Dabar JAV mokslininkai nustatė, kad epitelio ląstelės, sudarančios mūsų odą ir organus, gali tokiu pat būdu perduoti signalus apie pavojų. Tik jos naudoja ilgą, lėtą „klyksmą“ – o ne greitą neuronų komunikaciją.
Tai didžiulė staigmena, nes anksčiau šios ląstelės buvo laikomos „nebyliomis“, ir šis atradimas gali atverti naujas galimybes elektriniams medicinos prietaisams, spartinantiems gijimą.
„Epitelinės ląstelės daro dalykus, kurių niekas niekada nemanė ieškoti, – sako Steve’as Granickas iš Masačusetso Amhersto universiteto. – Sužeistos jos „klykia“ savo kaimynėms – lėtai, atkakliai ir netikėtu atstumu. Tai panašu į nervinį impulsą, tik 1000 kartų lėtesnį“.
Organizmo ryšių tinklai užtikrina jo funkcionavimą. Net nesusimąstydami atitrauksite ranką nuo itin karšto paviršiaus – tai jūsų nervų sistemos darbas. O širdies „siurbimo“ veiklą reguliuoja elektriniai signalai – tai atradus buvo išrastas dirbtinis širdies stimuliatorius.
S. Granickas ir jo kolega, biomedicinos inžinierius Sun-Min Yu iš Masačusetso Amhersto universiteto (JAV) sukūrė sistemą, skirtą epitelio ląstelių komunikacijai tirti. Jų sistemą sudarė lustas, prijungtas prie maždaug 60 elektrodų masyvo.
Ši mikroschema buvo padengta vienu sluoksniu laboratorijoje išaugintų žmogaus keratinocitų – pagrindinių epitelio ląstelių, sudarančių išorinį odos sluoksnį epidermį. Lazeriu tyrėjai „įgėlė“ odos sluoksnį, o elektrodų matrica „klausėsi“ po to įvykusių elektrinių pokyčių.
„Stebėjome, kaip ląstelės koordinuoja savo atsaką, – sako Sun-Min Yu. – Tai sulėtintas, sužadintas pokalbis.“
Gauti signalai sklido maždaug 10 milimetrų per sekundę greičiu gana dideliu atstumu, iki šimtų mikrometrų nuo žaizdos vietos. Atrodo, kad tai nesiskiria nuo elektrinio kalcio signalo, stebimo augaluose, kai juos pažeidžia vikšras, kaip matyti vaizdo įraše:
Tyrėjai pastebėjo, kad ši komunikacija labai priklauso nuo jonų kanalų – mažų ląstelių membranų porų, per kurias pernešami įkrauti jonai (daugiausia kalcis). Šie epitelio ląstelių jonų kanalai reaguoja į mechaninį dirgiklį – pavyzdžiui, spaudimą ar tempimą – o tai šiek tiek skiriasi nuo neuronų jonų kanalų, kurie reaguoja į įtampos ar cheminės sudėties pokyčius.
Pasak tyrėjų, epitelio signalai taip pat trunka daug ilgiau nei neuronų signalai – kai kurie „pokalbiai“ užfiksuoti net penkias valandas. Tačiau įtampa buvo panašios amplitudės kaip ir neuronų, o bendravimas vyko cikliškai, kaip ir neuronų bendravimas.
Kadangi tai tik naujai atrastas reiškinys, reikia atlikti daugiau darbų, kad būtų galima suprasti, kaip jis veikia, ir įvairius jį lemiančius veiksnius. Tiksliai nežinome, ką ląstelės naudoja signalui, taip pat ar skirtingų rūšių epitelio ląstelės veikia skirtingai, kai reikia pranešti apie žalą – nors pirminiai bandymai rodo, kad su tuo susiję kalcio jonai.
Vis dėlto šis atradimas suteikia naujų galimybių biomedicinos prietaisams – pavyzdžiui, dėvimiems jutikliams ir elektroniniams tvarsčiams, spartinantiems žaizdų gijimą.
Tyrimas paskelbtas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
Parengta pagal „Science Alert“.