Rákot kaphatnánk egy ütéstől is, de bőrünk nem engedi

A szöveteinket és az azokat alkotó sejteket folyamatosan fizikai hatások érik, amelyek akár molekuláris szinten is befolyásolhatják a működésüket. Hogy ebből ne legyen nagyobb baj - például egy bokán rúgástól ne kapjunk rákot - arról egy speciális védelmi rendszer gondoskodik.

A szövetek tudják, hogy növekedniük kell edzés után. Ettől leszünk izmosabbak. A tudósok már korábban felfedezték, hogy az ilyen jellegű változások a sejtek erőérzékelő képességétől függenek, beleértve azokat a hatásokat is, amelyek a testmozgás során keletkeztek. De ez nem az egyetlen alkalom, amikor az emberi test erőnek van kitéve. A sejtek a szöveteinkben folyamatosan tolódnak és húzódnak minden irányban - írja Rachel Stewart, a Riken kutatóközpont fejlődésbiológusa a Massive Science tudományos portálon megjelent cikkében

tréning
A testmozgás során a sejtjeink nagy fizikai erőhatásoknak vannak kitéve, amelyek károsíthatják a DNS-t. Fotó: Getty Images

Valahányszor mozogni kezdünk - például sétálunk vagy biciklizünk - hatalmas erőt gyakorlunk a testünkre. Ez általában nem károsítja a sejtjeinket, de csak azért, mert a biztonsági mechanizmusaik ezt megakadályozzák, ellenállva ezeknek az erőknek. A bőrsejtek által használt hosszútávú biztonsági módszerek közül néhányat már korábban is tanulmányoztak, de sokáig nem volt világos, hogyan tudnak reagálni az őket érő erőkre, hogy megvédjék magukat. Most azonban a Helsinki Egyetem tudósainak egy csoportja, Sara Wickstrom vezetésével egy váratlan felfedezést tett. Egy olyan rendszerre bukkantak, amelyet a bőrsejtek használnak a DNS fizikai károsodásoktól való megóvására. Ha a sejteket nyomás éri, akkor elfedik DNS-üket, ezzel tompítva a beérkező hatást.

Fizikai behatásra megváltozik a fehérjék alakja és működése 

Ha a számítógép billentyűit leütjük, az ujjunk hegyén torzulások jelennek meg, amelyek valóban megváltoztathatják a sejtek fehérjéinek alakját és akár azok aktivitását is. Például egy Piezo1 nevű fehérje érzékeli ezt a fajta erőt, és megváltoztatja a sejtekben lévő kalcium mennyiségét. Mivel a kalcium sokféle folyamatban részt vesz, ennek később hatása lehet a sejtek viselkedésére.

Ezek a bőrtorzulások elérik a sejtek felületét, és a hatásuk elér egészen a DNS-ig. Ha ezek a torzulások elég nagyok, akkor valóban szét tudják hasítani a DNS-t, ami mutációkat okozhat. Minél több mutáció halmozódott fel az egyes sejtekben, annál valószínűbb, hogy átalakulnak rákos sejtekké. Az volt a Wickstrom-csoport tanulmányának célja, hogy kiderítsék, hogyan kezelik a sejtek és szövetek az ilyen stresszes behatásokat anélkül, hogy károsodnának.


Korábbi vizsgálatoknál különféle mikroeszközöket alkalmaztak a tudósok a sejtek manipulálására vagy ingerlésére, de ezek a technikák általában nem alkalmasak arra, hogy egyszerre sok sejt viselkedését vizsgálják. Ehelyett a kutatók emberi bőrsejteket fogtak, és egyrétegű szövetet növesztettek belőlük. Ezt aztán, pontosabban a sejteket egy erre a célra épített eszközzel elkezdték ritmikusan egy irányba nyújtani.

Nyújtóeszköz segítségével felfedezték, hogy a bőrsejtek a DNS védelmében a hirtelen fizikai stresszre két különböző időskálán megjelenő válasz segítségével reagálhatnak. Az első, a gyors válasz közvetlenül a sejtmagon belül történt. A bőrsejtek ritmikus, mindössze 30 percig történő nyújtása elegendő volt ahhoz, hogy sejtmagjaik megpuhuljanak, ráncosodjanak és kocsonyásodni kezdjenek. Kate Miroshnikova, a projekt egyik vezetője szerint ez lehetővé tette a sejtek számára, hogy "eloszlassák a mechanikai stresszt, megakadályozva a DNS károsodását". Kiderült, hogy ez a gyors válasz a Piezo1 fehérjétől függ, amely érzékelheti az erőket, és megváltoztathatja a sejtek kalciumszintjét.

