מחקר חדש חושף לראשונה את תהליך ההשמנה ברמת תא השומן ורקמת השומן, ומראה כיצד אורח חיים סטטי מעודד עודף משקל בנפרד מהרגלי התזונה. את המחקר, שממצאיו מתפרסמים היום בכתב העת היוקרתי Biophysical journal, ערכו פרופ' עמית גפן, ד"ר נתן שקד והדוקטורנטית נעמה שהם מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית בפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל-אביב, בשיתוף פעולה עם פרופ' דפנה בניהו מהמחלקה לביולוגיה תאית והתפתחותית בבית הספר לרפואה ע"ש סאקלר באוניברסיטת תל-אביב.
ההנדסה של ההשמנה
"לפני כשנתיים פרופ' בניהו ואני קיבלנו מענק מהקרן הלאומית למדע על מנת לשתף פעולה בחקר ההנדסה של ההשמנה", מספר פרופ' גפן. "מצאנו שאם מפעילים עומס מכני סטטי על תאי שומן - הם מייצרים עד 50% יותר שומן. זאת היתה הפעם הראשונה שהוכח הקשר בין השמנה לאורח חיים סטטי, בלי כל קשר לתזונה. מי שיושב כל היום על הישבן, כלומר מפעיל לחץ מכני סטטי על רקמת השומן שלו, ישמין יותר מאדם שמפעיל לחץ מכני דינמי על רקמות השומן - וזה בנפרד מכמות ההמבורגרים ששניהם אוכלים. רקמת השומן מגיבה לעומסים מכניים הפוך מרקמות העצם והשריר: בשעה שרקמות עצם ושריר מתנוונות תחת עומס מכני סטטי, רקמות שומן דווקא צוברות מסה".
במחקרם החדש ביקשו החוקרים לבדוק כיצד תא השומן משתנה מבחינה מכנית כאשר הוא צובר שומן. "תא השומן מייצר טיפות שומן (Lipid Droplets)", מסביר פרופ' גפן. "הטיפות הללו מתמזגות זו בזו לידי טיפות גדולות יותר ויותר, עד שכל החלל התאי מתמלא בטיפת שומן אחד גדולה. הלחץ הפנימי הזה מאלץ את התא, ובסופו של דבר את הרקמה כולה, להתרחב, כלומר להשמין. אבל אנחנו חשדנו שיש תכונות מכניות נוספות, מלבד ההתרחבות, שתורמות להשמנה".
כדי לבחון את המכניקה של תהליך ההשמנה, פרופ' גפן ועמיתיו השתמשו במיקרוסקופ כוח אטומי, המסוגל למדוד התנגדות מכנית ברמה התא וברמת אברוני התא. "הוכחנו שטיפות השומן משפיעות לא רק על גודל התא, אלא גם על קשיות התא", אומר פרופ' גפן. "אם אני תא שומן ואני מתרחב ומתקשה, אז אני דוחק את התאים שלידי באופן של העמסה מכנית סטטית. התוצאה היא כדור שלג או מעגל קסמים: תא שומן שמייצר שומן דוחק מכנית בתאי השומן האחרים גם כן לייצר שומן באופן מואץ. זו למעשה המקבילה התאית לישיבה ממושכת על כיסא או לשכיבה ממושכת על המיטה. מהרמה התאית ועד לרמה הגופנית, הצלחנו להראות איך אורח חיים סטטי מעודד השמנה - בנפרד מהתזונה, מהגנטיקה ומשאר הגורמים המשפיעים על משקל הגוף".
לפי ארגון הבריאות העולמי, כחצי מיליארד בני אדם סובלים מעודף משקל, והוא אחד מחמשת גורמי התחלואה העיקריים בעולם. "אם נדע איך לערוך מניפולציות מכניות לתאים הללו, נוכל להפחית שומן מאנשים הסובלים מעודף משקל ולהוסיף שומן לאנשים שסובלים מתת משקל בדרכים אחרות מלבד משטרי תזונה. אפשר גם לחשוב על יישומים נוספים, משתלים טבעיים לשדיים ועד לגירוי מכני לרקמות השומן של אסטרונאוטים בשהיות ארוכות בחלל. בימים אלו אנו מפתחים דגמים ניסויים וממוחשבים נוספים על מנת לבחון תאי שומן תחת משטרים שונים של העמסה מכנית".
