חלפו 50 שנה מאז גילוי הפתולוגיה הקשורה לחסר אבץ, וראוי לדון בחשיבות יסוד זה בהרחבה

פרופ' בן-עמי סלע, מנהל המכון לכימיה פתולוגית, מרכז רפואי שיבא, תל-השומר; החוג לגנטיקה מולקולארית וביוכימיה, פקולטה לרפואה, אוניברסיטת תל-אביב.

בשנת 1869 הדגים הצרפתי Raulin בפעם הראשונה את החיוניות של אבץ להתרבות של הפטרייה Aspergillus niger, ורק ב-1933 היה זה Todd שהדגים את החיוניות של אבץ בחולדות, בכך שמצא שדיאטה חסרה באבץ גרמה להן פיגור בגדילה, לאיבוד שיער, ניוון אשכים, והתקרנות (קרטיניזציה) מוגזמת של האפידרמיס.

אמנם עד שנת 1960 היו מספר דיווחים על חיוניות אבץ בחיות שונות, אך הייתה תחושה שכיוון שאבץ מצוי בכל כך הרבה סוגי מזון יש סיכוי נמוך שיכולים להתרחש מצבי חסר אבץ באדם שיוליכו לתחלואות שונות.

כאן נכנס לתמונה הביוכימאי ההודי Ananda Prasad שנחשב למדען המוביל הקשור ליסוד קורט מתכתי זה, והוא אכן מי שמזוהה עם התגליות החלוציות הקשורות לחשיבות אבץ באדם.

בשנת 1958 נתקל Prasad במקרה מעניין של צעיר איראני בן 21 שנה, שנראה באופן חיצוני כילד בן 10. בנוסף לפיגור הניכר בצמיחה לגובה ובמבנה הגוף, סבל הבחור מאנמיה, מכבד וטחול מוגדלים, מניוון אשכים, עור גס ועבה, רדמת וגיאופגיה או הנטייה לאכילת חול.

הבחור צרך בעיקר לחם, ונמנע מצריכת חלבונים מן החי, כמו כן הוא אכל מדי יום כחצי ק"ג טיט (clay), שהוא חלק ממנהגי גיאופגיה שהיו נהוגים באזור שיראז באיראן.

רמת ההמוגלובין בדמו הייתה נמוכה ביותר (5 גרם לד"ל), כאשר האנמיה החריפה הזו הייתה על רקע חסר ברזל.

Prasad העלה שלוש אפשרויות לחסר הברזל החריף:

1. חסר בברזל זמין בדיאטה שלו כתוצאה מרמה גבוהה של פוספאטים בדיאטה הפוגעים בספיגת ברזל מהמעי;

2. הזעת יתר הגורמת לאיבוד מוגבר של ברזל דרך העור;

3. גיאופגיה המגבירה את החסר בברזל.

יחד עם זאת חשד Prasad שכל הממצאים הקליניים החמורים בצעיר האמור אינם יכולים לנבוע מחסר ברזל בלבד, שכן בחיות לא ידוע שחסר ברזל מביא לניוון אשכים ולקומה מאוד נמוכה בחיות עם חסר ברזל.

החשד של Prasad נפל מייד על חסר אפשרי באבץ, שהיה ידוע כגורם לניוון בלוטות המין ולפיגור בגדילה בחיות.

אכן בשנת 1963 התפרסם מחקר שפיטאט (phytic acid) הנמצא בריכוז גבוה בגרעיני דגנים מעכב משמעותית את ספיגת האבץ, ואכן Prasad פרסם בשנת 1961 ב- American Journal of Medicine את המקרה המעניין הזה, בו העריך שחסר אבץ גרם לצעיר האיראני את תופעות הקומה הנמוכה וניוון האשכים.

באותה עת עברPrasad  לקהיר, כדי לנסות ולאשש את התיאוריה שלו במקרים נוספים של פיגור בצמיחה וניוון בלוטות המין שהיו יחסית שכיחים באוכלוסיות במזרח התיכון.

אכן נמצא באותם מטופלים מצריים עם תופעות דומות, שהם סבלו מחסר משמעותי באבץ, אך לא סבלו מצמקת בכבד (צירוזיס), דבר שלא תואר קודם לכן, שכן חסר אבץ הולך בד בבד עם צמקת הכבד.

כאשר Prasad טיפל במקרים המצריים על ידי תוספי אבץ, הביאה לצמיחה ב-5-6 אינצ'ים מדי שנה, בהשוואה לצמיחה של 1-2 אינץ' בשנה באלה שלא טופלו באבץ. טיפול באבץ הביא תוך זמן קצר לצמיחת שיער הבושת במטופלים המצריים, והאשכים הגיעו לגודל נורמאלי תוך 12-24 שבועות. טיפול בברזל לא הביא לתוצאות דומות.

