פרס נובל לרפואה: מה קורה כשהחומר הכי חשוב בגוף אוזל?

השבוע פורסם כי פרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה יחולק השנה לחוקרים שזיהו את המנגנון שמאפשר לגופנו להסתגל למחסור בחמצן. כיום כבר חוקרים איך ליישם את הגילוי החשוב הזה כדי לרפא סרטן

מוח
יואב מה-טוב
וויליאם קיילין, זוכה פרס נובל לרפואה
וויליאם קיילין, זוכה פרס נובל לרפואהקרדיט: AFP
מוח
יואב מה-טוב

אנחנו בעיצומו של שבוע הנובל, שכמדי שנה נפתח עם הפרס בפיזיולוגיה ורפואה. השנה הוקדש הפרס לאלמנט חשוב מאוד בגוף: חמצן. ההודעה על הפרס פורסמה כבר ביום שני, וכבר כשנודע על כך הבטחתי רשומה מקיפה בנושא - אבל בשל אילוצי החג הגעתי לכך רק עתה.

אנחנו זקוקים לחמצן כדי לחיות. הסיבה לכך היא שחמצן הוא מרכיב קריטי בתהליך פירוק המזון לאנרגיה. ואולם לעיתים קורים מצבים שבהם גופנו חווה ירידה ברמות החמצן, למשל בעת פעילות גופנית מאומצת או בשהייה במקומות גבוהים. במקרים כאלה הגוף חייב להגיב ולהתאים את תהליך חילוף החומרים שלו כדי להצליח לתפקד. משום שפירוק המזון לאנרגיה מתרחש בכל רקמה בגוף, חשוב שבכל רחבי הגוף שלנו יהיו מנגנונים שיוכלו לחוש את כמות החמצן ברקמה, כדי להגיב בהתאם.

פרופ' גרג סמנזה היה מי שהבין את הגורם המרכזי בתהליך. הוא זיהה חלבון, שאותו כינה HIF, שבמצב נורמלי כמעט אינו קיים בתאים. הוא נכנס לתמונה בעת מחסור בחמצן, אז רמתו בתאים עולה, והוא מפעיל שורה של תהליכים שגורמים לתא לשנות את התנהגותו ולהסתגל לרמות החמצן הנמוכות. אבל מי אחראי על שינוי הרמות של HIF בתא? פרופ' וויליאם קיילין הסיט את האור לעבר חלבון אחר שאחראי על כך, VHL שמו, ופרופ' פיטר רטקליף הצליח להשלים את הקשר המלא ביניהם.

גרג סמנזה, זוכה פרס נובל לרפואה
גרג סמנזה, זוכה פרס נובל לרפואהצילום: AFP

הנה התהליך השלם (ותכף יבוא גם סיכום פשוט יותר): כשרמות החמצן נורמליות, החלבון VHL נקשר לחלבון HIF, וגורם לפירוק שלו - באמצעות מערכת פירוק החומרים שעליה קיבלו ב-2004 אהרן צ'חנובר ואברהם הרשקו הישראלים פרס נובל לכימיה. אבל כשרמות החמצן נמוכות, VHL עוזב את HIF לנפשו - ולכן הוא לא מתפרק. כעת החלבון יכול לעשות כרצונו, והוא גורם לשורה של תהליכים שמאפשרים לתאים לתפקד גם בתנאים חסרי חמצן.

בפשטות: HIF גורם לתאים לעבור ל"מצב חמצן נמוך", ו-VHL דואג לשלוח אותו לפירוק כשיש מספיק חמצן בסביבה ולכן אין צורך לעבור למצב הזה.

סיוע בזמן שבץ - ומלחמה בגידולים סרטניים

אז למה זה כל כך חשוב? קודם כל מדובר בתהליך מרכזי שמשפיע באופן שוטף על הפעילות של הגוף שלנו - החל מתאי הדם וכלה במערכת החיסון. אבל מעברך לכך, פיענוח התהליך הוא כלי משמעותי בהתמודדות עם מחלות הקשורות לפגיעה ברמות החמצן או בתהליך ההסתגלות. כך למשל, במקרה של שבץ מוחי יש פגיעה בזרימת הדם לחלק מהמוח. הדם הוא זה שמפזר את החמצן בגוף, ובלי אספקה סדירה שלו - התאים מתים בשל מחזור באנרגיה. האם ניתן לנצל את מנגנוני ההסתגלות לרמות חמצן נמוכות כדי לסייע בעת שבץ? יש חוקרים שעובדים על הכיוון הזה.

החוקר פיטר רטקליף, זוכה פרס נובל לרפואה
החוקר פיטר רטקליף, זוכה פרס נובל לרפואהצילום: AFP

יש עוד שלל מחלות שקשורות לפגיעה חמצנית - אנמיה וזיהומים, למשל. אחת המעניינות שבהן היא סרטן. גידולים סרטניים צריכים למצוא דרכים להפיק אנרגיה, בפרט כשזרימת הדם לא מגיעה אליהם או מגיעה בצורה לא מספקת. קיילין הראה כי מוטציות שפוגעות ב-VHL גורמות לגידולים סרטניים לשגשג, ונראה שבמקרים רבים של סרטן טיפול הקשור למערכת ההסתגלות לרמות חמצן נמוכות יכול להועיל מאוד במלחמה נגד הגידול.

אלה הסיבות שבגללן חשוב כל כך להבין את הדרך שבה תאי הגוף מסתגלים לרמות נמוכות של חמצן. אלה גם הסיבות שבגללן רטקליף, קיילין וסמנזה קיבלו השנה את פרס הנובל לפיזיולוגיה ורפואה.

יואב מה-טוב | |סיור מוחות

יואב מה-טוב, דוקטורנט למדעי המוח מהאוניברסיטה העברית ואיש תוכן ב"פרויקט המוח האנושי" של האיחוד האירופי. מעביר הרצאות העשרתיות לכל הגילאים במטרה לחשוף את עולם מדעי המוח בצורה חווייתית גם למי שלא למד את הנושא מעולם. פרטים נוספים ניתן למצוא באתר.

תגובות

הזינו שם שיוצג כמחבר התגובה
בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שהינני מסכים/ה עם תנאי השימוש של אתר הארץ