שינה ועלייה במשקל

התכונה של CLOCK והמטבוליזם מנתחת גרסאות גן הקשורות לשעון הביולוגי ולמקצב הצירקדי. אנו מעריכים את ההשפעה של גרסאות גן אלה על המטבוליזם שלך, התנהגות האכילה והסיכון לעלייה במשקל.

מה זה מקצב צירקדי?

בין אם אנחנו מרגישים ישנוניים או לא, מתי אנחנו מרגישים רעב ושינויים בטמפרטורת הגוף שלנו – כל אלה מושפעים ממחזור פנימי של 24 שעות, אנו קוראים לתהליכים ביולוגיים אלה העוקבים אחר מחזור יומי 'מקצב צירקדי'.

דוגמה ברורה למקצב צירקדי היא מחזור השינה/ערות שלנו. רוב האנשים נוטים ללכת לישון בלילה ולהתעורר בבוקר.

שחרור הורמון הסטרס קורטיזול, הוא מקצב צירקדי נוסף. רמות הקורטיזול הן הגבוהות ביותר בבוקר, כשאנחנו מתעוררים לראשונה, ואז יורדות במהלך הערב. הן עולות שוב בבוקר בתחילת מחזור נוסף של 24 שעות.

מקצב צירקדי וחילוף חומרים –

המטבוליזם שלנו, במיוחד האופן שבו אנו מפרקים, מובילים ומאחסנים שומנים ופחמימות, גם עוקב אחר מקצב צירקדי.

בהקשר זה, הפרעות למקצב הצירקדי שלנו (למשל, מחסור בשינה או עבודה במשמרות) יכולות לשבש את מטבוליזם השומן והפחמימות שלנו וקשורות לסיכון מוגבר לעלייה במשקל, סוכרת מסוג 2 ומחלות לב וכלי דם.

נקודות מפתח:

• מקצב  צירקדי הם שינויים פיזיים, מנטליים והתנהגותיים העוקבים אחר מחזור פנימי של 24 שעות.
• המטבוליזם של חומרי הזנה והתנהגות האכילה שלנו מושפע מאוד מהמקצב הצירקדי.
• הפרעה למקצב הצירקדי  יכולה להשפיע על המטבוליזם שלנו, מה שעלול להוביל להשלכות בריאותיות שליליות.

כיצד נוצר ומווסת המקצב הצירקדי?

המקצב הצירקדי נקבע על ידי מנגנונים מולקולריים מיוחדים הנקראים "שעונים ביולוגיים". לרקמות ואיברים שונים יש שעונים ביולוגיים מובנים משלהם. כל אלה נשמרים בסנכרון על ידי "שעון ראשי" הממוקם במוח.

ה"שעון הראשי" או "שעון הגוף" הוא השם הלא רשמי למבנה מוחי הנקרא – superchiasmatic nucleus – גרעין על-כיאזמטי (SCN). ה-SCN מקבל קלט מהרשתיות של העיניים, מה שמאפשר לנו לסנכרן מקצבים צירקדיאניים עם אור במהלך היום וחושך במהלך הלילה. סנכרון זה של המקצב הצירקדי שלנו עם אור וחושך ידוע כ'התאמה'. מעניין לציין שכאשר אנו נוסעים בין אזורי זמן, אנו חווים תחילה ג'ט לג מכיוון שהמקצב הצירקדי שלנו עדיין לא הותאם לדפוסי האור והחושך החדשים.

חשיפה לא רגילה לאור יכולה להפריע ולהזיז את תזמוני המקצבים הצירקדיים שלנו. תופעה זו ידועה כ-הסטת פאזה. לדוגמה, חשיפה לאור בהיר במהלך הלילה גורמת להסטת פאזה (או, ליתר דיוק, עיכוב פאזה), וגורמת לנו להתעורר מאוחר יותר. לעומת זאת, חשיפה לאור בבוקר עשויה להזיז את המקצב הצירקדי לכיוון השני, גורמת לנו להתעורר מוקדם יותר. זה ידוע כ-קידום פאזה.

הסטות פאזה יכולות להשפיע על המטבוליזם והתנהגויות האכילה שלנו, ועשויות להעמיד אותנו בסיכון גבוה יותר לעלייה במשקל.

נקודות מפתח:

• מקצבים צירקדיים נשלטים על ידי 'שעון ראשי' הממוקם במוח שלנו.

• השעון הראשי מסנכרן את המקצבים הצירקדיים שלנו עם דפוסי אור וחושך.

• שינויים בחשיפה לאור וחושך (למשל ממשמרות לילה, אורות בהירים בערב) יכולים לשבש את המקצבים הצירקדיים שלנו.

כיצד פועלים שעונים ביולוגיים?

שעונים ביולוגיים, כולל שעון ה-SCN הראשי שלנו, פועלים דרך מנגנון מורכב שבו גנים הנקראים גני שעון מופעלים ומכובים באופן מחזורי. מכיוון שגנים מקודדים לחלבונים, זה מוביל לתנודות ברמות של חלבונים הנקראים חלבוני שעון.

לדוגמה, במהלך הלילה, רמות חלבוני השעון הנקראים PER (חלבון צירקדי תקופתי) ו-CRY (קריפטוכרום) מתחילות לעלות כאשר גני ה-PER ו-CRY המתאימים להם מופעלים. חלבונים אלה, פועלים לעכב את הייצור של עצמם, על ידי כיבוי גני ה-PER ו-CRY. כתוצאה מכך, רמות חלבוני PER ו-CRY יורדות בהדרגה במהלך היום. ככל שרמות ה-PER ו-CRY יורדות, יש פחות עיכוב של הגנים המתאימים, וכך ייצור חלבוני PER ו-CRY מופעל מחדש. המחזור כולו נמשך בערך 24 שעות, ובכך קובע את המקצב הצירקדי שלנו.

חלבון שעון חשוב נוסף נקרא CLOCK (שימו לב לאותיות הגדולות). CLOCK הוא סוג של חלבון הידוע כ-מפעיל תעתוק. הוא מפעיל את גני ה-PER ו-CRY, ובכך מגרה עלייה ברמות חלבוני PER ו-CRY. CLOCK הוא לכן חשוב לוויסות המקצב הצירקדי שלנו.

נקודות מפתח:

• שעונים ביולוגיים פועלים על ידי הפעלה וכיבוי של 'גני שעון' באופן מחזורי.

• CLOCK (שימו לב לאותיות גדולות) הוא סוג של גן שעון שמשפיע על התזמונים של השעונים הביולוגיים ומווסת מקצבים צירקדיים.

מהו גן ה-CLOCK?

גן ה-CLOCK (Circadian Locomotor Output Cycles Kaput) מקודד את חלבון ה-CLOCK, אשר מווסת את המקצבים הצירקדיים שלנו.

וריאנטים של גן זה משפיעים על אם אנחנו נוטים באופן טבעי להיות אנשי בוקר ("ציפור שחר") או אנשי לילה ("ינשוף לילה").

מחקרים מראים שוריאנטים של גן ה-CLOCK משפיעים על:* מטבוליזם – כולל מטבוליזם של שומנים ופחמימות

• התנהגות אכילה – כולל זמני אכילה מועדפים
• תיאבון
• סיכון לעלייה במשקל, עודף משקל והשמנה
• סיכון לתסמונת מטבולית
• תגובה למשטרי ירידה במשקל

תכונת ה-CLOCK והמטבוליזם בוחנת מספר היבטים אלה.

נקודות מפתח:

• גן ה-CLOCK שלך משפיע על תזמון המקצבים הצירקדיים שלך.

• ווריאנטים של גן ה-CLOCK משפיעים על אם אתה מעדיף באופן טבעי בקרים או ערבים.

• וריאנטים של גן ה-CLOCK משפיעים על מטבוליזם, התנהגות אכילה וסיכון לעלייה במשקל.

וריאנטים של גן ה-CLOCK ישנם SNPs רבים שונים (פולימורפיזם של נוקלאוטיד בודד – שינויים באות בודדת בקוד ה-DNA) של גן ה-CLOCK, אשר יוצרים וריאנטים גנטיים מרובים.

תכונת ה-CLOCK והמטבוליזם שלך מאגדת ומנתחת מספר וריאנטים כאלה של גן ה-CLOCK.

