גם לתאים יש שלד!

מה היה קורה לדעתכם, לוּ עובדי בניין היו מחליטים לבנות בית ללא קורות תֶּמֶךְ וכּלוֹנסאוֹת? ובכן, יש סיכוי טוב שהבית היה מתמוטט! באופן דומה, מה היה קורה לדעתכם אם לאנשים לא היו שלדים חזקים? במצב זה הם לא היו מסוגלים לעמוד או לצעוד, וודאי היו נראים כמו גבינה מותכת.

בדומה לגוף האנושי ולבניינים שבהם אנו מתגוררים, תאי הגוף זקוקים למבנה תומך כדי לשמור על צורתם ולא להתמוטט. כל הַתאים, לרבּות אלו שבמוח, נתמכים על ידי מבנה בשם שלד התא, ובלַעַז, צִיטוֹסְקֶלֶטוֹן. משמעות המילה ’צִיטוֹ’ היא תא, ומכאן, הציטוסקלטון הוא השלד התומך בתאים. במוח, שלד התא מורכב מקוּרים ומצינורות שיוצרים מבנים בתבנית שְׁתִי וָעֵרֶב. זאת במטרה לשמור על המבנה המובחן דמוי-הכוכב של תאי המוח, המכונים תאי-עָצָב, ובלַעַז, נוֹיְרוֹנִים. לשלד התא אין צורה מקובעת – הוא גמיש למדי וצורתו התלת-ממדית יכולה להשתנות. חוטים וקוּרים נוספים לתא, ואחרים מתפרקים, בהתאם לתפקיד התא ולמסרים שהוא מקבל. לדוגמה, תא שריר חייב לשנות את צורתו כאשר הוא מקבל מֶסֶר להתכווץ או להשתחרר. לוּ שלד התא היה קשיח ובלתי גמיש, זה לא היה מתאפשר.

הצינוֹרוֹנים, או מִיקְרוֹטוּבּוּלִים בלַעַז, מהווים מַרכּיב מרכזי בשלד התא. ’מיקרו’ משמעו זעיר, ו’טובול’ פירושו צינור קטן. בתאי המוח יש שפע של צינורונים, והם מתחברים זה לזה כמו לִבְנֵי לֶגוֹ, כלומר ניתן לְפָרֵק אותם ולחבּרם (איור 1). הצינורונים לא פועלים לבדם – הם זקוקים לעזרתם של כמה חלבונים סייענים אשר תומכים ביציבותם. אחת הקבוצות החשובות ביותר של הסייענים הללו ידועה כחלבוני טָאוּ. חלבונים אלה מסייעים לִמְֹנֹעַ מהצינורונים להתפרק (איור 1). אולם, למרבה הצער לעיתים חלבוני טאו יכולים להפוך מחבריהם גיבורי-העל של הצינורונים לרשעים, ולגרום לבעיות רבות בתוך התא [1].

הטאו המתעתע: גיבור-על או רשע?

חלבון הטאו נמצא בעיקר בתאי העצב שבמוח ובעמוד השִּׁדרה. תאי עצב מאפשרים למוח לשלוח ולקבל מסרים אל הגוף וממנו. כדי לבצע את תפקידם זה, לתאי העצב יש חלקים שמתפרשׂים ומסתעפים לכיוונים רבים. ההארכות הללו נקראות אַקְסוֹנִים ודֶנְדְרִיטִים. הדנדריטים דומים לענפים של עץ, ותפקידם לקלוט מסרים שמתקבלים. לתאי העצב יש רק אַקְסוֹן אחד, הדומה לכבל או חוט הנפרשׂ למרחק ארוך מאוד. תפקיד האקסון הוא לשׂאת מסרים מתא העצב לכל תא אחר בגוף. כאן חלבון הטאו נכנס לתמונה. האקסונים עשירים בחלבוני טאו, כיוון שהם מכילים צינורונים רבים התומכים במבנה המוארך של האקסונים.

הבה נדמיין צוות של חלבוני טאו שמחליט פתאום להפסיק לסייע לצינורונים. עוזרי הטאו עשויים לחדול מעבודתם כיוון שלפעמים הם מקבלים תמריץ מסוים, כמו יותר כסף, ואז הם מפסיקים לעבוד עד שהם מבזבזים את הבּוֹנוּס. הבונוס הזה הוא מולקולה המוכרת כקבוצת זרחן – קבוצה של אטוֹמי חמצן וזרחן (איור 2). כעת, חִשבו על תרחיש שבו סייעני הטאו מקבלים בונוס גדול יותר ממה שהם אמורים לקבל. אז הם מפסיקים לעבוד, כיוון שכעת יש להם הרבה כסף, ומצטרפים למועדון שבו חברים רק חלבוני טאו ’עשירים’ שאינם עובדים. ה’מועדונים’ הללו מוכרים כסְבַכִים נוֹיְרוֹפִיבְּרִילָרִיּים (NFT): ’נוֹיְרוֹ’ היות שהם מתרחשים בתאי עצב (נוֹיְרוֹנִים), ו’פִיבְּרִילָרִי’ משום שחלבוני הטאו נראים כמו סיבים קטנים (באנגלית: fibers), המסובכים יחד בקשרים ובסבכים. כאשר סייעני טאו רבים מתפטרים מעבודתם, הצינורונים מתפרקים ללא תמיכתם של חלבוני טאו. יתרה מזו, ה-NFT מרושעים! הם משכנעים סייעני טאו אחרים להצטרף למועדון שלהם ולהתפטר גם! עקב כך, הם נחשבים ל’חבר’ה הרעים’ במחלות רבות הידועות כ’טָאוֹפַּתְיָה’. ’פַּתְיָה’ משמעה ’מחלה של’, מכאן טָאוֹפַּתְיוֹת הן מחלות של חלבוני הטאו (איור 3) [2].

NFT: קָ-טָאוּ-סְטְרוֹפָה במוח

נראה כי חלבוני הטאו אשמים במחלות רבות המשפיעות על המוח. לדוגמה, נמצאו מצבּוֹרים של חלבוני טאו ’רשעים’ ושל סבכים נוירופיברילריים במחלת האלצהיימר, שהיא מחלת מוח חמוּרה המשפיעה על הזיכרון ועל החשיבה. כאשר מדענים התבוננו על מוחותיהם של חולי אלצהיימר מתחת למיקרוסקופ, הם הבחינו בכמויות גדולות של סבכים נוירופיברילריים בתוך תאי העצב. עם זה מדענים עדיין אינם בטוחים אם חלבוני הטאו והסבכים הנוירופיברילריים הם הגורמים למחלת אלצהיימר, אך הם יודעים כי אלה גם אלה בהחלט מסיבּים נזק למוח. זאת משום שכפי שהזכרנו קודם, הצינורונים מתמוטטים כאשר חלבוני הטאו מפסיקים לעזור להם ולתמוך בהם. ללא הצינורונים, שלדי התא של תאי העצב הופכים רפויים, ובסופו של דבר לא מצליחים לתקשר זה עם זה כפי שהם אמורים. אז, הם מתים. כשתאי העצב במוח מתים, המוח מת – וללא ספק, אין אדם שיכול לשרוד ללא מוח [3].

חבלה חמורה בראש, כפי שקורה בפגיעה מוחית בעקבות טראומה (TBI), עשויה להוביל אף היא ליצירת סבכים נוירופיברילריים על ידי חלבוני טאו (איור 3). נפילות, תאונות דרכים ופציעות ספורט, כמו בענפי הפוטבול או האגרוּף, עלולות להוביל לפגיעה מוחית בעקבות טראומה. מדענים הבחינו שכאשר המוח פגוע, סייעני הטאו מקבלים מייד הרבה מה’בונוסים’ של קבוצת הזרחן שעליהם דיברנו קודם לכן. אז, הם יוצרים סבכים נוירופיברילריים ומתחילים לגרום לצרות. מדענים סבורים כי פגיעה מוחית בעקבות טראומה עלולה לתרום להתפתחות מחלת אלצהיימר ולמחלות מוח חמורות אחרות, כמו התנוונות-מוח כרונית טראומתית, שהיא הפרעה שנצפתה בקֶרֶב ספורטאים שסבלו מפציעות [4].

סיכום

כעת אתם יודעים שלתאי העצב יש שלד תומך, הידוע כשלד התא, וכי הוא גמיש ומכיל צינורות זעירים בשם צינורונים. הצינורונים נשארים ’מחוברים’ בעזרתם של חלבוני טאו, המצויים בעיקר בתאי העצב במוח. לעיתים חלבוני טאו עלולים להפוך ’רעים’ וליצור סבכים נוירופיברילריים שנצמדים יחד וגורמים לצרות במוח. עקב כך נוצרות במוח הפרעות המכונות טאופתיוֹת.

בעוד שאנו יודעים כי חלבוני טאו עשויים להפוך ’רעים’ ולהסב צרות למוח, הם אינם היחידים. ישנם עובדים נוספים בתוך התא ומחוץ לו שעלולים לסטות מדרך הישר ולהפוך ’רשעים’. לגוף ישנן הגנות רבות – ’חבר’ה טובים’ שמנסים למנוע מ’החבר’ה הרעים’ להשתלט. למרבה הצער, בניגוד לסרטים, ’הטובים’ לא תמיד מנצחים בקְּרָב. זו הסיבה לכך שתפקידנו לְהָגֵן על המוח מפני סכנות כמיטב יכולתנו. ניתן לעשות זאת באמצעות חבישת קסדה כשאנו עוסקים בספורט מסוכן, ועל ידי שמירה על אורח חיים בריא ומאוזן הכולל פעילות גופנית ואוכל מזין.

מילון מונחים

שלד התא (Cytoskeleton): ↑ המבנה התומך בתא, נקרא גם צִיטוֹסְקֶלֶטוֹן. מורכב מקוּרים דקים ומצינוריות החוצים זה את זה וכך יוצרים מבנה יציב.

תא עָצָב (נוֹיְרוֹן ,Neuron): ↑ תא ייחודי של מערכת העצבים. תאי העצב מְתקשרים זה עם זה ועם תאים אחרים באמצעות שלוחות מיוחדות: הדנדריטים והאקסון (שעליהם יורחב בהמשך המאמר).

צינורון (מִיקְרוֹטוּבּוּל ,Microtubule): ↑ מבנה זעיר דמוי-צינור שהוא אחד ממרכיבי שלד התא. את הצינורונים ניתן להרכיב, לפרֵק ולהרכיב מחדש בהתאם לדרישות התא.

חלבון טָאוּ (Tau Protein): ↑ חלבון מסייע התומך בצינורונים ומונע מהם להתפרק.

קבוצת זרחן (Phosphoryl Group): ↑ קבוצה של אטוֹמי חמצן וזרחן הקשורים יחד. קבוצות זרחן רבות מדי עשויות לשכנע את חלבוני הטאו ’להתפטר’ ממילוי תפקידם בתאי העצב.

סבך נוֹיְרוֹפִיבְּרִילָרִי (Neurofibrillary Tangle, NFT): ↑ קשר סבוך של חלבוני טאו שהפסיקו לבצע את עבודתם. סבכים נוירופיברילריים הם רעילים – עלולים לפגוע בתאי עצב, ואף להרוג אותם.

טָאוֹפָּתְיָה (Tauopathy): ↑ מחלה שבה חלבון טאו הוא הגורם המרכזי שיוצר את רוב הבעיות.

פגיעה מוחית בעקבות טראומה (Traumatic Brain Injury, TBI): ↑ פגיעה מוחית שנגרמת על ידי תאונה חיצונית.

הצהרת כלי בינה מלאכותית

טקסט חלופי הנלווה לאיורים במאמר זה נוצר על ידי פרונטירז בסיוע כלי בינה מלאכותית, ונעשו מאמצים על מנת להבטיח את דיוקו, כולל בדיקה על ידי כותבי המאמר כאשר הדבר התאפשר. אם ברצונכם לדווח על בעיה, אנו צרו איתנו קשר.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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