Исследователи из Университета Хьюстона и Ратгерского университета в США предложили новую теорию, согласно которой мельчайшие колебания клеточной мембраны могут создавать достаточное напряжение для важных биологических процессов.
Стенки клеток, мембраны, никогда не находятся в полном покое. Они постоянно колеблются из-за теплового движения, работы встроенных белков и расщепления энергии (АТФ). Ученые предположили, что эти активные вибрации, через явление флексоэлектричности, способны генерировать электрическое поле между внутренней и внешней стороной клетки. Флексоэлектричность — это свойство материала создавать напряжение при неравномерном изгибе.
По расчетам, самогенерируемое напряжение может достигать 90 милливольт — уровня, сравнимого с потенциалом действия в нейронах. В состоянии, далеком от равновесия, колебания мембраны могут стать направленными, создавая разность потенциалов, пишет Science Alert. Это может:
Облегчать и направлять перенос ионов (заряженных частиц) через мембрану.
Влиять на скорость и координацию сигналов между клетками, что важно для работы мышц и нервной системы.
Давать клетке дополнительный механизм управления внутренними процессами, используя энергию ее собственной активности, без внешних источников.
Открытие имеет большое значение для биологии. Модель предлагает новый физический механизм для объяснения тонкой регуляции в клетках и тканях, однако требуется экспериментальное подтверждение на живых системах. Понимание этого принципа может привести к созданию биовдохновленных материалов и новых архитектур для искусственного интеллекта, имитирующих энергоэффективность биологических систем.