אנו יודעים היום שאכילה רבה של לחם ודגנים העשירים בפיטאט וסיבים בארצות המזרח הקרוב,  מפחיתה את כמות האבץ והברזל ואת הזמינות שלהם.

לא ברורה עדיין מה משמעות הגיאופגיה או אכילת הטיט המקובלת בתרבויות אלה, אם כי ברור שכמות הפוספאט המרובה בטיט משחקת תפקיד בהפחת ספיגת ברזל ואבץ מהמעי לדם.

מחקריו של Prasad באזור, כללו רק גברים כיוון שנשים סרבו להשתתף במחקרים אלה, אם כי מחקרים מאוחרים יותר באיראן, הדגימו שחסר אבץ בנשים היה בעל השפעות דומות גם בנשים, במובן של קומה נמוכה ופגיעה בתפקוד השחלות.

אך מסתבר שמעבר למקרים הפיקנטיים שתוארו עד כה באיראן ובמצריים, חסר אבץ היא תופעה נפוצה באוכלוסיות ברחבי העולם.

ואכן, תופעות דומות של קומה נמוכה בתרחישי חסר אבץ, תוארו במדינות רבות, בעיקר באלה בהן מקור נכבד של חלבונים מגיע מצריכת דגנים של בוקר (cereals) ואחרים.

בשנת 1968 הבחינו McMahon וחב' בפעם הראשונה בחסר אבץ במטופל עם תסמונת של ספיגה לקויה, ובשנת 1972 דיווחו Hambidge וחב' ב-Pediatric Research על חסר אבץ בילדים ממוצא מקסיקני שהתגוררו בדנבר.

שנה לאחר מכן טיפלBarnes  בתינוקת בת שנתיים עם תופעות עור חמורות כתוצאה מאקרודרמטיטיס אנטרופתית ונמצא שהיה לה חסר אבץ ניכר בדם, וכאשר טופלה פומית עם אבץ סולפאט המפגע העורי נעלם במהירות. מאז מקרה זה נמצאו עוד מקרים דומים ובשנת 2002 התפרסם ב-American Journal of Human Genetics שמדובר בכל המקרים הללו של ארקודרמטיטיס במוטציה בטרנספורטר של אבץ הידוע כ-ZIP4.

בשנת 1974 הוחלט לראשונה על ידי ועדת המזון והתזונה (FNB) של האקדמיה הלאומית למדעים בארה"ב להגדיר את כמויות האבץ היומיות הראויות בדיאטה (RDA) כמו שמקובל לגבי ויטמינים. שנה לאחר מכן התפרסם ב-Lancet על מקרים בולטים של חסר אבץ בפרטים שהיו נתונים תקופה ממושכת להזנה ורידית (TPN) עם תמיסות שלא הכילו אבץ. כיום מחויבים לכלול אבץ בתמיסות הזנה אלה.  

היבטים קליניים של חסר אבץ:

מאז תחילת שנות הששים התגלו מקרי חסר ניכר באבץ גם באלכוהוליסטים, או באלה המטופלים בתכשיר פניצילאמין שמטרתו להרחיק מהגוף נחושת במחלת וילסון.

בעיקר בא חסר אבץ לביטוי בתופעות דרמטולוגיות כגון דרמטיטיס פוסטלרית, התקרחות, שלשולים, מפגעים רגשיים, איבוד משקל, הדבקות חוזרות כתוצאה מפגיעה בתפקוד של חסינות תאית, חסר פעילות של האשכים, מפגעים נוירו-תחושתיים, ועיכוב באיחוי של כיבים, כאשר התרחיש האחרון עלול להיות קטלני אם אינו מטופל בזמן.  

 יתרה מכך, חסר מתון של אבץ התגלה במגוון של מצבים, כתוצאה מדיאטה לקויה, תסמונות ספיגה, מחלת כבד אלכוהולית, מחלת כליות כרונית, אנמיה חרמשית, ומצבים של תחלואה כרונית לסוגיה.

הבעיה היא שלא תמיד ניתן לגלות מצבי חסר מתון של אבץ, ובשנת 1993 פרסם Prasad רשימת מצבים קליניים המחייבים מדידת רמת אבץ בדם: רמות טסטוסטרון נמוכות וספירת זרע נמוכה, פעילות נמוכה של תאי NK, פעילות נמוכה של IL-2 של תאי T helper, ירידה בפעילות רמת thymulin (ההורמון המיוצר בבלוטת התימוס) בנסיוב, ברמת אמוניה מוגברת, בהסתגלות נמוכה לחשיכה, בירידה במסת הגוף הרזה, בירידה בחוש הטעם (hypogeusia). 

אבץ ומערכת החיסון:

אבץ משפיע על היבטים רבים של מערכת החיסון, והוא נדרש להתפתחות התקינה ולתפקוד של תאים המשתתפים בתגובה החיסונית , כגון נויטרופילים ותאי natural killer (NK). גם מקרופאגים מושפעים מחסר אבץ.

