לטאות סוּפֶּר-מחלימות

מה אם, לאחר תאונה, יכולתם לגדל מחדש חלקים מהגוף? או היה באפשרותכם לתקן את פציעותיכם בלי לגשת לבית חולים? הדבר עשוי להישמע כמו מדע בדיוני, אך זה מה שקורה לְחַיות בטבע כל הזמן.

קרוב לוודאי ששמעתם כי חלק מהלטאות יכולות לגדל מחדש את זנבותיהן. אם הן נתפסות על ידי טורף, לטאות רבות, כמו שְׂמָמִית מנומרת, מסוּגלוֹת לנתק חלק מהזנבות שלהן. כאשר הטורף עסוק באכילת הזנב, ללטאה מתאפשר לברוח. הלטאה החדשה חסרת-הזנב יכולה אז לגדל מחדש זנב חליפי, או לעשות רֶגֶנֶרַצְיָה לזנבהּ [1]. אולם, יכולתן של לטאות לבצע רגנרציה אינה מסתכמת רק בזנבותיהן. מדענים יודעים כי חלק מהלטאות מסוגלות לבצע רגנרציה גם לאיברים אחרים, כמו העור, הלב והמוח. עולה השאלה מדוע חלק מהחיות, כמו לטאות, הן מחלימות-על, בעוד שׁחיות אחרות, לרבּוֹת בני אדם, אינן כאלה?

מה קורה כאשר עור אנושי נפגע?

כולנו חווינו שריטות, כוויות וחתכים, ואין זה מפתיע כי עורנו הוא האיבר בגוף שנפגע לעיתים הקרובות ביותר. תפקידו של העור אינו מסתכם בשמירה על פְּנִים הגוף מוחזק יחד. העור מסייע לנו לווסת את טמפרטורת הגוף; מספּק הגנה כנגד קרינה מזיקה מהשמש, ומסוגל לחוש בחום, קור, כאב ולחץ (מגע).

אצל כל בעלי החוליות (חיות בעלוֹת עמוד שדרה לרבּות דגים, זוחלים ויונקים), העור מורכב משתי שכבות עיקריות: אֶפִּידֶרְמִיס ודֶרְמִיס (איור 1). האפידרמיס הוא השכבה החיצונית של העור, והחלק שאנו בדרך כלל רואים. מתחת לאפידרמיס נמצא הדרמיס, שאחראי על תפקודים רבים של העור. שכבה זו מְסַפֶּקֶת את הדם לעור, ומכילה עצבים, זקיקי שיער ובלוטות זיעה.

פציעות שחותכות את הדרמיס מובילות לדימום, ולעיתים להיווצרות צלקת. צלקות נוצרות כאשר הדרמיס מתוקן, אך התיקון אינו מושלם (איור 1A). לדוגמה, בבני אדם, עור מצולק אינו מגדל מחדש שיער או בלוטות זיעה. עור כזה הוא גם חלש יותר מעור שלא נפגע. החלבון העיקרי בעור נקרא קוֹלָגֶן. בעור שאינו פגוע, קולגן נראה כאילו הוא שזוּר יחד, תוך יצירת תבנית זִיגְזָג המאפשרת לעור להימתח. בעור מצולק, תבנית זו אובדת, ובמקום זאת הקולגן מאורגן בשכבות מקבילות. שכבות קולגן אלה אינן נמתחות, מה שמגביר את הסיכוי כי הצלקות תיקרענה.

מינים מסוימים מסוגלים לגדל מחדש את העור

אצל לטאות, פגיעות בעור נרפאות ללא צלקות. כלומר, העור עובר רגנרציה מוחלטת (איור 1B). למעשה, כמעט בלתי אפשרי למקם את אתר הפציעה לאחר שההחלמה הושלמה. מהו הדבר שעושה את הלטאות שונות?

באופן מעניין, כל האירועים המרכזיים שמתרחשים במהלך היווצרות צלקת בעור יונקים מתרחשים גם במהלך רגנרציה של עור בקרב מינים אחרים. ההבדלים העיקריים הם המהירוּת שבה מתחילה החלמת הפצע לאחר הפגיעה; מֶשֶׁךְ ההחלמה ומספר התאים המעורבים בתהליך. עור שעובר רגנרציה בדרך כלל מחלים מהר יותר מפצע בגודל דומה שמצטלק. בעוד שבשׂממית מנומרת יצירה מחדש של האפידרמיס אורכת כ-5 ימים בלבד, אצל בני אדם תהליך זה יכול לארוך בין שבוע לשבועיים [2].

