Вчені вперше виявили "крик" людської шкіри: клітини епітелію подали сигнал про небезпеку
Американські дослідники виявили, що клітини епітелію, які вистилають нашу шкіру та органи, здатні сигналізувати про небезпеку. Для цього вони використовують довгий, повільний "крик", а не швидкий зв'язок нейронів, як це відбувається у нервовій системі.
За словами вчених, це відкриття стало сюрпризом для них, адже раніше ці клітини вважалися "німими". Як пише Science Alert, тепер вони можуть відкрити нові шляхи для електричних медичних пристроїв для прискорення загоєння.
Комунікаційні мережі тіла підтримують його функціонування. Ви швидко приберете руку з гарячої поверхні, навіть не замислюючись про це – так працює ваша нервова система. А робота серця регулюється за допомогою електричних сигналів – відкриття цього факту дозволило винайти штучний кардіостимулятор.
Тобто, тіло людини складається з багатьох рухомих частин, які повинні спілкуватися одна з одною. Частина цього зв’язку – наприклад, у нервовій системі – приймає форму біоелектричних сигналів, які поширюються по тілу, щоб викликати відповідну реакцію. Але тепер вчені дізнались і про те, що раніше навіть не намагались шукати – клітини епітелію теж можуть подавати сигнали про небезпеку.
"Клітини епітелію роблять те, що ніхто ніколи не думав шукати. Отримавши поранення, вони "кричать" своїм сусідам, повільно, наполегливо і на дивовижні відстані. Це схоже на нервовий імпульс, але в 1000 разів повільніше", – розповідає вчений Стів Гранік з Університету Массачусетса в Амгерсті.
Гранік і його колега, біомедичний інженер Сун-Мін Ю розробили систему для дослідження клітинного зв'язку в епітелії. Вона складалася з мікросхеми, підключеної до масиву з приблизно 60 електродів. Цей чіп був покритий одним шаром вирощених у лабораторії кератиноцитів людини, основних клітин епітелію, які утворюють епідерміс – зовнішній шар шкіри. За допомогою лазера дослідники "вжалили" шар шкіри, використовуючи масив електродів, щоб прослухати електричні зрушення, які відбулися після цього.
"Ми відстежували, як клітини координували свою реакцію. Це ніби уповільнена, схвильована розмова", – коментує Сун-Мін Ю.
Отримані сигнали поширювалися зі швидкістю близько 10 міліметрів на секунду на досить великі відстані - до сотень мікрометрів від місця поранення. Здається, це не відрізняється від електричної кальцієвої сигналізації, що спостерігається в рослинах, пошкоджених голодною, зголоднілою гусеницею, як видно на відео нижче.
Ця комунікація, за спостереженнями дослідників, значною мірою покладається на іонні канали, маленькі пори в клітинних мембранах, які дозволяють транспортувати заряджені іони, переважно кальцію.
Зокрема, ці іонні канали клітин епітелію реагують на механічний подразник, такий як тиск або розтягнення, що дещо відрізняється від іонних каналів нейронів, які реагують на зміну напруги або хімічного складу.
За словами дослідників, сигнали епітелію тривають набагато довше, ніж сигнали нейронів, а деякі "розмови" записуються до п’яти годин. Однак амплітуда напруги була подібною до тієї, що спостерігалася в нейронах, і зв’язок проходив циклічно через фази, які відбувається з нейронним зв’язком.
Оскільки це лише нещодавно відкрите явище, потрібно провести додаткову роботу, щоб зрозуміти, як воно працює, і дізнатися інші фактори, що сприяють цьому. Однак це відкриття відкриває шанс на створення біомедичних пристроїв, таких як переносні датчики та електронні пов’язки, які зможуть прискорювати загоєння ран.
Раніше OBOZ.UA розповідав, що науковці розкрили секрет довголіття однієї з найстаріших людей у світі.
Тільки перевірена інформація у нас у Telegram-каналі OBOZ.UA та Viber. Не ведіться на фейки