חוקרים שחשפו מודל של בעלי חיים לתנאים המדמים מסע למאדים מצאו דלקת, הצטלקות ותאים מזדקנים בכבד. חלק מהשינויים הגנטיים דמו לאלה שנמצאו בדגימות דם של אסטרונאוטים, אך עדיין לא ברור כיצד הם מתורגמים לסיכון רפואי בבני אדם
חשיפה לקרינה קוסמית ולתנאים המדמים מיקרו־כבידה גרמה בכבד של בעלי חיים לשינויים מולקולריים הדומים לאלה המתרחשים בתהליכי הזדקנות. כך עולה ממחקר של חוקרים מאוניברסיטת מרכז פלורידה וממוסדות נוספים, שפורסם בכתב העת GeroScience.
החוקרים מצאו עלייה בסימנים של הזדקנות תאית, דלקת ופיברוזיס – הצטברות של רקמת צלקת – לאחר חשיפה לתנאים שנועדו לדמות חלק מן הסביבה שתפגוש משלחת בדרכה למאדים.
חלק מן השינויים הגנטיים שנמצאו בכבד דמו לחתימות מולקולריות שתועדו בדגימות דם של אסטרונאוטים. עם זאת, המחקר בוצע בעיקר במודל של בעלי חיים ובתנאי מעבדה, ולכן אינו מוכיח שטיסה בחלל גורמת בבני אדם להזדקנות של הכבד או של הגוף כולו באותו אופן.
לדברי החוקרים, הממצאים עשויים לסייע בזיהוי מסלולים ביולוגיים שיהיה צורך להגן עליהם במהלך משימות ממושכות בחלל. הם עשויים גם לספק דרך מהירה יותר לחקור תהליכים הקשורים להזדקנות ולמחלות תלויות גיל על פני כדור הארץ.
מדוע התמקדו החוקרים בכבד?
הכבד הוא אחד האיברים המרכזיים בחילוף החומרים. הוא משתתף בוויסות רמות הסוכר והשומנים, בפירוק חומרים רעילים, בעיבוד תרופות ובייצור חלבונים החיוניים לפעילות הגוף.
שינויים בתפקוד הכבד יכולים להשפיע על מערכות רבות אחרות. נוסף על כך, הכבד רגיש לדלקת, לעקה חמצונית ולהפרעות בחילוף החומרים – תהליכים שעשויים להתגבר בתנאי טיסה בחלל.
פרופ' מיכל מסטרנק, המוביל את המחקר בתחום ההזדקנות ורפואת החלל בפקולטה לרפואה של אוניברסיטת מרכז פלורידה, אמר כי שינויים גנטיים רבים הופיעו כבר 24 שעות לאחר החשיפה לקרינה.
לדבריו, השינויים היו דומים במידה ניכרת לתהליכים הנצפים במהלך הזדקנות. עם זאת, הוא הדגיש כי במשימת חלל ממושכת החשיפה תהיה מורכבת ורציפה יותר מזו שניתן ליצור בניסוי קצר.
הדמיה של מסע בחלל העמוק
כדי לבדוק את ההשפעה המשולבת של תנאי החלל יצרו החוקרים סביבת מעבדה המדמה שני גורמי סיכון מרכזיים: מיקרו־כבידה וקרינה.
מודל בעלי החיים הוחזק במשך 14 ימים בתנאים המדמים את השפעת המיקרו־כבידה. לאחר מכן נחשף לקרינה במעבדת הקרינה של נאס"א, באופן שנועד לדמות קרינה קוסמית גלקטית ואירועי חלקיקים מן השמש.
קרינה קוסמית גלקטית מורכבת מחלקיקים עתירי אנרגיה המגיעים מחוץ למערכת השמש. בכדור הארץ האטמוספרה והשדה המגנטי מספקים הגנה ניכרת מפניהם, אך אסטרונאוטים הנמצאים מחוץ למסלול נמוך סביב כדור הארץ יהיו חשופים יותר.
אירועי חלקיקים מן השמש יכולים לשחרר בתוך זמן קצר כמויות גדולות של פרוטונים וחלקיקים אחרים. במשימה למאדים לא תהיה לצוות אפשרות לשוב במהירות לכדור הארץ, ולכן נדרשים מיגון, ניטור ופתרונות רפואיים מתאימים.
המיקרו־כבידה משפיעה בדרך אחרת. בהיעדר עומס הכבידה הרגיל משתנים פעילות השרירים והעצמות, פיזור הנוזלים בגוף, מערכת החיסון וחלק מן התהליכים המטבוליים.
החוקרים ביקשו לבדוק כיצד שני גורמי העקה פועלים יחד, מכיוון שבטיסה אמיתית בחלל האסטרונאוטים אינם נחשפים לכל אחד מהם בנפרד.
