הפחתה מתוזמנת בכמות החמצן עשויה לתת פתרון לתופעת הג'ט לג
אם אתם נוהגים לטוס בתדירות גבוהה, אתם בוודאי יודעים מה עליכם לעשות "במקרה של ירידה פתאומית בלחץ האוויר בתא הנוסעים". מה שאינכם יודעים הוא שהפחתות מדודות בלחץ האוויר בתא הנוסעים – או ליתר דיוק, הפחתות מתונות וקצרות-טווח ברמות החמצן – עשויות להקל ביום מן הימים על תופעת הג'ט לג בקרב נוסעים ולסייע להם לשוב לשגרת יומם במהירות.
ד"ר גד אשר וצוות מעבדתו במחלקה למדעים ביומולקולריים במכון ויצמן למדע הדגימו לאחרונה, במאמר שראה אור בכתב העת Cell Metabolism, כיצד תנודות טבעיות ברמות החמצון של רקמות – כלומר, הקצב שבו חמצן נספג בתאים – מתרחשות במחזוריות יומית קבועה. עוד גילו החוקרים כי מחזורי חמצן אלו מסונכרנים עם המקצבים הצירקדיים שבגופנו – אותם "שעונים ביולוגיים" הקיימים בכל תא בגוף ואמונים על התנעת תהליכים פיזיולוגיים בזמנים קבועים ביום, לרבות שינה וקימה.
ידוע בקהילה המדעית כי מקצבים צירקדיים מושפעים מאור יום, מצריכת מזון ומטמפרטורה, אולם מחקרו של ד"ר אשר הוא הראשון לתעד את תפקידן של תנודות ברמות החמצן בוויסות השעון הצירקדי ובאיפוסו. החוקרים גם איתרו את "כפתור האיפוס" שמסייע לגוף להתגבר על שינויים בשעות האור ולשוב לשגרה דרך החמצן – חלבון בשם HIF1α. הממצאים של ד"ר אשר וצוותו, המתבססים על ניסויים בעכברי מעבדה, עשויים לאפשר בעתיד לחברות תעופה מסחריות להקל על תסמיני הג'ט לג בבני אדם על-ידי הבניית מנגנון טיפול בוויסות חמצן לתוך מערכת מיזוג האוויר של המטוס.
שלושה אחוז, פעמיים ביום, ותתקשר אלי בבוקר
המחקר במעבדתו של ד"ר אשר בוצע על-ידי עמיתי הבתר-דוקטורט, ד"ר יערית אדמוביץ וד"ר בנג'מין לאדוק, מנהלת המעבדה ד"ר מרינה גוליק ומרטין פ. קנרס מאוניברסיטת בריסטול. תוצאות המחקר מראות כי שינויים בריכוז החמצן בתא, בשיעור של שלושה אחוזים בלבד, פעמיים ביום, יכולים לסנכרן בחזרה את תאי העכבר לקצב הצירקדי. החוקרים שיערו כי החלבון HIF1α הוא הגורם המקשר בין החמצן והשעון הצירקדי – השערה שעלתה כתוצאה מניסויים בהם תאים נטולי החלבון נכשלו בסנכרון. החוקרים גם בחרו את ההשפעה של חמצן על ג'ט לג. בדיוק כמו בבני אדם, עכברים נוטים לחוות ג'ט לג לאחר שינוי פתאומי בשעות האור – תנאים שדומו במחקר הנוכחי באמצעות שינוי בזמני התאורה במעבדה.
"ברגע שהעכברים חוו 'דילוג' של שש שעות בשעות האור, כוונון של רמות החמצן סייע להם להסתגל מהר יותר לשגרת יומם – אכילה, שינה וריצה", מסביר ד"ר אשר. "גילינו כי הורדה קלה של רמות החמצן ב-12 השעות שלפני שינוי התאורה, או שעתיים לאחריו, החזירו את השעונים הצירקדיים של העכברים לפעילות תקינה מהר יותר מהרגיל. על ידי ביצוע הניסוי על עכברים רגילים לצד עכברים נטולי החלבון HIF1α, הצלחנו להראות כי החלבון משחק תפקיד מרכזי במנגנון זה".
הקץ לג'ט לג בבני אדם?
לחץ האוויר במטוסים מסחריים הוא לרוב נמוך, ותואם את לחץ האוויר הנפוץ בערים גבוהות המצויות בגובה 1,800-2,400 מטר מעל פני הים. אך בעוד לחץ אוויר נמוך מוריד מבלאי המטוס, הוא תורם במישרין ל"מחלת אוויר" אצל נוסעים – עד כדי כך שמספר חברות תעופה שוקלות להעלות את לחץ האוויר בטיסותיהן. תוצאות המחקר של ד"ר אשר הן בהחלט חומר למחשבה עבור חברות אלו.
"הורדה מתונה של לחץ אוויר במקצבים קבועים בטיסות מסחריות עשויה לשפר את יכולתם של הנוסעים להתאושש מג'ט לג", מסביר ד"ר אשר. "אנחנו מצפים בקוצר רוח לבחון את התופעה הזו, שכבר זיהינו בעכברים, גם בקרב בני אדם".
להבנה כי רמת החמצן משפיעה על השעון הצירקדי עשויה להיות קשורה גם לתופעות נוספות מלבד הג'ט לג. מחלות לב, מחלת ריאות חסימתית כרונית (COPD), הפרעות שינה בקרב עובדי משמרות ומגוון רחב של בעיות בריאותיות מובילות לירידה ברמות החמצן ברקמות. "במחקר הנוכחי, הדגמנו כיצד החמצן עובד על יונקים בכלל, ועל מכרסמים בפרט", טוען ד"ר אשר. "אבל מעניין אותנו מאוד לבחון כיצד החמצן יכול לאפס את השעון גם בקרב בקטריות, צמחים, זבובים, ואורגניזמים נוספים".
Dr. Gad Asher's research is supported by the Yeda-Sela Center for Basic Research; the Adelis Foundation; and the Crown Endowment Fund for Immunology Research; the Israel Science Foundation; the European Research Council; the British Heart Foundation; and the European Union, Seventh Framework Programme, Marie Curie Actions. Dr. Asher is the incumbent of the Pauline Recanati Career Development Chair.
