מחקרים

בעולם שבו אנו חיים כמעט לכל מחלה ופגע יש תרופה. אנחנו נוטלים כדורים, מורחים משחות, בולעים סירופ, מרגישים יותר טוב ושוכחים מכל הסיפור. אבל חשבתם פעם מה קורה לפסולת הרפואית שלנו ולאן היא מגיעה? במחקר בהובלת פרופ' נועה שנקר ותלמידת המחקר גל נבון מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס וייז וממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט נדגמו מי ים ב-11 אתרים שונים לאורך חופי ישראל. בעשרה מתוכם נמצא ריכוז משמעותי של שיירי תרופות, שמוזרמות דרך השפכים אל הים. שיירי התרופות נדגמו באיצטלנים – חסרי חוליות ימיים קבועי-מקום הניזונים מסינון מי הים. מסתבר שהחשיפה לתרופות עלולה להשפיע עליהם לטווח ארוך ולמעשה להפר את האיזון העדין של כל מארג החיים הימי, ואפילו לפגוע בחובבי המטבח הקולינרי שמבוסס על מאכלי הים.

מה לאיצטלנים ולתרופות של בני אדם?

איצטלנים הם חסרי חוליות ימיים שגודלם מספר סנטימטרים, הנצמדים למשטחים קשים כמו סלע, מזח או שובר גלים. מכיוון שהם ניזונים מחלקיקים קטנים שנמצאים במים - נאגרים בגופם במהלך הזמן חלקיקים רבים מהסביבה הימית, בהם חומרים מזהמים.

במסגרת המחקר דגמו החוקרים איצטלנים מתשעה אתרים לאורך חוף הים התיכון (אכזיב, עכו, המרינה בחיפה, שדות ים, תחנת הכוח בחדרה, חוף אכדיה בהרצליה, חוף הסלע בבת-ים, המרינה באשדוד והמרינה באשקלון), ושני אתרים בים סוף (המרינה באילת וריף הדולפינים). הם ביצעו בהם אנליזה כימית על מנת לחפש חומרים פעילים משלוש תרופות נפוצות בשימוש האדם, שידועות בכך שכמעט ואינן מתפרקות במכונים לטיהור שפכים ונותרות זמן רב בסביבה הימית: בזפיברט, המשמש להורדת רמות שומנים בדם; קארבאמזפין לטיפול באפילפסיה ולייצוב מצב הרוח; ודיקלופנק, נוגד דלקות המצוי בתרופה המוכרת 'וולטרן'.

הממצאים שהתגלו מדאיגים מאוד: ב-10 מתוך 11 האתרים שנדגמו נמצאו שיירים של התרופות שנבדקו בריכוזים משמעותיים.

• בארבעה אתרים (באשדוד, באשקלון, בשדות ים ובחיפה) נמצאו כל שלושת החומרים
• בחמישה אתרים (אכזיב, עכו, הרצליה, בת ים והמרינה באילת) נמצאו שיירים של שתיים משלוש התרופות
• בריף הדולפינים באילת, נמצאו רק שיירי תרופה אחת – דיקלופנק, אך בריכוז מדאיג
• ריכוזים גבוהים במיוחד של דיקלופנק ובזפיברט נמצאו בעכו, באשדוד ובאשקלון

רק באיצטלנים שנדגמו מהעומק בתחנת הכוח בחדרה לא נמצאו כלל תרופות.

^{בלעו תרופה? גל נבון דוגמת אצטלנים מסוג Styela plicata במרינה קישון (צילום: ליאון נובק)}

לא מתפרקות

פרופ' שנקר והחוקרת גל נבון מסבירות כי התרופות שבני האדם צורכים אינן מתפרקות בגופנו באופן מלא, ואחוזים גבוהים מהחומרים הפעילים מופרשים מהגוף בצורתם המקורית. בנוסף, עקב חוסר מודעות, תרופות שאינן בשימוש מושלכות לעתים קרובות לאסלה או לפח. מכוני טיהור השפכים הקיימים היום אינם ערוכים לטפל בשיירי תרופות, ואין פיקוח על ריכוזם בתום הטיפול בשפכים, בניגוד למזהמים אחרים. בסופו של דבר, חלק ניכר מהחומרים הללו מגיע דרך הביוב אל הים.

