Másképp hatnak a vesék a vérre, mint azt korábban gondoltuk
Sean Sun, a Johns Hopkins gépészmérnöke és a tanulmány társszerzője azt mondja, mindenki úgy tudja, hogy a vesék szűrik a vért, de fogalmilag ez nem helytálló.
„Azt mutattuk ki, hogy a vesesejtek szivattyúk, nem pedig szűrők, és erőket termelnek”
Nem a keresés hiánya miatt maradt el véletlenül ez a különös mechanikai tevékenység. Az anatómusok már a 17. század óta ismerik a vese felépítését és a vérből vizelet előállításában betöltött szerepét.
A szervnek azt a képességét, hogy az ozmózis passzív fizikáját vegyíti a különböző vegyi anyagok aktív átirányításával, hogy egyensúlyba hozza testünk sóit, salakjait és vizét, szintén alaposan tanulmányozták a testen belül és kívül. Mégis, minden egyes vese több kilométernyi csatornából és tubulusból áll, amelyek egy ökölnél nem nagyobb helyen vannak összezsúfolva, ami valószínűleg furcsa vízvezetékeket eredményez a mélyben.
Tanulmányok kimutatták, hogy az ezeket a tubulusokat bélelő sejtek képesek érzékelni a hidrosztatikus nyomás változásait, és még reagálnak is; az azonban nem világos, hogyan, vagy egyáltalán, hogy ezek a változások valamilyen módon visszaszorulnak-e.
Azt sem könnyű kideríteni, hogy a folyadékok hogyan áramlanak át ezeken az icipici csöveken. Bármilyen kísérlet, amely az egyes csövekben működő hidraulikát vizsgálná, elég lenyűgöző technológiát igényelne a kónbor erők kiszűrésére.
Sun és kollégái az Egyesült Államokból pontosan ezt találták ki. Mikrofluidikus vesepumpájuk (MFKP) mintázott blokkokból és porózus membránokból áll, amelyek képesek a vesetubulusokat kibélelő sejtkultúrát befogadni, olvasható a ScienceAlert cikkében.
Miután a sejtek a helyükre telepedtek, és egy sor elektromos ellenállást és áteresztőképességet vizsgáló tesztnek vetették alá őket, a kutatók megmérték a szövetben a nyomás változásait egy fecskendőből származó folyadékfröccsenésre reagálva.
Észrevették, hogy a sejtek közelében a folyadékok mozgása a hidraulikus nyomás emelkedésével összhangban csökkent, ami a szövet egyik vége felé nagyobb volt, mint a másik felé. Pontosan úgy, ahogyan azt várnánk, ha a tubulusok szivattyúként működnének.
A sejtek által termelt fehérjéket alaposabban megvizsgálva kiderült, hogy a szövetekbe belépő folyadékok nyomásának apró változásai megváltoztatták az ioncsatornák elrendezését és a tartószerkezetét, átalakítva annak alakját és működését.
A legtöbbünk számára ez azt jelenti, hogy a vérből a vesetubulusok hálózatába jutó folyadékok részben maguknak a sejteknek a mechanikai irányítása alatt mozognak, ami egy új, finom működési réteget jelent, amely segíthet megmagyarázni egy sor vesebetegséget.
Ahhoz, hogy megnézzék, hogyan bontakozik ki ez a viselkedés a kevésbé működő vesékben, a kutatók az autoszomális domináns policisztás vesebetegségben (ADPKD) szenvedő egyénekből származó sejteket használtak.
Ebben az állapotban a vesetubulusokat bélelő sejtek alakváltozásának köszönhetően általában ciszták alakulnak ki, amelyek eltorzítják a szövetet, és növelik a vesekövek és a húgyúti fertőzések kockázatát. A csapat munkája szerint azonban ennél többről van szó. A kutatók megfigyelték, hogy a sejtek fordítva pumpálnak, a nyomásgradiens az egyik végéről a másikra fordult.
Amikor az FDA által jóváhagyott ADPKD-kezelést, a tolvaptánt alkalmazták a sejtekre, a nyomásgradiensük kisimult, ami arra utal, hogy a gyógyszer a szövetek stresszének csökkentésével hat, és ezáltal lassítja a ciszták esetleges kialakulásának ütemét.
Ezt szem előtt tartva lehetséges, hogy más szövetek is rendelkeznek a mechanikus szivattyúrendszer saját változatával, amely a folyadéknyomást a saját kényük-kedvük szerint állítja be. Sun és csapata célja, hogy eszközüket más szövetek és szervek teszteléséhez is módosítsák.
Nyitókép: Shutterstock
