לזרום. על הפיסיקה של תאי דם אדומים

מי שניסח לראשונה את האמירה העממית, שלפיה "הדם סמיך מהמים",
ידע מה שהוא אומר. ואכן, הסמיכות הזאת של הדם, היא אחד מהגורמים
החשובים המשפיעים על יכולתו לזרום בכלי הדם השונים, ולמלא את
משימותיו השונות, ובהן, הובלת חמצן אל תאי הגוף השונים, שם, בתהליך
של חילוף חומרים המתבצע במיטוכונדריון, הוא משמש "דלק" להפקת אנרגיה
הדרושה לפעולתו של הגוף.

הובלת החמצן מתבצעת כאשר מולקולות החמצן מפעפעות דרך
קרומיותיהם של תאי הריאה, ומגיעות אל כלי הדם הדקיקים, שם הן נקשרות
למולקולות ההמוגלובין המצויות בתאי הדם האדומים. ההמוגלובין מכיל
פיגמנט אדום, ולמעשה, הוא הנותן לתאי הדם האדומים את גווניהם
האופייניים. המבנה התלת ממדי של מולקולת ההמוגלובין, מתאים (התאמה
מבנית) למבנה מולקולת החמצן. כך, שתי המולקולות נקשרות זו לזו, בדרך
דומה לדרך שבה שני חלקים מתאימים של משחק "פאזל" משתלבים זה בזה.

מולקולת ההמוגלובין מתפקדת במובן זה כמעין "עוגן" הקושר את
מולקולת החמצן לתא הדם האדום, המשמש מעין "כלי רכב" ה"מסיע" את
מולקולות החמצן ליעדיהן – תאי הגוף השונים, באשר הם נמצאים. למעשה,
בכל תא דם אדום מצויות מולקולות רבות של המוגלובין, כך שהתאים
מתפקדים כמעין "אוטובוסים" ולא כ"מכוניות פרטיות".

ה"אוטובוסים" האלה נעים ב"כבישים ראשיים" שהם ורידים ועורקים
מרכזיים, אבל, מכיוון שהם חייבים להביא את "נוסעיהם" לכל הגוף,
לרבות פינותיו המרוחקות ביותר, הם נאלצים לנוע גם ב"כבישים" צדדיים
ולעתים אפילו ב"משעולים" צרים במיוחד, שהם נימי הדם.

קוטרן של הנימים העדינות ביותר, אינו עולה לעתים על ארבעה
מיקרונים (מיקרון הוא אלפית המילימטר). לעומת זאת, קוטרו הממוצע של
"אוטובוס" המוגלובין, שהוא תא דם אדום, הוא כשמונה מיקרונים. פי
שניים. וכך, כדי לעבור בנימים הדקות, חייבים תאי הדם האדומים לשנות
את צורתם. כמו בלונים גמישים, הם מתארכים ומתכווצים, ונדחקים, בלחצו
של זרם הדם, לתוך כלי הדם העדינים. כאשר, מסיבות שונות, מאבדות
קרומיותיהם של התאים האדומים את גמישותן ואת יכולתן להתאים את עצמן
"למציאות", התאים האדומים לא מצליחים להגיע דרך נימי הדם הדקות
לתאים מסוימים בגוף, מה שעלול לגרום להתפתחות נמק. תהליך כזה עלול
להתרחש במחלות שונות, ובהן סוכרת.

תופעה נוספת העלולה למנוע את מעברם של תאי הדם האדומים בכלי דם
צרים ועדינים, היא התהליך של היווצרות צברים של תאי דם כאלה. תופעה
זו מתבטאת בהתחברות של תאים ויצירת "גושים" גדולים, שמתקשים (ולמעשה
אינם מצליחים) להידחק אל תוך הנימים. כך נוצרת חסימה בפתח הנימה, מה
שמונע מתאי דם אדומים אחרים, לחדור לתוכה. תהליך זה, המונע אספקת
חמצן לתאים שונים בגוף, עלול להביא להתפתחות מצבי חולי שונים. כאשר
הוא מתרחש במוח, הוא עלול לגרום את תחילתו של שבץ מוחי.

תהליך זה, של היווצרות צברים של תאי דם אדומים, מתרחש כאשר
חלבוני הפלאסמה "בונים גשרים" בין התאים, ומצמידים אותם אלה לאלה.
בדרך כלל, כלומר בגוף בריא, התהליכים הלא רצויים האלה נמנעים,
כתוצאה מהעובדה שמטענם החשמלי הכולל של תאים הדם האדומים הוא זהה
(שלילי), ולפיכך הם דוחים אלה את אלה, מה שמונע היצמדות. בנוסף לכך,
זרם הדם עצמו, מפעיל כוחות (פיסיים) המפרקים את הצברים. אבל, במצבי
חולי שונים לא פועלים אמצעי ההגנה האלה, מה שעלול להתבטא בהיווצרות
צברי תאים. תהליכים אלה עלולים להתרחש במצבים של זרימת דם אטית
(הנובעת מאיבוד דם, התייבשות, חשיפה לקור וכן ממחלות שונות התוקפות
את כלי הדם). כמו כן, שינוי לא תקין במבנה המולקולרי של חלבוני
הפלאסמה (המתרחש כתוצאה ממחלות שונות), עלול להגביר את יכולתם לבנות
את ה"גשרים" הבין-תאיים האלה. בנוסף לכל אלה, במקרים מסוימים,
שינויים המתחוללים בתאי הדם האדומים עצמם, עלולים לעודד היווצרות של
צברי תאים. עלייה ברמת הצברים, מעלה מאוד את צמיגות הדם, המהווה גור
סיכון ידוע.

