יום חמישי, 28 בדצמבר 2006

אבן דרך ביוטכנולוגית (3) - שימור המזון - אמיר בן שלום


ככר לחם בפרסקו מ-Herculaneum  - במוזיאון של נפולי
צילום:  
Fred Cherrygarden  

המרכיב השלישי בטכנולוגית המזון - הוא זה המאפשר ניצול (אכילה) של מזון שהוכן לפני יותר מיום או יומיים. גם כאן אפשר למצוא מגוון שיטות הכוללות חומרים טבעיים, כדוגמת הגדלת ריכוז המלח, החומציות (מלפפונים חמוצים) או הסוכרים (ריבות) לרמות שבהן מיקרו־אורגניזמים אינם מסוגלים להתפתח: ייבוש, עישון או חימום ואריזה במיכל אטום: הקפאה ואפילו הקרנה רדיואקטיבית המאפשרת עיקור מזון באריזתו.

אך הדוגמה הטכנולוגית המרשימה ביותר אינה טכניקת שימור ספציפית אלא הלחם - שהומצא לפני למעלה מ־5000 שנה. הרעיון הבסיסי הוא שימוש ב"חומר גלם" מזין הנשמר באופן טבעי. זרעים הם אידיאליים למטרה זו. ערכם הקלורי גבוה (משום שעליהם לספק לצמח את כל האנרגיה והחומרים הדרושים לו בשלבי ההתפתחות הראשונים) וניתן לשמרם שנים בסביבה יבשה ומוגנת מחרקים.

הבעיה היא שזרעים אלו קשים ללעיסה ואם בולעים אותם הם עלולים לעבור את מערכת העיכול בשלמותם, בלא שתופק מהם תועלת. הטחינה לאבקה, הערבוב עם מים והאפייה, הופכות אותם למזון רך שניתן לאוכלו אף ללא שיניים (זקנים ותינוקות). גם בלי תוספת השומשום קשה לחשוב על פיתוח טכנולוגי מוצלח יותר.

פורסם ב"גליליאו" 100, דצמבר 2006


יום חמישי, 21 בדצמבר 2006

התאוריה הח״דקית והפרכת היצירה הספונטנית - יונת אשחר

 

הניסוי של פסטר

(מתוך: אבני דרך במדעי החיים)




ואן לוונהוק, ממציא המיקרוסקופ, היה הראשון שתיעד חיידקים וחד־תאיים אחרים, כבר במאה ה־17. עם התפשטות השימוש בהמצאתו התגלו צורות החיים החדשות בכל מקום, אן רק במאה ה־19 הוחל במחקר שיטתי שלהם.

המדען הצרפתי הדגול לואי פסטר (Pasteur), שנודע מאוחר יותר כ״אבי המיקרוביולוגיה", היה החלוץ בתחום זה. באמצע המאה ה־9ז הראה שחיידקים ושמרים הם הגורמים לתסיסה בחלב וביין, ועל שמו נקרא תהליך הפיסטור - חיטוי מוצרי מזון על־מנת שלא ירקיבו. פסטר היה גם בין הראשונים - יחד עם רוברט קוך הגרמני - שטענו כי החיידקים הם הגורמים למחלות, דבר שהיה נתון אז במחלוקת קשה.

באותן שנים התעורר ויכוח באשר למוצאם של המיקרואורגניזמים, ויכוח שהעלה באוב תאוריה ישנה - היצירה הספונטנית. תאוריה זו היתה נפוצה בימי הביניים, וגרסה כי יצורים חיים מסוגלים להיווצר מחומרים דוממים - צפרדעים מבוץ, למשל. התאוריה נדחתה כבר במאה ה־17 , אבל רק לגבי בעלי חיים - מוצא החיידקים עדיין היה שנוי במחלוקת. היה זה פסטר שהציג את הראיה המכריעה ביותר בוויכוח, נגד היצירה הספונטנית.

פסטר לקח בקבוק זכוכית מלא בציר־בשר, חימם את צווארו ועיקם אותו לצורת S. לאחר מכן הרתיח את הנוזל והרג את כל מה שהיה בתוכו. מיקרואורגניזמים שהיו באוויר מסביב לא יכלו להיכנס לבקבוק בגלל צורת צווארו, שגרמה להם להצטבר בנקודה הנמוכה ביותר ולא להגיע לנוזל. האוויר עצמו יכול היה להיכנס, וכך הוכיח פסטר שהסיבה לאי־היווצרות חיידקים אינה מחסור בחמצן. אילו יכלו מיקרואורגניזמים להיווצר מציר הבשר עצמו, שום דבר לא היה מונע זאת. אך הם לא נוצרו - וכך הוכחה טענתו של פסטר, שהפכה לאחת הדוגמות של הביולוגיה המודרנית: יצורים חיים נוצרים אך ורק מיצורים חיים.


