Тіло, в якому ви живете, складається з багатьох рухомих частин, яким необхідно спілкуватися один з одним.
Частина цієї комунікації — наприклад, у нервовій системі — набуває форми біоелектричних сигналів, які поширюються тілом, щоб викликати відповідну реакцію.
Тепер американські дослідники виявили, що епітеліальні клітини, які вистилають нашу шкіру та органи, здатні подавати сигнали так само, щоб повідомляти про небезпеку. Вони просто використовують довгий, повільний крик, а не швидку комунікацію нейронів. Дослідження було опубліковано у Працях Національної академії наук.
Це величезний сюрприз, оскільки ці клітини раніше вважалися «німими» і можуть відкрити нові можливості для електричних медичних пристроїв для прискорення загоєння.
"Епітеліальні клітини роблять те, що ніхто ніколи не думав шукати", - говорить Стів Гранік з Массачусетського університету в Амхерсті. «Коли вони зазнають травми, вони «кричать» своїм сусідам, повільно, наполегливо і на дивовижні відстані. Це схоже на нервовий імпульс, але у 1000 разів повільніше».
Комунікаційні мережі організму підтримують його функціонування. Ви можете відсмикнути руку від гарячої поверхні tout de suite, навіть не замислюючись про це; це ваша нервова система у дії. Робота серця регулюється електричними сигналами; відкриття цього явища дозволило винайти штучний кардіостимулятор.
Гранік та його колега, біомедичний інженер Сун-Мін Ю з Массачусетського університету в Амхерсті, розробили систему для дослідження клітинної комунікації в епітелії. Їхня система складалася з чіпа, підключеного до масиву з приблизно 60 електродів.
Цей чіп був покритий одним шаром вирощених у лабораторних умовах людських кератиноцитів, основних епітеліальних клітин, з яких складається епідерміс, зовнішній шар шкіри. За допомогою лазера дослідники «вжалили» шкірний шар, використовуючи електродну решітку, щоб прослуховувати електричні зрушення, які відбулися.
"Ми відстежували, як клітини координують свою відповідь", - говорить Юй. «Це уповільнена, збуджена розмова».
Отримані сигнали поширювалися зі швидкістю близько 10 міліметрів на секунду на досить великі відстані до сотень мікрометрів від місця рани. Здається, це не відрізняється від електричної кальцієвої сигналізації, яка спостерігається в рослинах при пошкодженні голодною гусеницею.
Ця комунікація, як зауважили дослідники, значною мірою спиралася на іонні канали, невеликі пори у клітинних мембранах, які дозволяють транспортувати заряджені іони, переважно кальцію.
Зокрема, ці іонні канали епітеліальних клітин реагують на механічний стимул, такий як тиск або розтяг, що трохи відрізняється від іонних каналів нейронів, які реагують на зміни напруги або хімії.
Епітеліальні сигнали тривають набагато довше за нейронні сигнали, деякі «розмови» реєструвалися до п'яти годин, за словами дослідників. Однак напруга була схожа на амплітуду, що спостерігається в нейронах, і комунікація циклічно проходила через фази, що відбуваються при нейронній комунікації.
Оскільки це тільки нещодавно виявлене явище, необхідно провести більше досліджень, щоб зрозуміти, як воно працює, та різні фактори, що сприяють цьому.
Ми не знаємо напевно, що клітини використовують для сигналу, чи діють різні види епітеліальних клітин по-різному, коли доходить до повідомлення про шкоду, хоча початкові тести припускають, що у цьому беруть участь іони кальцію.
Однак відкриття натякає на нові можливості для біомедичних пристроїв, таких як датчики та електронні пов'язки, що носяться, які прискорюють загоєння ран.
"Розуміння цих криків між пораненими клітинами відчиняє двері, про існування яких ми не знали", - каже Ю.
Джерела: EurekAlert
