Американские исследователи обнаружили, что клетки эпителия, выстилающие нашу кожу и органы, способны сигнализировать об опасности. Для этого они используют длинный, медленный "крик", а не быструю связь нейронов, как это происходит в нервной системе.

По словам ученых, это открытие стало сюрпризом для них, ведь раньше эти клетки считались "немыми". Как пишет Science Alert, теперь они могут открыть новые пути для электрических устройств для ускорения заживления.

Коммуникационные сети поддерживают его функционирование. Вы быстро уберете руку с горячей поверхности, даже не задумываясь об этом – так работает ваша нервная система. А работа сердца регулируется с помощью электрических сигналов – открытие этого факта позволило изобрести искусственный кардиостимулятор.

То есть тело человека состоит из многих движущихся частей, которые должны общаться друг с другом. Часть этой связи – например, в нервной системе – принимает форму биоэлектрических сигналов, которые распространяются по телу, чтобы вызвать ответную реакцию. Но теперь ученые узнали и о том, что раньше даже не пытались искать – клетки эпителия могут подавать сигналы об опасности.

"Клетки эпителия делают то, что никто никогда не думал искать. Получив ранения, они "кричат" своим соседям, медленно, настойчиво и на удивительные расстояния. Это похоже на нервный импульс, но в 1000 раз медленнее", – рассказывает ученый Стив Граник из Университета Массачусетса.

Граник и его коллега, биомедицинский инженер Сун-мин Ю разработали систему для исследования клеточной связи в эпителии. Она состояла из микросхемы, подключенной к массиву из примерно 60 электродов. Этот чип был покрыт одним слоем выращенных в лаборатории кератиноцитов человека, основных клеток эпителия, образующих эпидермис – наружный слой кожи. С помощью лазера исследователи "ужалили" слой кожи, используя массив электродов, чтобы прослушать произошедшие после этого электрические сдвиги.

"Мы отслеживали, как клетки координировали свою реакцию. Это как замедленный, взволнованный разговор", – комментирует Сун-Мин Ю.

Полученные сигналы распространялись со скоростью около 10 миллиметров в секунду на достаточно большие расстояния – до сотен микрометров от места ранения. Кажется, это не отличается от электрической кальциевой сигнализации, наблюдающейся в растениях, поврежденных голодной, проголодавшейся гусеницей, как видно на видео ниже.

Эта коммуникация, по наблюдениям исследователей, в значительной степени полагается на ионные каналы, маленькие поры в клеточных мембранах, позволяющие транспортировать заряженные ионы, преимущественно кальция.

В частности, эти ионные каналы клеток эпителия реагируют на механический раздражитель, такой как давление или растяжение, несколько отличающееся от ионных каналов нейронов, реагирующих на изменение напряжения или химического состава.

По словам исследователей, сигналы эпителия продолжаются гораздо дольше, чем сигналы нейронов, а некоторые разговоры записываются до пяти часов. Однако амплитуда напряжения была сходна с наблюдавшейся в нейронах, и связь проходила циклически через фазы, которые происходит с нейронной связью.

Поскольку это только недавно открытое явление, нужно провести дополнительную работу, чтобы понять, как оно работает, и узнать другие способствующие этому факторы. Однако это открытие открывает шанс на создание биомедицинских устройств, таких как переносные датчики и электронные повязки, которые смогут ускорять заживление ран.