חוקרים באוניברסיטה העברית גילו מסלול עצבי חדש בעזרתו שולט המוח על התפתחות השלד. המסלול החדש שייך למערכת העצבים הפאראסימפתטית, שעד עתה לא היה מידע על קשר בינה לבין השלד. למסלול החדש תפקיד מפתח בבקרה על צפיפות העצם בתקופת ההתבגרות, אשר קובעת את עמידות השלד לשברים לאורך כל החיים. גילויו עשוי לתרום לפיתוחם של טיפולים למחלות עצם כמו אוסטיאופורוזיס ומחלות נוירולוגיות שונות.
המחקר נערך על-ידי צוות חוקרים ממעבדת העצם באוניברסיטה העברית בראשותו של פרופ' איתי באב מהפקולטה לרפואת שיניים ובשיתוף פרופ' רז ירמיה מהמחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטה, הדוקטורנטים אלון בג'איו וורדית קרם ותלמידי המוסמך אריק בר ומרילין בכר. כמו-כן השתתפו במחקר ד"ר אדם דנש מאוניברסיטת מנצ'סטר בבריטניה ופרופ' אלברטה זלונה מאוניברסיטת בארי באיטליה. המחקר מומן בעזרת מענקים מקרן גרמניה-ישראל למחקר ולפיתוח ומהקרן הלאומית הישראלית למדע. ממצאי המחקר מתפרסמים השבוע בכתב העת היוקרתי Proceedings of the National Academy of Sciences בארה"ב.
מערכת העצבים הפאראסימפתטית, האחראית על פעולות של הרגעה ושימור כשהגוף נמצא במנוחה, היא חלק ממערכת העצבים האוטונומית המווסתת את הפעולות הלא מודעות של הגוף, כמו פעימת הלב, נשימה, הפרשת זיעה ורוק. המערכת המקבילה לה - מערכת העצבים הסימפתטית - אחראית לתגובות המיידיות של הגוף במצבי לחץ וחירום. שתיהן יחד משמשות כמסלולי הקשר העיקריים בין המוח לאיברי הגוף הפנימיים וכל אחת פועלת במסלולים הייחודיים לה.
מחקרים שהתפרסמו בעשור האחרון הראו שלעצמות מגיעים עצבים סימפתטיים שגורמים להאטה בהתפתחות השלד, אך עד עתה לא היה מידע כלשהו על מסלול פאראסימפתטי שמגיע אל השלד.
תחום מחקר חדש
כדי להדגים עצבוב פאראסימפתטי של השלד בחנו החוקרים את התפשטותו של וירוס כלבת בגופם של עכברים. לווירוס הכלבת תכונה ייחודית - הוא מתפשט מהפריפריה לכיוון המוח לאורך העצבים שמגיעים אל אזור ההידבקות. ואכן, החוקרים הראו שהווירוס, שהוזרק לעצם הירך, נמצא כעבור זמן לא רב באזורים מוחיים שייחודיים למערכת הפאראסימפתטית. כמו-כן הדגימו החוקרים נוכחות בעצמות של מרכיבים האופייניים למערכת הפאראסימפתטית, כמו המוליך העצבי אצטיל כולין והאנזים המפרק אותו, וכן קולטנים לאצטיל כולין בתאי עצם.
בעבר גילתה אותה קבוצת מחקר שפעילותו של חלבון מסוים (אינטרלאוקין-1) במוח משפיעה גם היא על התפתחות העצמות. עתה שמו לב החוקרים לכך שהשפעת החלבון על העצמות כמעט זהה להשפעה של המערכת הפאראסימפתטית עליהן. לכן המשיכו החוקרים ובדקו את הקשר בין שתי הפעילויות. ואמנם, החוקרים הצליחו להראות ששיתוק פעילות החלבון במוח גורם לשיתוק הפעילות הפאראסימפתטית בעצם ולעיכוב בהתפתחות השלד. יתרה מזו, הם מצאו שהמסלול העצבי החדש שגילו, המורכב מהחלבון שבמוח ובהמשך מהמערכת הפאראסימפתטית, מבקר גם את קצב הלב.
"הקשר בין המוח והשלד בכלל, ומעורבות המסלול העצבי החדש בפרט, הוא תחום מחקר חדש והידע עליו מועט ביותר", אומר פרופ' באב. "הממצאים החדשים שהתגלו במעבדתנו מראים לראשונה תפקיד פיזיולוגי חשוב לחיבור שבין החלבון הנמצא במוח לבין מערכת העצבים הפאראסימפתטית, וכמו במקרה של השלד והלב כנראה שיש למסלול החדש תפקיד חשוב גם באיברים אחרים".
פרופ' ירמיה מוסיף כי "צפיפות עצם נמוכה ואוסטיאופורוזיס מופיעים לעיתים קרובות בשילוב עם מחלות נוירופסיכיאטריות כמו דיכאון, אלצהיימר ואפילפסיה אשר פוגעות בפעילותם של המערכת הפאראסימפתטית ושל החלבון הספציפי במוח. לזיהוי מנגנוני המחלה במקרים אלה פוטנציאל עצום בפיתוח טיפולים חדשניים".
