תרופה שנבדקה עד כה רק על עכברים עשויה לעכב בעתיד את הידלדלות רקמת השריר של אסטרונאוטים ושל חולים כרוניים

כפי שיודע כל מתעמל, וידוע היטב גם לאסטרונאוטים ולחולים הרתוקים למיטתם, כדי לפתח את השרירים, ואפילו רק לשמור על המסה שלהם, חייבים להתאמן ולהתמיד באימון. אך מחקר שנעשה על עכברים מצביע כעת על דרך תרופתית שאולי תאפשר לנו בעתיד לשמור על מסת שרירינו בלי צורך במשקולות – או אפילו בכבידה.

בגופנו קיימים שלושה סוגי שרירים: הראשון הוא שריר הלב, השני הינו השרירים החָלָקים שפועלים ברוב איברינו הפנימיים, כגון המעיים, הקיבה ושלפוחית השתן, והאחרון הוא השרירים המשורטטים. השרירים מהסוג השלישי, שנקראים גם שרירי השלד, הם עיקר מסת השרירים בגוף האדם ובלעדיהם לא יכולנו לנוע.

שרירים משורטטים מאפשרים תנועה של העצמות. הם נקשרים לעצם באמצעות גיד, וכשאנחנו משתמשים בהם הם מרימים את העצמות איתם. השרירים האלו נבנים ומתחזקים כשאנחנו מפעילים אותם, החל בפעילות יומיומית כמו הליכה והקלדה במחשב וכלה באימונים אקטיביים כמו הרמת משקולות, ריצה ושחייה. הפעלת השריר נעשית בעזרת התנגדות לו. למשל, כשמרימים משקולות הן יוצרות התנגדות לפעולת השריר בשל משקלן, כשהולכים כוח המשיכה יוצר התנגדות לפעולת שרירי הגב והרגליים, וכששוחים המים מתנגדים לתנועת שרירי הגוף. 

איך נבנה שריר משורטט?

במהלך פעילות גופנית מאומצת, השריר נפגע ומשתקם מחדש, ועם הזמן גדל בממדיו. התהליך הזה נקרא היפרטרופיה (Hypertrophy), והוא הסיבה שמסת שריריהם של ספורטאים גדלה עם הזמן. היפרטרופיה אינה כרוכה בהוספת תאי שריר אלא בהגדלת תאי השריר הקיימים. למעשה תאי השריר אינם מתחלקים, כך שאם תא כזה נפגע באופן בלתי הפיך, הוא יהפוך לרקמה צלקתית לא פעילה.

מאחר ששריר זקוק להתנגדות כדי להתחזק, חוסר בהתנגדות כזו עלול להוביל לדלדול שרירים. אחת הדוגמאות לכך היא אסטרונאוטים בתחנת החלל: כוח הכבידה שם נמוך מאוד, ואינו מספק התנגדות משמעותית לשרירי האסטרונאוטים. המצב הזה דומה מאוד למה שחווים אנשים שרתוקים למיטתם בעקבות מחלה קשה, שבר או נכות. בשני המקרים פעילות השרירים תהיה מעטה או אפסית,והתוצאה היא הידלדלות שרירים בשל חוסר שימוש.

במצב כזה גם העצמות נוטות להיחלש. במהלך פעילות גופנית, העצמות עוברות תהליך דומה לרצף צבירת הנזקים והאיחוי שלהם שמתרחש בשרירים. בהיעדרה רואים ירידה משמעותית בצפיפות רקמת העצם, שעלולה להוביל להידלדלות העצם (אוסטאופורוזיס). התופעה הזאת מתרחשת כשמופר האיזון בין התאים האחראים על פירוק תאי עצם (אוסטאוקלסטים) לאלה האחראים על בנייתם (אוסטאובלסטים), ולכן מספר תאי העצם מצטמצם ואיתם יורדת צפיפות העצמות.

