מנת מלריה עם נגיעות לימון

טפיל המלריה מפיק ריח לימוני, ככל הנראה כדי למשוך יתושים

נעם לויתן ויונת אשחר | גליליאו

יתושת אנופלס בזמן ארוחה ולימון

מלריה, או קדחת הביצות כפי שכינו אותה החלוצים (שרבים מהם מתו ממנה), היא אחת המחלות העתיקות והקטלניות ביותר שידעה האנושות. מדי שנה נדבקים במלריה יותר מ-200 מיליון בני אדם וכ-300 אלף אנשים מתים ממנה. רוב מקרי המוות הם ביבשת אפריקה: על פי ארגון הבריאות העולמי (WHO) כל דקה מת באפריקה ילד ממלריה.

מחלת המלריה נגרמת על ידי מינים ביולוגיים שונים של טפיל תוך תאי הקרוי פְּלַסמוֹדיוּם (Plasmodium). הטפיל מועבר מאדם לאדם (ומחיה לחיה) באמצעות יתושים – או ליתר דיוק יתושות – מהסוג אנופלס (Anopheles). כבר במאה הראשונה לספירה כתב הרומאי קולומלה (Columella) כי קדחת הביצות קשורה לחרקים החיים בביצות, אך למרות זאת בימי הביניים סברו בטעות כי מקור המחלה הוא באוויר המזוהם העולה מהביצות. כך קיבלה המחלה את שמה – מלריה, שמשמעותו "אוויר רע" (mala aria) באיטלקית של אותה תקופה.

רק בשנת 1880 הראה הרופא הצרפתי שארל לואי אלפונס לבראן (Laveran) כי המלריה נגרמת על ידי טפיל הנמצא בדמם של החולים, ובשנת 1897 הראה החוקר הבריטי סר רונלד רוס (Ross) שהטפיל מועבר (בעופות) על ידי יתושים. שני החוקרים זכו, כל אחד בנפרד, בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה על תגליותיהם.

כאשר יתושה עוקצת אדם ומוצצת את דמו היא מחדירה לאזור הפצע רוק וארס מונע קרישה. אם מדובר ביתושה הנגועה בטפילי מלריה, הם חודרים לגוף האדם עם הרוק שלה. בגוף האדם עובר הפלסמודיום כמה שלבי התפתחות. לאחר שהגיע לזרם הדם הטפיל נודד לכבד, חודר לתאיו ומתרבה בהם בחלוקה, ברבייה אל זוויגית, עד שתאי הכבד המודבקים מתמלאים כל אחד באלפי טפילים המביאים למותם של התאים. הטפילים מגיחים מתאי הכבד חזרה לזרם הדם, שם הם חודרים לתוך תאי הדם האדומים. כמו בתאי הכבד, הטפילים מתרבים בתאי הדם בחלוקה עד שהתאים נהרסים, הטפילים משתחררים שוב לזרם הדם ומדביקים תאי דם אדומים חדשים.

חלק מהטפילים שחודרים לתאי דם אדומים לא מתרבים בחלוקה אלא מתפתחים לשלב הזוויגי של הטפיל וממתינים בתוך תא הדם. הצורה הזוויגית של הטפיל אינה יכולה להתרבות באדם, שהוא פונדקאי ביניים של הפלסמודיום, אלא רק בפונדקאים הסופיים – יתושות אנופלס. כאשר נקבת האנופלס מוצצת את דמו של אדם נגוע, תאי הדם האדומים, שבתוכם ממתינים הטפילים, מגיעים לקיבתה. בבטן היתושה הטפילים יוצאים מתוך תאי הדם, מתפתחים לזכרים ולנקבות בוגרים ומתרחשת הפריה. הנקבות המופרות חודרות לדופן המעי של היתושה ונוצרים בתוכן בחלוקה אלפי טפילים קטנים. לאחר כמה ימים הטפילים בוקעים מתוך הנקבות, נודדים אל בלוטות הרוק של היתושה וממתינים להדביק את האדם הבא.

לטפיל המלריה מחזור חיים מורכב, התלוי בשני פונדקאים, לכן כמו בטפילים רבים אחרים, התפתחו אצלו היכולות לשלוט ולהשפיע על הפונדקאים שלו. למשל, טפיל חד תאי אחר וקרוב משפחה של הפלסמודיום, טוֹקסוֹפּלזמה גוֹנדי, מדביק חולדות ועכברים וגורם להם לאבד את הפחד מחתולים ואף להימשך אל החתולים מינית. כך הטפיל מוודא כי מכרסמים אלו ייטרפו על ידי הפונדקאי הסופי שלו – החתול.

במקרה של טפיל הפלסמודיום, יתושות נגועות בטפיל נוטות לעקוץ פעמים רבות יותר מיתושות בריאות, וכך להגדיל את הסיכוי כי ידביקו אדם כלשהו. אך כדי להשלים את מחזור החיים שלו, טפיל המלריה זקוק כאמור ליתושות (מודבקות ולא מודבקות) שיעקצו בני אדם חולים במלריה ויידבקו בשלב הזוויגי של הטפיל. אכן, כמה מחקרים הדגימו כי יתושות אנופלס נמשכות לאנשים ולעכברים שחולים במלריה, ביחוד כשקיימים בדמם טפילים בשלב הזוויגי.

