Cilvēka ādas šūnas sazinās gandrīz kā neironi - par ko tās "runā

Amerikāņu pētnieki atklāja, ka epitēlija šūnas cilvēka ādā var savstarpēji apmainīties ar signāliem un brīdināt par bīstamību.

Tas pētniekiem bija pārsteigums, jo iepriekš tika uzskatīts, ka šīs šūnas nespēj sazināties. Atklājums var nodrošināt jaunas iespējas izstrādāt elektriskās medicīniskās ierīces, kas var ātri dziedēt brūces.

«Epitēlija šūnas dara to, ko neviens nekad nedomāja. Tās, kad bojātas, «kliedz» saviem kaimiņiem lēni, uzstājīgi un līdz pārsteidzošiem attālumiem. Tas līdzinās nervu impulsiem, bet tūkstoš reižu lēnāk,» komentēja viens no pētniekiem Stīvs Grāniks no Masačūsetsas universitātes Amherstā.

Grāniks kopā ar kolēģi, biomedicīnas inženieri Sunu-Minju Yū, izstrādāja speciālu sistēmu, lai pētītu epitēlija šūnu komunikāciju. Viņi izveidoja čipu, kas bija pievienots 60 elektrodiem. Šis čips tika pārklāts ar laboratorijā audzētu keratinocītu slāni — galvenajām epitēlija šūnām, kas veido cilvēka ādas epidermas ārējo slāni. Ar lāzeru pētnieki bojāja epitēlija šūnu slāni un izmantoja elektrodu tīklu, lai novērotu tālākās elektriskās izmaiņas. 

«Mēs izlūkojām, kā šūnas koordinē savas reakcijas Tas ir lēns, satraukts dialogs,» teica Sun-Min Ju.

Reģistrētie signāli izplatījās ar ātrumu aptuveni 10 milimetri sekundē un attālumu līdz vairākiem simtiem mikrometru no ievainojuma vietas. Pēc pētnieku teiktā, šī saziņa balstās uz jonu kanāliem mazās porās šūnu membrānās. Šie kanāli nodrošina jonizētu jonu transportu, galvenokārt kalcija.

Šie jonu kanāli epitēlija šūnās reaģē uz mehānisko iedarbību, piemēram, spiedienu vai izstiepšanu, kas nedaudz atšķiras no jonu kanāliem neironos, kuri reaģē uz sprieguma vai ķīmisku reakciju izmaiņām.

Epitēlija šūnu signāli ilgst daudz ilgāk par neironiem. Daži epitēlija šūnu komunikācijas piemēri, ko reģistrēja pētnieki, ilga līdz 5 stundām. Tomēr sprieguma amplitūda bija līdzīga neironiem novērotajai, un komunikācija notika cikliski, tāpat kā neironu komunikācija.

Sun-Min Ju uzsvēra, ka tas joprojām nav pilnībā izprasts, kas tieši tiek izmantots signālu nodošanai šūnās. Vai dažādu veidu epitēlija šūnas darbojas atšķirīgi informācijas par kaitējumu nodošanā, lai gan sākotnējie testi liecina, ka te ir iesaistīti kalcija joni. Ir nepieciešams veikt papildu darbu, lai izprastu šī mehānisma darbību.

Raksts ir publicēts žurnālā PNAS

Avots: Science Alert