Защо кожата ни настръхва: Отговор от науката

Ако сте се чудили някога защо ви настръхва кожата, да знаете, че не сте единствените. Още Чарлз Дарвин е писал и разсъждавал по този въпрос, докато е работел по своя труд, свързан с еволюцията на човека. Настръхването може би помага на животните с по-дебела козина през студените дни, но ние, хората, сякаш по никакъв начин не сме облагодетелствани от този процес. Ако е така обаче, защо през хилядите години еволюция той все пак се е съхранил?

Учени от университета в Харвард разгадават причината: кожните клетки, които са отговорни за настръхването, са важни също така за контрола върху стволовите клетки, регенериращи космените фоликули и самите косми. Настръхването на кожата е предизвикано от същите клетки, които отговарят за растежа на косъма. Мускулът, намиращ се под кожата, който се свива и води до настръхването й, е важна връзка между симпатиковия нерв и стволовите клетки на космения фоликул.

Симпатиковите нерви реагират на студ като съкращават мускула и причиняват настръхване в краткосрочен план и активиране дейността на стволовите клетки и растеж на космите - в дългосрочен. Откритията на експертите след проведени експерименти с мишки, са публикувани в списанието „Cell“. Те дават повече яснота върху начина, по който различните видове клетки взаимодействат и се свързват със стволовите, при промени в заобикалящата среда. Я-Шие Хсу, доцент по стволови клетки и регенеративна биология, ръководи проучването заедно с професор Сунг-Ян Лин от Тайванския държавен университет.

Доцент Хсу споделя: "За нас винаги е представлявало интерес как дейността на стволовите клетки се повлиява от външни стимули. Човешката кожа е толкова интересна система: тя се състои от много на брой стволови клетки, заобиколени от най-различни кожни клетки. Същевременно кожата ни е като интерфейс, връзка между тялото и околния свят. Поради тази причина стволовите клетки могат да реагират на всякакви стимули. В изследването обръщаме внимание на два основни момента – стволовите клетки и тяхната дейност, когато тялото е в покой, и дейността им, когато се променя температурата на заобикалящата го среда.

Система за регулиране растежа на косъма

Много органи са изградени от три вида тъкани: епителна, мезенхимна и нервна. В структурата на кожата те си имат специална последователност. Симпатиковите нерви, които контролират хомеостазата на тялото и нашите реакции спрямо външни стимули, се свързват с малък, гладък мускул в мезенхима. Този гладък мускул от своя страна се свързва със стволовите клетки на космения фоликул. Те са вид епителни стволови клетки от изключително важно значение за регенерирането на космените фоликули и зарастването на раните.

Връзката между симпатиковите нерви и мускула е добре позната, тъй като тя е причината за настръхването на кожата. Ето как протича процесът: студът предизвиква реакция в симпатиковите неврони, които изпращат сигнал чрез нерва до мускула и го карат да се свие, а така настръхват космите.

При наблюдение на кожата под електронен микроскоп с много висока резолюция, учените забелязват, че симпатиковите нерви не само се свързват с мускула, те се свързват директно със стволовите клетки на космения фоликул. На практика, нервните влакна (аксони) обгръщат стволовите клетки на космените фоликули като панделка.

Хсу разкрива, че са успели да наблюдават на основно структурно ниво как нервът и стволовата клетка си взаимодействат. Невроните контролират възбудимите клетки по същия начин, по който се случва възбуждането при всеки друг неврон или мускул със синапс, или синаптична връзка. „Останахме изненадани обаче от това, че те образуват сходна синаптична връзка с епителна стволова клетка, а невроните обикновено не търсят контакт с този тип клетки“, споделя той.

Впоследствие учените потвърждават, че нервът наистина е търсил стволови клетки. Симпатиковият дял на нервната система обикновено се задейства на постоянно, ниско ниво, за да поддържа хомеостазата на тялото. Експертите забелязват, че въпросното ниско ниво на нервна активност поддържа стволовите клетки в стабилно състояние, но винаги в готовност за регенерация. При по-продължителен студ нервната активност се засилва, като се освобождават по-голям брой невротрансмитери. В отговор бързо се активират стволовите клетки, а това води до регенерация на космените фоликули и растежа на нови косми.

Екипът опитва да разбере какъв е механизмът, който поддържа нервните връзки със стволовите клетки на космените фоликули. Когато премахват мускула, свързан със съответния космен фоликул, симпатиковият нерв се отпуска и връзката с космения фоликул изчезва. Заключението е, че мускулът е необходима и неразривна част от структурата, тъй като подпомага нерва да достигне космения фоликул.

Как се развива системата

Хсу и колегите му анализират как точно мускулът и нервът достигат космения фоликул в самото начало. Те забелязват, че сигналът пристига от образуващия се космен фоликул. Той отделя протеин, от който се образува гладкия мускул, нужен за свързването на симпатиковия нерв. На по-късен етап, формата на взаимодействие претърпява промени – нервът и мускулът заедно започват да регулират стволовите клетки, за да се регенерира нов космен фоликул. И така кръгът се затваря. Образуващият се нов космен фоликул създава своя собствена среда, където процесът започва отново.

Реакция на тялото спрямо външната среда

Нервът е елементът, който задейства стволовите клетки чрез невротрансмитери, а мускулът е структурният компонент, позволяващ на нервните влакна да се свържат директно със стволовите клетки на космените фоликули.

Тези стволови клетки могат да се контролират по много и различни начини. Благодарение на тях учените имат възможност да изследват в детайли процесите на регенерация на тъканите. Настръхването на кожата позволява да се направи връзка между тъканната регенерация и промените в заобикалящата среда, като например температурата. Реакцията на тялото е в две посоки – бърз начин за облекчаване на усещането при студ и чудесен механизъм, който подсказва на стволовите клетки, че може би е време да предизвикат образуването на нови космени фоликули.

Експертите ще имат поле за работа и занапред, тъй като все още не е изчерпан въпросът как външната среда влияе на стволовите клетки както по време на хомеостаза, така и при възстановяване (зарастване на рани например).

Хсу завършва: "Живеем в постоянно променяща се среда. И тъй като кожата ни е изложена на нейното въздействие, имаме шанса да проучим какви процеси протичат в стволовите клетки с всяка настъпила промяна. Защото способността на човешкия организъм да се адаптира към случващото се наоколо е единственият начин да оцелее.“