מחקר: ניתוח מיליוני בדיקות דם חושף תנודות הורמונליות המושפעות מלוח השנה

מצב הרוח שלנו עשוי להיות מושפע מהלילות הארוכים של החורף, השלכת בסתיו, פרחי האביב או השמש הקופחת של הקיץ, אבל כיצד משפיעים חילופי העונות על התהליכים הפיסיולוגיים בגופנו? מניתוח מיליוני בדיקות דם של ישראלים, שביצעו מדעני מכון ויצמן למדע, עולה כי הפרשת ההורמונים בגוף משתנה בהתאם לעונות השנה וכי הורמונים מסוימים מופרשים בכמות שיא בחורף ובאביב, בעוד אחרים מגיעים לשיאם רק בקיץ. המחקר המתפרסם היום ב"רשומות האקדמיה האמריקאית למדעים" (PNAS) מציג תמונה מקיפה ודינמית של ייצור ההורמונים בגוף לאורך השנה – מהורמוני המין והרבייה ועד הורמונים קצרי מועד, כגון הורמון הדְּחָק (stress) קורטיזול.

צוות המדענים בהובלת תלמידי המחקר אלון בר ואביחי טנדלר מקבוצתו של פרופ' אורי אלון במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא – בשיתוף מדענית הסגל ד"ר נטע מנדלסון-כהן ממעבדתו של פרופ' עמוס תנאי מהמחלקה למדעי המחשב ומתמטיקה שימושית – מיינו מיליוני בדיקות דם של ישראלים, נשים וגברים, לפי חודשי השנה, ועקבו בעזרת כלים מתמטיים אחר 11 הורמונים שונים, ובהם הורמון המופרש על-ידי בלוטת התריס, קורטיזול המופרש על-ידי בלוטת יוֹתֶרֶת הכליה, הורמוני רבייה ומין והורמון גדילה המיוצר בכבד. המחקר התאפשר הודות לשיתוף פעולה עם שירותי בריאות כללית, ארגון הבריאות הגדול בישראל, שאִפשר לחוקרים גישה למאגר בדיקות אנונימי של מבוטחיו.

ההורמונים שנבדקו הציגו בממוצע שונוּת עונתית של כ-5% עם נקודות שיא ושפל בנקודות זמן שונות לאורך השנה. החוקרים זיהו הבדל משמעותי ברמות השיא והשפל בין שתי קבוצות של הורמונים – הקבוצה הראשונה מיוצרת בבלוטת יוֹתֶרֶת הַמּוֹחַ בבסיס הגולגולת, ומשם נשלחת לאיברי הרבייה, לבלוטות יותרת הכליה ולאיברים אחרים, אשר מפרישים בתורם הורמונים הפועלים ישירות על הגוף ומשפיעים או שולטים בתגובות ובתפקודים גופניים. החוקרים גילו כי ההורמונים מהקבוצה הראשונה רושמים רמות שיא בקיץ, בעוד ההורמונים מהקבוצה השנייה, הנשלטים על-ידי הקבוצה הראשונה, מופרשים בשיא בחורף או באביב. "זהו ממצא מפתיע מאוד. הורמוני בלוטת יותרת המוח מנחים את הפרשת הורמוני הפעולה בטווח זמנים של דקות עד שעות, ולכן היה צפוי כי הם יגיעו לשיא יחדיו", אומר בר.

החוקרים בנו מודל מתמטי שמסביר מדוע לכל אחת מהקבוצות יש עונות שונות של גאות ושפל. "הורמוני יותרת המוח", מסביר בר, "משפיעים לא רק על חילוף החומרים ותפקודי הגוף, אלא גם על האיברים המפרישים את ההורמונים עצמם. כך למשל הורמוני יותרת המוח לא רק מעוררים את בלוטות יותרת הכליה לייצר קורטיזול – הם גורמים לבלוטות עצמן לצמוח. הפרשת הקורטיזול גורמת בתורה התכווצות של בלוטת יותרת המוח, ובכך מפחיתה בסופו של דבר את כמות הגירוי לבלוטת יותרת הכליה, המתכווצת בחזרה, וחוזר חלילה". מחזור זה של צמיחה והתכווצות היה ידוע, אך החוקרים הצליחו לחבר בין מחקרים המודדים את השינוי בגודל הבלוטות ובין התנודות שזיהו ברמות ההורמונים בדם. החוקרים מציעים כי מחזור זה מהווה למעשה מעין "לוח שנה" ביולוגי ומעריכים כי "היד המכוונת" של מנגנון זה היא ההורמון מלטונין, אשר הפרשתו משתנה בהתאם למחזורים צירקדיים של יום ולילה.

חיות רבות מציגות התנהגות עונתית – נדידת ציפורים, שנת חורף, שינויים בהרכב הצמר או הפרווה וכן הלאה. ואכן, תנודות עונתיות בהורמונים הינן תופעה ידועה בחיות רבות, והקשר בינה ובין שינויים עונתיים בהתנהגות ובפיסיולוגיה של חיות הוא נושא המצוי במוקד תשומת הלב המחקרית לאורך שנים. עם זאת, עונתיות בהורמונים בבני-אדם היא נושא שלא היה ידוע רבות על אודותיו עד כה.

החוקרים משערים כי הממצאים שלפיהם הורמוני מין, גדילה ודחק מגיעים לשיא בחורף-אביב מצביעים על כך שזוהי תקופת שיא פיסיולוגית בבני-אדם – מבחינת מטבוליזם, הִתְרַבּוּת, גדילה ותגובה לדחק. השערה זו נתמכת בממצאי מחקרים קודמים המראים כי גדילה, איכות הזרע וכמותו, תפקוד המערכת החיסונית ויכולות קוגניטיביות מגיעים לשיא בתקופת החורף-אביב.

המדענים משערים שהדפוסים שמצאו באוכלוסייה הישראלית יהיו הפוכים בחצי הכדור הדרומי, וכי באזורים שבהם יש פערים משמעותיים יותר בין היום ללילה לאורך השנה, השונוּת העונתית הממוצעת של הפרשות ההורמונים תהיה גבוהה בהרבה. "אם ראינו שונות עונתית של 5% בישראל, שונות זו יכולה להיות יותר מ-15% בצפון אירופה", אומר בר.