A sejtmembrán – sokkal aktívabb, mint gondolnánk
A sejthártya úgy tűnik, nem csupán egy választóvonal; folyamatosan hullámzik, gyűrődik, mozog. Ezt az aktivitást a membránba ágyazott fehérjék okozzák: például amikor az ATP-ből energia szabadul fel, a különböző fehérjék alakot váltanak, taszigálják a membránt, így az kívül-belül hullámokat vet, zajos, dinamikus felületté válik. Ez a mechanikai zaj végül flexoelektromossághoz vezethet – vagyis a hajlítás elektromos töltésváltozást okoz.
Flexoelektromosság: elektromosság a hajlításon keresztül
A kutatók matematikai modellekkel mutatták ki: ezek a mikroszkopikus hajlítások olyan mértékű elektromos jeleket kelthetnek, amelyek akár 90 millivolt nagyságúak is lehetnek. Ekkora elektromos feszültség nem elhanyagolható – megegyezik azzal, amit az idegsejtek akciós potenciáljai során is látunk. Ráadásul a jelfutás időzítése is illeszkedik: a feszültségváltozások milliszekundumok alatt játszódnak le, pont úgy, ahogy az idegsejtek kommunikálnak egymással.
Az ionok mozgatása a természetes iránnyal szemben
Az aktív membránfluktuációk nemcsak egyszerűen áramot termelnek: az elmélet szerint ezek képesek az ionokat épp a természetes egyensúlytól eltérően, azaz „felfelé a lejtőn” mozgatni. A sejtmembrán rugalmassága és elektromos válaszadása meghatározza, hogy melyik típusú ion milyen irányban mozdul el. Ez segíthet megérteni, hogyan képes a sejt bizonyos anyagokat a kívánt oldalára pumpálni.
Hatások az idegrendszertől a bioihletésű anyagokig
Nem kizárt, hogy ez a jelenség nemcsak az egyes sejtek belső működésére, hanem egész szövetek elektromos mintázatára is hatással van. A kutatók szerint mindez új alapot adhat az érzékelés, az idegsejtek működése vagy akár az energiahasznosítás megértéséhez. Sőt, a felfedezés segíthet olyan intelligens, bioihletésű anyagok fejlesztésében is, amelyek képesek utánozni az élő szövet elektromos viselkedését.
