הינך נמצא כאן

הבהלה לחמצן

מדען מכון ויצמן למדע הצטרף למשלחת להרי האנדים בפרו במטרה לבדוק כיצד שינויים ברמות החמצן בגבהים שונים משפיעים על השעונים הביולוגיים בגופנו
02.06.2020

רק הנושם אבק דרכים יזכה לשאוף אוויר פסגות"

לה רינקונאדה בהרי האנדים שבפרו היא יישוב הקבע הגבוה בעולם – וגם אחד המקומות הקשים ביותר למחיה. תושבי עיירה זו, רובם כורים עניים שהגיעו למקום בתקווה להתעשר מעבודה במכרה הזהב הסמוך, מתמודדים לא רק עם תנאי מגורים מחפירים ועם זיהום סביבתי רב, אלא גם עם חמצן דליל במיוחד, אשר בגובה 5,300 מטר מגיע רק למחצית מהצפיפות שלו באוויר בגובה פני הים. פרופ' גד אשר ממכון ויצמן למדע הצטרף באחרונה לקבוצת מדענים מצרפת – "משלחת 5300" – ששהתה בלה רינקונאדה הן למטרות מדעיות – לחקור כיצד מסתגלים תושבי המקום למחסור בחמצן – והן למטרות הומניטריות: ליזום פרויקטים לשיפור תנאי מחייתם. פרופ' אשר, לעומת זאת, שם לו למטרה לחקור את החוקרים: לבדוק כיצד הושפעו חברי המשלחת עצמם מהמחסור הקיצוני בחמצן.

פרופ' אשר וקבוצת המחקר שלו במחלקה למדעים ביומולקולריים פרסמו בעבר מחקר חלוצי שחשף כי חמצן משפיע על השעונים הביולוגיים הפועלים בכל תא בגופנו במקצבים "צירקדיים", דהיינו מחזורים של 24 שעות. ידוע מזמן כי שעונים צירקדיים אלה – המווסתים את מחזור השינה, את ההפרשה של הורמונים רבים ותפקודי גוף רבים אחרים – מושפעים מאור השמש, מטמפרטורה ומהרגלי תזונה, אך קבוצתו של פרופ' אשר הייתה הראשונה שהראתה כי גם רמות החמצן משפיעות על הוויסות של שעונים אלה וכי שינויים ברמות החמצן יכולים "לאפס" את השעונים ולהחזיר או להוציא אותם מסנכרון. מחקר פורץ דרך זה בוצע בתרביות תאים ובעכברים. כעת סיפקה "משלחת 5300" את ההזדמנות לחקור את ההשפעה של רמות חמצן שונות על השעונים הצירקדיים בגוף האדם.

מחלת גבהים

מספר התושבים בלה רינקונאדה תפח במהלך השנים ליותר מ-50 אלף בד בבד עם התייקרות הזהב – מחיר הסחורה זינק פי 30 ב-50 השנים האחרונות. אך עיירה מאולתרת זו, הגובלת בקרחון, מעולם לא תוכננה להיות יישוב קבע: אין בה לא מערכת ביוב, לא מים זורמים ולא בתי-חולים. רוב התושבים גרים בפחונים ללא חימום; הפסולת נערמת בכל מקום ומתפרקת לאטה עקב דלילות החמצן באוויר, ומקורות המים מזוהמים כתוצאה מחלחול הכספית שמשמשת להפרדת הזהב מהסלעים. הכורים לא מקבלים משכורות – במקום זאת, פעם בחודש הם רשאים לשמור לעצמם את הסלעים שחפרו באותו היום, כולל הזהב שבתוכם. על-אף חלומות ההתעשרות, אין המתכת היקרה מצויה בסלעים אלה אלא בכמויות מזעריות בלבד.

חברי המשלחת הצרפתית, בהובלת ד"ר סמואל ורג'ס מאוניברסיטת גרנובל שבאלפים, הקימו בלה רינקונאדה בספטמבר 2019 מעבדה זמנית לחקר מחלת גבהים כרונית מתוך כוונה להניע גם פרויקטים הומניטריים לטובת האוכלוסייה המקומית. פרופ' אשר הצטרף ל"משלחת 5300 " לשלושה שבועות במסעה השני ללה רינקונאדה – בפברואר 2020.

המדענים עצרו בדרך לכמה ימים בעיר פונו על האגם טיטיקקה, בגובה 3,800 מטר, כדי להסתגל לגובה. ובכל זאת, כשהגיעו לעיירה של כורי הזהב, סבלו כל חברי המשלחת מתסמינים של מחסור בחמצן: עייפות על גבול התשישות ובמקרים אחדים אף דום נשימה בשינה, האופייני למחלת גבהים חמורה. על-אף התנאים הקשים, התגייסו החברים להשתתף במחקרו של פרופ' אשר: הוא נטל מהם ומעצמו דגימות דם כל ארבע שעות במשך יממה – תחילה בגובה פני הים בהגיעם לפרו, ולאחר מכן בגובה 3,800 מטר ובגובה 5,300 מטר. לקשיי החיים בלה רינקונאדה היו גם יתרונות, לפחות מההיבט המחקרי: בשל התסמינים הגופניים ובהיעדר אופציות מפתות לאכילה בחוץ, חברי המשלחת אכלו יחד את כל הארוחות והלכו לישון באותו הזמן – כך שנוצר סדר יום אחיד המתאים במיוחד לחקר שעונים צירקדיים.

כאשר יגיעו דגימות הדם מפרו לישראל, יבדוק פרופ' אשר אם וכיצד השפיעו השינויים ברמות החמצן על הביטוי המחזורי של גנים ועל תנודות מחזוריות ברמות שונות של חומרים בגוף. למעשה, המעבדה של פרופ' אשר כבר הראתה בעבר בעכברים כי מחסור בחמצן משבש את השעונים הביולוגיים, ועושה זאת באופן שונה ברקמות שונות, כך שהוא גורם להם "לתקתק" ללא תיאום ביניהם. במלים אחרות, הוא מפר את התיאום הכלל-גופי בין השעונים, החיוני לתפקוד תקין של הגוף. 

ידוע כיום כי יש קשר בין מחלות נשימה שונות, בהן אסתמה, מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD) ודום נשימה בשינה, לירידה מחזורית באספקת החמצן – דבר המצביע ככל הנראה על שיבושים בפעילות השעונים הצירקדיים. תנאי הניסוי הייחודים, כמו אלה שהתאפשרו בלה רינקונאדה, עשויים לקדם את ההבנה של השיבושים במחלות אלה ואחרות ולקדם ככלל את ההבנה של פעילות השעונים הביולוגיים בגוף האדם.

עד 40% מהגנים בגוף האדם מתבטאים לפי דפוס צירקדי, במחזורים של 24 שעות.

#מספרי_מדע

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם