אני מתרגש לספר שמחקר חדש שלי התפרסם ב-Genome Biology, אחד מכתבי העת החשובים בעולם הגנטיקה. המחקר עוסק במהפכה החקלאית – אחד האירועים החשובים בתולדות האנושות – שהגנטיקה כמעט שאינה יכולה לחקור, והממצאים שלו שופכים אור בין היתר על סוכרת והשמנת יתר, שתיים מהבעיות החמורות של המאה ה-21, שהשורשים שלהן נעוצים עמוק עמוק בעבר שלנו.
המהפכה החקלאית הייתה אירוע דרמטי מאין כמותו, שבעקבותיו השתנה אורח החיים האנושי ללא הכר. עד אז, בני האדם היו ציידים לקטים, הם חיו בקבוצות קטנות, נדדו ממקום למקום והתזונה שלהם הסתמכה בעיקר על ציד חיות וליקוט מהצומח. המהפכה החקלאית אפשרה להם לגדל את המזון שלהם בעצמם, ועברו להתגורר ביישובי קבע שהלכו וגדלו.
כל זה התרחש בפרק זמן קצר מאוד, בהיסטוריה הלא רחוקה. אלא שלשינויים גנטיים שמערבים ברירה טבעית דרושים לעיתים דורות רבים כדי להשתרש באוכלוסייה, ואילו כאן היה על האדם להתאים את עצמו במהירות לאורח החיים המשתנה. זהו בדיוק המקום שבו פורחת אפיגנטיקה – היא יכולה להגיב לסביבה, ומאפשרת לשינויים להופיע בטווח מהיר מאוד גם לפני שנראה שינוי ברצף הגנים עצמו.
בשנים האחרונות הצלחנו לשחזר מנגנון אפיגנטי אחד, המכונה מתילציית ד-אן-איי, גם מדגימות של אנשים שחיו לפני זמן רב. השחזור הזה מאפשר לנו לראשונה להסתכל מקרוב על בני אדם שחיו לפני ואחרי המהפכה החקלאית, ולנסות לבחון את השינויים. זה בדיוק מה שעשינו במחקר החדש, שאותו ערכתי בהנחיית פרופ' לירן כרמל ופרופ' ערן משורר מהאוניברסיטה העברית. באופן דרמטי ביותר, כמעט כל השינויים שמצאנו הם שינויים הקשורים לתזונה, ובפרט למטבוליזם של סוכר.
סוכר הוא מטבע אנרגיה חזק ביותר, שצריכתו יכולה לספק לגוף הרבה מאוד דלק. אלא שגודלו של המוח האנושי הופך אותו לצרכן רציני של אנרגיה – אף על פי שהמוח מהווה רק כשני אחוזים ממסת הגוף, הוא שואב כחמישית מהאנרגיה בגוף. עבור ציידים לקטים, הצורך לספק למוח כמות כזו של אנרגיה הייתה אתגר של ממש. התזונה שלהם הייתה ענייה מאוד בסוכר, והם התמודדו עם תקופות של מחסור או היעדר מזון. אז איך דואגים במצב שכזה לספק את האנרגיה הנדרשת בשביל המוח הגדול שלנו?
ההורמון אינסולין הוא בקר מרכזי על רמות הסוכר בדם, כשאנחנו אוכלים מאכל עשיר בסוכר, מופרש המון אינסולין שמסמן לגוף שצריך להשתמש בכל הסוכר הזה; לנצל, לבזבז, העיקר לסלק אותו מהדם. כשצייד לקט מסוים, שבקושי צורך סוכר ביומיום, נתקל פתאום בפרי מתוק וסוכרי, הוא ירצה לשמור את הסוכר למוח, שכל כך צריך את האנרגיה הזו. אך כדי לעשות זאת הוא צריך להתגבר על האינסולין, שהתגובה שלו הפוכה.
ואכן, מחקרים שנערכו על אוכלוסיות של ציידים לקטים בני זמננו מרחבי העולם מראים שנפוצה אצלם תופעה של "היפו־אינסולינמניה" – השפעה נמוכה יותר של הורמון האינסולין. ניתן להשיג זאת על ידי הפרשה נמוכה יותר של אינסולין בתגובה לעליית הסוכר בדם, או באמצעות תנגודת אינסולין – תגובה נמוכה יותר של הגוף לאינסולין שמופרש.
המחקר שלנו הראה בפעם הראשונה שתהליך דומה התרחש בגופם של ציידים לקטים עתיקים שחיו לפני אלפי שנים, ממצא שתומך בהשערה כי הפרשת האינסולין אצלם הייתה נמוכה יותר וייתכן שאפשרה לסוכר להיות מנותב למוח. לאחר המהפכה החקלאית, ככל שצריכת הסוכר שלנו עלתה יותר ויותר, לא היה עוד צורך לשמור סוכר לשעת חירום. מנגד, הסכנה ברמות סוכר גבוהות בדם הלכה וגברה, וכתוצאה מכך השתנתה עם הזמן הבקרה על הפרשת האינסולין, והובילה לעלייה ברמות ההורמון בתגובה לאכילת סוכר.
אלא שהיפו־אינסולינמניה מוכרת גם בימינו אנו. למעשה, זהו מנגנון מרכזי במחלת הסוכרת – בסוכרת מסוג 1 ישנה פגיעה בהפרשת האינסולין, ובסוכרת מסוג 2 יש בעיה ברגישות של התאים להורמון. המחקר החדש מאפשר לנו להסביר מדוע באוכלוסיות שעברו במאה האחרונה מתזונת ציידים לקטים הישר לתזונה המערבית העשירה בסוכר, נצפו אחוזים גבוהים הרבה יותר של סוכרת: לאוכלוסייה המערבית שכבר שנים צורכת תזונה עתירת סוכר היו אלפי שנים שאפשרו לגוף להסתגל לשינוי (למשל על ידי הגברת הרגישות לאינסולין, ולהצליח להתמודד עם רמות גבוהות של סוכר בדם. אבל מעבר חד מתזונה ענייה בסוכר לתזונה עתירת סוכר – בזמן שהגוף עדיין מורגל למצב שבו אין צורך באינסולין – עלול להיות הרסני.
אפיגנטיקה היא כלי חזק ומשמעותי, שיכול לאפשר לחוקרי אבולוציה להבין טוב יותר שינויים שעבר הגוף האנושי. כדי להקל עליהם, פרסמנו במאמר גם אלגוריתם שמאפשר לשחזר את תבניות מתילציית הדנ"א ולהשוות בין דגימות, כך שמעכשיו כל חוקר או חוקרת שירצו לחקור את הנושא, יוכלו לעשות זאת בקלות יחסית גם בלי הרבה ידע מוקדם בסטטיסטיקה. אני מקווה שהכלי הזה יביא לפריצות דרך נוספות שישפכו אור על העבר של כולנו.
אני רוצה להודות לתומכי הפטריאון של הבלוג, ובראשם למתן רינג, יובל שער, בני גויכמן, רועי וקראט ותמר כהן, התומכים המובילים. אם התוכן עניין אתכם, אני מזמין אתכם להפוך גם לתומכים, לעזור ל”סיור מוחות” לצמוח ולקבל מגוון רחב של הטבות כמו תכנים בלעדיים, יכולת להשפיע על הנושאים וצפייה בפוסטים לפני כולם. פרטים נוספים כאן
הצטרפו לרשימת התפוצה של הבלוג וקבלו את התכנים ישירות למייל
