Клітини людської шкіри спілкуються майже як нейрони — про що вони «розмовляють»

18 березня, 15:07

Depositphotos

Американські дослідники виявили здатність епітеліальних клітин людської шкіри обмінюватись сигналами та попереджати про небезпеку.

Це стало несподіванкою для науковців, оскільки до цього вважалось, що ці клітини не здатні комунікувати. Відкриття може надати нові можливості для створення електричних медичних пристроїв, які прискорюватимуть загоєння ран.

«Епітеліальні клітини роблять те, про що ніхто ніколи не думав. Пошкоджені, вони «кричать» своїм сусідам, повільно, наполегливо і на дивовижні відстані. Це схоже на нервовий імпульс, але у 1000 разів повільніше», — зазначає один з дослідників з Массачусетського університету в Амхерсті Стів Гранік.

Гранік разом з колегою, біомедичним інженером Сун-Мін Юй, розробили спеціальну систему для дослідження комунікації клітин епітелію. Вони створили чип, підключений до близько 60 електродів. Цей чип був вкритий шаром вирощених у лабораторії кератиноцитів — ключових епітеліальних клітин, з яких складається зовнішній шар людської шкіри епідерміс. За допомогою лазера дослідники пошкодили шар епітеліальних клітин та використали електродну решітку, щоб прослухати подальші електричні зрушення.

«Ми відстежували, як клітини координують свою реакцію. Це сповільнена, схвильована розмова», — розповів Сун-Мін Юй.

Отримані сигнали поширювались зі швидкістю близько 10 міліметрів на секунду на відстані до сотень мікрометрів від місця поранення. За словами дослідників, виявлена комунікація базується на іонних каналах у вигляді невеликих пор в клітинних мембранах. Ці канали забезпечують транспортування заряджених іонів, переважно кальцію.

Ці іонні канали у епітеліальних клітинах реагують на механічний вплив, зокрема, тиск або розтягування, що дещо відрізняється від іонних каналів нейронів, які реагують на зміни напруги або хімічних реакцій.

Сигнали клітин епітелію тривають набагато довше за нейронні. Деякі приклади комунікації епітеліальних клітин, записані дослідниками, тривали до 5 годин. Однак напруга мала схожу амплітуду з тією, що спостерігається в нейронах, а комунікація циклічно проходила через фази, як і нейронна комунікація.

Спецпроєкти

Сун-Мін Юй підкреслив, що наразі залишається до кінця невідомим, що саме використовується клітинами для передачі сигналів. Чи діють різні види епітеліальних клітин по-різному, коли йдеться про передачу інформації про шкоду, хоча початкові тести припускають, що у цьому замішані іони кальцію. Необхідно провести додаткову роботу, щоб зрозуміти, як це працює.

Стаття опублікована у журналі PNAS

Джерело: Science Alert

Джерело матеріала