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 быстро убираем руку с горячей поверхности благодаря работе нервной системы, а регулирование сердцебиения электрическими сигналами позволило создать искусственный кардиостимулятор.

Долго считалось, что только нейроны и клетки сердца используют электрические импульсы для общения, в то время как эпителиальные, которые составляют выстилку нашей кожи, органов и полостей тела, «молчат», выполняя в основном функции защитных барьеров, которые могут поглощать и выделять различные вещества. 

Однако недавно американские исследователи обнаружили, что эпителиальные клетки тоже способны передавать сигналы, используя своеобразный «долгий и медленный крик». Открытие может кардинально изменить подход к использованию электрических медицинских устройств для ускорения заживления ран. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Он и его коллеги создали чип, соединенный с массивом из 60 электродов, а также покрыли его слоем кератиноцитов — клеток человеческого эпидермиса. Исследователи укололи этот слой лазером, а затем отслеживали электрические изменения.

Полученные сигналы распространялись со скоростью около 10 миллиметров в секунду на расстояния до сотен микрометров от места повреждения — по меркам клеток довольно далеко.

То есть коммуникация клеток сильно зависит от ионных каналов — крошечных пор в клеточных мембранах, которые служат для переноса ионов кальция. Ионные каналы эпителиальных клеток реагируют на механические стимулы.

Сигналы эпителия длятся намного дольше нейронных — до пяти часов. Однако коммуникация проходит через фазы, характерные для общения нейронов. Пока остается неясным, какие именно сигналы используют клетки и как различные типы эпителиальных клеток справляются с коммуникацией в случае повреждений.