לדבריהן, בסביבה הימית ברחבי העולם ישנו מגוון גדול של שיירי תרופות, בהם סוגי אנטיביוטיקה, נוגדי דלקות, משככי כאבים, הורמונים, נוגדי דיכאון ועוד. "חלק ניכר מתרכובות אלה הן יציבות מאוד", מציינות החוקרות ומוסיפות: "הן אינן מתפרקות במהירות בסביבה הימית, והנזק ליצורים ימיים עלול להיות גדול במיוחד, מכיוון שהתרופות נועדו מלכתחילה לפעול על מערכות ביולוגיות (גוף האדם). כך למשל, מחקרים שונים שנעשו בעולם מצאו כי אסטרוגן המצוי בגלולות למניעת היריון יוצר סממנים נקביים בדגים זכרים, ולכן פוגע ביכולת הרבייה של מינים מסוימים; פרוזק גורם לאגרסיביות וללקיחת סיכונים בקרב סרטנים; נוגדי דיכאון פוגעים בזיכרון ובכושר הלמידה של דיונונים ועוד".

במחקר השתתפה גם המעבדה ההידרוכימית של המרכז לחקר המים בביה״ס לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר, בראשות פרופ' דרור אבישר. המאמר פורסם באוגוסט 2020 בכתב העת Marine Pollution Bulletin.

לעצור את הזיהום הכרוני

״אנו עובדים כבר 15 שנה על הגורל הכימי-פיסיקלי של שיירי תרופות במקורות מים יבשתיים, והימצאותם של שיירים אלו בסביבה הימית הפתיעה אותנו. תוצאות המחקר מעידות על ההיקף הגדול של זיהום כרוני בשיירי תרופות, וכן על קליטתם של מיקרו וננו-מזהמים, הנמדדים בריכוזים נמוכים מאוד, באורגניזמים הימיים״, אומר פרופ׳ אבישר.

"במחקר שלנו מצאנו שישראל אינה פטורה מהבעיה הגלובלית החמורה של זיהום מי הים בחומרים תרופתיים. התרופות שאנו צורכים מגיעות לים, בעיקר באמצעות הביוב, וגורמות נזק רב לסביבה הימית ולהשפעה עקיפה על בני אדם, הניזונים ממאכלי ים ונחשפים לזיהום זה", מסכמת פרופ' שנקר. "כדי להתמודד עם הבעיה ניתן לנקוט בצעדים שונים. ברמת הפרט, אנו ממליצים לכלל האוכלוסייה לקחת אחריות אישית ולהשליך תרופות שאינן בשימוש למכלים המיועדים לכך בבתי המרקחת ובקופות החולים. כמו כן, אנו פועלים להרחבת המחקר בנושא ניטור זיהום התרופות לאורך חופי ישראל, על ידי אנליזה מתקדמת למגוון גדול יותר של תרופות שנמצאות בשימוש נרחב. בנוסף אנו בוחנים אילו שינויים נגרמים לבעלי חיים הנחשפים לריכוזים סביבתיים של תרופות אלה".

עד כמה משפיעים תנאי החיים המודרניים על רמת התחלואה בקרב בני אדם? צוות חוקרים בהובלת ד"ר הילה מאי מהמחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר, וממרכז דן דוד לחקר תולדות האדם במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, רצו להבין את השפעת הסביבה על התחלואה בתקופות שונות. למסקנות שלהם הם הגיעו דרך בחינת גולגולות של בני אדם, שחיו באזורנו ב-15,000 השנים האחרונות, ובעזרת חיפוש אחר סימנים מובחנים, שמותירה בגולגולת דלקת אוזניים. הם גילו כי תנאי מחייה, הרגלי תזונה ואפילו אקלים, יכולים להשפיע על התחלואה במחלה זו, וזה לא הדבר היחיד שהם מצאו. הטו אוזן ושמעו.

האוזן התיכונה של אנשי המזרח התיכון הקדומים

"דלקת אוזניים היא מחלה שכיחה ביותר, בעיקר בגיל הרך, ומעל 50% מהילדים סובלים ממנה גם היום," אומרת ד"ר מאי. "המחלה נוצרת בעקבות זיהום חיידקי או ויראלי בדרכי הנשימה העליונות (הצטננות), שמייצר נוזלים המגיעים גם לאוזן התיכונה. אצל ילדים קטנים תעלות הניקוז שאמורות להוביל את הנוזלים מהאוזן התיכונה ללוע עדיין אינן מפותחות דיין, ולכן הנוזלים מצטברים באוזן וגורמים לדלקת".

"עד לגילוי האנטיביוטיקה במאה ה-20, הייתה זו ברוב המקרים מחלה ממושכת ואף כרונית, שאף גרמה לחירשות ולתמותה רבה בעקבות סיבוכים. הדלקות הממושכות גרמו לשינויים בעצם הדופן של האוזן התיכונה, שנשארים לאורך כל החיים וניתנים לזיהוי גם אצל האדם הבוגר. לכן, כשביקשנו לחקור תחלואה באוכלוסיות קדומות בארץ ישראל, בחרנו להתמקד במחלה זו, ופיתחנו שיטה מיוחדת לזיהויה, בגולגלות שנחשפו בחפירות מתקופות שונות לאורך ההיסטוריה".

