הינך נמצא כאן

מהבהבים

מדוע נראה כי תאי דם אדומים רוטטים כאשר בוחנים אותם במיקרוסקופ?
15.02.2016

מדעני המכון הראו, כי תנודת התא נגרמת גם כתוצאה מתנועה פסיבית, הנובעת מחום, אך בעיקר עקב צריכת האנרגיה של התא בזמן שהשלד התאי מתעצב מחדש.

לפני יותר ממאה שנה הבחינו מדענים שבחנו תאי דם אדומים תחת מיקרוסקופ, כי התאים רוטטים במהירות. הסיבות לתנועת תאי הדם – הקרויה flickering, או "הבהוב" – התבררו באחרונה במחקר שביצעו מדעני מכון ויצמן למדע בשיתוף עם מדענים מגרמניה ומצרפת. תוצאות המחקר, שהתפרסמו בכתב-העת המדעי Nature Physics, עשויות לשפוך אור חדש על תנודותיהם של תאים שונים בגוף בריא, וכן במהלך מחלות רבות.

לאורך ההיסטוריה היו הדעות לגבי הבהוב התאים חלוקות. היו מדענים שחשבו, כי מדובר בתהליך פאסיבי הנובע מתנועה אקראית של מולקולות כתוצאה מחום. לעומתם סברו אחרים, כי ההבהוב נובע מתהליכים פעילים אשר דורשים השקעת אנרגיה. לפני כעשר שנים בנה פרופ' ניר גוב – אז חוקר בתר-דוקטוריאלי במכון ויצמן למדע, וכיום ראש קבוצת מחקר במחלקה לפיסיקה כימית – מודל תיאורטי שתמך בגרסה השנייה. על פי המודל, ההבהוב הוא תהליך פעיל שבמסגרתו צורך התא מולקולות אנרגיה הקרויות ATP. צריכה זו מובילה לשינויים כימיים, אשר גורמים לכך ששלד התא מתנתק בחלקו מקרום התא. כאשר מתרחש הניתוק, חלק זה של הקרום מתרופף ומתרחב, אך כאשר השלד מתחבר בחזרה – מתכווץ הקרום מחדש. 
 
פרופ' ניר גוב

במחקר הנוכחי בנה ד"ר טימו בץ מאוניברסיטת מינסטר שבגרמניה, יחד עם עמיתיו, מערכת ייחודית שאיפשרה לחקור את מנגנוני ההבהוב בדיוק חסר-תקדים. במערכת זו הוחזק תא דם אדום בודד – שגודלו שישה עד שמונה מיקרונים (מיליונית המטר) – בתמיסה באמצעות ארבעה חרוזי סיליקון זעירים. שלושה מתוך ארבעה חרוזים אלה שמרו על התא במקומו, בעוד הרביעי איפשר למדענים לעקוב אחר תנועותיו. באמצעות התקן קרני לייזר הקרוי "מלקחיים אופטיים" יכלו המדענים לחזות בתנודות התא החופשיות, ולמשוך את התא בעדינות על מנת לקבוע את תכונותיו המכאניות.
 
1.	תא דם אדום תחת מיקרוסקופ. שלושה חרוזי סיליקון שומרים על התא במקומו באמצעות מלקחיים אופטיים, בעוד הרביעי, מצד שמאל, מושך אותו הצידה

באופן מפתיע איששו המדענים את שני ההסברים ההיסטוריים ביחס למנגנוני ההבהוב, אך בו בזמן גם גילו, שתרומתם שונה בפרקי זמן שונים. בפרקי זמן אשר נמשכים פחות מעשירית השנייה נגרם ההבהוב בעיקר עקב תנועה פסיבית, הנובעת מחום. לעומת זאת, בפרקי זמן ארוכים יותר היו תנועות התא שהתקבלו בעלות משׂרעת גדולה מכדי שהדבר יהיה תולדה של חום בלבד, ובכך שימשו הוכחה לכך שהן מתרחשות כתוצאה מתהליכים פעילים בגוף התא. מדידות אלה תאמו את ניבויי המודל שפיתח פרופ' גוב; כלומר, נראה כי ההבהוב נגרם בעיקר כתוצאה מצריכת האנרגיה של התא כאשר השלד התאי מתעצב מחדש. מסקנה זו קיבלה אישור נוסף באמצעות הדמיית מחשב.

מחקר זה עשוי לסייע לביולוגים לחקור האם ההבהוב משפיע על תיפקודם של תאי דם אדומים. למשל, ייתכן כי הבהוב מופחת הוא סימן להתקשחות התאים, אשר עלולה בפני עצמה להפריע לתנועתם בכלי דם צרים. אם יתברר כי עוצמת ההבהוב אכן משתנה במהלך מחלות שונות, ייתכן שאפשר יהיה לשלב את מדידתו באיבחון שבץ מוחי, מחלות לב, סוכרת, ומחלות נוספות שבהן קיימת הפרעה בזרם הדם. בעתיד עשוי חקר ההבהוב לסייע במחקר ביחס לצורות נוספות של תנועה תאית, כמו הגעתם של תאי המערכת החיסונית למקום הזיהום, התכווצות תאי השריר, או חלוקת התאים.
 
1.	באיור: תא דם אדום מדגים את המודל התיאורטי של הבהוב. שלד התא (הסלילים האדומים) מחובר לקרום התא (בוורוד) באמצעות נקודות חיבור רבות (בכחול). כאשר מתנתק השלד מקרום התא (למטה מימין), עקב צריכת מולקולת האנרגיה ATP, מתרופף חלקו זה של התא, ובשלב מאוחר יותר מתכווץ בחזרה

לשיתוף:

 

 

 

 

אינסטגרם

.