תובנות אולטרה‑מבניות והיסטוכימיות על ריאות ניאוטניות ומטמורפיות של אקסולוטל עם רמזים להתחדשות ריאות

מדוע ריאה של סלאמנדרה חשובה עבורנו

אקסולוטלים הם סלאמנדרות יוצאות דופן היכולות לגדל מחדש איברים שנאבדו, וכוחות התיקון שלהן מסקרנים מדענים השואפים לשפר ריפוי בבני אדם. המחקר בוחן שאלה פשוטה בעלת השלכות רחבות: כיצד ריאות האקסולוטל משתנות כשהן עוברות מחיי מים לחיי יבשה, ומה הדבר מגלה לגבי סוג רקמת הריאה שיכולה לשקם את עצמה לאחר פגיעה?

שני שלבי חיים, שתי תכניות ריאה

אקסולוטלים בדרך כלל נשארים במצב ניאוטני נשיוני, נושמים בעיקר באמצעות זימים וגם משתמשים בריאות. במתן הורמון בלוטת התריס ניתן לדחוף אותם למצב מותאם ליבשה התלוי יותר בנשימת אוויר. החוקרים השוו ריאות משלושה פרטים "חיים במים" ושלושה פרטים שטופלו בהורמון והוכנו ל"חיים על היבשה". תחת המיקרוסקופ, לשתי הקבוצות היו ריאות המבוססות סביב חלל אוויר מרכזי המחולק בקפלים רבים, שלא כמו נתיבי אוויר מתפצלים בעץ אצל יונקים. אך נצפו הבדלים ברורים בעובי ובמורכבות של הדפנות הדקות המפרידות בין האוויר לדם.

מדפנות עבות וקשות לכיסי אוויר גמישים

בין האקסולוטלים החיים במים, הדפנות סביב חללי האוויר היו עבות והחללים עצמם צרים, עם הצטברויות כבדות של קולגן — חלבון מבני המוסיף נוקשות. לאחר המטמורפוזה, הדפנות האלה התרחשו והחלו להיות דקות יותר והחללים האוויריים הורחבו, בעוד רקמת התמיכה הציגה יותר סיבי אלסטין, המסוגלים להימתח ולהחזור למצבם. המעבר מתמיכה עשירה בקולגן לכזו אלסטית יותר מרמז שהריאה מתאימה עצמה טוב יותר להרחבה והתכווצות חוזרות הנחוצות לנשימה אווירית על היבשה.

תאי ריאה מיוחדים משנים את תפקידיהם

הקבוצה גם התמקדה בתאים המצפים את חללי האוויר. ביונקים קיימים שני סוגים עיקריים של תאים כאלה, אך אצל האקסולוטל התכונות מעורבות באופן גמיש יותר. בעזרת מיקרוסקופים אלקטרוניים רבי‑עוצמה, המחברים מצאו תאים עם בליטות משטח גרמיות גרמיות (microvilli) וגלעינים עגולים שהכילו גופים של שכבות (lamellar bodies), מבנים דמויי חבילות האוגרים סורפקטנט — חומר המפחית את מתח הפנים בתוך הריאות. אצל האקסולוטלים החיים במים אף כמה תאים ריסניים בנתיבי האוויר הקטנים נשאו חבילות סורפקטנט אלו. לאחר המטמורפוזה, עם זאת, התאים הריסניים כבר לא החזיקו בגופים של שכבות, בעוד תאי המשטח הסמוכים הציגו מבני סורפקטנט בשל יותר ומחסום אוויר‑דם מעודן יותר, המזכיר יותר את ריאות היונקים.

תאי תמיכה שעשויים לסייע בתיקון

בתוך הרקמה שבין חללי האוויר, המדענים זיהו תאים הדומים לליפופיברבלסטים אינטרסטיציאליים בשני שלבי החיים. תאים אלה אגפו טיפות שומן וישבו קרוב לתאים המייצרים סורפקטנט. בבעלי חיים אחרים תאים דומים נחשבים כמספקים חומרי גלם לסורפקטנט ואפילו פועלים כתאים בסגנון גזע במהלך גדילה ותיקון הריאה. העובדה שתאים כאלה נשמרים הן באקסולוטלים החיים במים והן באלה המוכנים ליבשה מעוררת את האפשרות שהם תורמים ליכולת המרשימה של החיה לשקם רקמת ריאה לאחר פגיעה.

אותות הבשלה ושינוי רקמה

כדי לעקוב אחרי התבגרות תאי המשטח הריאתיים, הצוות בצע צביעת רקמות לחלבון מבני בשם ציטוקרייטין 7, הנראה כאשר תאים מסוימים בעלי מאפייני גזע הופכים לתאי ציפוי בשלמים. סממן זה כמעט שלא נראה בריאות החיות שמתווכות במים אך הופיע ברמות נמוכות בריאות המוכנות ליבשה, מרמז שמטמורפוזה דוחפת תאים אלה לעבר מצב מומחה יותר. יחד עם השינוי ברקמת החיבור והארגון מחדש של תאי ייצור הסורפקטנט, הדפוס הזה מצייר תמונה של ריאה היכולה לעצב את עצמה מחדש בתגובה לאותות הורמונליים.

מה משמעות הדבר למחקר עתידי על תיקון ריאות

על ידי מיפוי כיצד ריאות האקסולוטל משנות את עצמן כשהחיה נעה מהמים לכיוון היבשה, מחקר זה מתאר תכנון ריאתי השומר על גמישות לצד פונקציונליות. דפנות עבות ועשירות בקולגן נחלפות ברקמה דקה ואלסטית יותר, סוגי תאים משנים את תפקידיהם בטיפול בסורפקטנט, ותאי תמיכה עם פוטנציאל תיקון נשארים במקום. אף על פי שריאות האקסולוטל אינן זהות באופן מושלם לריאות אנושיות, הבנת האופן שבו הן נשארות גמישות ומוכנות לתיקון עשויה להנחות מאמצים עתידיים לעודד ריפוי טוב יותר בריאות פגועות בבני אדם.

ציטוט: Güneş, A., Gürgen, D.G., Kaplan, A.A. et al. Ultrastructural and histochemical insights into neotenic and metamorphic axolotl lungs with clues to pulmonary regeneration. Sci Rep 16, 15077 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45215-8

מילות מפתח: אקסולוטל, התחדשות ריאה, מטמורפוזה, סורפקטנט, סיבי אלסטין