Ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα επιθηλιακά κύτταρα που επενδύουν το δέρμα και τα όργανα μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους με βιοηλεκτρικά σήματα όταν τραυματίζονται.
Αυτή η επικοινωνία παίρνει τη μορφή μίας «κραυγής» που διαδίδεται με ταχύτητα περίπου 10 χιλιοστών ανά δευτερόλεπτο. Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί μία τεράστια έκπληξη, δεδομένου ότι αυτά τα κύτταρα θεωρούνταν προηγουμένως «βουβά» και θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη καινοτόμων βιοιατρικών συσκευών για την επούλωση τραυμάτων, όπως επισημαίνει το Science Alert.
Ο Στιβ Γκάρνικ από το Πανεπιστημίο της Μασαχουσέτης Άμχερστ και η συνάδελφός του βιοϊατρική μηχανικός Sun-Min Yu σχεδίασαν ένα σύστημα για να ερευνήσουν την κυτταρική επικοινωνία στο επιθήλιο. Το σύστημά τους αποτελούνταν από ένα τσιπ συνδεδεμένο με μια συστοιχία περίπου 60 ηλεκτροδίων.
Αυτό το τσιπ επικαλύφθηκε με μια μονή στρώση εργαστηριακά καλλιεργημένων ανθρώπινων κερατινοκυττάρων, τα κύρια επιθηλιακά κύτταρα που αποτελούν την επιδερμίδα, το εξωτερικό στρώμα του δέρματος. Με ένα λέιζερ, οι ερευνητές «τσίμπησαν» τη στρώση του δέρματος, χρησιμοποιώντας τη συστοιχία ηλεκτροδίων για να ακούσουν τις ηλεκτρικές μεταβολές που ακολούθησαν.
Τα κύτταρα που «ουρλιάζουν»
«Τα επιθηλιακά κύτταρα κάνουν πράγματα που κανείς δεν έχει σκεφτεί ποτέ να αναζητήσει», είπε ο ο Γκάρνικ και εξήγησε ότι «όταν τραυματίζονται, 'ουρλιάζουν' στους γείτονές τους, αργά, επίμονα και σε εκπληκτικές αποστάσεις. Είναι σαν την ώθηση ενός νεύρου, αλλά 1.000 φορές πιο αργή».
«Παρακολουθήσαμε πώς τα κύτταρα συντόνισαν την αντίδρασή τους»,είπε η λέει η Yu. «Είναι μια συζήτηση σε αργή κίνηση, γεμάτη ενθουσιασμό».
Τα σήματα διαδόθηκαν με ταχύτητες περίπου 10 χιλιοστών ανά δευτερόλεπτο, σε αρκετά μεγάλες αποστάσεις έως και εκατοντάδες μικρόμετρα από το σημείο του τραύματος. Όπως εξηγεί το Science Alert αυτό που συμβαίνει δεν φαίνεται να διαφέρει από το ηλεκτρικό σήμα ασβεστίου που παρατηρείται στα φυτά όταν δαγκώνει το φύλλωμά τους μία κάμπια, όπως φαίνεται στο παρακάτω βίντεο.
Αυτή η επικοινωνία, παρατήρησαν οι ερευνητές, βασιζόταν σε μεγάλο βαθμό σε ιοντικά κανάλια, μικρούς πόρους στις κυτταρικές μεμβράνες που επιτρέπουν τη μεταφορά φορτισμένων ιόντων, κυρίως ασβεστίου.
Συγκεκριμένα, αυτά τα ιοντικά κανάλια επιθηλιακών κυττάρων ανταποκρίνονται σε ένα μηχανικό ερέθισμα, όπως πίεση ή τέντωμα, που είναι ελαφρώς διαφορετικό από τα ιοντικά κανάλια των νευρώνων, τα οποία ανταποκρίνονται σε αλλαγές τάσης ή χημείας.
Διαπιστώθηκε επίσης ότι τα επιθηλιακά σήματα διαρκούν πολύ περισσότερο από τα νευρωνικά σήματα, επίσης, έως και πέντε ώρες, σύμφωνα με τους ερευνητές. Ωστόσο, η τάση ήταν παρόμοιου εύρους με αυτό που παρατηρείται στους νευρώνες, και η επικοινωνία κυκλοφορούσε μέσα από τις φάσεις που περνά η νευρωνική επικοινωνία.
Σε κάθε περίπτωση, η ανακάλυψη είναι πρόσφατη και θα χρειαστεί περισσότερη δουλειά ώστε οι επιστήμονες να διαπιστώσουν με ακρίβεια τι συμβαίνει.