שיטות ייחודיות, שפותחו במעבדתה של ד"ר מאי, אפשרו לחוקרים לאתר סימנים שהותירו דלקות ממושכות בדופן האוזן התיכונה. הממצאים מעידים כי שכיחות דלקות האוזניים הושפעה ישירות מתנאי המגורים ומהאקלים ששרר באזור בתקופות שונות, כאשר צפיפות, היגיינה ירודה, תזונה, קור ומשקעים מרובים מגבירים את תפוצת המחלה.

מסבירה ד"ר מאי: "האוזן התיכונה היא אחד האזורים השמורים ביותר בגולגולת, ולכן, כדי לצפות בה מבלי לגרום נזק לעצמות הגולגולת, פיתחנו מספר שיטות חדשניות המסתמכות על טכנולוגיות מתקדמות: צילמנו את האזור באמצעות וידיאו-סקופ, מצלמה זעירה המורכבת בקצהו של צינור גמיש שהוחדר דרך האוזן, וסרקנו את התמונות במיקרו-CT בעל רזולוציה גבוהה. בנוסף, בחנו את העצמות תחת מיקרוסקופ אור."

במחקר השתתפו ד"ר קאטרינה פלורנובה ממרכז דן דוד ומהפקולטה לרפואה וד"ר אילן קורן מהפקולטה לרפואה. המאמר פורסם באפריל 2020 בכתב העת International Journal of Osteoarchaeology.

מגורים ב-Open space, צריכת מוצרי חלב ושינויי אקלים

ממצאי הבדיקות מצביעים על שכיחות גבוהה יחסית של דלקות אוזניים בקרב אוכלוסיות של ציידים, לקטים וחקלאים מוקדמים, בתחילת המעבר לחקלאות וליישובי קבע. התחלואה הגבוהה ביותר, שהגיעה עד 80% מהגולגולות שנבדקו, נמצאה בסביבות 6,000 שנה לפני זמננו (התקופה הכלקוליתית).

לדברי ד"ר מאי, יש לכך הסבר: "ידוע לנו מחפירות ארכיאולוגיות, שבתקופה זו התגוררו האנשים בבתים הבנויים מחלל אחד, כאשר כל הפעילויות התקיימו באותו חלל - בישול, לינה, גידול בע"ח וכד'. כתוצאה מכך, הצפיפות בבית הייתה גדולה יחסית, ותנאי ההיגיינה היו ירודים וכללו זיהום אויר. לכך נוספו עוד שני גורמים אפשריים בתקופה הכלקוליתית: שינוי תזונתי - תחילת צריכה של מוצרי חלב, ושינוי האקלים - ירידה בטמפרטורה ועלייה בכמות המשקעים".

בתקופות מאוחרות יותר, לדבריה, השתנו התנאים: הבתים היו גדולים יותר וכללו מספר חדרים, בהם אזורי 'התמחות' כמו המטבח שמוקם בחדר נפרד או בחוץ, ושיכון בעלי החיים במבנה נפרד. השינוי באורחות החיים ובאקלים משתקף בירידה בתחלואה.

הבנת מחלות העבר תוביל למציאת תרופות למחלות ולמגיפות ההווה

"המחקר שלנו עוסק בהשפעת הסביבה וההתנהגות על התחלואה, ומסתמך לשם כך על מחלה נפוצה, שככל הנראה מלווה את המין האנושי מראשית קיומו - דלקת אוזניים", מסכמת ד"ר מאי. "הבנת האופן בו מחלות מופיעות, מתפשטות ונעלמות לאורך ההיסטוריה האנושית יכולה לסייע במניעת ובמציאת פתרון למחלות עכשוויות, כולל מגיפת הקורונה. המחקר מצביע בבירור על גורמי סיכון, ומראה כיצד שינוי באורח החיים יכול להשפיע על שכיחות המחלה. אנו רואים כי בשני המקרים - דלקות אוזניים וקורונה, ריחוק חברתי והקפדה על היגיינה מפחיתים את תפוצת המחלה, בעוד שתנאי מחיה צפופים ולא היגייניים גורמים להדבקה מוגברת".

