20 נובמבר 2018,יום שלישי

___
___
___

Twitter icon
Facebook icon
Google+ icon
YouTube icon
 

משגב

במשגב והסביבה

חוה שרגא על האף האלקטרוני שמריח מחלות

Share

חוה שרגא על האף האלקטרוני שמריח מחלות

מאת: חוה שרגא
איבר ההרחה של האדם הוא האף. באף קיימת רקמה רירית מיוחדת, "פקעית ההרחה", שבה מצויים מאות סוגים של קולטני ריח. קולטנים אלה קולטים אטומים או מולקולות נדיפות של חומר הנישא באוויר או במים. הקולטנים זעירים כל כך עד כי לא ניתן לראותם במיקרוסקופ. לאחר שהקולטנים קלטו את המידע, מועבר המידע לתאי החישה ומשם נשלח המידע למרכז המידע במוח. המוח מקבל את המידע על ריח מסוים, מזהה את הסוג ומסווג אותו לפי מה שהוא מכיר.
במהלך האבולוציה חלה ירידה באיכות חוש הריח באדם. האדם תלוי פחות בחוש הריח למחיה ולהישרדות, ותחת זאת הוא נעזר בחושים אחרים. בעלי החיים, לעומת זאת, זקוקים לחוש ריח מפותח כדי לסייע להם למצוא את בני מינם ולהתרבות, כדי לחפש מזון וכדי לברוח מטורפים. אצל היונקים יש כ-1000 גנים האחראים ליצירתם של קולטני הריח הממוקמים ברירית האף (גן הוא חומר שנמצא בגרעין התא שעליו נמצא הצופן לתכונות של גופנו). מסתבר שלא כל הגנים הללו פועלים כראוי. ככל שגנים רבים יותר מן הסוג הזה פעילים, כך חוש הריח מפותח יותר. כבני אדם, אנחנו משתמשים רק ב־450 קולטנים. כל קולטן אחראי לזיהוי של כמה מולקולות, הדומות זו לזו, והאף גדוש במיליוני או בעשרות מיליוני ניורונים, שעל כל אחד מהם אין ספור קולטנים. כל קולטן מותאם מבנית למולקולות ריח מסוימות, ממש כמו מנעול ומפתח. הסיבה שהאדם אינו מסוגל להריח ריחות מסוימים נובעת מהיעדר קולטנים עבור ריחות אלה. כאשר אנחנו מצוננים אנחנו מאבדים באופן זמני את יכולת ההרחה ועקב כך גם את הטעם. הריחות והטעמים חוזרים לתפקודם כשהצינון חולף. ואולם יש אנשים שחוש הריח שלהם פגום והם תתרנים.
הריח תופס מקום נכבד בעולמנו. הוא מלווה אותנו בבשמים, בחומרי ניקוי, בבגדים, בחנויות, בבדים, בכלי רכב, במזון וכו'. ריח רע או טוב ישפיע על אופן ההתנהגות של האדם. ברצון להתקרב או ברצון להתרחק. ריח הוא גורם דומיננטי במשיכה מינית ובבחירת בני זוג. ריח מתקשר לרוב לזיכרונות. למשמר הגבול יש רכב לפיזור הפגנות – "בואש", המפזר ריח קשה ובלתי נסבל, כזה הגורם למפגינים לפנות את הזירה.
במכון וייצמן עובד ד"ר נועם סובול באחת המעבדות המשוכללות והנחשבות בעולם בחקר הריח. לדבריו, המטרה היא "לאפיין את הקשר שבין המבנה המולקולרי של הגירוי לבין תפיסה שלו, בין המולקולות של הריח לאופן שבו אנחנו חווים את הריח הזה". קיים היום ידע רחב על הקולטן, על המקום שבו נקלטת המולקולה והופכת לאות עצמי. מספר הקולטנים ידוע וכך גם אופן העבודה שלהם. מה שלא ידוע לנו זה למה בושם מריח כבושם ובואש מריח כבואש. הריח מאפשר לחוקרים ללמוד כיצד המוח מצפין מידע.
מה ניתן אפוא להפיק מחוש הריח?
בהשראת האף האנושי פיתח ד"ר חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ומכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה בטכניון, אף אלקטרוני שתפקידו להריח ולאבחן מחלות. באמצעות נשיפה לתוך האף, בעזרת חיישנים בגודל ננו-מטרי, ניתן יהיה לקבוע את סוג הסרטן ואת מידת חומרתו. יש חשיבות רבה לאבחון מוקדם של המחלה וכן גם לאפיון סוג הסרטן כדי להתאים את הטיפול התרופתי ההולם שיאט את המחלה ואולי אף יעצור אותה. בשיתוף פעולה מיוחד עם פרופ' זייד עבאסי ופרופ' פריד נח'ול מהפקולטה לרפואה על שם רפפורט בטכניון ומהמרכז הרפואי רמב"ם בחיפה, פותח אף שמסוגל לאבחן גם מחלות כליה. חיישנים זעירים מאפשרים להבחין בין אדם בריא לבין אדם חולה, היות שלאנשים בעלי בעיות בכליות יש ריח נלווה. גילוי מוקדם של המחלה מאפשר טיפול רפואי תרופתי מהיר שהוא קריטי לגבי התקדמות המחלה לכיוון אי-ספיקה כלייתית כרונית סופנית וצורך בטיפול בדיאליזה. 
אף אלקטרוני מבקש לחקות את חוש הריח המפותח בבעלי החיים. לאף אלקטרוני יש בין 18-2  חיישנים המוטבעים בתוכם. לחרקים, לשם השוואה יש בין 300-50 חיישנים ביולוגיים אשר היכולות שלהם מהירות פי 1000 יותר בהשוואה לחיישני האף האלקטרוני. ה"אף" של זבוב הפירות יכול לזהות ריחות של סמים ושל חומרי נפץ ממש כמו שכלבים עושים זאת. חוש הריח המפותח של זבוב הפירות מאפשר לו לנווט במרחב, ולהגיע ממרחק רב בדיוק אל מקור המזון האהוב עליו.
המטרה ארוכת הטווח של המחקר היא "לשחזר" אפים של בעלי-חיים עבור יישומים טכניים כגון: זיהוי של חומרי נפץ, נשק כימי, תרופות, מזון מקולקל ועוד מגוון רחב של תרחישים, הדורשים מדידה של מולקולות קטנות באוויר.
קטגוריה: 

הוסף תגובה

randomness