Тялото, което обитавате, се състои от много части, които трябва да комуникират помежду си. Част от тази комуникация – в нервната система например – приема формата на биоелектрични сигнали, които се разпространяват през тялото, за да предизвикат подходящия отговор. Сега американски изследователи са открили, че епителните клетки, които покриват кожата и органите ни, могат да сигнализират по същия начин, за да предадат за опасност. Те просто използват дълъг, бавен „писък“, вместо бързата комуникация на невроните.
Крещящите неми клетки
Това е огромна изненада, тъй като тези клетки преди са били смятани за „неми“ – и може да отворят нови пътища за електрически медицински устройства за ускоряване на лечението.
ОЩЕ: Учени откриха нови мозъчни клетки
„Епителните клетки правят неща, които никой не се е сещал да търси“, казва специалистът Стив Граник от Университета на Масачузетс Амхърст. „Когато са наранени, те „крещят“ на своите съседи, бавно, упорито и на изненадващо разстояние. Това е като нервен импулс, но 1000 пъти по-бавен.“
Комуникационните мрежи на организма поддържат неговото функциониране. Махаме ръката си от гореща повърхност, без дори да сезамисляме за това; това е нашата нервна система на работа. Изпомпването на сърцето се регулира чрез електрически сигнали; откритието на това е позволило изобретяването на изкуствения пейсмейкър.
Изследванията на екипа включвали използване на лазер (белите точки) върху слой кожни клетки и електроди (черни кръгове) за откриване на сигналите. Steve Granick
Граник и неговият колега, биомедицинският инженер Сун-Мин Ю от Университета на Масачузетс Амхърст, са проектирали система за изследване на клетъчната комуникация в епитела. Тяхната система се състояла от чип, свързан към масив от около 60 електрода.
ОЩЕ: Непрекъсната реч беше декодирана от записи от магнитен резонанс
Учените покрили този чип с един слой от лабораторно отгледани човешки кератиноцити, основните епителни клетки, които изграждат епидермиса, външния слой на кожата. С лазер изследователите „ужилили“ този слой, използвайки масива от електроди, за да регистрират последващите електрическите промени.
„Проследихме как клетките координират своя отговор – казва Ю. – Това е забавен, развълнуван разговор.“
Бавни, но не по-малко ефикасни
Получените сигнали се разпространяват със скорост от около 10 милиметра в секунда, на доста големи разстояния до стотици микрометри от мястото на раната. Изглежда, това не е по-различно от електрическото калциево сигнализиране, наблюдавано в растенията, когато са увредени от гладна гъсеница, както се вижда във видеото по-долу.
ОЩЕ: Спомените се съхраняват във връзките между мозъчните клетки
Тази комуникация, отбелязват изследователите, разчита до голяма степен на йонни канали, малки пори в клетъчните мембрани, които позволяват транспортирането на заредени йони, предимно калций. По-специално, тези йонни канали на епителните клетки реагират на механичен стимул, като натиск или разтягане, което е малко по-различно от йонните канали на невроните, които реагират на промени в напрежението или химията.
Епителните сигнали продължават много по-дълго от невронните, като някои „разговори“ се регистрират до пет часа, казват изследователите. Въпреки това напрежението е с подобна амплитуда на тази, наблюдавана в невроните, и комуникацията преминавала през същите фази.
ОЩЕ: Откриха нервни клетки в мозъка, които могат да спрат всяко движение, дори дишането
Тъй като това е току-що открит феномен, е необходима още работа, за да се разбере как работи и различните допринасящи фактори.
Не знаем със сигурност какво използват клетките за сигнала или дали различните видове епителни клетки работят по различен начин, но първоначалните тестове показват, че са включени калциеви йони. Откритието обаче намеква за нови възможности за биомедицински устройства, като например сензори и електронни превръзки, които ускоряват заздравяването на рани.
„Разбирането на тези „писъци“ между ранените клетки отваря врати, за които не знаехме, че съществуват“, казва Ю.
Изследването е публикувано в списанието PNAS.
