Человеческое тело представляет собой сложную систему, состоящую из многих элементов, которые должны общаться друг с другом, чтобы правильно функционировать. Большая часть этого общения, особенно в нервной системе, осуществляется через Биоэлектрические сигналыкоторые передают информацию и вызывают необходимые реакции.
Новое исследование показывает, что эпителиальные клетки, которые строят кожу и покрывают внутренние органы, также могут передавать сигналы, предупреждая о потенциальной опасности. В отличие от быстрой нейронной связи, они используют более медленный, но устойчивый механизм для передачи информации. Это открытие меняется до сих пор, что эти клетки «тупые» и могут привести к новым медицинским технологиям, чтобы помочь укрепить ткани через Электрический стимулС
Сети связи в теле играют ключевую роль в его нормальном функционировании. Например, нервная система сразу же приводит к тому, что снятие рук касается горячей поверхностью, а электрические сигналы регулируют частота сердечных сокращений — Открытие, которое привело к созданию искусственного кардиостимулятора.
Чтобы изучить недавно открытый механизм клеточной связи, исследователи разрабатывают систему, состоящую из чипа, подключенного к массиву около 60 электродов. На этом чипе находится слой выращивания лаборатории Человеческие кератиноциты — Основные клетки эпидермиса. Благодаря лазерной стимуляции ученые вызывают контролируемые повреждения клеточного слоя и регистрируют следующие электрические сигналы.
Результаты показывают, что поврежденные ячейки посылают длительные электрические импульсы в соседние ячейки, повреждение сигналов. Этот механизм напоминает нервный импульс, но значительно медленнее. Новые данные показывают неизвестный аспект клеточной связи и могут использовать инновационные устройства, чтобы помочь восстановлению тканей.
Исследования показывают, что сигналы, отправленные из эпителиальных клеток, распространяются со скоростью около 10 миллиметров в секунду, достигая расстояний до сотен микрометров от места травмы. Этот механизм напоминает Электрические сигналы кальциянаблюдается у растений при повреждении, таких как насекомые.
Ученые считают, что это общение в значительной степени зависит от ионные каналы -Маральные поры в клеточных мембранах, которые позволяют проходить заряженные ионы, особенно кальций. Интересно, что эти каналы реагируют на механические стимулы, такие как давление или растяжение, в то время как нейронные ионные каналы в основном активируются изменениями в растяжении или химическом составе.
Другое существенное различие — продолжительность сигналов. В то время как нервные импульсы чрезвычайно быстры, эпителиальные клетки могут «общаться» в течение нескольких часов — некоторые из этих сигналов были зарегистрированы в течение пяти часов. Тем не менее, амплитуда электрических сигналов аналогична амбулете нейронов и проходит аналогичные фазы.
Поскольку это явление относительно вновь обнаружено, еще больше всего подходит для понимания механизмов и факторов, на которые влияют. Неясно, общаются ли все типы эпителиальных клеток одинаково или различные ткани используют различные механизмы для сигнализации повреждения. Первоначальные тесты, однако, предполагают, что ионы кальция Они играют ключевую роль в процессе.
Открытие открывает новые возможности для разработки инновационных биомедицинских технологий. Например, могут быть созданы интеллектуальные датчики и электронные поправки, которые усиливают естественные механизмы заживления ран электрическая стимуляцияС Понимание этого нового типа клеточной связи может привести к значительным улучшениям в медицине и лечению различных травм.