פורסם ב"גליליאו" 100, דצמבר 2006
 

יום חמישי, 14 בדצמבר 2006

אבני דרך 3 ו-4 במדעי החיים - 3: שמירת היגיינה, נפש בריאה בגוף בריא; 4: המיקרוביולוגיה - זיהוי מהוללי המחלה - יונת אשחר

 

הסיבה להתפשטות מגפת כולרה ברובע סוהו של העיר לונדון בשנת 1854 התגלתה על ידי רופא בשם ג'ון סנואו (Snow), שהיה גם הרופא המרדים הראשון. סנואו גילה כי מקור המחלה במי הבאר שממנה שאבו מים תושבי הרובע.
הציור מתאר את משאבת המים ככלי בידיו של מלאך המוות.

שמירת היגיינה, נפש בריאה בגוף בריא

אף שלא ידעו על קיום חיידקים ומחוללי מחלות ולא הבינו את הסיבה ואת המסובב, ראו אנשי רומא חשיבות רבה בפעולות למניעת מחלות ובשמירה על תרבות הגוף. מה שמכונה היום בשם "קידום בריאות", שמירת כושר גופני, סנטיציה ודאגה לאיסוף הפרשות, בבחינת "והיה מחננו טהור". עדיין אפשר לראות בשרידי רומא העתיקה את מערכות המים והרחצה, לא כל שכן את מערכת בתי השימוש המשוכללת, אשר ללא כל ספק מנעה התפשטות מחלות. מניעת מגפה או עצירתה לפני התפשטות היא אחת התרומות החשובות לרפואה. ואי אפשר שלא להזכיר את הדרך בה הרחיקו את המצורעים כפי שמתואר במקרא.

הראשון שגילה את הקשר שבין המגורים בשכונות עוני לבין התפרצויות הכולרה ומחלות אחרות היה רופא כללי בליברפול שסיים את לימודי הרפואה בשנת 1829 ושמו ד״ר וויליאם דונקאן (Duncan). הוא שם לב למצבם של העניים בעיר ולקשר שבין תנאי המגורים למצב הבריאות (והחולי) של התושבים. אי לכך החל בפעולות מניעה והיה אחראי  לתוכנית הסניטציה של העיר. מאוחר יותר הוא התמנה, לראשונה בעולם, לממונה על בריאות הציבור. 

פלורנס נייטינגל, האימא הגדולה של מקצוע הסיעוד, שמה גם היא לב לקשר שבין תנאי חיים לתחלואה - במקרה שלה בית החולים בסקוטרי שבתורכיה, שהחיילים שהגיעו אליו נפטרו בעיקר ממחלות זיהומיות. פרט לכך שקבעה נורמות חדשות בבית החולים (ניקיון, רחצה, חיטוי) היא אספה את הנתונים לגבי תחלואה ותמותה והביאה אותם לפני השלטונות בצורת טבלאות ודיאגראמות. אלו הוכיחו ללא צל של ספק כי פעולות מניעה וניקיון מפחיתות תמותה ותחלואה, ולפיכך מאפשרות את חזרת החיילים לשדה הקרב.

מאז ועד היום נאבקים אנשי בריאות הציבור במחלות מידבקות ובאורחות חיים המהווים סיכון כמו עישון, השמנה וחוסר פעילות גופנית. אפשר לייחס את השינויים הכבירים שחלו בבריאות הציבור להכרה בתועלתן של פעולות מנע. מעניין לציין כי עוד בטרם ידע האדם מה גורם לשחפת, כבר היה ברור כי ניתן להקטין את התחלואה בשיעור ניכר על ידי שינוי בבניית השיכונים לפועלים ועל ידי שיפור התזונה ואורח החיים. פעולות למען בריאות הציבור נמשכות עד ימינו אלה בהתאם לאותם קווים שהותוו לראשונה כבר במאה הראשונה לספירה - "נפש בריאה בגוף בריא".


המיקרוביולוגיה - זיהוי מהוללי המחלה

זיהוי מחוללי המחלה, החיידקים, לא בא לפתע. לואי פסטר (Pasteur) או רוברט קוך (Koch) אינם היחידים שאפשר להציב את דמותם בפנתיאון האישים שתרמו לתובנה זו. רבים לפניהם העלו תאוריות שונות אשר היו נכונות, אך הן התפתחות החשיבה המדעית הן חוסר בטכנולוגיה מנעו מהתאוריות הללו לבוא לידי מימוש. כבר ב־1590 נוצר מכשיר ההגדלה הראשון, בשנת 1660 תאר רוברט הוק (Hooke) את שראה בעזרת "מיקרוסקופ" ואילו ואן לוונהוק (Van Leeuwenhoek) היה היוצר הראשון של המיקרוסקופ. כך אפשר היה להתבונן במה שאינו נראה לעין ולבצע ניסויים כדי להוכיח שחי נוצר רק מחי. מכאן היתה פתוחה הדרך ללואי פסטר וללורד ליסטר (Lister) לקבוע את הצורך ברחיצת ידים לפני ניתוח ובהתזת חומרי חיטוי כדי לחסל את גורמי המחלה. רוברט קוך (Koch), מגלה חיידק האנתרקס (גחלת), קבע את העקרונות שלו שהצעידו את המיקרוביולוגיה לתגליות הגדולות, ליצירת חיסונים ולביעור מחלות רבות. כל מי שתרם לידע זה הסתמך על מחקרים קודמים והוסיף משלו - בהתאם ליכולת הטכנית ולנסיבות.


פורסם ב"גליליאו" 100, דצמבר 2006