תאי גזע עצביים: שחקני הספסל

המוח הוא האיבר המורכב ביותר בגוף. המוחות שלנו מאפשרים לנו לחשוב, להתבונן, לנתח, לזוז, להרגיש ולבצע מטלות רבות נוספות. כמו איברים אחרים, המוח מורכב מכמה סוגים של תאים. תאי עצב הם התאים העיקריים במוח. הם נחשבים לשחקנים העיקריים בייצור הטווח המופלא של התנהגויות אנושיות. תא עצב מתחבר לתאי עצב אחרים ומעביר להם הודעות. העברת ההודעות הזו מאפשרת לנו לעשות את כל הדברים שאנו עושים. המוח מכיל גם סוגי תאים אחרים עם עבודות שונות, כמו למשל תמיכה והזנה של תאי עצב, סיוע לתאי העצב להעביר את האותות שלהם, או הגנה על המוח כנגד אורגניזמים זרים [1].

עד לא מזמן, מדענים האמינו שתאי עצב חדשים לא יכולים להצטרף ל“קבוצת” תאי המוח ברגע שנוצרה לפני הלידה – חשבו שתאי עצב חדשים לא נוצרים אחרי שהאדם נולד. מאוחר יותר, מדענים גילו ששני אזורים במוח יכולים ליצור תאי עצב חדשים. שני האזורים האלה מכילים תאים מיוחדים שנקראים תאי גזע עצביים, אשר יכולים ליצור תאי עצב חדשים בתהליך שנקרא נוירוגנזה. שני אזורי המוח שמכילים תאי גזע עצביים ויכולים לבצע נוירוגנזה במשך החיים הם: (1) האזור התת-חדרי, שהוא האזור במוח שבו מתרחשת מרבית הנוירוגנזה; ו-(2) אזור בהיפוֹקמפוּס, שהוא חלק מהמוח שאחראי על זיכרון (איור 1). באופן מעניין, נמצא גם שתאי גזע עצביים יכולים לפעול כ“שחקני ספסל” שמצטרפים לקבוצת תאי המוח במקרה של פגיעה, כלומר שנוירוגנזה מתגברת לאחר נזק למוח [2].

כיצד אנו מאתרים את תאי העצב החדשים?

ישנן כמה דרכים לאתר את תאי העצב שהצטרפו לקבוצה לאחרונה. צביעה ב-BrdU היא שיטה אחת שמשמשת לְאַתֵּר תאי עצב חדשים, שבדרך כלל מיוצרים על ידי תאי גזע עצביים. BrdU הוא כימיקל שניתן להוסיף לתאי מוח במעבדה, ואז הוא משתלב בתוך הדנ“א של תאי עצב חדשים. BrdU מסמן דנ”א של תאים חדשים בלבד, והתאים הבוגרים לא מסומנים על ידו. אפשר לאתר את הצביעה על ידי מולקלות BrdU בתאים חדשים באמצעות מיקרוסקופ (איור 1).

אסטרטגיה אחרת למצוא תאי עצב חדשים שנוצרו היא לחפש את הקמע שלהם. בואו נדמיין שלכל תא במוח יש קמע מסוים. אם נוכל לאתר את הקמע, נוכל לדעת לאיזו קבוצה הוא שייך, והקבוצה היא הסוג של התא במוח! אולם מהו הקמע של תא עצב? תאי עצב חדשים שנוצרים יכילו מולקולות מסוימות שנוצרות על ידם בלבד (הקמע). מה שמדענים עושים זה לחפש את הנוכחות של המולקולות המסוימות האלה. כדי למצוא את המולקולות המסוימות האלה, מדענים משתמשים במולקולות חיישן מיוחדות שנדבקות רק לקמע של תאי העצב החדשים, ולא לקמעות האחרים. אפשר לראות את מולקולות החיישן במיקרוסקופ.

שיטה אחרת היא לקבוע את גילם של תאי העצב החדשים. זה אפשרי מאחר שתאי עצב חדשים הרבה יותר צעירים מתאי העצב שנולדתם איתם. מדענים עושים זאת על ידי התבוננות בתכולת הפחמן של תאי העצב. פחמן הוא יסוד שנמצא בטבע והוא אבן הבניין של כל החיים, כולל תאים. התכונות של פחמן משתנות עם הזמן, ואנו יכולים לדעת בן כמה משהו אם נסתכל על סוג הפחמן שיש בו. חשבו על זה כך: בכל שנה, תלמידים חדשים מקבלים צמיד כמתנת ברוכים הבאים, והצמיד הזה שונה מהצמידים שחולקו בשנים הקודמות. אם כן, אנו יכולים להגיד באיזו שנה התלמידים הצטרפו לקבוצה באמצעות התבוננות בצמידים שלהם. בהקשר הביולוגי, הצמידים הם סוג הפחמן שהדגימות מכילות [2].

