מחקר בתאי קוצב לב של ארנבים הוביל לגילוי מנגנונים שגורמים לשיבוש הפעילות החשמלית של הלב
שריר הלב מתכווץ ומזרים את הדם לכל חלקי הגוף בתגובה לאותות החשמליים שפועלים בו, אשר נשלטים על ידי אותות ביוכימיים. כאשר המערכת הזאת משתבשת, נוצר שינוי בקצב הלב התקין (60 עד 100 פעימות בדקה) – כלומר, מתפתחת הפרעת קצב. כך, קצב הפעימות עלול להיות לא סדיר: מהיר או אטי מאוד. כאשר הלב אינו פועם באופן תקין, נפגעת יכולתו לשאוב דם ולספק דם וחמצן לאיברי הגוף ובהם המוח. כך עלול תפקודם להיפגע ועלולים להיגרם סיבוכים (כגון שבץ מוחי) ואף מוות.
גורמי הסיכון העיקריים להפרעת קצב הם בין השאר מחלות לב (כגון אי ספיקת לב ומחלת לב כלילית); תחלואה כגון סוכרת, לחץ דם גבוה ועודף משקל, אורח חיים לקוי כגון צריכה מוגברת של תזונה מזיקה ושל אלכוהול וקפאין, עישון, מתח ולחץ, תרופות ותוספים מסוימים שמשפיעים על קצב הלב, וכן גם תכונות גנטיות (רקע משפחתי של מחלות לב והפרעות קצב).
המערכת החשמלית בלב נשלטת על ידי קוצב הלב הביולוגי – קבוצת תאים שנמצאת בעלייה הימנית בלב, אשר ממנה מתחילה הפעילות החשמלית. פרופ’ יעל יניב מהמעבדה למערכות ביו-אנרגטיות וביו-חשמליות בטכניון וצוותה חוקרים את קוצב הלב הזה, ואת הגורמים שמשבשים את פעילותו, כלומר מובילים להפרעות קצב. מטרתם לסייע בטיפול בהפרעות אלו, שפוגעות במיליוני אנשים בעולם מדי שנה. אומרת פרופ’ יניב: “לרוב, אם מקור הפרעת הקצב הוא בקוצב הלב הביולוגי, כשמגלים את ההפרעה, הקוצב כבר הרוס ונדרשת השתלת קוצב לב מלאכותי. לכן אנו מנסים למצוא כלים לא פולשניים ונגישים שיזהו את ההפרעה ומאפייניה בשלב מוקדם ובאמצעותם אנו מקווים שאפשר יהיה לטפל בה באופן ממוקד”.
במחקרם ביקשו החוקרים לבדוק כיצד האותות הביוכימיים שבקוצב הלב משתנים וכך גורמים להפרעות קצב. לשם כך בחנו תרבית של תאי קוצב לב של ארנב – שבהם הדינמיקה של האותות היא הדומה ביותר לזו של בני אדם. הם פיתחו שיטה שמאפשרת לשמור על האותות ועל הדינמיקה ביניהם זמן ממושך בתרבית: הוספת החומר לובסטטין שמפסיק את התכווצותם של תאי הלב וכך שומר על האנרגיה שלהם. לאחר שטיפת החומר, הם שבים להתכווץ ולפעום.
החוקרים בדקו את מחזוריות האותות באמצעות חיישנים אופטיים ומדדו את הפעילות החשמלית באלקטרודה רושמת. כךגילו שכאשר האותות עובדים בסנכרון, מתרחשים שינויי קצב נורמליים, שחוזרים על עצמם בקביעות ומייצרים פעילות חשמלית סדירה של הלב.
בשלב הבא, בסיוע מענק מחקר מהקרן הלאומית למדע, הוסיפו החוקרים לתאים תרופות שידועות כמפריעות לפעילות החשמלית של הלב וגורמות להפרעות קצב. הם גילו באמצעות החיישנים והאלקטרודה שכל האותות משתנים בזמן באופן דומה ובאותה דינמיקה – מהירים או אטיים יותר, או מפסיקים לפעול. מכאן הסיקו שמספיק למדוד אות אחד כדי לדעת מה קורה עם האחר. בשלב האחרון מדדו פעילות חשמלית ברקמה של תאים וראו שינויים באותות ספציפיים שגורמים לשיבוש הפעילות החשמלית. כך, למעשה, באמצעות מדידת הדינמיקה באותות וזיהוי שינויים ייחודיים שחלו בהם, הצליחו החוקרים לפענח מנגנונים מדויקים שגורמים להפרעות קצב.
פרופ’ יניב: “כיום, המכשירים הקיימים והלא פולשניים, כגון אק”ג, שעון חכם למדידת דופק ומד סטורציה (שמודד את רמת החמצן בדם), מספקים רק ערך ממוצע של האותות הביוכימיים – למשל 60 פעימות לדקה (האותות מבקרים את הפעימות), ולא ניתן להבין מהם מהו המנגנון המדויק שגורם להפרעת הקצב. אנחנו מצאנו שינויים ייחודיים באותות ספציפיים, ואנחנו מקווים שבעתיד נוכל, בדרך זו, לספק למטופלים בסיכון אבחון וטיפול מדויקים יותר. כך למשל, נוכל למדוד את הפעילות החשמלית בלבם, להבין אילו אותות השתנו אצלם ובכך גורמים לשיבושים, ולתת להם תרופה ייעודית נגד אותם שינויים. השאיפה היא שאפשר יהיה למדוד את השינויים הללו באותם המכשירים הלא פולשניים שקיימים כיום”.
החיים עצמם:
פרופ’ יעל יניב, בת 41, נשואה, אם לשתי בנות ומתגוררת בחיפה. בזמנה הפנוי היא אוהבת לקרוא (“בעיקר ספרי ילדים, כשיש לי זמן בין טיסה לטיסה”).
