Odkryli coś bardzo dziwnego. To "krzyk" ludzkiej skóry
Nasze ciało to skomplikowany układ wielu części, które muszą się ze sobą komunikować. Niektóre z tych interakcji - na przykład w układzie nerwowym - przybierają formę bioelektrycznych sygnałów rozchodzących się w organizmie, aby wywołać odpowiednią reakcję. Do tej pory nie zdawaliśmy sobie jednak sprawy, że takie sygnały elektryczne potrafią przekazywać również komórki nabłonkowe wyściełające naszą skórę - naukowcy nazwali to "krzykiem".
Amerykańscy naukowcy odkryli, że komórki nabłonkowe, wyściełające naszą skórę i narządy, potrafią przekazywać sygnały elektryczne ostrzegające przed zagrożeniem. Robią to jednak w inny sposób niż neurony - zamiast błyskawicznych impulsów, posługują się długim, powolnym "krzykiem". To ogromne zaskoczenie, ponieważ wcześniej te komórki uważano za "nieme", które może otworzyć nowe możliwości dla urządzeń medycznych opartych na elektryczności, przyspieszających gojenie ran.
Komórki nabłonkowe robią rzeczy, o których nikt wcześniej nie pomyślał. Gdy zostaną uszkodzone, "krzyczą" do swoich sąsiadów - powoli, nieustannie i na zaskakujące odległości. To jak impuls nerwowy, ale 1000 razy wolniejszy
Usłyszeliśmy "cichy krzyk" ludzkiej skóry
Sieć komunikacyjna naszego ciała pozwala mu funkcjonować, na przykład cofamy rękę z gorącej powierzchni odruchowo, bez zastanowienia - to działanie układu nerwowego. Sygnały elektryczne regulują również pracę serca, co umożliwiło wynalezienie sztucznego rozrusznika.
Granick i jego współpracownik, inżynier biomedyczny Sun-Min Yu, stworzyli system do badania komunikacji komórek nabłonkowych. Ich układ składał się z chipa podłączonego do około 60 elektrod. Naukowcy pokryli chip pojedynczą warstwą hodowanych w laboratorium ludzkich keratynocytów - głównych komórek nabłonkowych tworzących naskórek. Następnie za pomocą lasera wywołali na skórze mikrourazy i za pomocą elektrod rejestrowali następujące po tym zmiany elektryczne.
Śledziliśmy, jak komórki koordynują swoją odpowiedź. To ekscytująca rozmowa w zwolnionym tempie
Jak opisali na łamach czasopisma Proceedings of the National Academy of Sciences, sygnały te rozprzestrzeniały się z prędkością około 10 milimetrów na sekundę i pokonywały odległości do kilkuset mikrometrów od miejsca urazu. Przypomina to sygnalizację wapniową obserwowaną u roślin, gdy zostają uszkodzone przez owady. Badacze zauważyli, że ta forma komunikacji opiera się głównie na kanałach jonowych - małych porach w błonach komórkowych, umożliwiających transport naładowanych jonów, głównie wapnia.
Co ciekawe, kanały jonowe komórek nabłonkowych reagują na bodźce mechaniczne, takie jak nacisk czy rozciąganie - w przeciwieństwie do kanałów neuronów, które odpowiadają na zmiany napięcia lub składu chemicznego. I sygnały te utrzymują się znacznie dłużej niż impulsy nerwowe - niektóre zarejestrowane "rozmowy" trwały nawet pięć godzin. Jednak ich napięcie było porównywalne z tym, jakie obserwuje się w neuronach, a komunikacja przechodziła przez te same etapy, co w układzie nerwowym.
Nowe perspektywy w medycynie
Ponieważ jest to nowo odkryty mechanizm, potrzeba więcej badań, aby w pełni zrozumieć jego działanie i czynniki, które na niego wpływają. Wciąż nie wiemy dokładnie, jakie sygnały wykorzystują te komórki ani czy różne rodzaje komórek nabłonkowych komunikują urazy w odmienny sposób. Niemniej odkrycie to otwiera nowe możliwości dla urządzeń biomedycznych, jak czujniki noszone na ciele czy elektroniczne bandaże przyspieszające gojenie ran.
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub GeekWeek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