חלק מה-SNPs של גן ה-CLOCK ממוקמים קרוב מאוד אחד לשני ברצף ה-DNA שלנו. במונחים מדעיים, אנו אומרים שהם נמצאים ב-חוסר שיווי משקל תאחיזה חזק אחד עם השני. כתוצאה מקרבה זו, SNPs של גן ה-CLOCK לעתים קרובות עוברים בתורשה יחד כאשכול. אנו מכנים קבוצות אלה של SNPs שעוברות יחד בתורשה: הפלוטיפים.

במהות, המשמעות היא שאם ירשת SNP אחד של גן ה-CLOCK שהוכח כמשבש את המקצב הצירקדי והמטבוליזם שלך, יתכן שיש סבירות גבוהה יותר שירשת גם SNPs אחרים בעלי השפעה דומה.

חלק מה-SNPs / וריאנטים גנטיים המרכזיים שאנו מנתחים מתוארים בסעיפים הבאים.

נקודות מפתח

• ישנם SNPs ווריאנטים מרובים של גן ה-CLOCK שלך.
• חלק מה-SNPs של גן ה-CLOCK עוברים בתורשה יחד בקבוצות (הנקראות הפלוטיפים).
• תכונת ה-CLOCK והמטבוליזם שלך מאגדת מספר SNPs שונים.

וריאנטים של גן ה-CLOCK

ישנם SNPs רבים שונים (פולימורפיזם של נוקלאוטיד בודד – שינויים באות בודדת בקוד ה-DNA) של גן ה-CLOCK, אשר יוצרים וריאנטים גנטיים רבים.

תכונת ה-CLOCK והמטבוליזם מאגדת ומנתחת מספר וריאנטים כאלה של גן ה-CLOCK.

חלק מה-SNPs של גן ה-CLOCK ממוקמים קרוב מאוד אחד לשני ברצף ה-DNA שלנו. במונחים מדעיים, אנו אומרים שהם נמצאים ב-חוסר שיווי משקל חזק אחד עם השני. כתוצאה מקרבה זו, SNPs של גן ה-CLOCK לעתים קרובות עוברים בתורשה יחד כאשכול. אנו מכנים קבוצות אלה של SNPs שעוברות יחד בתורשה: haplotypes (הפלוטיפים.)

במהות, המשמעות היא שאם ירשת SNP אחד של גן ה-CLOCK שהוכח כמשבש את המקצב הצירקדי והמטבוליזם, יתכן שיש סבירות גבוהה יותר שירשת גם SNPs אחרים בעלי השפעה דומה.

חלק מה-SNPs / וריאנטים גנטיים המרכזיים שאנו מנתחים מתוארים בסעיפים הבאים.

נקודות מפתח:

• ישנם SNPs ווריאנטים מרובים של גן ה-CLOCK.

• חלק מה-SNPs של גן ה-CLOCK עוברים בתורשה יחד בקבוצות (הנקראות הפלוטיפים).

• תכונת ה-CLOCK והמטבוליזם שלך מאגדת מספר SNPs שונים.

וריאנטים של גן ה-CLOCK וצריכת מזון

מחקרים מראים שחלק מהווריאנטים של גן ה-CLOCK קשורים לצריכת מזון גבוהה יותר משמעותית.

SNP מרכזי (rs3749474) בתוך גן ה-CLOCK יוצר שני וריאנטים גנטיים (אללים) – האלל 'C' הנפוץ יותר והאלל 'T' הפחות נפוץ. זהו האלל T הפחות נפוץ או ה'מינורי' שקשור לצריכת מזון גבוהה משמעותית.

בהקשר זה, ניתוח אחד של 1100 נבדקים ממחקר GOLDN (רשת הגנטיקה של תרופות להורדת שומנים ותזונה) חילק אנשים לשתי קבוצות:

• צריכת אנרגיה גבוהה (יותר מ-2246 קלוריות ליום לגברים, 1658 קלוריות לנשים)
• צריכת אנרגיה נמוכה (פחות מ-2246 קלוריות ליום לגברים, 1658 קלוריות לנשים)

החוקרים מצאו שהאלל T היה מיוצג באופן משמעותי יתר על המידה בקבוצת צריכת האנרגיה הגבוהה, כאשר נשאי אלל T היו בעלי סיכוי גבוה פי 1.33 לצרוך כמות קלוריות גבוהה יותר.

