کدام سلول‌های بدن نسبت به لمس حساس هستند؟

به گزارش سرطان نیوز، این یک واقعیت ثابت شده است که هر سلول بدن شما به لمس فیزیکی پاسخ می‌دهد.

همه آن‌ها دقیقاً به یک شکل واکنش نشان نمی‌دهند مثلا یک سلول در طحال شما اگر با سوزن کوبیده شود، حساس نیست. اما در سرتاسر بدن انسان، مواد و ساختار‌های فیزیکی که سلول‌ها را در حین رشد و انجام وظایف روزانه خود در بر گرفته و حمایت می‌کنند، نقش بزرگی در سلامت و رفتار آن‌ها دارند.

مو‌های داخل گوش شما که ارتعاشات را به سیگنال‌های الکتریکی ارسال شده به مغز تبدیل می‌کنند، حتی به حرکات در مقیاس نانو نیز حساس هستند.

سلول‌های مختلف در روده، زمانی که معده شما پر است برای انجام وظایف گوارشی خود حس می‌کنند.

لمس و نیروی فیزیکی نقش مهمی در بسیاری از جنبه‌های فرآیند‌های بیولوژیکی بازی می‌کنند، اما اطلاعات کمی در مورد نحوه عملکردشان وجود دارد.

سلول‌های مختلف مسیر‌های متفاوتی برای سنجش و انتقال سیگنال‌های تولید شده توسط لمس دارند و رشد سلول‌های خارج از بدن که بتوان آن‌ها را در نوعی تنظیمات آزمایشی قرار داد که قادر به اندازه‌گیری این ورودی‌ها و خروجی‌ها باشد، آسان نیست.

محققان با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و الکتروفیزیولوژی، حد بالایی و پایینی عملکرد چهار پروتئین را که سیگنال‌های الکتریکی را در پاسخ به محرک‌های فیزیکی منتشر می‌کنند، اندازه‌گیری کردند، که نتایج گسترده‌ای در توانایی‌های آن‌ها را نشان می‌دهد و سؤالات جدیدی را در مورد چگونگی عملکرد سلول‌های حساس به لمس تخصصی به خوبی آن‌ها ایجاد می‌کند.

محقق مایکل یانگ گفت: هر سیستم حسی با مقدار نویز پس زمینه‌ای که برای تشخیص سیگنال باید بر آن غلبه کند محدود می‌شود.
چشمان ما می‌توانند انرژی نور را بسیار نزدیک به این حد حس کنند، که باعث می‌شود حتی به تک فوتون‌ها نیز بسیار حساس باشند.

چهار پروتئینی که یانگ مورد بررسی قرار داد اعضای دو خانواده سلولی Piezo ۱ و Piezo ۲ و TREK ۱ و TRAAK بودند.

در واقع Piezo ۲ بیشتر در سلول‌های حسی یافت می‌شود، مانند سلول‌های پوست که سیگنال‌های حساس به لمس را برای نورون‌ها تولید می‌کنند تا به مغز منتقل شوند.

بیشتر بخوانید

ترمیم سلول‌های عصبی با نانو ذرات مغناطیسی

در حالی که Piezo ۱ نزدیک به آن در سطوح پایین در سلول‌هایی یافت می‌شود که به تنظیم فرآیند‌های بیولوژیکی خودکار مانند فشار خون و سلول کمک می‌کنند.

اما TREK ۱ و TRAAK هر دو بیشتر در سیستم عصبی یافت می‌شوند و نقش ناشناخته‌ای دارند که به انتقال سیگنال‌ها کمک می‌کنند و می‌توانند با انواع مختلفی از محرک‌ها غیر از لمس فعال شوند.

برای اندازه‌گیری مرز‌های توانایی‌های این سلول‌ها، یانگ به همراه یورگ گراندل، استاد عصب‌بیولوژی برای رشد سلول‌هایی که با یکی از پروتئین‌های مورد نظر پر شده بودند، کار کرد.

سپس به سراغ پاسخ این سؤال رفت که چگونه می‌توان پاسخ آن‌ها را هنگام ضربه زدن و فشار دادن اندازه‌گیری کرد.

یانگ برای هر سلول مملو از پروتئین، حداقل نیروی مورد نیاز برانگیختن یک سیگنال قابل تشخیص، بیشترین میزان فعالیت الکتریکی که می‌تواند ایجاد کند و رفتار کلی سیگنال را اندازه گیری کرد.

یانگ با وجود شباهت‌های پروتئین‌ها، طیف وسیعی را در واکنش‌های آن‌ها یافت.

برخی از سلول‌ها تقریباً بلافاصله پاسخ‌های الکتریکی ساطع می‌کنند در حالی که برخی دیگر بیش از ۱۰ برابر بیشتر تاخیر داشتند.
همچنین طیف وسیعی از حساسیت‌ها وجود داشت که این سؤال را مطرح می‌کرد، چه عوامل دیگری در چگونگی تنظیم فعالیت‌های بیوشیمیایی این پروتئین‌های بدن کمک می‌کنند، می‌توانند نقش داشته باشند.

یانگ گفت: ما به سادگی این سلول‌ها را با پروتئین بارگذاری کردیم تا مطمئن شویم که پاسخی دریافت می‌کنیم، اما قرارگیری خاص آن‌ها روی سلول ممکن است برای نحوه عملکردشان مهم‌تر باشد یا محیط ساختاری شان نقش مهمی داشته باشد.