"הכל החל כשחוקרים גילו מופע חריג בחוליות זנב מאובנות של דינוזאור צעיר, שחי באזור דרום אלברטה שבקנדה לפני למעלה מ-60 מיליון שנה. מדובר בדינוזאור מקבוצת ההדרוזאורים, המכונים גם 'בעלי מקור ברווז', אוכלי עשב שהיו נפוצים בעולם לפני 80-66 מיליון שנה", מסבירה ד"ר הילה מאי מהמחלקה לאנטומיה ואנתרופולוגיה בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר וממרכז דן דוד לחקר תולדות האדם. "בשתיים מחוליות הזנב של הדינוזאור נמצאו חללים גדולים, אשר צורתם מעידה כי נוצרו על ידי גידול".

חוליות הזנב של הדינוזאור נשלחו למכון שמוניס לאנתרופולוגיה שבמרכז דן דוד, השוכן במוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט, לשם סריקה במכשיר מיקרו-CT מתקדם שנמצא במקום. קבוצת חוקרים בהובלתה של ד"ר מאי, זיהו את החללים כגידול שפיר מסוג LCH (היסטיוציטוזיס של תאי לנגרהנס). גידול זה הינו מחלה נדירה המופיעה גם היום בבני אדם כגידול שפיר בעצמות, בעיקר בילדים מתחת לגיל 10, ועלולה לגרום לכאבים. במקרים רבים הגידול נעלם מעצמו, ללא צורך בהתערבות כירורגית.

המחלה ששרדה 60 מיליון שנה

"המיקרו-CT מייצר דימות ברזולוציה גבוהה ביותר, עד לרמה של מיקרונים ספורים," מסבירה ד"ר מאי. "במחקר הנוכחי סרקנו באמצעותו את חוליות הדינוזאור, ויצרנו שחזור תלת-ממדי ממוחשב של הגידול ושל כלי הדם שהזינו אותו. הדימות אישש את הסברה שמדובר במחלת הLCH-. זו הפעם הראשונה שמחלה זו זוהתה בדינוזאור, והממצאים המפתיעים מעידים כי המחלה אינה ייחודית לבני אדם, ושהיא שרדה לאורך האבולוציה, מדינוזאורים ועד בני אדם, במשך למעלה מ-60 מיליון שנה".

במחקר השתתפו פרופ' ברוס רוטשילד מאוניברסיטת אינדיאנה ארה"ב, פרופ' פרנק רולי מאוניברסיטת ציריך בשווייץ ודארן טאנקה מהמוזיאון המלכותי לפליאונטולוגיה בקנדה. המאמר התפרסם בכתב העת Scientific Reports.

"למחקרים מסוג זה, המתאפשרים כיום הודות לטכנולוגיה החדשנית, יש תרומה חשובה ומעניינת לרפואה האבולוציונית, שחוקרת את התפתחותן והתנהגותן של מחלות בממד הזמן", אומר פרופ' ישראל הרשקוביץ, מבית הספר לרפואה וממרכז דן דוד, שחקר בעבר גידולים ממאירים בדינוזאורים מתקופת היורה וסייע לחוקרים בזיהוי המחלה, ומסכם "החוקרים בתחום מנסים להבין מדוע מחלות מסוימות שורדות לאורך האבולוציה, במטרה לפענח מה גורם להן ולפתח דרכים חדשות ויעילות להתמודד איתן היום".

במחקר שנערך במעבדתה של פרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה של אוניברסיטת תל אביב ומוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט נדגמו חסרי חוליות מסוג איצטלנים מתשעה אתרים לאורך חופי ישראל, בים התיכון ובמפרץ אילת. בדגימות מכל החופים נמצאו בגופם של האיצטלנים חלקיקי מיקרו-פלסטיק שגודלם קטן מחמישה מילימטרים, ובבעלי חיים ממי חופים רבים נמצאו גם כימיקלים מסוג פתאלטים, שמשמשים את תעשיית הפלסטיק ועלולים לגרום למגוון נזקים כולל שיבושים הורמונליים. המחקר, בהובלת הדוקטורנטית גל ורד מבית הספר לזואולוגיה, ובשיתוף פרופ' דרור אבישר ואביב קפלן מבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר, התפרסם בכתב העת Marine Pollution Bulletin.

"בסביבה הימית מתפרקים מוצרי הפלסטיק לחלקיקים זעירים המכונים מיקרו-פלסטיק, שגודלם נע מכמה עשרות מיקרונים (מיקרון = מיליונית המטר) ועד חמישה מילימטרים, כך שאת רובם לא ניתן לראותם בעין," מסבירה פרופ' שנקר. "בנוסף, הם משחררים למים כימיקלים שונים המשמשים את תעשיית הפלסטיק להקניית מגוון תכונות למוצריה – כמו גמישות, חוזק, צבע ועוד, אך עלולים לגרום נזקים שונים וקשים ליצורים חיים, כמו למשל שיבושים הורמונליים. אנחנו ביקשנו לבחון את רמת זיהום הפלסטיק שמגיעה לחיות ימיות לאורך חופי ישראל, ומכאן להסיק לגבי חומרת הזיהום במים." 