מעניין לציין שנשאי אלל T היו גם בעלי רמות נמוכות יותר של ציטוקינים מסוימים (IL6, MCP1 ואדיפונקטין) בזרם הדם שלהם. מולקולות אלה בדרך כלל פועלות לדיכוי תיאבון, מה שמרמז שצריכת המזון הגבוהה יותר בנשאי אלל T עשויה לנבוע מדיכוי תיאבון מופחת.

נקודות מפתח

• האלל 'T' שנוצר על ידי ה-SNP rs3749474 קשור לצריכת מזון יומית גבוהה יותר.

• אנשים שנושאים עותק אחד או שניים של אלל T עשויים להיות בעלי נטייה גבוהה יותר לאכול יתר על המידה.

וריאנטים של גן ה-CLOCK ועלייה במשקל

מחקר אחד ניתח שני SNPs קרובים בתוך גן ה-CLOCK:

• rs1554483 – שגורם לשינוי מ-'C' ל-'G' ברצף ה-DNA.
• rs4864548 – שגורם לשינוי מ-'A' ל-'G' ברצף ה-DNA.

SNPs אלה לעתים קרובות עוברים בתורשה יחד בקבוצות הנקראות הפלוטיפים (כפי שתואר בסעיף קודם). לדוגמה, אם ירשת את האות 'C' באתר של ה-SNP rs1554483, סביר יותר שתירש את ה-'G' שנגרם על ידי ה-SNP rs4864548. זה יוצר הפלוטיפ של CG.

בהתחשב בדפוס תורשה זה, ישנם שני הפלוטיפים נפוצים שנוצרים על ידי ה-SNPs rs1554483 ו-rs4864548:

• CG
• GA

נמצא שאנשים עם הפלוטיפ GA היו בעלי סיכון גבוה פי 1.8 לעודף משקל או השמנה (מוגדר כ-BMI גבוה מ-27 ק"ג/מ"ר).

נקודות מפתח

• קבוצות מסוימות של SNPs קשורות לסיכון מוגבר להיות בעודף משקל והשמנה.

• ירושה של האלל 'G' (שנוצר על ידי ה-SNP rs1554483) וגם האלל 'A' (שנוצר על ידי ה-SNP rs4864548) קשורה לסיכון גבוה פי 1.8 לעודף משקל והשמנה.

וריאנטים של גן ה-CLOCK וירידה במשקל

SNP (rs1801260) בגן ה-CLOCK גורם לשינוי ברצף ה-DNA מהאות T לאות C. זה יוצר שני וריאנטים גנטיים / אללים – האלל העיקרי 'T' והאלל המשני 'C'. מכיוון שאנחנו יורשים זוגות של אללים (אחד מאמא, אחד מאבא), זה יוצר שלושה צירופי גנים שונים (או גנוטיפים): CC, CT ו-TT.

מחקרים מציעים שאנשים שנושאים את האלל המשני 'C' עמידים יותר למשטרי ירידה במשקל.

כפי שמוצג בגרף למטה, אנשים עם אלל C (כלומר גנוטיפים CC ו-CT – קבוצה A בגרף) ירדו פחות במשקל במהלך 30 שבועות בהשוואה לאנשים עם גנוטיפ TT (קבוצה B בגרף).

ישנן מספר סיבות אפשריות להבדל זה בירידה במשקל בין הגנוטיפים.

סיבה פוטנציאלית אחת היא שנשאי אלל 'C' הם בעלי רמות גבוהות יותר בדם של הורמון הנקרא גרלין. גרלין מכונה לעתים קרובות 'הורמון הרעב' – הוא מגרה תיאבון, תחושות רעב ומעודד צריכת מזון.

סיבה פוטנציאלית נוספת היא שנשאי אלל C עשויים להיות בעלי התנהגויות אכילה שונות. לדוגמה, נמצא שאנשים עם גנוטיפים CC ו-CT פחות נוטים להיצמד לדיאטה ים-תיכונית, צורכים יותר שומן טרנס ופחות שומנים חד-בלתי רוויים מאשר אלה עם גנוטיפ TT.