כיצד טפיל הפלסמודיום מצליח לגרום ליתושות להימשך לחולים? וזאת אף כשמדובר ביתושות שאינן נגועות בעצמן בטפיל?

על פי המחקרים שנערכו בעכברים, הטפיל משנה את ריחם של עכברים נגועים כך שיהיו מושכים יותר ליתושים. עם זאת, לא ידוע כיצד הוא עושה זאת ואם מקור הריחות הוא בפונדקאי, או – כפי שסבורים מייגן קלי (Kelly) מאוניברסיטת וושינגטון ועמיתיה – בטפיל.

במחקר, שפורסם בכתב העת המקוון mBio, נטלו קלי ועמיתיה כמות גדולה (200 מיליליטר) של תאי דם אדומים של אדם מודבקים בפלסמודיום, ובדקו אילו מולקולות ריח – אם בכלל – אפשר למצוא באוויר מעליהם. כביקורת השתמשו החוקרים בתאי דם לא מודבקים ובשקיות דם ריקות. החוקרים גילו כי התאים המודבקים פלטו את החומר לימונן (Limonene) וחומר הקרוי פינן (pinene). לימונן נמצא, בין היתר, בקליפות לימונים ותפוזים ומקנה להם את ריחם, ופינן הוא אחד הכימיקלים המקנים לאורנים ולמחטניים אחרים את ריחם. שני החומרים ידועים כמושכי יתושים.

בדרך כלל כשאנחנו חושבים על יתושים הכוונה היא למעשה ליתושות, שבמיני יתושים רבים זקוקות למנות דם לשם יצירה והבשלה של הביצים שעליהן להטיל, אך דם אינו המזון היחיד שלהן. גם נקבות היתושים וגם זכרי היתושים ניזונים מצוף עשיר בסוכרים שמספק להם את האנרגיה הדרושה לתעופה. עקב כך כל היתושים, כמו חרקים אוכלי צוף אחרים, רגישים לריחות צמחים מסוימים ונמשכים אליהם. במקרה של יתושי האנופלס ריחות המכילים לימונן ופינן מושכים אותם במיוחד.

לימונן, פינן וחומרי ריח אחרים נוצרים בצמחים בכלורופלסטים – אברונים (פלסטידים) שבהם מתרחש תהליך הפוטוסינתזה. בתהליך זה מומרת אנרגיית השמש לאנרגיה כימית. טפיל הפלסמודיום אינו צמח, אך הוא מסוגל לייצר את הריחות הצמחיים האלו בזכות ההיסטוריה האבולוציונית שלו.

לפי התאוריה המדעית המקובלת, מקור הפלסטידים הוא בחיידקים כחוליים (חיידקים המבצעים פוטוסינתזה) שנבלעו לפני יותר ממיליארד שנים על ידי תאים איקריוטיים (בעלי גרעין אמיתי). החיידקים שנבלעו לא עוכלו ובמקום זאת נוצרה סימביוזה (אֶנדוֹסימביוזה) הדדית ביניהם לבין התאים שבלעו אותם, וכך הופיעו האבות הקדומים של האצות. חלק מצאצאי האצות האלו התפתחו בסופו של דבר לצמחים – אצות ירוקיות וצמחי יבשה – ואחרים התפתחו לאצות אדומיות, לזוֹאוֹקסַנטֶלות החיות בגופם של אלמוגים ולטפילים שונים שאיבדו את היכולת לבצע פוטוסינתזה, כגון טוקסופלזמה גונדי וטפיל הפלסמודיום.

הפלסטידים של הפלסמודיום, שהם קרובי משפחה רחוקים של הכלורופלסטים, מאפשרים לטפיל לייצר מולקולות ריח "צמחיות" בצורה דומה לדרך שבה צמחים עושים זאת. קלי ועמיתיה אף הראו שאם נותנים לטפיל אנטיביוטיקה שפוגעת ביכולת של פלסטידים (כלורופלסטים ואחרים) לייצר חומרי ריח, הוא מאבד את היכולות לייצר לימונן ופינן. כלומר, הוא אכן מייצר את חומרי הריח האלו באמצעות הפלסטידים שלו.

אם כך מתברר כי טפיל האוויר הרע – המלריה – מפיץ דווקא ניחוחות נעימים, העשויים למשוך יתושות ויתושים. עם זאת, במחקר הנוכחי כל מה שהחוקרים הראו הוא כי הטפיל יוצר חומרי ריח כאלו בתוך תאי דם אדומים; ואמנם חומרים אלו מסוגלים לצאת מהתאים, אך כדי להדגים באופן משכנע כי כך הטפיל מושך יתושים כדי שיעקצו חולי מלריה ויידבקו בפלסמודיום, יש עוד להראות כי חומרי הריח מצליחים להיפלט אל מחוץ לגוף הפונדקאי.

Top Image credits: Noam Leviatan, CC-BY-NC. This is a derivative of Anopheles quadriannulatus by James Gathany, CDC and of Lemon by Evan-Amos

המאמר המקורי:

Kelly, M. et al. Malaria parasites produce volatile mosquito attractants. mBio 6, e00235-15 (2015). doi: 10.1128/mBio.00235-15

המאמר המקורי התפרסם במגזין גליליאו גיליון 200, מאי 2015

מודעות פרסומת

תגיות: , , , , , , , ,

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: