כיצד משפיעים הגידים על עיצוב העצמות במהלך ההתפתחות העוברית

בבסיס המכונה המורכבת הקרויה "גוף האדם" מצויים עצמות, שרירים וגידים, אשר פועלים בתיאום מושלם כדי לספק לגוף שיווי משקל, יציבה ויכולת תנועה. כעת מתברר כי שיתוף הפעולה הזה בין מרכיביו הבסיסיים של הגוף מתחיל בשלב מוקדם הרבה יותר מהצפוי. מחקר של מדעני מכון ויצמן למדע, שהתפרסם באחרונה בכתב העת Developmental Cell , מתאר לראשונה יחסי גומלין בין הגידים והעצמות, אשר אחראים להיווצרות מבנים מסוימים החיוניים לבניית מערכת שלד חזקה - כבר במהלך ההתפתחות העוברית.

 

"השלד שלנו, על עצמותיו, מפרקיו והשרירים המקשרים ביניהם, משרת אותנו בחיי היום-יום באופן כל כך טוב וחלק, עד שאיננו מבחינים בכך שבעצם מדובר במערכת יוצאת דופן, מורכבת וסתגלנית", אומר ד"ר אלעזר זלצר מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע. "מחקרים קודמים הצליחו אומנם לחשוף את המנגנונים אשר אחראיים להתפתחות ולגדילה של כל אחד מהרכיבים שלה, אך יחסי הגומלין הייחודיים בין העצמות, השרירים והגידים, שמניעים את ארגון המערכת הזאת, אינם מובנים במלואם".

 

ד"ר זלצר, יחד עם תלמידת המחקר עינת בליץ, טכנאי המעבדה סרגיי ויוקוב ועמיתים נוספים, ביקשו לחשוף את המנגנונים המולקולרים אשר מווסתים את היווצרותם של מבנים מיוחדים דמויי בליטות על פני השטח של העצם. בליטות אלה מהוות נקודות עגינה יציבות לגידים - אשר מחברים בין השרירים לעצמות - והן שמאפשרות לשלד להתמודד עם הלחץ המכני החזק שמפעילים עליו השרירים.

 

המדענים השתמשו בשלדים של עוברי עכברים כדי לחקור את היווצרותה של בליטה מסוימת מסוג זה המחוברת לשריר הדלתא (Deltoid tuberosity), אשר ממוקמת על עצם הזרוע. הם גילו כי התפתחותה אינה מבוקרת על-ידי העצם בה היא נוצרת, אלא על-ידי הגידים והשרירים, בתהליך דו שלבי: יחסי הגומלין בין הגיד והשריר גורמים לתאי הגיד ליצור חלבון מסוים הקרוי "סקלרקסיס" (scleraxis), אשר מבקר את יצירתו של חלבון אחר - BMP4. חלבון זה משרה את השלבים הראשונים ביצירת הבליטה ומפקח עליהם. כדי להוכיח זאת, חסמו המדענים את ייצור ה- BMP4 בתאי הגיד, והראו כי כך נמנעת יצירת הבליטה. בשלב השני משפיעה פעילות השריר באופן ישיר על המשך יצירת מבנה הבליטה ועל צורתה הסופית.

 

ממצאים אלה מראים כי הגידים חיוניים להנעת תהליך ההיווצרות של מבנים משניים ("מבני עזר") הבולטים מפני השטח של העצם. ד"ר זלצר: "ממצאים אלה מספקים לנו נקודת מבט חדשה על בקרת תהליכי יצירת השלד באמצעות מערכות העצמות והשרירים, ושופכים אור על מנגנונים ייחודיים העומדים בבסיס ההתארגנות של מערכות אלה".