סכנה על-סגולה

השמש מעניקה לנו חום ואור, שבלעדיהם לא היו מתאפשרים חיים על פני כדור הארץ. אך בנוסף היא מפיצה דבר נוסף שחשוב להכיר בקיומו – קרינה על-סגולה, שהשפיעה על החיים על כדור הארץ, וגם על האבולוציה של המין האנושי משחר קיומו.

אורך הגל של הקרינה העל-סגולה, שמכונה גם קרינת UV, נמצא מחוץ לטווח הקליטה של העיניים האנושיות, כך שאיננו מסוגלים לראות אותה. הקרינה העל-סגולה המגיעה מהשמש מתחלקת לשלושה סוגים הנבדלים זה מזה באורך הגל שלהם. קרינת UVA מתאפיינת בגל ארוך יחסית (315-380 ננומטר) ואנרגיה נמוכה, והיא גורמת בעיקר להזדקנות העור. אורך הגל של הסוג השני, קרינת UVB קצר יותר (280-315 ננומטר) והאנרגיה שלו גבוהה יותר, ועלולה לגרום כוויות בעור. הסוג השלישי, UVC, הוא בעל אורך גל קצר עוד יותר (10-280 ננומטר) ואינו מצליח לחדור מבעד לאטמוספרה של כדור הארץ.

הקרינה העל-סגולה נחשבת גורם סיכון להתפתחות של סרטן העור אצל בני אדם. זה נובע מכך שבחשיפה מוגזמת היא מסוגלת לחולל נזקים לחומר הגנטי של תאי העור, כלומר לגרום מוטציות ב-DNA. לצד זה יש לה גם חשיבות לבריאותנו, משום שהיא מעודדת את הגוף לייצר ויטמין D מכולסטרול.

האטמוספרה לא רק מאפשרת לנו לנשום, היא גם מגינה עלינו מהקרינה המסוכנת. סוגי הקרינה העל-סגולה | איור: Siberian Art, Shutterstock

קו ההגנה הראשון

בחוף הים, למשל, קל להבחין שלא כל בני האדם מגיבים באותה צורה לקרינת השמש. עורם של חלק מהמתרחצים נשרף והופך אדום כעגבנייה אם אינם מקפידים להתמרח היטב בקרם הגנה לעיתים תכופות. אחרים משתזפים ומבלים בים בלי להישרף כלל. למה בני אדם מגיבים בצורות כה שונות לקרינת השמש ואיך זה קשור לצבע העור?

שיזוף הוא למעשה תגובת הגנה של העור לחשיפה לקרינה על-סגולה. בעורנו יש צִבְעָן (פיגמנט) בשם מֶלָנִין, שקובע את צבע העור, וגם את צבע השיער והעיניים. ככל שבעורו של אדם יש יותר מלנין, צבעו יהיה כהה יותר. המלנין לא רק משפיע על המראה החיצוני שלנו, אלא ממסך את השפעת קרני השמש באמצעות פיזור אנרגיית הקרניים העל-סגולות וממיר אותה לחום, בלי שה-DNA ייפגע. כשאנו נחשפים לקרינה, תאי עור בשם מֶלָנוֹצִיטִים מייצרים מלנין, וכתוצאה מכך העור הופך כהה יותר ואנו משתזפים.

אנשים בעלי עור בהיר ודל במלנין נוטים "להישרף" בשמש. אם הם נחשפים לרמות קרינה גבוהות מאלו שהמלנין המועט בעורם מסוגל לחסום, הקרינה עלולה לגרום נזק לתאי העור שלהם. בעקבות זאת תאים ימותו והרקמה תזדקק לזרימת דם מוגברת כדי לספק לתאים הנותרים את חומרי ההזנה הנחוצים להם כדי להתחלק. הנזק הישיר לתאים, עם זרימת הדם המוגברת הנלווית לו, באים לידי ביטוי בכאב, אדמומיות, והתקלפויות בעור הפגוע.

חשיפה לא מבוקרת לשמש בלי הגנה מתאימה עלולה לגרום לכוויות ומעלה את הסיכון לסרטן. אישה עם כוויות שמש | צילום: SCIENCE PHOTO LIBRARY

חשיפה מוגזמת ולא מבוקרת לשמש מגבירה את הסיכון ללקות במֶלָנוֹמַה, סרטן עור שפוגע במלנוציטים, התאים שמייצרים מלנין. זהו סרטן קטלני מאוד ששיעור התמותה ממנו גבוה להחריד אם לא מאבחנים אותו בשלב מוקדם. אנשים בעלי עור בהיר, שיער בלונדיני ועיניים בהירות נמצאים בסיכון גבוה ללקות במלנומה. גם שומות רבות, שהן צברי מלנוציטים, מעלות באופן משמעותי את הסיכון לחלות במלנומה, בעיקר אם הן גדולות במיוחד או שהמבנה שלהן לא סימטרי.

בנוסף, חשיפה מוגזמת וישירה לקרינת השמש עלולה לגרום נזקים לעיניים, כגון כוויות בקרנית, קטרקט (ירוד) או התנוונות של הרשתית. הדרך הקלה ביותר להתמודד עם הסכנה הזאת היא להרכיב משקפי שמש המסננים את הקרינה העל-סגולה ומגינים על העין.

