Фото: Arno Burgi / ZB / Globallookpress.com
Американские ученые из Орегонского университета и Университета Пердью выяснили, каким образом клеткам удается «договориться» друг с другом, чтобы вместе осуществлять важные процессы жизнедеятельности. Открытие позволяет понять, каким образом функционируют органы. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Установлено, что клетки формируют коммуникационную сеть. Они передают друг другу сигналы через щелевые контакты — белковые каналы (коннексоны), через которые могут проходить небольшие молекулы. Правильные сигналы обычно получает большинство клеток, и коммуникация между ними позволяет не учитывать ошибки, которые совершаются другими клетками. Таким образом, клетки в камерах сердца «голосуют», когда им всем вместе необходимо сократиться. Аналогично, фоторецепторы позволяют мозгу получить четкое изображение без различных дефектов.
Известно, что клетки могут воспринимать свет, тепло, нервные импульсы, химические сигналы и повреждения. Важную роль в этом играет пуринергическая передача сигнала, которую опосредуют молекулы АТФ. Последние вызывают изменения уровня кальция внутри клетки, что обеспечивает, например, передачу импульса или регуляцию кровотока. Без пуринергической передачи сигнала существование сложных организмов было бы невозможным.
Однако отдельные клетки не всегда способны различить правильный сигнал на фоне «шума» — случайных стимулов, воздействующих на их сенсорные системы. Чтобы выяснить, как им удается избежать сопутствующих нарушений в работе организма, ученые изучили активность фибробластов — клеток, которые участвуют в заживлении ран. Исследователи воздействовали на клеточную культуру различными концентрациями АТФ, отслеживая колебания кальция.
Результаты исследования позволяют ученым объяснить причины специфических заболеваний (например, некоторых форм рака), которые возникают из-за нарушений коммуникации между клетками.