Ученые впервые зафиксировали беззвучный "крик" человеческой кожи

Тело человека состоит из множества взаимодействующих частей и тканей, нуждающихся в постоянном обмене информацией. Системы коммуникации в организме поддерживают его жизнедеятельность. Мы молниеносно убираем руку с горячей поверхности благодаря работе нервной системы, а регулирование сердцебиения электрическими сигналами позволило создать жизненно важное изобретение - искусственный кардиостимулятор.

Долгие годы научное сообщество придерживалось мнения, что только нейроны и клетки сердца используют электрические импульсы для общения, в то время как эпителиальные клетки, выстилающие нашу кожу, органы и полости тела, "хранят молчание", выполняя преимущественно функции защитных барьеров, способных поглощать и выделять различные вещества.

Однако сенсационное открытие американских исследователей перевернуло это представление. Ученые обнаружили, что эпителиальные клетки тоже способны передавать сигналы, используя своеобразный "долгий и медленный крик". Это революционное открытие может кардинально изменить подход к использованию электрических медицинских устройств для ускорения заживления ран. Исследование опубликовано в престижном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Эпителиальные клетки при повреждениях "кричат" своим соседям медленно, настойчиво и на большие расстояния. Это похоже на нервный импульс, но в тысячу раз медленнее", - поясняет Стив Греник из Массачусетского университета в Амхерсте.

Для проведения эксперимента ученые разработали инновационный чип, соединенный с массивом из 60 электродов, и покрыли его слоем кератиноцитов - клеток человеческого эпидермиса. Исследователи произвели точечное повреждение этого слоя с помощью лазера, а затем тщательно отслеживали возникающие электрические изменения.

Результаты оказались поразительными: полученные сигналы распространялись со скоростью около 10 миллиметров в секунду на расстояния до сотен микрометров от места повреждения - что по меркам клеточного мира является весьма значительным расстоянием.

Исследование показало, что коммуникация клеток сильно зависит от ионных каналов - крошечных пор в клеточных мембранах, которые служат для переноса ионов кальция. Примечательно, что ионные каналы эпителиальных клеток активно реагируют на механические стимулы.

Особенно интересным оказался тот факт, что сигналы эпителия длятся намного дольше нейронных - до пяти часов. При этом коммуникация проходит через фазы, характерные для общения нейронов. Впрочем, ученым еще предстоит выяснить, какие именно сигналы используют клетки и как различные типы эпителиальных клеток справляются с коммуникацией в случае повреждений.