В «Биофизических обзорах», опубликованном издательством AIP Publishing, исследователи из Гарвардской медицинской школы предоставляют новейшую информацию о том, как электрические импульсы в сердце перемещаются от клетки к клетке.
Работающее сердце сокращается, перекачивая кровь к телу и легким. В сердце кардиостимулятор действует как электрические часы, посылая сигнал, который сообщает сердцу, когда сокращаться. Вся мышца движется вместе, потому что каждая отдельная клетка внутри нее сокращается скоординированно и в течение короткого промежутка времени.
Для этого первоначальный электрический импульс, посылаемый кардиостимулятором, быстро распространяется через клетки сердца.
"Если одна ячейка электрически возбуждается, а другая нет, возбужденная ячейка становится внутри положительно заряженной, а находящаяся в покое ячейка все еще остается отрицательно заряженной внутри. Как следствие, между ячейками возникает градиент напряжения », – сказал автор Андре Клебер. "Если у вас есть градиент напряжения и путь с низким электрическим сопротивлением, будет течь местный ток."
Связи между ячейками, образующие путь с низким сопротивлением и способствующие прохождению тока, называются щелевыми соединениями.
Каждый состоит из множества каналов, которые образуются, когда определенные белки одной клетки присоединяются и сливаются с белками другой клетки. Клебер сказал, что слияние белков выглядит так, будто кончики пальцев одной руки помещаются в пальцы другой руки.
Ученые исследуют свойства щелевых контактов и составляющих их белков, так называемых коннексинов. Клебер сказал, что одна из причин, по которой каналы с щелевыми соединениями интересны, заключается в том, что они представляют собой высокодинамичную систему в равновесии. Создание или синтез каналов равносильно разрушению.
«Оборот очень короткий», – сказал он. «С одной стороны, система очень стабильна на протяжении всей вашей жизни.
С другой стороны, если вы измеряете его, он постоянно меняется в течение нескольких часов."
Белки, обнаруженные в щелевых соединениях, важны для процессов, не связанных напрямую с межклеточными связями, таких как функция митохондрий, которая создает энергию, и транспорт, который транспортирует молекулы от места синтеза к месту их действия внутри клетки.
«Вы должны воздерживаться от идеи, что если вы определяете роль белка в организме, то он выполняет только одну функцию», – сказал Клебер. "Природа намного умнее людей."