İnsan derisinin ‘sessiz çığlığı’

Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden araştırmacılar, insan derisinde bulunan epitel hücrelerinin zarar gördüklerinde çevrelerindeki hücrelerle elektriksel sinyaller yoluyla iletişim kurduğunu ortaya çıkardı. İlk kez bir lazer uyarımıyla kaydedilen sinyallerin saniyede yaklaşık 10 milimetre hızla yayıldığı tespit edildi.

Araştırmaya göre epitel hücreleri, zarar gördüklerinde “sessiz” ama etkili bir şekilde komşu hücrelere uyarı sinyalleri gönderiyor. Bu sinyaller sinir hücrelerinde (nöronlarda) olduğu gibi elektriksel ancak çok daha yavaş. Bu nedenle bilim insanları bu durumu “derinin sessiz çığlığı” olarak tanımlıyor. Bazı sinyallerin iletimi beş saate kadar sürebiliyor ve voltajları nöronlara oldukça benzer düzeyde ölçülüyor.

Çalışmada bilim insanları, özel bir mikroçip üzerine insan derisinin yüzey tabakasını oluşturan keratinosit hücrelerini yerleştirdi. Lazerle yapılan uyarı sonrası bu hücrelerin elektriksel tepkileri, çip üzerindeki mikro-elektrotlar aracılığıyla ölçüldü. Hücreler arası iletişim, yalnızca kimyasal değil, aynı zamanda fiziksel temas ve basınç gibi uyarılarla da tetikleniyor.

Bu iletişimde rol alan yapılar, hücre zarındaki iyon kanalları. Sinir hücrelerinde olduğu gibi burada da elektriksel yükler hücre boyunca hareket ederek bir sinyal oluşturuyor. Ancak sinir hücreleri gibi ani tepkiler vermek yerine, epitel hücreleri daha yavaş ama uzun süreli sinyaller gönderiyor. Bu sistemin amacı, hasar alan bir bölge hakkında çevredeki diğer hücreleri bilgilendirmek.

Bilim insanları, bu keşfin özellikle giyilebilir sağlık cihazları, elektronik yara bandajları ve biyosensör teknolojileri için yeni bir temel oluşturabileceğini düşünüyor. Derinin bu tür sinyallerle nasıl ve ne zaman tepki verdiğini anlamak, yaraların daha hızlı iyileştirilmesi ve cilt hastalıklarının erken teşhisi gibi pek çok alanda yenilik getirebileceğini öngörüyor.

Araştırmanın ilerleyen aşamalarında, bu sinyal iletiminin yalnızca kalsiyum iyonları ile mi sınırlı olduğu, farklı bölgelerdeki epitel hücrelerinin nasıl tepkiler verdiği gibi sorulara yanıt aranacak. Ayrıca bu sinyallerin vücut içi diğer iletişim ağlarıyla ilişkisi de incelenecek.

Sonuç olarak, insan derisinin sadece bir koruyucu tabaka değil, aynı zamanda çevresiyle iletişim kurabilen aktif bir sistem olduğu ortaya çıktı.

Kaynak: PNAS