תאים שאינם מתחלקים אך גם אינם נעלמים
אחד הממצאים היה עלייה בהזדקנות תאית, המכונה גם סננסנס תאי. זהו מצב שבו תא מפסיק להתחלק, אך אינו מת ואינו מסולק בהכרח מן הרקמה.
תאים מזדקנים יכולים להפריש מולקולות המעודדות דלקת ומשפיעות על תאים שכנים. הצטברותם נקשרה להזדקנות הרקמות ולמחלות שונות, אם כי הם ממלאים גם תפקידים מועילים בריפוי פצעים ובהגנה מפני גידולים.
החוקרים מצאו גם סימנים לדלקת ולפיברוזיס בכבד. פיברוזיס הוא תהליך שבו מצטברת ברקמה כמות עודפת של חומר בין־תאי ורקמת צלקת. אם התהליך מתמשך, הוא עלול לשבש את מבנה האיבר ואת תפקודו.
אין פירוש הדבר שהחיות בניסוי פיתחו אי־ספיקת כבד. הממצאים מתייחסים לחתימות מולקולריות ולשינויים מוקדמים שנקשרו במחקרים אחרים להתקדמות של מחלות כבד.
השוואה לדם של אסטרונאוטים
לאחר ניתוח רקמות הכבד השוו החוקרים את התוצאות לנתונים שפורסמו ממחקרים בבני אדם, ובהם מחקר התאומים של נאס"א ומשימת החלל הפרטית Inspiration4.
במחקר התאומים של נאס"א שהה האסטרונאוט סקוט קלי כמעט שנה בתחנת החלל הבין־לאומית, בעוד אחיו התאום מארק קלי נשאר על פני כדור הארץ. ההשוואה ביניהם אפשרה לבדוק שינויים גנטיים, מטבוליים ופיזיולוגיים הקשורים לטיסה ממושכת בחלל.
Inspiration4 הייתה משימה מסחרית מאוישת שבה שהו ארבעה נוסעים במשך כשלושה ימים במסלול סביב כדור הארץ. במהלך המשימה נאספו דגימות ביולוגיות שאפשרו לחוקרים לבחון את תגובת הגוף גם בטיסת חלל קצרה.
בנתוני הדם של האסטרונאוטים זיהו החוקרים כמה שינויים גנטיים הדומים לאלה שנמצאו במודל המעבדתי.
הדמיון מחזק את האפשרות שהמסלולים הביולוגיים שנמצאו אכן רלוונטיים לטיסות חלל. עם זאת, דם ורקמת כבד אינם אותו דבר, וההשוואה אינה מוכיחה כי אותם שינויים התרחשו בכבדיהם של האסטרונאוטים.
תפקידם של מיקרו־RNA
המחקר התמקד בין היתר במיקרו־RNA – מולקולות RNA קצרות המסייעות לווסת את פעילותם של גנים. הן אינן משמשות בדרך כלל כתבנית לייצור חלבון, אלא נקשרות למולקולות RNA אחרות ויכולות להפחית את ייצורם של חלבונים מסוימים.
שינויים במיקרו־RNA יכולים להשפיע בו־זמנית על רשתות של גנים הקשורות לדלקת, להזדקנות תאית ולפיברוזיס.
החוקרים בחנו במיוחד את הקשר בין מיקרו־RNA לבין מסלול האיתות TGF-β. מסלול זה משתתף בוויסות גדילה, תיקון רקמות, פעילות מערכת החיסון ויצירת רקמת צלקת. פעילות מוגברת או בלתי מבוקרת שלו יכולה לתרום לפיברוזיס.
הצוות זיהה מולקולות אפשריות מקבוצת האנטגומירים. אנטגומירים הם רצפים סינתטיים שנועדו להיקשר למיקרו־RNA מסוים ולחסום את פעילותו.
באופן עקרוני, חסימה כזאת עשויה לשנות מסלולים גנטיים הקשורים לדלקת ולהזדקנות תאית. אולם המחקר אינו מציג תרופה מאושרת לאסטרונאוטים, ונדרשים ניסויים נוספים כדי לבדוק יעילות, מינון ובטיחות.
החלל כמודל מואץ לחקר ההזדקנות
תהליכי הזדקנות מתפתחים בדרך כלל במשך שנים ועשרות שנים. הדבר מקשה לבדוק את תחילתם ואת השתלשלות האירועים המובילה לירידה בתפקוד איברים.
תנאי החלל עלולים לעורר בתוך זמן קצר יחסית שינויים הדומים לחלק מן התהליכים האלה. לכן חוקרים רואים בטיסות חלל ובניסויי הדמיה אפשרות לחקור במהירות רבה יותר עקה תאית, דלקת, אובדן מסת שריר ועצם ושינויים במערכת החיסון.
מסטרנק הדגיש כי הזדקנות אינה מסתכמת בקמטים או בשינויים חיצוניים. היא כוללת ירידה הדרגתית ומצטברת בתפקוד של איברים ושל מערכות ביולוגיות רבות.