פגיעה מוחית ונוירודגנרציה

מרביתנו נחבטנו בראשנו פעם או פעמיים בחיים. ייתכן שהרגשנו כאב כלשהו, אולם התעוררנו ביום למוחרת כאילו שכלום לא קרה. זה ידוע כפגיעת ראש. פגיעות ראש בדרך כלל לא גורמות להשלכות ארוכות טווח. אולם אם הפגיעה במוח חזרה על עצמה, או אם הפגיעה הראשונית הייתה חמורה, פגיעת הראש יכולה לגרום לפגיעה מוחית טראומטית (TBI). ככל שה-TBI קשה יותר, כך ההשלכות יהיו רציניות יותר עבור האדם שנפגע, ויתרחשו שינויים רבים יותר במוחו של אדם זה.

ישנם שני שלבים של TBI, שנקראים פגיעה ראשונית ופגיעה שניונית (איור 2). הפגיעה הראשונית מערבת שינויים במוח שמתרחשים מייד אחרי החבטה בראש. ישנם נזק לתאים, דימום באזור הפגיעה וכאב. שעות, ואפילו ימים אחרי הפגיעה הראשונית, מתרחשת הפגיעה השניונית. הפגיעה השניונית מערבת שינויים נוספים במוח, כולל אקסיטוטוקסיות (excitotoxicity; כאשר תא עצב ניזוק או אפילו מת כתוצאה מהיותו פעיל מאוד), ודלקת. דלקת של תאי עצב מערבת את ההפעלה של תאים חיסוניים במוח שנקראים מיקרוגליה. תאי מיקרוגליה פעילים משחררים מולקולות דלקתיות, שמגייסות סוגים אחרים של תאים חיסונייםאל אתר את הפגיעה המוחית, ובכך הדלקת גדלה עוד יותר. הגדילה הזו בדלקת היא תגובה נורמלית לפגיעה, והיא הכרחית לשימור הבריאות. אולם גדילה בלתי נשלטת בדלקת מזיקה לתאים.

נוסף על כך במהלך פגיעה שניונית, תאי מוח חווים עָקָה (סטרס) ומתחילים לצבור מולקולות רעילות שיכולות בסופו של דבר להוביל למוות של תאי עצב, מה שאנו מכנים ניוון עצבי (נוירודגנרציה). לכן, הרבה פעמים הפגיעה השניונית היא זו שגורמת למרבית הנזק והניוון העצבי, אפילו שהמכה הראשונית בראש התרחשה כמה ימים או שבועות קודם לכן. מוות של הרבה תאי עצב עלול להיות מסוכן ולהוביל לבעיות ארוכות טווח שנקראות מחלות מוח ניווניות [3]. מדענים מנסים להפחית את ההשלכות השליליות של TBI על ידי הגדלת הנוירוגנזה אחרי הפגיעה.

נוירוגנזה וניוון עצבי: משיכת חבל

פגיעה במוח, כפי שצוין לעיל, גורמת לדלקת. דלקת במוח נגרמת על ידי ההפעלה של מיקרוגליה ושל תאים חיסוניים אחרים שנקראים מקרופגים. התאים האלה מפרישים כימיקלים, כמו למשל מולקולות דלקתיות, שיכולים לעודד נוירוגנזה או ניוון עצבי (איור 3). אולם, כיצד?

אם הפגיעה המוחית קלה מאוד, הדלקת במוח תהיה בשליטה. לדלקת הזו יש תוצאה חיובית על נוירוגנזה, מאחר שהיא מיועדת להחליף את תאי העצב שאבדו. אולם אם הפגיעה במוח חמורה מאוד, או אם הפגיעה המוחית חוזרת על עצמה, כפי שקורה לעיתים קרובות בפעילויות ספורטיביות, זה יכול להוביל לדלקת חמורה. דלקת חמורה אינה בשליטה. חלק מהמולקולות הדלקתיות שמשוחררות במהלך דלקת חמורה גורמות להשלכות שליליות על נוירוגנזה ויוצרות סביבה קשה לגדילה של תאי עצב חדשים. בנוכחות של המולקולות הדלקתיות האלה, אפילו אם נוצרים תאי עצב חדשים, הם לא יכולים לשרוד. אם כן, במקרה של פגיעות ראש חוזרות או חמורות, מתרחש יותר ניוון עצבי ביחס לנוירוגנזה.

מצב זה הוא כמו לשקול שני דברים על מאזני שקילה. אם ישנו משקל שווה בשני הצדדים, המאזניים יהיו בשיווי משקל. זה מה שקורה במקרה של דלקת בשליטה: כמות הנוירוגנזה שמתרחשת יחסית זהה לכמות הניוון העצבי שמתרחש כתוצאה מהפגיעה. אולם אם צד אחד של המאזניים כבד יותר מהאחר, זה יגרום למאזניים לנטות. במקרה של פגיעה מוחית חמורה, ישנה דלקת שאינה בשליטה. זה גורם לכמות הניוון העצבי להיות גדולה יותר מכמות הנוירוגנזה (3 איור, מימין). בסיטואציה הזו, המאזניים נוטים לכיוון של ניוון עצבי, והפגיעה השניונית יכולה לגרום למחלות מוח ניווניות קשות [4].

ההשפעות של ניוון מוחי

תאי עצב עובדים יחד כדי לבצע את כל תפקודי המוח. אם תאי עצב מתחילים למות, תפקודי המוח מושפעים מכך. אנשים שסובלים מ-TBI קלה או בינונית עשויים לאבד כמה תאי עצב. הם עשויים לחוות קשיים בחשיבה או בזיכרון, או ביכולתם לשים לב לדברים.

TBI חמורה מתרחשת כאשר המוח חווה פגיעה חמורה, כמו למשל תאונת רכב או נפילה קשה. אנשים שמשתתפים בסוגי ספורט עם מגע, כמו למשל שחקני פוטבול, שחקני הוקי, שחקני כדורגל ומתאגרפים, הם דוגמאות לאנשים שעשויים להיות חשופים ל-TBI חמורה או חוזרת.

במהלך TBI חמורה, הרבה תאי עצב מתים וזה גורם לניוון המוחי לגבור על הנוירוגנזה. פגיעות TBI חמורות או חוזרות עלולות להגדיל את הסיכון שאנשים יפתחו מחלות מוח ניווניות, בשל מותם של תאי עצב רבים.

מחלות מוח ניווניות יכולות להתרחש עד עשרות שנים אחרי TBI. מחלות מוח ניווניות כוללות את מחלת אלצהיימר, שגורמת לאובדן זיכרון, ומחלת פרקינסון, שבה אנשים מתחילים לרעוד מאחר שהם מאבדים את היכולת לשלוט בשריריהם. טרשת אמיוטרופית צידית (ALS), מחלה שבה אנשים מאבדים שליטה על שריריהם, ואנצפלופתיה כרונית טראומטית הן סוגים נוספים של מחלות מוח ניווניות. אנצפלופתיה מתייחסת למחלות שמשפיעות על המבנה של המוח ועל תפקודו, ובאנצפלופתיה כרונית טראומטית המטופלים מראים בעיות בהתנהגות, במצב הרוח ובחשיבה שלהם, שמובילות לבלבול ולשכחנות.

מסקנות

תמיד צריך להתייחס ל-TBI ברצינות. הנזק שמתרחש בעקבות TBI אינו תמיד נראה מייד. אם אתם חווים TBI, היא יכולה להשפיע עליכם לטווח ארוך. ישנם גורמים רבים שמשפיעים על התוצאות של TBI. אם הפגיעה חמורה מאוד, נוירוגנזה אינה יעילה כל כך, וזה יכול להטות את הכף לכיוון ניוון עצבי. אם כן, אתם תמיד צריכים להגן על ראשכם במהלך פעילויות מסוכנות, או כשאתם עושים ספורט. חובה להגן על מוחכם [5 ,3]!

מילון מונחים

תאי עצב (Neurons): ↑ תאים בסיסיים במוח שמעבירים מידע לתאים אחרים.

תא גזע עצבי (Neural Stem Cell): ↑ תאים אשר יכול לחדש את עצמם וליצור תאי עצב חדשים.

נוירוגנזה (Neurogenesis): ↑ תהליך שבו תאי עצב חדשים מיוצרים.

פגיעה מוחית טראומטית (TBI): ↑ פגיעה במוח שמפריעה לתפקוד המוחי הרגיל.

דלקת (Inflammation): ↑ תגובה ביולוגית הגנתית שמתחילה בתנאים מזיקים, כמו למשל עָקָה (סטרס). היא דרך אחת שבה גופכם נלחם כנגד זיהום, פגיעה, או מחלה. היא מערבת תאים חיסוניים, כלי דם והרבה מולקולות בתוך התא.

מיקרוגליה (Microglia): ↑ סוג של תא חיסוני שנמצא במוח.

ניוון עצבי (Neurodegeneration): ↑ תהליך שגורם לתאי עצב למות. הוא משמש מדד למוות של תאי עצב.

מחלות מוח ניווניות (Neurodegenerative Diseases): ↑ מחלות מוח ניווניות הן סֶט של מחלות שמאופיינות על ידי אובדן הדרגתי של תאי עצב או תפקודים מוחיים. הן מובילות לבעיות בתנועה, או בתפקוד מנטלי. מרבית המחלות האלה אינן ניתנות לריפוי.

מקרופג (Macrophage): ↑ סוג של תא חיסוני שמעורב בתהליך של דלקת.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.