רוב השרירים שלנו מבצעים פעולות על פי פקודה. את הפקודה הם מקבלים ממערכת העצבים, ולנקודה שבה האות מועבר לשריר קוראים צומת עצב-שריר. האות המועבר מתורגם להתכווצות של השריר בתגובה לשחרור של מוליך עצבי (נוירוטרנסמיטור) הקרוי אצטילכולין. הסרטון שלפנינו מראה את תהליך ההעברה של האות העצבי לשריר.
 

 

הסרטון תורגם בידי צוות דוידסון אונליין. הופק בידי מוחמד בן אברהים מאוניברסיטת FMPF במרוקו.
We would like to thank Mohammed from FMPF for all of his help
.

צומת עצב-שריר הוא נקודה חשובה בהולכת האות העצבי. בצומת הזה מומר האות לפעולה של השריר, בתיווכו של מוליך עצבי בשם אצטילכולין. האצטילכולין מופרש מבועיות (וסיקולות) שמתאחות עם הממברנה כשהאות העצבי מגיע, ומפורק קצת לאחר מכן על ידי האנזים אצטילכולין אסטראז.

לאצטילכולין, לפיכך, יש זמן קצר מאוד להיקשר לרצפטורים בשריר ולהפעיל אותם לפני שהוא מפורק, כדי שלא תיווצר פעילות יתר של השריר. מי מכם שזוכרים את מלחמת המפרץ הראשונה יודעים שהיה אז חשש שהעירקים ישתמשו בגז עצבים על אוכלוסייה אזרחית. גז עצבים הוא פוספט אורגני (ששימש בעבר במינון נמוך גם כמדביר חרקים ופעל עליהם בצורה דומה) שיוצר חסימה בלתי הפיכה לאצטילכולין אסטראז. כלומר הגז משבית את האנזים האחראי על פירוק האצטילכולין, וכך גורם לפעילות יתר של השרירים ובסופו של דבר למוות.

קיימות שתי אסטרטגיות עיקריות להתגונן מגז עצבים – תחרות או בלימה.

כדורי הפירודיסטיגמין, שניתנו לחיילים בצבא ארה"ב במהלך המלחמה, הוא אמצעי מנע נגד חשיפה לגז עצבים – מעין חיסון זמני. הפירודיסטיגמין הוא מעכב הפיך של פעילות האצטילכולין אסטראז. היות שניתן לתפקד בצורה תקינה כשאחוז לא גבוה של האצטילכולין אסטראז מעוכב, הכדור לא פוגע במי שבולע אותו. היתרון שלו או שהוא מתחרה עם גז העצבים, תופס את הקולטנים שאליהם הוא נקשר,  ומונע מהרעל להיקשר אליהם. בניגוד לגז העצבים, הפירודיסטיגמין  הוא הפיך ואינו פוגע באופן קבוע באצטילכולין אסטראז. כך הוא משהה את פעולת גז העצבים ומאפשר לאדם שנפגע לקבל טיפול רפואי.

החיסרון העיקרי כאן הוא הצורך לקבל טיפול בפירודיסטיגמין פרק זמן סביר לפני הפגיעה, כדי שיספיק לחסום את האצטילכולין אסטראז. הוא לא יועיל לאדם שכבר נשם את גז העצבים.

זריקת האטרופין מעניקה טיפול מיידי לאדם שנפגע מהגז. האטרופין חוסם את אתר היעד של האצטילכולין הקולטן המוסקריני בשריר. החומר אמנם אינו מונע מגז העצבים לפעול על יעדו, אך מחליש את השפעתו על ידי כך שהוא מונע מהכמות הרבה של האצטילכולין שמצטבר במרווח הבין-סינפטי להיקשר לקולטנים שלהם, ולכן לא מאפשר למוליך העצבי ליצור בשריר פעילות יתר.

ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע


 
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

4 תגובות

  • אלון

    שאלה

    כמה זמן ייקח לאצטילכולין להתפרק אם לא יגיע אליו אצטילכולין אסטרז?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    שלום
    על פי מחקר שנערך ב2005, אצטיל כולין הינו חומר יציב למדי. בקצרה, השרו אצטיל כולין בתמיסה בטמפרטורות שונות ובדקו את קצב הפירוק, וב-25 מעלות לקח לו משהו כמו חודש להתחיל להתפרק, בעוד שב50 מעלות הוא התפרק בתוך יום.

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15993134

    מקווה שעזרתי
    ארז

    תודה לפרופ' סילמן מהמחלקה לנוירוביולוגיה על העזרה

  • אורה ימין

    יש משהו קצת לא מדויק

    יש משהו קצת לא מדויק פה- ממה שלמדתי רק 1 אחוז מהסידן מגיע מחוץ לתא, הרוב מגיע מתוך ה SR בתא עצמו

  • עידו קמינסקי

    תשובה

    ראוי להתייחס לשני תפקידים אותם ממלא סידן בצומת עצב שריר: בתא העצב (הנוירון) ובתא השריר. בסרטון סידן מוזכר בהקשר של תפקידו בתא העצב.

    1. בצומת עצב שריר תפקידו הראשון של הסידן הוא בשחרור הנוירוטרנסמיטור מתא העצב. יוני סידן הם גורם הכרחי לשם איחוי הבועיות המכילות נוירוטרנסמיטור (אצטילכולין במקרה זה) והפרשת החומר אל הסינפסה, שם הוא יכול לגרום להפעלה של השריר. על מנת לגרום לשחרור זה ישנה כניסה מאסיבית של סידן מהתמיסה החוץ תאית אל תוך האקסון, וסידן ממאגרים תוך-תאיים כמעט ואינו משמעותי בהקשר זה.

    2. בשריר עצמו לסידן יש חשיבות רבה בפעילות היחידות המוטוריות, הוא הכרחי לשם תהליך ההתכווצות וההרפיה של השריר. הסידן יכול להגיע משני מקורות: התמיסה החוץ-תאית או מאגרי סידן תוך-תאיים. בשרירי שלד מקור הסידן העיקרי לפעילות היחידות המוטוריות הוא המאגר התוך-תאי הנקרא Sarcoplasmic Reticulum, והסידן המגיע מהתמיסה החוץ תאית נועד בעיקר כדי למלא מחדש את המאגר התוך-תאי. בשרירים חלקים ושריר הלב ישנה חשיבות גבוהה יותר לכניסת סידן מהתמיסה החוץ תאית, ושני מקורות הסידן יחדיו משתתפים בתהליך הפעלת השריר.