שינויים במקצב הצירקדי עשויים גם להיות אחראים. מעניין לציין שאנשים עם אלל C מדווחים שהם מרגישים טוב יותר בערב (בהשוואה לבוקר), נוטים לאכול ארוחת בוקר מאוחר יותר ביום ויש להם סבירות גבוהה יותר לשינה לא מספקת. גורמים אלה עשויים לחבור יחד כך שנשאי אלל 'C' אוכלים יתר על המידה בתגובה למחסור בשינה וגם יש להם פחות אנרגיה להתאמן (במיוחד בבקרים).

נקודות מפתח

• האלל 'C' שנוצר על ידי SNP rs1801260 קשור לירידה מופחתת במשקל.

• אנשים שנושאים את אלל 'C' מייצרים יותר מ'הורמון הרעב' גרלין.

• נשאי אלל C הם בעלי סבירות גבוהה יותר לשינה מופרעת/לא מספקת, מה שעשוי להוביל לאכילת יתר וחוסר פעילות גופנית.

וריאנטים של גן ה-CLOCK והתסמונת המטבולית

מהי התסמונת המטבולית? 'התסמונת המטבולית' היא השם שניתן לשילוב של מצבים המגבירים את הסיכון למחלות לב וכלי דם (כמו התקף לב ושבץ) וסוכרת מסוג II.

לאנשים עם תסמונת מטבולית יש שלושה או יותר מגורמי הסיכון הבאים:

• עודף שומן גוף סביב הבטן (השמנה מרכזית) – כפי שנמדד על ידי היקף מותניים מוגדל
• רמות טריגליצרידים גבוהות בדם
• רמות מופחתות של כולסטרול 'טוב' HDL
• לחץ דם גבוה
• רמות גלוקוז מוגברות בדם

SNPs של CLOCK ותסמונת מטבולית חוקרים שבדקו את ה-SNP rs1801260 (כפי שתואר בסעיף וריאנטים של גן ה-CLOCK וירידה במשקל) מצאו שאלל 'C' היה נפוץ משמעותית יותר בנבדקים עם תסמונת מטבולית.

לעומת זאת, אלל T היה מיוצג בחסר באנשים עם תסמונת מטבולית. במקום זאת, הוא היה קשור להיקף מותניים נמוך יותר, היקף ירכיים נמוך יותר, BMI נמוך יותר ורמות נמוכות יותר של ההורמון לפטין.

כפי שאולי אתם זוכרים מתכונת עמידות ללפטין , לפטין הוא הורמון המופרש על ידי תאי שומן (אדיפוציטים). לכן, ככל שאנחנו נושאים יותר רקמת שומן, רמות הלפטין שלנו גבוהות יותר. בהתאם לכך, רמות לפטין נמוכות יותר (יחד עם BMI מופחת, היקף מותניים וירכיים) באנשים עם אלל T מרמזות שוריאנט גן CLOCK זה קשור לפחות רקמת שומן ועשוי להיות מגן מפני השמנה.

נקודות מפתח:

• התסמונת המטבולית היא אוסף של גורמי סיכון למחלות לב וכלי דם וסוכרת מסוג II.

• תסמונת מטבולית כוללת היקף מותניים גבוה, שומני דם לא בריאים ורמות סוכר גבוהות בדם.

• האלל 'C' שנוצר על ידי ה-SNP rs1801260 קשור לסיכון מוגבר לתסמונת מטבולית.

• האלל 'T' עשוי להיות מגן מפני תסמונת מטבולית ועלייה במשקל

התובנות והפעולות שלך

בהתאם ל-SNPs / וריאנטים של גן ה-CLOCK שירשת, ייתכן שאתה בסיכון מוגבר למקצב צירקדי משובש, הפרעות שינה ועלייה במשקל ובעיות מטבוליות. הקפד לבדוק את התובנות המותאמות אישית עבורך לפרטים נוספים.

 בפעולות המותאמות אישית עבורך תקבל עצות מותאמות על איך לשפר את דפוס השינה שלך, לרסן אכילת יתר, ולהפחית את הסיכון שלך לעלייה במשקל ושינויים לא בריאים ברמות הסוכר והשומן בדם.