Ученые показали, как мембраны клеток генерировали напряжение

Американские ученые из Университета Хьюстона и Ратгерского университета выдвинули гипотезу о том, что микроскопические колебания клеточной мембраны способны создавать напряжение, достаточное для запуска ключевых биологических процессов.

Клеточные оболочки не пребывают в статичном состоянии. Мембраны постоянно движутся под действием тепловых флуктуаций, активности встроенных белков и использования энергии АТФ. Исследователи считают, что такие активные вибрации могут приводить к появлению электрического поля между внутренней и внешней сторонами клетки за счет флексоэлектрического эффекта. Этот эффект заключается в способности материала вырабатывать напряжение при неравномерном изгибе.

Расчеты показывают, что возникающее внутри мембраны напряжение достигает 90 милливольт. Это сопоставимо с потенциалом действия нейронов. В условиях, далеких от равновесия, мембранные колебания приобретают направленный характер и формируют разность потенциалов, отмечает Science Alert. Такой механизм способен:

— упрощать и задавать направление переноса ионов через мембрану;
— изменять скорость и согласованность передачи сигналов между клетками, что имеет значение для мышечной и нервной ткани;
— обеспечивать клетке дополнительный способ регулирования внутренних процессов за счет энергии собственной активности без привлечения внешних источников.

Предложенная модель описывает новый физический подход к объяснению тонкой настройки процессов внутри клеток и тканей. Авторы подчеркивают, что для проверки теории необходимы эксперименты на живых системах.

Читайте также: