Az egészséges sejtszövet titka
Bizonyos szövetek, például a bőr vagy a belső szervek védőrétege, folyamatosan ellenőrzi saját egészségét. Ez az ellenőrzés az ún. extrudálási folyamattal történik: ha egy sejt gyenge vagy beteg, a szomszédai kilökik, hogy ne veszélyeztesse az egész szövet épségét. Ez a folyamat, bár kegyetlennek tűnhet, elengedhetetlen az egészséges élethez – ha túl laza, daganatok alakulhatnak ki, ha túl szigorú, asztma vagy más betegségek jelentkezhetnek.
Az extrudálás kiváltását hosszú ideig homály fedte, de a legújabb kutatások szerint, ahogy a sejtek egyre szorosabban préselődnek egymáshoz, nő az egyes sejtek membránján áthaladó áram. Ha egy sejt idős vagy energiahiányos, nem tud lépést tartani a többiekkel: csökken a membránpotenciálja, víz áramlik ki belőle, összezsugorodik, és „kijelölik” eltávolításra. Nem elhanyagolható tényező, hogy az elektromosság ebben a folyamatban egyfajta egészségi szűrőként működik.
Az élet szikrája
Nem véletlen, hogy Frankenstein szörnye áramütéstől támadt életre – már a 18. században felfedezték, hogy elektromosság rángatja a békalábakat is. Minden sejt, legyen növény, baktérium vagy állat, rengeteg energiát fordít arra, hogy feszültséget tartson fenn membránján: ez a membránpotenciál, amely tárolt energiát jelent. Ionok – töltéssel rendelkező atomok vagy molekulák – felelősek az áramvezetésért, ők közlekednek a sejthártya speciális csatornáin keresztül.
Az idegsejtek elektromos jelekkel kommunikálnak: neurotranszmitterek nyitják-zárják az ioncsatornákat, így szabályozzák a membránfeszültséget. Ha a feszültség elér egy bizonyos határt, villámgyors kisülés fut végig a sejten, átadva az információt a következő neuronhoz. Ugyanez az elv mozgatja az izmokat is, sőt, a szívverés ütemét is elektromos jelek diktálják. Eddig az agyon és a szíven kívüli bioelektromosságról azonban keveset hallhattunk – most kezdik csak igazán feltárni a jelentőségét.
A szövet, mint önszabályozó közösség
A hámszövetek sejtjei állandóan összenyomják egymást, és igyekeznek rájönni, melyik társuk a leggyengébb láncszem. Ha túl nagy a tömeg vagy feszülés, a sejthártya feszültségérzékeny ioncsatornái kinyílnak; nátriumionok áramlanak be, amelyet az erős sejtek igyekeznek kompenzálni. De az idősek, stresszesek vagy hibásan működők már nem tudják – csökken a membránfeszültségük, a nátriumionok „áttörik a gátat”, és a sejtek gyorsan elvesztik víztartalmuk egyhatodát. Ekkor beindul egy biokémiai dominoeffektus, amely végül az adott sejt kilökésével zárul. A végkifejlet mindenkit meglepett: a bioelektromosság indítja el a sejtszintű „kilakoltatást”.
Az evolúció elektromos megoldásai
Nem elhanyagolható tényező, hogy a természet újra és újra előveszi az elektromosság „eszköztárát”, legyen szó baktériumokról, állatokról vagy növényekről. Baktériumok például elektromos impulzusokkal jeleznek egymásnak, döntik el, mikor „ehetnek” közösen azonos forrásból, sőt, a szabadon úszó baktériumokat villámgyors potenciálugrásokkal csalogatják magukhoz. Állatok embrionális fejlődése során is mérhetők ezek az elektromos jelek: zebradániókban például a szokatlanul hosszú farokrész egy ioncsatorna hibája miatt alakul ki.
A membránpotenciál ráadásul hihetetlenül gyors információhordozó. Míg egy gén be- vagy kikapcsolása hosszú percek, akár órák kérdése, a feszültség egy pillanat alatt fordul. Így ha bármely sejttípus, szövet vagy akár baktérium gyors közös döntést akar hozni, jó eséllyel elektromos jelekhez fordul.
Minden élet az áramkörön kezdődött?
Mindebből fakadóan valószínű, hogy az elektromosság az élet hajnalától kezdve döntő szerepet játszott. Abban is megegyeznek a szakértők, hogy a földi élet energiaellátását minden egyes élő sejtben elektromos áram indítja be. Az ősi óceáni kürtők pozitív töltésű protonárama éppúgy szolgálhatott „ősi membránpotenciálként”, mint ahogy ma is működik az ATP-termelés minden sejten belül.
Mindez a daganatoknál és más betegségeknél is magyarázat lehet: elveszítik az elektromos kommunikációt, nem jelzik, hogy bajban vannak, és nem válnak ki a szövetből időben. Mindebből fakadóan a bioelektromosság nemcsak múltunk része, de talán a leghatékonyabb információhálózat a testünkben – melynek titkait még csak most kezdjük felfedezni.