הבנת נקודת ההתחלה של התהליך והמסלולים המניעים אותו עשויה לסייע בעתיד בפיתוח דרכים לעכב מחלות הקשורות לגיל. עם זאת, אין להסיק מכך שטיסה בחלל היא העתק מדויק או מלא של הזדקנות רגילה על פני כדור הארץ.
מה עוד צריך לבדוק?
המחקר מעלה כמה שאלות שיידרשו להיבדק לפני שאפשר יהיה לתרגם את הממצאים להגנה רפואית על אסטרונאוטים.
ראשית, יש לברר אילו מן השינויים הפיכים לאחר החזרה לכבידה רגילה והפסקת החשיפה לקרינה. מחקרים באסטרונאוטים הראו שחלק מהשינויים הפיזיולוגיים מתמתנים לאחר השיבה לכדור הארץ, בעוד אחרים עלולים להימשך זמן רב יותר.
שנית, יש צורך לבדוק את ההשפעה של חשיפות ממושכות ובמינונים שונים. מסע למאדים עשוי להימשך חודשים, ומינון הקרינה יהיה תלוי במשך המשימה, במסלול, בפעילות השמש ובמידת המיגון של החללית.
שלישית, קיים הבדל בין בני אדם במידת הרגישות לקרינה, בדפוסי חילוף החומרים ובנטייה למחלות כבד. גיל, מין, תזונה ומצב בריאותי קודם עשויים להשפיע על התגובה.
לבסוף, יש לבדוק אם חסימת מסלולים הקשורים למיקרו־RNA תמנע נזק בלי להפריע לתהליכים חיוניים אחרים. מולקולה אחת יכולה להשפיע על גנים רבים, ולכן טיפול עשוי ליצור גם תופעות בלתי רצויות.
המחקר אינו קובע שהזדקנות מואצת היא תוצאה בלתי נמנעת של מסע בחלל. הוא מזהה מסלולים ביולוגיים שעשויים להיות חשובים ומציע יעדים אפשריים למחקר רפואי נוסף – הן עבור אסטרונאוטים והן עבור בני אדם המזדקנים על פני כדור הארץ.
שאלות ותשובות
האם טיסה בחלל גורמת לאסטרונאוטים להזדקן מהר יותר?
תנאי החלל יכולים לגרום לשינויים תאיים ופיזיולוגיים הדומים לחלק מתהליכי ההזדקנות. עם זאת, אין פירוש הדבר שכל גופו של אסטרונאוט מזדקן בקצב אחיד או שניתן לתרגם את משך המשימה למספר מסוים של "שנות הזדקנות".
מהי מיקרו־כבידה?
מיקרו־כבידה היא מצב שבו חללית ונוסעיה נמצאים בנפילה חופשית מתמשכת סביב כדור הארץ או במהלך מסלול אחר. התחושה היא של כמעט חוסר משקל, אף שכוח הכבידה עדיין פועל.
מדוע קרינה בחלל מסוכנת יותר?
מחוץ להגנת האטמוספרה והשדה המגנטי של כדור הארץ, אסטרונאוטים נחשפים יותר לחלקיקים עתירי אנרגיה. חלקיקים אלה יכולים לפגוע ב־DNA ובמרכיבים אחרים של התא.
מהי הזדקנות תאית?
זהו מצב שבו תא מפסיק להתחלק אך נשאר ברקמה. תאים כאלה עשויים להפריש חומרים המעודדים דלקת ולהשפיע על תאים סמוכים.
מהו פיברוזיס?
פיברוזיס הוא הצטברות עודפת של רקמת צלקת באיבר. אם התהליך נמשך, הוא עלול לפגוע בהדרגה במבנה האיבר ובתפקודו.
מה הם מיקרו־RNA?
מיקרו־RNA הם רצפים קצרים של RNA המווסתים את פעילותם של גנים. מולקולה אחת יכולה להשפיע על ייצורם של חלבונים רבים ועל מסלולים ביולוגיים שלמים.
האם החוקרים כבר מצאו טיפול לאסטרונאוטים?
לא. החוקרים זיהו אנטגומירים ומסלולים מולקולריים שעשויים לשמש מטרות לטיפולים עתידיים. נדרשים ניסויים נוספים כדי להוכיח שהם יעילים ובטוחים.
האם הממצאים עשויים לסייע גם לאנשים בכדור הארץ?
ייתכן. המסלולים שנחקרו קשורים גם לדלקת, לפיברוזיס ולהזדקנות תאית על פני כדור הארץ. המחקר עשוי לסייע בהבנתם, אך פיתוח טיפול מעשי ידרוש מחקרים נוספים.
המאמר המדעי
תאריך פרסום המאמר: 23 ביוני 2026
