שינויים בשעון הביולוגי
הרגלי השינה המודרניים שמתעלמים מהאור והחושך הטבעיים עלולים לגרום להשמנה ולשינויים בהתנהגות ובפעילות המוח
רבים מאתנו שמעו את המושג "השעון הביולוגי" או קצב צירקאדיאני (צירקה - מעגל, דיאני - יום). השעון הביולוגי מכוון לכ-24 שעות, 12 שעות אור ו-12 שעות חושך, אך אפשר לווסתו על ידי שינוי תקופות אור וחושך.
למשל, רבים חוו את חוויית היעפת (ג'ט לג) הנגרמת בעקבות נסיעה לחו"ל הכרוכה במעבר לאזור זמן אחר ופוגעת בזמן ובאיכות השינה, מביאה להרגשת עייפות, לפגיעה בתיאבון ולתסמינים נוספים. בתוך כמה ימים הגוף מתרגל לזמן החדש, יש ויסות של השעון הביולוגי ואז... מסתיימת החופשה כמובן, ואנו חווים שוב את חוויית היעפת עם שובינו הביתה.
השעון הביולוגי נקבע באזור מסוים במוח הקרוי הגרעין העל-תצלובתי (Suprachiasmatic Nucleus) ומצוי באזור ההיפותלמוס. השמות עצמם אינם חשובים, אבל חשוב לדעת כי האזור הזה, המהווה את השעון המרכזי במוח, מקבל מידע על תקופות אור וחושך היישר מרשתית העין, מתאי העצב הרגישים לאור ולחושך המצויים בה.
ויסות השעון המרכזי על פי תקופות אור-חושך מתווך על ידי גנים שהפעלתם גורמת ליצירת חלבונים מסוימים. כמו כן יש בגוף שעונים נוספים והם מווסתים על ידי השעון המרכזי.
עם התפתחות הציביליזציה והשינויים שחלו באורח חיינו, אנו מצויים לעתים קרובות במשטרי אור-חושך שאינם טבעיים. רובנו נשארים ערים מאוחר בלילה בתנאי תאורה, האנשים העובדים במשמרות לילה חשופים לאור במשך כל הלילה, אחיות ורופאים עובדים שעות רצופות באור, עובדי תעשייה העובדים בשלוש משמרות מצויים בתקופות אור-חושך שונות, טייסים עוברים מאזור זמן אחד למשנהו בתדירות גבוהה ועוד.
האנשים המשתייכים אל הקבוצות האלה מאופיינים בשעון ביולוגי "מבולבל" והשינויים החלים בגופם והסכנות שהם חשופים להן אינם ידועים במפורט. לדוגמה, אצל העובדים במשמרות לילה מוצאים עלייה במספר חולי סוכרת ועלייה בסיכון למחלות לב.
בינואר 2011 פורסם בעיתון האקדמיה הלאומית האמריקנית (PNAS) מאמר על השפעות של הפרעות בשעון הביולוגי הנובעות משינויים במשטר אור-חושך. המנגנונים הקובעים את השעון הביולוגי דומים ביונקים שונים, לכן אפשר ללמוד עליהם גם ממחקר בבעלי חיים.
המחקר נעשה בשתי קבוצות עכברים רגילים. קבוצה אחת נשארה במשטר של 12 שעות יום ו-12 שעות חושך (קבוצת הביקורת), ואילו יומה של קבוצה אחרת חולק ל-10 שעות אור ו-10 שעות חושך (קבוצת הניסוי). זהו הבדל שעות קטן באופן יחסי ועם זאת נגרמו שינויים ניכרים, ובכללם שינויים בטמפרטורת הגוף ובמשקל.
אנו יודעים כי טמפרטורת הגוף משתנה באופן מחזורי בשעות היממה ועולה לקראת הערב. בקבוצת הניסוי, לא הצליחו העכברים לווסת את טמפרטורת הגוף היטב. כמו כן, חיות הניסוי עלו במשקל יותר מחיות הביקורת על אף שאכלו אותה כמות מזון.
ממצא זה מראה על ירידה בחילוף החומרים. העלייה במשקל הגוף ניכרה רק לאחר כחמישה שבועות וקצב העלייה במשקל גבר לאחר 10 שבועות. כמו כן נמדדה עלייה בכמות ההורמונים אינסולין ולפטין בדם.
העלייה בכמות האינסולין, על אף ריכוז גלוקוז נורמלי, מראה על פיתוח עמידות לאינסולין. עמידות לאינסולין היא אחד הגורמים העיקריים לפיתוח סוכרת מסוג 2. האם זו אחת הסיבות לכך שאנו מוצאים עלייה במספר חולי סוכרת מסוג 2 באוכלוסייה?
אחד הממצאים החשובים ביותר הוא שינוי במבנה של שלוחות תאי העצב באזור קליפת המוח האחראי לפעילות קוגניטיבית. בחיות הניסוי שלוחות תאי העצב נעשו קצרות יותר ואכן בבעלי החיים האלה כושר הלמידה של שינויים בסביבה היה פחוּת לעומת קבוצת הביקורת.
האם למחקר זה יש השלכות הנוגעות לאדם? מחקר שנעשה על אחיות שעבדו תקופה ארוכה במשמרות לילה הראה כי הן עלו במשקל, וממצאים דומים נצפו לגבי עובדי משמרות ביפן.
הממצאים שתוארו כאן מעידים שחשוב לחקור השפעות של הפרעות במשטר הצירקאדיאני באדם, בייחוד לנוכח השינויים באורח החיים המודרני, וכפליים נכון הדבר לגבי הצעירים החיים תקופות ארוכות ללא משטר של אור-חושך טבעי.
לקריאה נוספת לחצו כאן.
יצחק פרנס הוא פרופסור במחלקה לנוירוביולוגיה של האוניברסיטה העברית בירושלים, מייסד האגודה הישראלית למדעי העצב ומקים מעבדות הנוער על שם בלמונטה בירושלים.
הכתבה המלאה התפרסמה בגיליון אוגוסט-ספטמבר של המגזין "סיינטיפיק אמריקן - ישראל" בהוצאת אורט.
לפנייה לכתב/ת 
שעון ביולוגי
צילום: liquidlibrary