הצברים גם יוצרים חסימות, המתפתחות בתהליך שבו הפלסמה ה"ריקה"
ממשיכה לזרום דרך כלי הדם, שלפתחו מצטופפים התאים האדומים מבלי
יכולת לעבור (במצבים כאלה נוצר לעתים מה שהרופאים מכנים "דם בוצי",
החוסם את פתחיהם של כלי דם קטנים). הצטופפות הצברים של התאים
האדומים יוצרת לעתים גם תופעה של התנפחות נימי דם, המזכירות את
ציור ה"נחש שבלע פיל" ב"הנסיך הקטן" של אנטואן דה סנט-אכזופרי.
התנפחויות כאלה ניתנות לזיהוי באמצעות זכוכית מגדלת פשוטה, בנימי
עיניהם של מעשנים (בעיקר בזמן שאיפת עשן), וכן אצל צוללנים
מקצועיים, העוסקים במקצועם זמן רב. חסימה מסוג אחר מתחוללת, כאשר
תא דם אדום שקרומו אינו די גמיש, "מנסה" לחדור ולעבור בנימה דקה,
אך "נתקע" באמצע הדרך, לא לבלוע ולא להקיא.

עד לפני זמן לא רב, לא היו בידי הרופאים והחוקרים, אמצעים
למדידת ולהערכת הכמות של היווצרות צברי תאי דם אדומים בדגימת דם
נבדקת. בדיקות הדם הביוכימיות הידועות והמקובלות, לא היו מסוגלות
לספק מידע פיסיקלי על תכונות הזרימה של הדם. בדיקה ביוכימית לא
תבדיל כלל בין דם שבו תאי הדם האדומים נעים בבדידות, לבין דם
שקיימים בו צברים רבים, גדולים ומסוכנים של תאים כאלה. לכן, בין
היתר, לא הייתה דרך לאבחן את דרגת הסיכון לזרימת הדם שבו נתונים
הסובלים מהתייבשות (שבדמם נוצרים צברים גדולים של תאי דם אדומים).
וכך אירעו מקרים שבהם אנשים "שהיו בסדר, רק חיוורים במקצת", מתו
בתוך זמן קצר מבלי שמישהו זיהה מבעוד מועד את הסכנה שבה הם נתונים.

את מצב העניינים הזה, מבקשים לשנות מדענים ישראליים וסיניים העובדים
בשיתוף פעולה. החוקרים בנו מערכת המודדת את תכונותיו הפיסיקליות
(ולא הביוכימיות) של הדם, ומלמדת על יכולתו לזרום. המערכת מורכבת
ממיקרוסקופ שעליו מורכבת מצלמת וידיאו, ה"מתבוננת" בדגימת הדם
הנתונה ב"תא זרימה" ייחודי שפותח במיוחד למטרה זו. בתא מפעילים החוקרים
זרמים מבוקרים, ולאחר מכן בוחנים את תכונות הזרימה של דגימת הדם,
בהינתן תנאי זרימה שונים.

תצלומי הווידיאו של המבט המיקרוסקופי בדגימת הדם, מועברים
למערכת ממוחשבת המעבדת את התמונה, ומציגה את תוצאות העיבוד, בדרך
חזותית, מספרית ואבחנתית בעת ובעונה אחת. החוקרים בחנו את יכולתה של
המערכת החדשה, לזהות שינויים פיסיקליים מידיים החלים בדם, כתוצאה
משינוי בפעילויות שגרתיות. לשם כך, הישוו דגימות דם שנלקחו מאדם
מעשן, בעת שלא עישן בפועל, לדגימות שנלקחו מאותו אדם, מיד לאחר
שסיים לעשן סיגריה.

התוצאות: בדמו של המעשן נמצאה (בעת הפוגת עישון), דרגת
היווצרות של צברי תאים אדומים, הכפולה מהמידה שהוגדרה נורמלית.
לעומת זאת, בדגימה שנלקחה מיד לאחר עישון סיגרייה, נמצאה דרגת
היווצרות של צברי תאי דם אדומים, הגדולה פי חמש מזו שנמצאה בדגימה
שנלקחה בהפוגת העישון. כלומר, פי עשר מהמידה הנורמלית. דרגה זו
מציינת, לדברי החוקרים, מצב מובהק של עלייה בסכנה של היווצרות
הצברים, הנגרמת באופן מיידי כתוצאה מהעישון.

החוקרים אומרים, שממצא זה עשוי לתרום להבנת ההפרעות בזרימת דם,
שאובחנו במעשנים. בין היתר, מדובר בתחושת קור שחשים בידיהם מעשנים
מסוימים בעת העישון (במקרה זה מדובר בעיקר בנשים או בנערות בגיל
ההתבגרות). תחושה זו נוצרת, כתוצאה מהפרעות בזרימת הדם, וחסימת
נימים דקות, עקב היווצרות צברי תאים גדלים והולכים בזרם הדם.

החוקרים מקווים שהמערכת החדשה שפיתחו, תיכנס לשימוש שוטף בבתי
חולים, כך שבנוסף למידע העולה מבדיקות דם שגרתיות, יוכלו הרופאים
לקבל באופן שוטף, גם מידע על תכונות הזרימה של הדם הנבדק. זיהוי
מוקדם של תהליכי היווצרות של צברי תאים אדומים בדם, עשוי להזהיר
מבעוד מועד מפני תחילת התהוותם של מצבי שבץ מוחי, התייבשות
חריפה, וכן, להעיד על תחילתו של תהליך שבסופו נוצרים קרישי
דם גדולים העלולים לגרום התקפי לב.