新研究显示,红细胞充当微小电极

2022-01-14 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:125 /
内容摘要:
萨里大学、MRC分子生物学实验室、威克森林大学和里昂中央中学的一组生物学家发现,红细胞产生的电场电压出现在外部,而不仅仅是内部,这意味着每个细胞都充当一个微小的电极。Hughes等人证明了与膜电位Vm成比例的内源性产生的电场,并且很可能是由细胞质和细胞外介质之间的电容耦合引起的,......

萨里大学、MRC分子生物学实验室、威克森林大学和里昂中央中学的一组生物学家发现,红细胞产生的电场电压出现在外部,而不仅仅是内部,这意味着每个细胞都充当一个微小的电极。

Hughes et al. demonstrate an endogenously-generated electric field proportional to the membrane potential Vm, and most likely caused by capacitive coupling between cytoplasm and extracellular medium, which manifests as changes in ζ-potential, low-frequency polarization and surface conductance; significantly, this shows red blood cells can alter the way in which they interact with their surroundings by the membrane potential rather than membrane composition, shedding new light on ion channel activity, cardiovascular disease, and drug action. Image credit: Allinonemovie.Hughes等人证明了与膜电位Vm成比例的内源性产生的电场,并且很可能是由细胞质和细胞外介质之间的电容耦合引起的,这表现为ζ电位、低频极化和表面电导的变化;值得注意的是,这表明红细胞可以通过膜电位而不是膜组成来改变它们与周围环境相互作用的方式,从而为离子通道活性、心血管疾病和药物作用提供了新的线索。影像学分:Allinonemovie。

自1792年意大利著名医生路易吉·加尔瓦尼进行实验以来,人们就知道电在生物功能中起着作用。

沃尔特·能斯特、大卫·戈德曼、艾伦·霍奇金和伯纳德·卡茨的后续工作表明,细胞内和细胞外空间之间的离子不平衡产生了一种电化学电势,这种电势在肌肉和神经的功能中起着基本作用。

然而,直到现在,这种电压一直被认为包含在生物细胞中。

通过对红细胞的新实验,萨里大学的迈克·休斯教授和他的同事发现电压也出现在细胞外。

他们说:“这意味着细胞有效地充当微小的发射器,以电的方式改变周围的环境。

“在其他类型的生物细胞中的类似结果可能会在确定新的医疗类型方面发挥重要作用。”

作者还证明,红细胞的电特性表现出昼夜节律,即大多数生物遵循的自然24小时周期,峰值与一天中大多数心血管疾病事件(如心脏病发作和中风)发生的时间一致,这是进一步研究的重要领域。

休斯教授说:“生物学通常被简化为大分子之间的相互作用,但细胞尺度的科学是一个必不可少的研究领域。

“通过重新引入电气元件,我们正在寻找& # 8212;发现& # 8212;一种全新的方式来理解身体是如何工作的。”

该发现发表在2021年9月30日的《科学报告》杂志上。

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M.P .休斯等人,2021年。红细胞中观察到的Vm相关细胞外电位。Sci Rep 11,19446;doi:10.1038/s 14598-021-98102-9


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