Исследование, опубликованное в журнале Nature учеными из Королевского колледжа Лондона, показало, что клетки используют электричество для выявления слабых соседей. Этот процесс помогает им поддерживать прочность эпителиального барьера — защитного слоя, выстилающего органы.
Эпителиальные клетки постоянно обновляются. Для сохранения баланса они проходят процесс экструзии, то есть удаления лишних или поврежденных элементов. Ранее считалось, что выбор клеток для экструзии случаен и связан только с механическим давлением. Но новые данные показывают: клетки избирательно удаляют тех, у кого меньше энергии.
Ученые заметили, что перед выталкиванием клетки возникает краткая электрическая вспышка (см. видео), похожая на миниатюрный разряд молнии. Она связана с изменением работы ионных каналов, через которые натрий входит в клетку.
Если клетка здорова и обладает достаточным уровнем энергии, она легко выкачивает лишние ионы и поддерживает стабильный электрический потенциал. Но ослабленная клетка не справляется и тратит последние запасы энергии, чтобы запустить ток, который приводит к ее сморщиванию и гибели.
Таким образом, электрический сигнал становится маркером, по которому эпителий распознает слабые звенья и устраняет их. Это своего рода встроенная система контроля качества, которая поддерживает устойчивость тканей.
По словам ведущего автора работы доктора Саранны Митчелл, этот процесс помогает объяснить, как ткани сохраняют функциональность даже в условиях постоянного обновления. Профессор Джоди Розенблатт добавляет, что открытие дает новое понимание роли метаболизма в развитии болезней. Например, переедание может блокировать «низкоэнергетический триггер» экструзии, позволяя дефектным клеткам выживать и превращаться в опухолевые.
Исследователи также предполагают, что после инсульта снижение энергетического уровня клеток может привести к чрезмерному выталкиванию и повреждению органов. А в случае астмы знание механизма экструзии может помочь восстановить барьер дыхательных путей.
Ранее Наука Mail рассказала, как эпигенетическая клеточная память работает не как выключатель, а как тонкий регулятор.