גורם סיכון להתפתחות סרטן העור. קרני אור על-סגול פוגעים בתאי האור | איור: CHRISTOPH BURGSTEDT / SCIENCE PHOTO LIBRARY

התפתחות תחת השמש

לפי התיאוריה המקובלת, המין האנושי התפתח באפריקה והתפשט ממנה לשאר חלקי העולם. בהנחה שזה נכון, הרי שבני האדם הקדמונים חיו סמוך לקו המשווה, באזורים שטופי שמש וקרינה על-סגולה חזקה. לפיכך נדרש גוף האדם להתאים את עצמו להגנה מירבית מפני הנזקים שהקרינה הייתה עלולה להסב לו.

חוקרים סבורים כי בשחר ימי האבולוציה של האדם, באפריקה שטופת השמש, היה יתרון הישרדותי לאנשים עם ריכוז גבוה של מלנין בעור. כך התקבעה באוכלוסייה תכונת העור הכהה. אך אם אבותינו היו כהי עור, איך זה שבאזורים רחבים של העולם חיים כיום אנשים בהירי עור, נטולי התכונה שתעניק להם הגנה טבעית מקרינת השמש? למה השתנה לאורך השנים צבע העור של חלק מהמין האנושי, כשקבוצות ושבטים היגרו מאפריקה צפונה, לעבר אזורים קרים יותר באסיה ובאירופה, עם קרינה על-סגולה חלשה יותר?

חוקרי אבולוציה משערים כי הפתרון לתעלומה טמון כנראה באיזון שבין הסכנה הכרוכה בחשיפה לקרינה על-סגולה לבין תרומתה לבריאותנו. למרות הנזק שהיא עלולה לגרום, לקרינה העל-סגולה יש גם השפעה חיובית, שבגללה לא משתלם לגוף לחסום את כולה באזורים דלי קרינה. הסיבה היא שהקרינה הזו מעודדת את הגוף לייצר ויטמין D.

ויטמין D היא מולקולה שומנית שמסייעת בין השאר לספיגת סידן במעיים וחיונית לשמירה על בריאות העצמות. בנוסף, היא ממלאת תפקיד בחילוף החומרים של הגוף ויש לה פעילות אנטי-דלקתית. לכן באזורים הקרובים יותר לקטבים, שם קרינת השמש נמוכה יחסית, היה יתרון הישרדותי לאנשים עם עור בהיר, שהמלנין פחות הפריע להם לייצר את ויטמין D. לעומת זאת, העור הכהה המשיך להעניק יתרון הישרדותי לבעליו באזורים הקרובים יותר לקו המשווה. כתוצאה מכך שכיחות העור הבהיר עלתה באזורים הממוזגים והארקטיים, למשל, בשעה שבאזור הטרופי בני האדם נותרו כהי עור ברובם.

להיסטוריה של צבע העור האנושי יש השלכות עלינו עד היום. בעת המודרנית, ובייחוד כיום עם גלי ההגירה הגדולים הנלווים לגלובליזציה, בני אדם לא חיים בהכרח באזורים שכמות הקרינה בהם מתאימה לצבע עורם. על כן רבים כיום נזקקים לקרם הגנה או לתוספי ויטמין D כדי להתאים את עצמם לסביבה שאליה היגרו הם או אבותיהם.

דגים ופלפלים הם מקור חשוב לוויטמין D במזון, החשוב עוד יותר למי שאינם נחשפים מספיק לאור השמש. מזונות עשירים בוויטמין D | צילום: MICROGEN IMAGES / SCIENCE PHOTO LIBRARY

על גג העולם

דוגמה מעניינת להתאמה של האדם לחשיפה לקרינה על-סגולה אפשר למצוא בטיבט. חבל הארץ הזה שוכן בגובה ממוצע של יותר מ-4,000 מטר מעל פני הים ולכן מכונה גם "גג העולם". בהתאם לכך תנאי המחייה בטיבט לא פשוטים: שיעור החמצן באוויר דל למדי וקרינת השמש חזקה במיוחד מאחר ששכבת האטמוספרה שמסננת חלק מהקרינה היא דקה יותר בגבהים האלה.

ייצור מוגבר של חומצה פולית עשוי לסייע בהתמודדות עם נזקי הקרינה. נשים מבוגרות בתהלוכה דתית בטיבט | צילום: Almazoff, Shutterstock

במחקר משנת 2017 אספו החוקרים דגימות דם מכ-4,000 תושבי טיבטים ילידיים בחיפוש אחרי תכונות גנטיות ייחודיות שעשויות להעיד על הסתגלות לתנאי המחיה הקשים האלה. בין השאר נמצא אצל רבים מהם שינוי בגֵן שגורם לייצור מוגבר של חומצה פולית. חומצה פולית (ויטמין B9) ממלאת תפקידים חשובים בתהליכי פוריות ובהיריון, ויש מחקרים שמצביעים על כך שחשיפה לקרינה על-סגולה יכולה לפרק חומצה פולית בדם. החוקרים סבורים לפיכך כי אצל הטיבטים התפתח במהלך האבולוציה ייצור מוגבר של חומצה פולית בתגובה לפירוקה על ידי קרינת השמש העזה.

למי שלא נולדו בטיבט, מומלץ מאוד עם בוא הקיץ להתמרח בקרם הגנה, להקפיד על חבישת כובע, להרכיב משקפי שמש ולהימנע מחשיפה לא מבוקרת לשמש הקופחת.