לראשונה בעולם במחקר מסוג זה נעזרו החוקרים בבעל חיים חסר חוליות בשם איצטלן, שנפוץ בכל בתי הגידול הימיים בעולם, ומתאים במיוחד למחקר מסוג זה: זהו בעל חיים ישיב שנצמד לסלע ואינו זז ממקומו כל ימי חייו. הוא ניזון על ידי סינון של עשרות ליטרים של מי ים מדי יום, וכשהמים מזוהמים, מצטברים בגופו גם המזהמים. לכן בדיקה של איצטלנים שנלקחו מחוף מסוים נותנת תמונה אמינה ביותר על מצב הזיהום ורמת הבריאות הסביבתית באותו אתר. במונחים מדעיים מהווים האיצטלנים סמנים ביולוגיים של איכות הסביבה הימית. בנוסף, קבוצה זו של חסרי חוליות היא הקרובה ביותר מבחינה אבולוציונית לחולייתנים (דוגמת בני האדם), ולכן היא מהווה מערכת מודל נפוצה למחקר.

פסולת פלסטיק על גבי מלפפון ים בשונית האלמוגים באילת (צילום: גיארמו בן-נעים אנדרסון)

תוצאות מדאיגות בחופי הרחצה האהובים

לצורך המחקר דגמו החוקרים איצטלנים מתשעה אתרים שונים, בהם נמלים, חופי רחצה ושמורות טבע. שבעה מהאתרים פרוסים לאורך חוף הים התיכון, מצפון עד דרום: שמורת אכזיב, נמל עכו, מכמורת, הרצליה, בת ים, הפארק הלאומי פלמחים והפארק הלאומי אשקלון; ושניים נמצאים בים סוף: המרינה באילת וריף הדולפינים. לאחר מכן הם בדקו במעבדה את כמות חלקיקי המיקרו-פלסטיק בכל פרט; בנוסף, באמצעות שיטת אנליזה כימית חדשה ומדויקת ביותר, שפותחה במרכז לחקר המים בראשות פרופ' אבישר, הם חיפשו באיצטלנים שרידים של תוספי פלסטיק מסוג פתאלטים המעניקים גמישות למוצרים, ועלולים לגרום לשיבושים הורמונליים ולמגוון נזקים אחרים אצל בעלי חיים ובני אדם. והתוצאות צריכות להדאיג את כולנו.

"בכל האתרים שבדקנו מצאנו איצטלנים עם חלקיקי מיקרו-פלסטיק, ובמרבית האתרים מצאנו גם תוספים תעשייתיים מסוג פתאלטים," אומרת החוקרת גל ורד. "חשוב לציין שלא תמיד נמצא קשר ברור בין ייעודו של החוף (נמל, חוף רחצה, פארק לאומי), ורמת הזיהום הגלויה לעין, לבין הממצאים שלנו. לדוגמה: בהשוואה בין שני חופי רחצה קרובים, בעלי רמת ניקיון דומה לכאורה, נמצא באחד ריכוז גבוה של פתאלטים, בעוד שבשני כמעט שלא היו פתאלטים כלל. ריף הדולפינים באילת הצטיין בהיעדר כמעט מוחלט של תוספי פלסטיק, אך לעומת זאת, הצטערנו לגלות רמות גבוהות של תוספי פלסטיק בחופי רחצה שרבים מאיתנו נוהגים לפקוד עם ילדינו."

"המחקר שלנו מדליק נורה אדומה לכל הציבור בישראל," מסכמת פרופ' שנקר. "גם אם לא תמיד ניתן לראות זאת בעין, הממצאים מראים שהחופים שלנו מזוהמים במיקרו-פלסטיק ובכימיקלים שמקורם במוצרי פלסטיק. פלסטיק הוא חומר שיצר האדם לשימושו, והוא נמצא בשימוש רחב ביותר, אך הוא יכול להיות מסוכן לסביבה וגם לנו. לכן כולנו מחויבים להשתמש בו באחריות. בנוסף למיחזור בקבוקים ואריזות, אנחנו קוראים לציבור, בין היתר, להפחית את השימוש במוצרי פלסטיק ובפרט במוצרים חד פעמיים. זה בידיים שלנו!"