תהליך בליעת פולשים זרים (פגוציטוזה), הריגתם בתוך המקרופאגים, וכמו כן יצירת ציטוקינים, כל אלה מושפעים מחסר אבץ, שפוגע גם בשגשוג ובתפקוד של תאי T ו-B.

אבץ נחוץ לסינתזה של DNA, ולשעתוק של RNA, לחוקת תאים ולשפעול תאים. בחסר של אבץ יש הגברה של תהליך מות התאים המתוכנת-אפופטוזיס.

גם הפרשתם ותפקודם של ציטוקינים, אותן מולקולות המשמשות שליחים של מערת החיסון, מושפעים מחסר אבץ. 

היה ידוע משך שנים שחסר אבץ בחיות מעבדה מוביל לניוון של בלוטת התימוס, ירידה במספר המוחלט של תאי טחול, ולתגובה מופחתת לאנטיגנים הכרוכים בתאי T.

חיות שטופלו משך שבועיים בלבד בדיאטה חסרת אבץ, פיתחו אי-יכולת חמורה להגיב מבחינה חיסונית-ציטוטוקסית לתאים סרטניים. על ידי מתן אבץ חזרה יכולת זו לקדמותה.

הממצא של ירידה ברמת ההורמון thymulin שמקורו בתימוס בבני-אדם עם חסר אבץ, משמעותי מבחינת התגובה החיסונית של הגוף. הורמון זה  נקשר לקולטנים על פני תאי T ומשרה מספר סמנים של תאים אלה, מעודד פעילות תאי T, כולל ציטוטוסיות לאנטיגנים זרים, ויצירת הציטוקין החשוב IL-2 ויצירת גמא-אינטרפרון.  

אבץ ואנזימים:

אבץ חיוני לפעילות ולשמירת המבנה השלישוני של למעלה מ-300 אנזימים בגוף.

כבר בשנת 1967 התפרסם ב-Journal of Clinical Investigation, שפעילותם של אנזימים חיוניים פוחתת בחולדות וחזירים הנמצאים בחסר אבץ, זאת בהשוואה לחיות ביקורת שהוזנו בדיאטה רגילה.

שנה לאחר מכן הודגם לראשונה, שפעילות האנזים deoxythymidine kinase יורדת משמעותית בחסר אבץ, ואנזים זה חיוני כידוע לסינתזה של DNA ולהתרבות תאים.  

אבץ וגורמי שעתוק (transcription factors):

כמעט 2,000 גורמי שעתוק זקוקים לאבץ לשמירת המבנה שלהם, ומחקר שהתבצע בתאי HUT-78 בתרבית תאים שהתפרסם ב-2011 ב-Nutrition, הצביע באופן ספציפי על גורמי השעתוק NF-κB, A-20, T-bet ו-STAT-4 ככאלה המושפעים גם כן מחסר אבץ. בגוף, שיווי המשקל של אבץ נשלט על ידי טרנספורטרים של אבץ, האחראיים לכניסת אבץ לתאים וליציאתו מהם.

ישנן 2 משפחות של טרנספורטרים, ZnT ו-ZIP, כאשר בבני אדם הטרנספורטרים ממשפחת ZIP אחראיים להחדרת אבץ לתאים ואילו אלה ממשפחת ZnT אחראיים לתנועתו בכיוון ההפוך.

תפקידו של אבץ כגורם נוגד חמצון ונוגד תהליכי דלקת:

תהליכים פתולוגיים רבים בגוף מתגברים על ידי עקה חמצונית או כתוצאה מתהליכי דלקת כרונית. נמצא שחסר באבץ מגרה יצירה מוגברת של הציטוקין משרה הדלקת  IL-1β על ידי מונוציטים ומקרופאגים. במחקר שהתפרסם ב-2010 על ידי Bao וחב'

ב-American Journal of Clinical Nutrition, נמצא שאבץ מפחית את רמת החלבון CRP שהוא הסמן המובהק ביותר לתהליכי דלקת, וכן מפחית את תהליכי פראוקסידציה של ליפידים, שהוא שלב חיוני ביצירת טרשת עורקים.

 יש הערכה שבעולם כולו כ-2 מיליארד בני-אדם סובלים מרמות אבץ ירודות כתוצאה מתזונה חסרה ולקויה.

ידוע שבארצות מתפתחות, סובלים אינספור תינוקות וילדים משלשולים כרוניים, וידוע שטיפול באבץ הפחית כדי מחצית את התמותה משלשולים אלה.

בשנת 2004 התפרסם שאבץ עשוי לסייע במניעת ניוון המאקולה התלוי בגיל, המחלה הגורמת לעיוורון בקשישים.

אבץ הוא ללא ספק אחד מיסודות הקורט (trace elements) החיוניים לגוף, ויש להניח שעוד נשמע רבות על סגולותיו, וממילא על הצורך להימנע מחסר שלו.