اكتشافات جديدة تفاجئ العلماء: خلايا الجلد تصدر نبضات كهربائية بطيئة الحركة

عندما تتعرض خلايا الجلد للجروح، فإنها تستجيب بنبضات كهربائية بطيئة ومتأنية – وهي ظاهرة بدأ العلماء للتو في فهمها.

هذه الإشارات الكهربائية، الموصوفة في دراسة نُشرت في 25 مارس في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، تتحرك ببطء أكبر بكثير من النبضات العصبية، ومع ذلك يمكن اكتشافها على بُعد يصل إلى 500 ميكرومتر – وهي مسافة تعادل تقريباً 40 خلية متجاورة. يعتقد الباحثون أن هذه النبضات الكهربائية قد تعمل كنظام إنذار، مما يدفع الخلايا المجاورة للاستعداد لـ التئام الجروح.

على الرغم من أن الباحثين يعرفون منذ أكثر من قرن أن الإصابات تغير المجالات الكهربائية عبر أنسجة الجلد، إلا أن اكتشاف أن الخلايا الظهارية – مثل خلايا الجلد والكلى – يمكنها إنتاج طفرات فعلية من النشاط الكهربائي، مشابهة للخلايا العصبية، يعد رؤية رائدة.

”يقول مين تشاو، عالم الخلايا في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا، ديفيس، الذي لم يشارك في الدراسة: “هذا الاكتشاف يغير فهمنا لكيفية تواصل الخلايا الظهارية.“” ””نرى الآن أن لديها لغتها الكهربائية الفريدة”“.

التقاط الإشارات الخفية

للكشف عن هذه الظاهرة، أجرى سون-مين يو وستيف غرانيك من جامعة ماساتشوستس أمهيرست تجارب باستخدام خلايا جلد بشرية وخلايا كلى كلاب – وكلاهما من أنواع الخلايا الظهارية – مزروعة على رقائق مبطنة بأقطاب كهربائية. بعد إتلاف بعض الخلايا عمداً باستخدام الليزر، تتبعوا تحولات صغيرة في النشاط الكهربائي.

لاحظ الباحثون أن الطفرات الكهربائية المتولدة كانت مماثلة في الجهد لتلك الموجودة في الخلايا العصبية، ولكن بإيقاع أبطأ بكثير. بينما تستمر النبضة العصبية لبضع مللي ثانية فقط، استغرقت هذه النبضات الظهارية 1 إلى 2 ثانية لتكتمل – وهي بطيئة لدرجة أن البرنامج فشل في البداية في اكتشافها.

”يوضح يو: “تم تصميم البرنامج لالتقاط الإشارات السريعة مثل تلك الصادرة من الخلايا العصبية.“ ””كان علينا إزالة قيد الوقت – وبمجرد أن فعلنا ذلك، أصبحت النبضات واضحة”“. استمرت هذه النبضات البطيئة لأكثر من خمس ساعات، مما يشير إلى أنها قد تلعب دوراً طويل المدى في تنظيم إصلاح الأنسجة. قد تحفز هذه النبضات الخلايا المحيطة على إزالة الجيران المتضررين وبدء عملية التجديد.

لماذا تكون الإشارات البطيئة منطقية

على عكس الخلايا العصبية، التي تدير ردود الفعل الفورية، تعمل الخلايا الظهارية على جدول زمني أطول بكثير – حيث يستمر الشفاء لأيام أو حتى أسابيع. هذا الاختلاف في الوظيفة ينعكس في سرعة إشاراتها.

”يقول تشاو: “يقدم هذا الاكتشاف طبقة زمنية جديدة لفهمنا لعملية التئام الجروح.“” ””إنه يتحدى فكرة أن الإشارات الكهروحيوية أقل أهمية من الإشارات الكيميائية أو الميكانيكية”“.

ما هي الخطوة التالية؟ استكشاف التواصل ثلاثي الأبعاد

ركز البحث الحالي على طبقات ثنائية الأبعاد من الخلايا، بسمك خلية واحدة فقط. الخطوة التالية، كما يقول يو، هي دراسة كيفية تصرف هذه النبضات الكهربائية في الأنسجة ثلاثية الأبعاد وما إذا كانت تلعب دوراً في التواصل بين الخلايا عبر أنواع مختلفة من الخلايا.

يمكن أن تكشف هذه الإشارات البطيئة الحركة عن مسارات جديدة لتعزيز الشفاء، وتثبت أيضاً أن الكهرباء أساسية للبيولوجيا تماماً مثل المواد الكيميائية والجينات.