במחקר שפורסם לאחרונה ב מטבוליזם של הטבעחוקרים חוקרים הסתגלות פרוטאום מערכתית לשבוע אחד של צום בבני אדם.
לימוד: הסתגלות פרוטאום מערכתית להגבלה קלורית מלאה של 7 ימים בבני אדם. קרדיט תמונה: Elenyska / Shutterstock.com
האם צום בריא?
צום מתורגל על ידי מיליארדי אנשים ברחבי העולם למטרות דתיות, כדי לרפא מחלות כמו אפילפסיה, וכסיוע להפחתת משקל. למרות הפרקטיקה הנרחבת הזו, התגובות המערכתיות של בני אדם להגבלת קלוריות גבוהה נותרו לא ברורות.
תוכניות צום לסירוגין יכולות למנוע ולרפא השמנת יתר, מחלות קרדיומטבוליות ומחלות ניווניות. הבנת ההסתגלות המערכתית לצום ממושך בבני אדם עשויה להוביל לזיהוי של מווסתים מטבוליים חדשים וליתרונות של דיאטות דמוי צום, כגון דיאטות קטוגניות, כתוספת לטיפולים מסורתיים למחלות מסוימות.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי כלל 12 לא-מעשנים בריאים, שבעה מהם היו גברים וחמש נשים, לפני, במהלך ואחרי צום שבוע אחד עם הגבלת קלוריות מוחלטת וצריכת מים אד-ליביטום. אנשים עם מחלות נלוות ואחוזי שומן בגוף של פחות מ-12% עבור גברים ו-15% עבור נשים לא נכללו במחקר.
משתתפי המחקר סיפקו דגימות דם ושתן בצום יומיים לפני ההתערבות, כל יום לאורך ושלושה ימים לאחר ההתערבות. מבחני הרחבת קרבה וריצוף הדור הבא נוצלו כדי לכמת את רמות הדם של 2,923 יעדי חלבון על פני 117 דגימות. כמו כן נמדדו אינסולין בדם, חומצות שומן חופשיות, גלוקוז, שומנים, אנזימי כבד, הורמוני בלוטת התריס ורמות חנקן בשתן.
נעשה שימוש בבדיקת רנטגן כפולת אנרגיה (DXA) כדי להעריך את הרכב הגוף לפני, אחרי ושלושה ימים לאחר תקופת צום, כאשר הממוצע של שני מדדי ה-DXA שננקטו לפני תקופת הצום שימש כהרכב הגוף הבסיסי. מאגרי המידע של REACTOME וקיוטו של גנים וגנומים (KEGG) שימשו לניתוח העשרת מסלולים. רגרסיות ליניאריות בעלות השפעה מעורבת ונתוני קשר רחבי הגנום שימשו לרמות חלבון בדם לביצוע מיפוי בייסיאני באזורים המקודדים לחלבון.
ממצאי המחקר
שבוע אחד של צום במים בלבד גרם להפחתה ממוצעת במשקל של 5.7 קילוגרם בקרב 12 משתתפים, כאשר תגובה מרובה איברים להגבלה קלורית מלאה הראתה השפעות מגוונות של משך הרעב על ירידה במשקל. התגובה הרב-איברית בין אנשים השפיעה על שליש מהפרוטאום בפלזמה, ללא שינויים מערכתיים חמורים שנצפו עד שלושה ימים לאחר הצום.
העשרת חלבון מטריקס חוץ-תאי (ECM) באזורים מרובים אפיינה שינויים בצום, ובכך מעידה על התאמות עמוקות ולא מטבוליות, כולל שינויים משמעותיים ב-tenascin-R, חלבון ECM ספציפי למוח.
באמצעות טכניקות פרוטאוגנומיות, החוקרים העריכו את ההשפעות הבריאותיות של 212 מולקולות חלבון המשתנות עקב צום. ניתוח זה חשף את היתרונות הפוטנציאליים של חלבון 70 (SWAP70) הקשור ל-Switch כנגד דלקת מפרקים שגרונית וגן היפוקסיה-1 (HYOU1) כנגד מחלות לב וכלי דם.
בתחילת המחקר, למשתתפי המחקר היה מדד מסת גוף ממוצע (BMI) של 25 ק"ג/מ"ר. במהלך צום שבעת הימים, דווח על ירידה במשקל של 5.7 ק"ג בממוצע, המשתווה ל-1.9 יחידות של BMI.
ביומיים-שלושה הראשונים, נצפתה המעבר החזוי לליפידים מצריכת גלוקוז, כאשר ריכוזי הגלוקוז בסרום יורדים, בעוד שרמות חומצות השומן עלו וירדו. עלייה מתמשכת ברמות 3-hydroxybutyrate בסרום במהלך צום הצביעה על קטוגנזה מוגברת כדי לספק את דרישות האנרגיה.
במהלך הראיונות היומיים, המשתתפים לא דיווחו על תופעות לוואי משמעותיות. החנקן בשתן ירד מאוחר בתקופת הניסוי בצום, דבר הנובע ככל הנראה מספיגה מחדש של אוריאה בכליות כדי לחסוך מאגרי חלבון.
הרעב שינה באופן משמעותי 36% ממטרות החלבון, כאשר 144 יעדים עלו או ירדו לאורך תקופת הניסיון. תגובה כללית של פרוטאום בסרום נצפתה לאחר שלושה ימים של רעב, עם מעט חלבונים שהשתנו לאחר 24 או 48 שעות.
נמצא כי צום משנה את איתות גורם גדילה דמוי אינסולין (IGF), איתות ציטוקינים, חילוף חומרים של ליפופרוטאין ומטבוליזם של חלבון. פרופילי פרוטאום פלזמה של שינויים במשקל במהלך צום היו קשורים מעט לשינויים ברמות 3-hydroxybutyrate בפלזמה, ובכך מצביע על כך שלצום ממושך היו השלכות שונות מאשר לירידה במשקל לטווח קצר. עם זאת, השפעות דרמטיות מתרחשות לאחר שלושה ימים או יותר של צום, שהוא ארוך יותר מכל אסטרטגיית צום מנוצלת באופן קבוע.
החלבונים המחוברים ביותר עם מסלולי משקל בזמן צום כוללים חלבון D (SFTPD) וקולטן אינטרלוקין-7 (IL7R). לשני החלבונים הללו יש תפקידים חיוניים בחסינות והם קשורים למחלות קשות עקב מחלת הקורונה 2019 (COVID-19).
מסקנות
צום ממושך קשור ליתרונות בריאותיים מסוימים, כולל אלו עבור דלקת מפרקים שגרונית ומחלות לב וכלי דם, ובכך מוכיח שהתגובה המערכתית לצום יכולה להנחות גישות טיפול ממוקדות.
המחקר הנוכחי דיווח על דפוסים שונים בפרוטאום הפלזמה, כולל אובדן מוגבר של הרשת האנדופלזמית, מה שעשוי להסביר אובדן מסה רזה. זוהו גם מתווכים סיבתיים פוטנציאליים ליתרונות בריאותיים בצום, מתוכם כללו SWAP70 לדלקת מפרקים שגרונית ו-HYOU1 למחלות לב וכלי דם.