A DNS tulajdonságainak megváltozása a magokban váratlan volt. A korábbi kutatások ugyanis azt mutatták, hogy amikor a sejteket merev anyagokon, például üvegen és műanyagon növesztik napokig vagy hetekig, magjaik merevebbé és kevésbé zselészerűvé válnak. Normális esetben ez befolyásolhatja a gének be- vagy kikapcsolását, ami hatással lehet a sejtek működésére. "A projekt kezdetén még nem számítottunk a genetikai anyag ilyen mértékű átrendeződésére a mechanikai nyújtás alatt. Még meglepőbb volt, hogy ezek a mély változások a genetikai anyag szervezetében nem a sejteken belüli génexpressziós minták módosítására történtek, sokkal inkább azért, hogy fizikailag lágyítsák a sejtmagokat, és deformálhatóbbá tegyék őket, ahelyett, hogy összetörnének. Ez a felfedezés teljesen váratlan és sokkal izgalmasabb volt" -  jelentette ki Miroshnikova.

Védőháló a sejtmagoknak

A nyújtáshoz szükséges második, lassabb védekező reakcióhoz az aktin nevű sejtek belsejében hosszú szerkezeti láncokra volt szükség, amelyek segítenek összekapcsolni az egyes bőrsejteket. Ha a bőrsejteket hat órán át folyamatosan feszítették, az aktin valóban megnőtt. Ez idő alatt a szerkezeti aktinláncok megvastagodtak, a szövet egész szélességében egyfajta ütéselnyelő hálót képzett, és a sejtek megváltoztatták a pozíciójukat merőlegesen a nyújtás irányára. Ez segített abban, hogy "a teljes magot elszigeteljék az erő hatásától a szövet elrendezésének megváltoztatásával" - mondta a tanulmány vezetője. Ezt követően a magok visszatértek a nyújtás megkezdése előtti eredeti állapotukba. Ez megerősíti azt a felfogást, hogy az első, gyors válasz a ráncosodással egy olyan eszköz volt, amely ideiglenesen megvédte a DNS-t a káros hatásoktól.

A szövetek védekező rendszerének újabb védvonalára derítettek fényt magyar kutatók. A szakemberek a szövetek hierarchikus szintjeit vizsgálva arra a felismerésre jutottak, hogy ha a szöveti hierarchia (azonos érettségű, de még nem működőképes sejtek) bizonyos szintjén kellően kevés sejt található, akkor hiába jutnak egyes mutáns sejtek osztódási előnyhöz, azok még azelőtt kikerülnek a rendszerből, hogy a rák kialakulásához szükséges mutációk összegyűlhetnének. Részletek!

A kutatók azt is be tudták mutatni, hogy ez a védelmi mechanizmus az embrionális fejlődés során is előfordul. Nemcsak az izolált sejtek - mint ebben a vizsgálatban -, hanem a fejlődő egerek sejtjei is védő maglágyulást és aktin lengéscsillapító képződést mutattak.

Lehetséges, hogy ez a védelmi rendszer létezhet más sejttípusokban és testszövetekben is. "Egy olyan fizikai világban élünk, amelyben minden szövetünk minden sejtje állandóan mechanikai erőknek van kitéve. Valahányszor lélegezünk és beszélünk, vibrációs erők hatnak a szájüregben, és a tüdőnk kitágul. Minden alkalommal, amikor a szívünk dobog, a mechanikus erők továbbterjednek az ereket körülvevő izomsejtek és endoteliális sejtek felé. Valahányszor sétálunk, futunk vagy a könyökünket behajlítjuk, erőt gyakorlunk az ízületeinkre és a porcban lévő kondrocitákra. Így az általunk feltárt elvek nagy valószínűséggel széles körben alkalmazhatók sok más szövetre és különféle betegségekre, például a rákra is. Jelenleg aktívan tanulmányozzuk ezt" - mondta Miroshnikova.

Hirdetés

Hogy érzi magát? Országos eredmény megtekintése >>
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Milyen most a lelkiállapota?
Letargikus vagyok
Kissé magam alatt vagyok
Kiegyensúlyozott vagyok
Jókedvű vagyok
Majd kiugrom a bőrömből
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Hogy érzi most magát fizikailag?
Teljesen hulla vagyok
Voltam már jobban is
Átlagos formában vagyok
Jól vagyok
Kirobbanó formában vagyok
Hogy érzi magát?
Lelkiállapot
Fizikai állapot
Legjobban:
Legrosszabbul:
További cikkek
Szóljon hozzá Ön is és olvassa el mások hozzászólásait

Humánmeteorológia

Humanmeterológia szolgaltatója

Fronthatás:
Nincs front

Maximum:
+14, +19 °C
Minimum:
+7, +12 °C

Hazánkban kedden délelőtt a ködfoltok feloszlanak, változóan felhős lesz az ég.

Egészséget befolyásoló hatások:
közepes, erős

Részletes adatok és előrejelzés

Tekintse meg az időjárási frontokat!Térképezze fel a pollen adatokat!

Kövesse a Házipatikát:

GyógyszerekGyógyszerkereső
GyógyszerHatóanyag