אחד ההבדלים בין עור מצטלק לעור שעובר רגנרציה קשור בכלי הדם. לפני שהצלקות נוצרות, ראשית אתר הפצע מְפַתֵּחַ הרבה כלי דם קטנים בעלי דפנות דקות (איור 1A, שלב 2). כלי דם אלה חסרים את המבנה הרב-שכבתי שמאפיין כלי דם ברגיל, ולעיתים הם דולפים. בניגוד לכך, אתר הפצע בעור שעובר רגנרציה מְפַתֵּחַ פחות כלי דם, וכלי הדם שכּן נוצרים הם רב-שכבתיים, ממש כמו כלי דם בעור שאינו פגוע (איור 1B, שלב 2) חלק מהמדענים מאמינים כי הבדל זה בהיווצרות כלי דם הוא אחת הסיבות העיקריות לכך שעור אנושי מצטלק, בעוד שעורן של לטאות עובר רגנרציה.

מה קורה כשהלב נפגע?

השריר היחיד בגוף שאינו נח אף פעם הוא הלב. שלא כמו השרירים ברגלינו ובזרועותינו שזוכים לנוח כשאנו ישנים או צופים בטלוויזיה, הלב פועל באופן קבוע, ללא הֶפְסֵק, ביום ובלילה. תפקידו של הלב הוא להניע דם ברחבי הגוף. הדם מעביר חמצן וחומרי מזון אל כל אחד מהתאים, ומסיר מהם פחמן דו-חמצני ופסולת. חילוף הגזים וחומרי המזון חיוני לשמירה על הגוף בחיים.

הלב בנוי מסוגים רבים של תאים, אך אלה שמבצעים את מַרבית העבודה נקראים קַרְדְּיוֹמִיוֹצִיטִים [3]. אלה הם מעין מנוֹעים מיקרוסקופיים, ומיליארדים מהם פועלים יחד ליצירת פעולת הפִּמְפּוּם של הלב, אשר מאפשרת לדם להישלח לכל תאי הגוף ואיבריו. בבני אדם וביונקים אחרים, קרדיומיוציטים שנפגעו אינם עוברים רגנרציה (איור 2A). לדוגמה, פגיעת לב עלולה להתרחש כאשר מישהו חווה התקף לב. בהתקף לב, כלי הדם בלב נחסמים, ועקב כך הלב אינו מקבל חמצן. הקרדיומיוציטים שמתים מוחלפים על ידי קולגן, מה שיוצר צלקת קבועה. מאחר שצלקות אלה אינן נמתחות ומתכווצות כמו קרדיומיוציטים תקינים, לב מצולק נדרש לעבוד קשה יותר כדי לפמפם דם.

רגנרציה של לבבות שבורים

אולם, אצל חלק ממינֵי החיות, שהם בעלי יכולות-על בתחום ההחלמה, אזורים בלב יכולים לעבור רגנרציה, בדומה לעור. במקום ליצור רקמת צלקת, חלק ממינֵי הדגים והלטאות מסוגלים לבצע רגנרציה של קרדיומיוציטים שניזוקו (איור 2B). במינים אלה, כאשר הלב נפגע, הקרדיומיוציטים הקיימים שלו מתחלקים ויוצרים קרדיומיוציטים חדשים. התאים החדשים שנוצרו מחליפים את אלה שאבדו כתוצאה מהפציעה. זה מוביל ללב שנראה ממש כמו הלב המקורי, אך חשוב מכך, פועל כמוהו.

מדוע חלק מהחיות טובות יותר בהחלפת קרדיומיוציטים בהשוואה לחיות אחרות? הסיבה לכך היא שלתאים שלהן יש מנגנון שִׁכְפּוּל שיודע לחלק תאים בצורה מוצלחת, וסביבת התא תומכת בחלוקה הזו.

מה לגבי פגיעה במוח?

המוח פועל כמרכז הבקרה של הגוף, ומפקח על האופן שבו אנו חושבים, מרגישים, נעים וזוכרים. נוירונים הם תאים במוח שאחראים על מרבית תפקודי המוח. עבודתם היא לשלוח מידע ממקום אחד במוח למקום אחר. במשך זמן רב חשבו כי כאשר הגוף מסיים לגדול, המוח גם מפסיק לגדול ולהשתנות. כיום אנו יודעים שהמוח ממשיך להשתנות לאורך כל החיים, ואפילו יכול לייצר תאי מוח חדשים. זה מה שמאפשר לנו ללמוד דברים חדשים ולייצר זיכרונות חדשים. במוח, תאי גזע הם המקור לתאי מוח חדשים.

אם מוחותינו מסוגלים להשתנות, כמה שינוי מתאפשר? לדוגמה, אם אדם סובל מפגיעה מוחית או ממחלה, האם המוח שלו או שלה יכול להיות מתוקן? אף על פי שלבני אדם וליונקים אחרים יש תאי גזע במוחותיהם, תאים אלה אינם יכולים לסייע רבות במידה והמוח נפגע. כאשר רקמה מוחית אובדת, היא אינה עוברת רגנרציה, מה שמקשה על המוח לתפקד כפי שתפקד קודם. איננו מבינים לגמרי מדוע, אך נדמה כי הסיבה שאנו לא מבצעים רגנרציה לרקמת המוח היא שתאי הגזע שלנו אינם מייצרים נוירונים רבים. הנוירונים שהם כן מייצרים לא תמיד יכולים להגיע לאזורים שבהם הם נדרשים, ואף אם ביכולתם להגיע לשם, הם עשויים שלא לשרוד. התוצאה היא שאין מספיק נוירונים שיחליפו את אלה שאבדו.

לטאות יכולות לבצע רגנרציה גם לתאי מוח!

באופן מעניין, חלק מהלטאות מבצעות רגנרציה לנוירונים (איור 3). הנוירונים החדשים מגיעים לאתר הפגיעה, והם שורדים [1]! מדוע לטאות מסוגלות לבצע רגנרציה לתאי מוח לאחר פגיעה, בעוד שחיות רבות אחרות אינן יכולות לעשות זאת?

אחד ההבדלים הוא סוג תאי הגזע שמצויים אצל לטאות בוגרות, אך לא אצל יונקים בוגרים. תאי הגזע שמייצרים נוירונים בלטאות נקראים תאי גְּלִיָה רַדְיָאלִיים [4]. תאים אלה מצויים ביונקים לפני הלידה, אך נעלמים זמן קצר לאחריה. לטאות שומרות על תאי הגליה הרדיאליים שלהן, גם כמבוגרות. תאי גליה טובים מאוד ביצירת נוירונים, ונוסף על כך יש להם שלוחות גדולות שתאי המוח החדשים מטפסים עליהן עד שהם מגיעים ליעדם הסופי. בסופו של דבר, תאי המוח החדשים הופכים לנוירונים חדשים שפועלים טוב באותה המידה כמו הנוירונים הישנים יותר שסביבם.

שיעורים מלטאות

כאשר מדענים מנסים לענות על שאלות קשות במיוחד, התשובות עליהן עשויות להגיע מנושאים בלתי צפויים. לטאות ככל הנראה אינן הדבר הראשון שנחשוב עליו אם נחווה פגיעה בעור, בלב, או במוח. אולם, חקירת סוגי אורגניזמים שונים מאפשרת למדענים להבין טוב יותר את הדרכים שבהן אנו דומים לאורגניזמים אחרים, ואת הדרכים שבהן אנו שונים מהם. לדוגמה, חלק מהחיות מצטלקות, בעוד שאחרות עוברות רגנרציה. אם אנו מבקשים לשפר את האופן שבו בני אדם מחלימים לאחר פגיעה, כיוון נהדר לשאוב ממנו השראה הוא חיות אחרות שמצטיינות בלהבריא את עצמן! בזמן שמדענים ממשיכים לחקור ולהבין טוב יותר את הביולוגיה של רגנרציה, מחקר זה יאפשר לפתח תרפּיות וטיפולים שישפרו בריאות אנושית. השיעורים שלמדנו מלטאות עשויים לקדם אותנו צעד נוסף לכיוון הפיכה למחלימי-על בעצמנו!

מילון מונחים

רגנרציה (Regeneration): ↑ היכולת של תא, רקמה, או איבר להחליף בצורה כמעט מושלמת את מה שאבד, תוך שחזור המבנה והתפקוד.

צלקת (Scar): ↑ חוסר היכולת של תא, רקמה, או איבר להחליף את מה שאבד, מה שגורם לירידה בתפקוד.

קולגן (Collagen): ↑ חלבון מבני חשוב בגוף. זהו סוג החלבון השכיח ביותר בגוף.

קרדיומיוציטים (Cardiomyocyte): ↑ תאי שריר הממוקמים בלב ואחראים על פעולתו.

תא גזע (Stem cell): ↑ תא שיכול להתחלק כדי ליצור מגוון סוגי תאים, בעוד שהוא עצמו נשאר כפי שהוא ואינו מתמיין.

תאי גליה רדיאליים (Radial glia): ↑ תאי גזע מתמחים שמייצרים נוירונים חדשים במוח ובעמוד השדרה.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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