Chlad, strach, hrôza, citové vzrušenie – všetky tieto ale i mnohé ďalšie podnety môžu spôsobiť, že sa nám na koži vytvoria drobné pupenčeky. Nad tým, prečo sa nám objaví na tele husia koža, sa zamýšľal už Charles Darwin v svojich spisoch o evolúcii.
Vedecky podloženú odpoveď však priniesli až v júlovom vydaní časopisu Cell vedci z Harvardskej univerzity.
Podľa nich, tie isté bunky, ktoré zodpovedajú za tvorbu zimomriavok zároveň aktivujú kmeňové bunky vlasových folikulov, čo má za následok rast vlasov. Ide o dôležitý objav, pretože môže pomôcť vedcom pochopiť, ako rozličné bunkové typy v ľudskom tele komunikujú s vonkajším prostredím.
„Vždy sme sa zaujímali o to, ako môžu vonkajšie podnety ovplyvňovať správanie kmeňových buniek. Koža je fascinujúci systém, obsahuje totiž multipotentné kmeňové bunky, ktoré sú obklopené ďalšími bunkovými typmi. Kmeňové bunky sa nachádzajú na rozhraní medzi našim telom a vonkajším svetom, preto môžu reagovať na rozmanité podnety,“ vysvetlil v tlačovej správe Ya-Chieh Hsu, profesor regeneratívnej medicíny z Národnej taiwanskej univerzity, ktorá spolupracovala na výskume s Harvardskou univerzitou.
Systém, ktorý reguluje rast vlasov
Väčšina orgánov sa skladá z troch častí: epitelu, mezenchýmu a nervov. V koži sú tieto tri typy tkanív špeciálne usporiadané.
Dôležitou časťou je sympatický nervový systém, ktorý v tele pomáha udržovať homeostázu a riadi reakcie na vonkajšie podnety. Jeho hlavnou úlohou je zvýšiť výkon organizmu, dokáže telo uviesť do pohotovosti, pripraviť ho na útok alebo výnimočnú námahu. Aby dokázal rýchlo reagovať na stimuly z vonkajšieho prostredia spája sa s hladkým svalstvom mezenchýmu. Hladký sval sa následne pripája na epiteliálne kmeňové bunky, ktoré sú dôležité pri regenerácii, či už pri rozličných poraneniach kože alebo vlasových folikulov.
Prepojenie sympatického nervu so svalom je veľmi dobre známe, odkedy vedci opísali bunky, ktoré vytvárajú zimomriavky. Keď sa ocitneme v chladnom prostredí, sympatické neuróny začnú vysielať signál, na ktorý reaguje sval, a to tak, že sa stiahne, čím spôsobí zježenie vlasov alebo chĺpkov. Práve pri skúmaní sympatického nervu pomocou elektrónovej mikroskope so špeciálnym rozlíšením vedci zistili, že nerv sa nespája iba so svalom ale vytvára tiež priame spojenie s kmeňovými bunkami vlasových folikulov.
„Na ultraštrukturálnej úrovni sme skutočne videli ako navzájom komunikujú nervy a kmeňové bunky. Neuróny často pomocou synpasií regulujú excitabilné bunky, ako napríklad ďalšie neuróny, alebo svalové bunky. Boli sme však prekvapení, že môžu vytvárať štruktúry podobné synapsiam s epitelovými kmeňovými bunkami,“ konštatoval Hsu.
Čím nižšia teplota, tým rýchlejšia aktivácia kmeňových buniek
Okrem toho vedci tiež potvrdili, že sympatický nerv sa naozaj zameriava na kmeňové bunky. Za normálnych okolností sa nervový systém aktivuje na konštantnej nízkej úrovni, vďaka čomu je schopný udržiavať v ľudskom tele homeostázu.
Podľa odborníkov nízka aktivačná úroveň tiež pomáha udržať kmeňové bunky v pripravenom stave, aby v prípade potreby mohli zahájiť regeneráciu. Čím bolo prostredie chladnejšie, tým sa na nervovom zakončení uvoľňovalo väčšie množstvo neuroprenášačov, čo spôsobovalo rýchlejšiu aktiváciu kmeňových buniek a následne aj rýchlejší rast vlasov.
Vedci sa tiež rozhodli zistiť, čo udržuje spojenie medzi nervovými bunkami a kmeňovými bunkami, rozhodli sa odstrániť sval spojený s vlasovým folikulom. Po tomto kroku sa sympatický nerv stiahol a nervové spojenie s kmeňovými bunkami sa stratilo. Sval je teda nevyhnutná štrukturálna opora a premostenie signálu medzi nervom a kmeňovými bunkami.
Štúdia teda jasne ukazuje, že systém funguje dvojzložkovo. Prvou signalizačnou zložkou je nerv, ktorý vďaka neurotransmitérom aktivuje kmeňové bunky. Druhou, štruktúrnou zložkou je sval, ktorý umožňuje nervovým bunkám priamo sa spojiť s kmeňovými bunkami.
V budúcnosti chcú vedci ďalej skúmať, ako môže vonkajšie prostredie ovplyvniť kmeňové bunky v koži, a to pri homeostáze, ako aj v opravných procesoch – hojení.