القلعة نيوز- كشف باحثون عن آلية غير متوقعة تُمكّن خلايا الجسم البشري من توليد طاقة كهربائية ذاتية، ما يفتح آفاقًا جديدة لفهم كيفية عمل الخلايا ونقل الإشارات داخل الجسم، بحسب تقرير نشره موقع "ScienceAlert" العلمي.
ووفقًا لدراسة حديثة أجراها فريق من جامعتي هيوستن وروتجرز في الولايات المتحدة، فإن الأغشية الدهنية المحيطة بالخلايا لا تعمل فقط كحاجز واقٍ، بل قد تلعب دورًا نشطًا في إنتاج الطاقة، عبر تموجات دقيقة تولّد فرق جهد كهربائي يمكن أن يدعم بعض العمليات الحيوية.
وتتعرض أغشية الخلايا بشكل مستمر لاهتزازات ناتجة عن نشاط البروتينات المدمجة فيها، إضافة إلى استهلاك جزيئات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وهو المصدر الأساسي للطاقة في الخلايا. وعلى الرغم من أن هذه الاهتزازات معروفة منذ سنوات، فإن الدراسة الجديدة تشير إلى أنها قد تكون أكثر فاعلية مما كان يُعتقد سابقًا.
وأوضح الباحثون أن هذه التموجات، عند اقترانها بخاصية فيزيائية تُعرف باسم المرونة الكهربية الانحنائية (Flexoelectricity)، يمكن أن تولّد شحنات كهربائية عبر غشاء الخلية. وتُعرَّف هذه الظاهرة بأنها قدرة بعض المواد على إنتاج جهد كهربائي نتيجة الانحناء أو الإجهاد الميكانيكي.
وبحسب الحسابات النظرية التي اعتمدها الفريق، فإن فرق الجهد الناتج قد يصل إلى نحو 90 ميليفولت، وهو مستوى قريب من الجهد المطلوب لتحفيز الخلايا العصبية على إطلاق الإشارات الكهربائية.
ويرى الباحثون أن هذا المصدر الإضافي للطاقة قد يسهم في نقل الأيونات المشحونة عبر الأغشية الخلوية، وهي عملية محورية في وظائف عديدة، من بينها انقباض العضلات، والإحساس، وانتقال الإشارات العصبية في الجهاز العصبي.
كما تشير التقديرات إلى أن هذه الشحنات تتولد خلال أجزاء من الألف من الثانية، وهو توقيت يتماشى مع سرعة الإشارات العصبية، ما يعزز فرضية دورها المحتمل في التواصل الخلوي.
نتائج أولية وأسئلة مفتوحة
ورغم أهمية هذه النتائج، يؤكد الباحثون أن ما توصلوا إليه ما يزال في الإطار النظري، ويتطلب تجارب بيولوجية مباشرة للتأكد من حدوث هذه الظاهرة داخل الجسم الحي، ومعرفة مدى تأثيرها الفعلي على الصحة والوظائف الحيوية.
ولا تشير الدراسة إلى وجود مخاطر صحية مرتبطة بهذه الآلية، بل على العكس، قد تمثل طريقة طبيعية إضافية تستفيد بها الخلايا من نشاطها الداخلي لإنتاج الطاقة.
ولا تقتصر دلالات هذا الاكتشاف على المجال الطبي فقط، إذ يرى العلماء أنه قد يساهم في تطوير مواد ذكية وأنظمة حوسبة مستوحاة من البيولوجيا، وربما في تصميم نماذج جديدة للذكاء الاصطناعي تحاكي طريقة عمل الخلايا العصبية.
وقد نُشرت الدراسة في مجلة PNAS Nexus العلمية، لتضيف فصلًا جديدًا إلى الأبحاث التي تكشف عن التعقيد المذهل للخلايا الحية، وتؤكد أن الجسم البشري لا يزال يخفي مصادر طاقة وآليات لم تُفهم بالكامل بعد.
العربية
ووفقًا لدراسة حديثة أجراها فريق من جامعتي هيوستن وروتجرز في الولايات المتحدة، فإن الأغشية الدهنية المحيطة بالخلايا لا تعمل فقط كحاجز واقٍ، بل قد تلعب دورًا نشطًا في إنتاج الطاقة، عبر تموجات دقيقة تولّد فرق جهد كهربائي يمكن أن يدعم بعض العمليات الحيوية.
وتتعرض أغشية الخلايا بشكل مستمر لاهتزازات ناتجة عن نشاط البروتينات المدمجة فيها، إضافة إلى استهلاك جزيئات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وهو المصدر الأساسي للطاقة في الخلايا. وعلى الرغم من أن هذه الاهتزازات معروفة منذ سنوات، فإن الدراسة الجديدة تشير إلى أنها قد تكون أكثر فاعلية مما كان يُعتقد سابقًا.
وأوضح الباحثون أن هذه التموجات، عند اقترانها بخاصية فيزيائية تُعرف باسم المرونة الكهربية الانحنائية (Flexoelectricity)، يمكن أن تولّد شحنات كهربائية عبر غشاء الخلية. وتُعرَّف هذه الظاهرة بأنها قدرة بعض المواد على إنتاج جهد كهربائي نتيجة الانحناء أو الإجهاد الميكانيكي.
وبحسب الحسابات النظرية التي اعتمدها الفريق، فإن فرق الجهد الناتج قد يصل إلى نحو 90 ميليفولت، وهو مستوى قريب من الجهد المطلوب لتحفيز الخلايا العصبية على إطلاق الإشارات الكهربائية.
ويرى الباحثون أن هذا المصدر الإضافي للطاقة قد يسهم في نقل الأيونات المشحونة عبر الأغشية الخلوية، وهي عملية محورية في وظائف عديدة، من بينها انقباض العضلات، والإحساس، وانتقال الإشارات العصبية في الجهاز العصبي.
كما تشير التقديرات إلى أن هذه الشحنات تتولد خلال أجزاء من الألف من الثانية، وهو توقيت يتماشى مع سرعة الإشارات العصبية، ما يعزز فرضية دورها المحتمل في التواصل الخلوي.
نتائج أولية وأسئلة مفتوحة
ورغم أهمية هذه النتائج، يؤكد الباحثون أن ما توصلوا إليه ما يزال في الإطار النظري، ويتطلب تجارب بيولوجية مباشرة للتأكد من حدوث هذه الظاهرة داخل الجسم الحي، ومعرفة مدى تأثيرها الفعلي على الصحة والوظائف الحيوية.
ولا تشير الدراسة إلى وجود مخاطر صحية مرتبطة بهذه الآلية، بل على العكس، قد تمثل طريقة طبيعية إضافية تستفيد بها الخلايا من نشاطها الداخلي لإنتاج الطاقة.
ولا تقتصر دلالات هذا الاكتشاف على المجال الطبي فقط، إذ يرى العلماء أنه قد يساهم في تطوير مواد ذكية وأنظمة حوسبة مستوحاة من البيولوجيا، وربما في تصميم نماذج جديدة للذكاء الاصطناعي تحاكي طريقة عمل الخلايا العصبية.
وقد نُشرت الدراسة في مجلة PNAS Nexus العلمية، لتضيف فصلًا جديدًا إلى الأبحاث التي تكشف عن التعقيد المذهل للخلايا الحية، وتؤكد أن الجسم البشري لا يزال يخفي مصادر طاقة وآليات لم تُفهم بالكامل بعد.
العربية
