין בתגובה לגלוקוז ולהצטברות שומנים בכבד ובשרירים, כולם מאפיינים של התסמונת המטבולית.
בשורה ארוכה של ניסויים הוכיחו החוקרים כי חיידקי המעי הם שמייצרים את האצטט בתגובה למזון משמין. כאשר חולדות שקיבלו מזון משמין טופלו באנטיביוטיקות רחבות טווח, המשפיעות הן על כמות החיידקים במעי והן על המגוון שלהם, נמדדו רמות אצטט נמוכות יותר. תוצאה דומה התקבלה כאשר השתמשו בעכברים שגודלו בתנאים סטריליים בלי חיידקים כלל (germ free), או בחולדות שהמעי הגס שלהן (וכל אוכלוסיית החיידקים שבתוכו) הוסרו בניתוח. בנוסף, החוקרים הראו כי החומצה המיוצרת במעי מסוגלת לחדור למוח דרך מחסום הדם-מוח.
לאחר שהראו כי מולקולות האצטט מתווכות הפרשת-יתר של אינסולין בתגובה לגלוקוז (תסמין קלאסי של התסמונת המטבולית), החליטו החוקרים לבחון את מעורבות האצטט בפעולת מערכת העצבים הפאראסימפתטית. מערכת זו מבקרת תהליכים המתרחשים בזמן מנוחה, ובהם מנגנוני הרעב והשובע והפרשת אינסולין. הם חסמו את פעילות המערכת הפאראסימפתטית באמצעות חיתוך של עצב הוואגוס ובאמצעות הזרקת אטרופין. טיפולים אלה, הכירורגי והכימי, מנעו השפעה של האצטט על התפתחות התסמונת המטבולית, גם כאשר החומצה הוזרקה ישירות למוחן של החולדות. ממצאים אלה הוכיחו שמערכת העצבים הפאראסימפתטית מעורבת בשיבוש שגורם האצטט בהפרשת האינסולין בתגובה על גלוקוז.
במנגנון החדש שמתארים החוקרים, העלייה ברמות האצטט בעקבות אכילת מזון עתיר שומן הביאה ישירות להפעלת מערכת העצבים הפאראסימפתטית, כך שיותר אינסולין הופרש בתגובה לגלוקוז. מצב זה נקרא "קדם-סוכרת". נוסף על הפרשת האינסולין, השפעת האצטט על מערכת העצבים הפאראסימפתטית הביאה להעלאה ברמת הורמון הרעב גֶרְלִין. מכיוון שהורמון זה מעודד אכילה, נוצר משוב חיובי: צריכת מזון עתיר שומן מעודדת אכילת-יתר, ובכך תורמת ישירות להשמנה ובעקיפין להתפתחות הסוכרת – בגלל הפעלת מערכת העצבים הפאראסימפתטית והגברת ההפרשה של אינסולין.
שיבוש המנגנון
במערכת העיכול שלנו יש אלפי מינים של חיידקים, והחוקרים לא בדקו לפי שעה אילו מהם אחראים על ייצור האצטט. מחקרים קודמים רמזו כי אלו חיידקים ממערכת הפרמיקיוטים (Firmicutes), המשגשגים בעקבות אכילת מזון עתיר שומן.
חיידקי המעיים תלויים באדם שיספק להם סביבת קיום נאותה; מדוע, אפוא, הם גורמים לנו לאכילת-יתר ולסוכרת המקצרות את חיינו, ובסופו של דבר משמידות את בית הגידול שלהם? ייתכן שהמנגנון הזה הוא שריד אבולוציוני מהתקופה שבה זמינות המזון הייתה נמוכה, ואכילת-יתר של מזון עתיר קלוריות הייתה חשובה להישרדות האדם והחיידקים שבמעיו.
בינתיים הראו החוקרים את קיומו של המנגנון בחולדות. האם הוא קיים גם בבני אדם? על פי המידע הקיים, ייתכן בהחלט, אך הדבר טרם הוכח. גם לא ברור אם זהו המנגנון היחיד או שהמיקרוביום מעורב בעוד מנגנונים להשמנת-יתר. אם אכן יגלו חוקרים את החיידקים יצרני האצטט גם באדם, הגילוי עשוי לסלול את הדרך לפיתוח טיפולים נגד השמנת-יתר שיתבססו על שיבוש המנגנון הזה. עד אז ניאלץ להסתפק בדרכים הרגילות לשמירה על המשקל, ולשים לב מה וכמה אנחנו אוכלים.