עבור צוותי תחנת החלל הבינלאומית זוהי בעיה קשה. כשאסטרונאוטים נמצאים בחלל שלושה חודשים או יותר, הם חוזרים לכדור הארץ חלשים, עם מסת שרירים פחותה ועם ירידה בצפיפות עצמותיהם. הבעיה צפויה להיות חמורה הרבה יותר בעתיד הלא רחוק, כשיתממשו התוכניות להטיס בני אדם לכוכב הלכת מאדים. אורכו של המסע הלוך ושוב מוערך בכשלוש שנים, ובמהלכן האסטרונאוטים עלולים לסבול מהידלדלות חמורה של השרירים והעצמות.

האסטרונאוטית סאניטה ויליאמס מתעמלת בתחנת החלל, כדי למנוע ניוון שרירים | NASA
כשאסטרונאוטים נמצאים בחלל שלושה חודשים או יותר, הם חוזרים לכדור הארץ חלשים, עם מסת שרירים פחותה. האסטרונאוטית סאניטה ויליאמס מתעמלת בתחנת החלל, כדי למנוע ניוון שרירים | NASA

השריר המתגונן

לאחרונה החלו חוקרים בניסוי שנועד למנוע פירוק של שרירים. נמצא כי שני חלבונים עיקריים, שנקראים מיוסטטין (myostatin) ואקטיבין A (באנגלית - activin A) הם אלה שמווסתים את פירוק השריר. כשחוסמים את פעולתם, השריר לא יתפרק ואף יגדל.

הניסוי בוצע על ארבעים עכברים שהוטסו לתחנת החלל הבינלאומית. הם חולקו לשלוש קבוצות: לראשונה לא נעשה דבר, הקבוצה השנייה כללה עכברים שהונדסו גנטית כך שלא ייצרו מיוסטטין, ולשלישית הזריקו חומר שחוסם את הפעילות של שני החלבונים. ארבעים עכברים נוספים חולקו לקבוצות זהות אך נשארו בכדור הארץ.

העכברים שהוטסו לחלל שהו שם 33 ימים. בתקופה הזאת מסת שריריהם של עכברי הקבוצה הראשונה ירדה ב-18-8 אחוזים, וצפיפות עצמותיהם ירדה ב-11-8 אחוזים בהשוואה לקבוצת הביקורת שנשארה בכדור הארץ. לעומת זאת, מסת שריריהם של העכברים המהונדסים גנטית הייתה מלכתחילה כמעט כפולה מזאת של עכברי הקבוצה הראשונה, והיא כמעט לא נפגעה במהלך שהותם בחלל. הממצאים המפתיעים באמת הגיעו מהעכברים שקיבלו את החומר החוסם את פעילות החלבונים. נמצא שמסת השרירים שלהם גדלה בכ-27 אחוז בעודם בחלל, וגם צפיפות עצמותיהם גדלה. לעומתם זאת, מסת שריריהם של העכברים שקיבלו את החומר החוסם ונשארו בכדור הארץ, גדלה ב-18 אחוז בלבד וצפיפות עצמותיהם גדלה באופן דומה. 

נמצא לפיכך כי חסימת שני החלבונים אכן מונעת את פירוק תאי השריר והעצם. אך למחקר היו גם ממצאים מדאיגים: העכברים שקיבלו את החומר החוסם סבלו מפגיעה בחוזק הגידים, שנטו להיקרע בקלות.

מדובר רק בצעד ראשון בהבנת פעילותם של שני החלבונים הללו, ועדיין לא הבשילו התנאים להתקדם לניסויים בבני אדם. אך התקווה היא כי בעתיד תרופות כאלה יוכלו למנוע את הידלדלות השרירים והעצמות אצל אסטרונאוטים, וגם אצל אנשים שמצבם הרפואי לא מאפשר להם להפעיל את שריריהם. ומי יודע, אולי בזכות התרופות נוכל "לעשות כושר" גם בישיבה רגל על רגל על הכורסה?