Če ste se kdaj spraševali, zakaj dobimo kurjo kožo, niste sami – Charles Darwin je razmišljal o tem pojavu v svojih spisih o evoluciji.Medtem ko gosja koža morda ščiti živali, pokrite s kožuhom, pred mrazom, se zdi, da mi ljudje od tega odziva nimamo veliko koristi. Zakaj se je torej ohranil skozi evolucijo?
V novi študiji na miših so raziskovalci iz institucij, med drugim iz Harvardske univerze v ZDA in Nacionalne tajvanske univerze na Kitajskem, odkrili razlog: vrsta celic, odgovorna za gosjo kožo, je ključna tudi za regulacijo izvornih celic, ki obnavljajo lasne mešičke in lase.Pod kožo gladka mišica, odgovorna za krčenje in nastajanje gosičine kože, znana kot arrector pili mišica, služi kot pomembna povezava med simpatičnim živčnim sistemom in matičnimi celicami lasnih mešičkov. Odziv simpatičnega živčnega sistema na mraz sproži kratkotrajno krčenje arrector pili mišic, kar povzroči gosičino kožo, in dolgotrajno spodbujanje aktivacije matičnih celic lasnih mešičkov in rast novih las.Te ugotovitve so raziskovalcem omogočile boljše razumevanje, kako različni tipi celic medsebojno delujejo, s čimer so povezali aktivnost izvornih celic s spremembami v zunanjem okolju. Ugotovitve so bile 16. julija 2020 objavljene v spletni reviji Cell v članku z naslovom »Tipi celic, ki spodbujajo gosenico, tvorijo nišo za regulacijo izvornih celic lasnih mešičkov«.
Sozapisnik avtor Ya-Chieh Hsu, izredni profesor za matične celice in regenerativno biologijo na Univerzi Harvard, je dejal: »Že dolgo nas zanima, kako zunanji dražljaji uravnavajo delovanje matičnih celic. Koža je fascinanten sistem: v njej se nahaja več populacij matičnih celic, obdanih z različnimi sosednjimi tipi celic, in služi kot vmesnik med našim telesom in zunanjim okoljem.Posledično se njihove izvorne celice lahko odzivajo na različne dražljaje, ki izvirajo iz niše, celotnega telesa ali celo zunanjega okolja. V tej študiji smo identificirali zanimivo dvosestavno nišo, ki ne le regulira izvorne celice v stabilnih pogojih, ampak tudi modulira njihovo vedenje v odzivu na zunanja nihanja temperature.
Sistem, ki uravnava rast las
Mnogi organi so sestavljeni iz treh tipov tkiva: epitelija, mezenhima in živca. V koži se ta tri tkiva združujejo v značilni ureditvi.Simpatik, del našega živčnega sistema, uravnava telesno ravnovesje in naše odzive na zunanje dražljaje. Povezan je z drobnimi gladkimi mišičnimi celicami v mezenhimu, natančneje z mišicami arrector pili, ki smo jih omenili že prej. Te gladke mišične celice so povezane s matičnimi celicami lasnih mešičkov. Te epitelne matične celice so ključne za regeneracijo lasnih mešičkov in celjenje ran.
Povezava med simpatičnimi živci in tem gladkim mišičjem je dobro uveljavljena, saj tvori celično podlago za kurjo kožo: mraz sproži živčne signale iz simpatičnih nevronov, kar povzroči krčenje tega gladkega mišičja in dvigovanje dlak.Vendar so ti raziskovalci pri pregledu kože z izredno visoko ločljivostjo z elektronskim mikroskopom odkrili, da simpatični živci niso povezani le s to gladko mišico, ampak tvorijo tudi neposredne povezave s matičnimi celicami lasnih mešičkov. Živčne vlaknine se namreč ovijajo okoli matičnih celic lasnih mešičkov kot trak.Nevroni običajno uravnavajo vzburljive celice, podobno kot drugi nevroni ali mišice medsebojno delujejo prek sinaps. Vendar smo bili presenečeni, ko smo ugotovili, da tvorijo sinapso podobne strukture s matičnimi celicami lasnih mešičkov, ki niso tipični cilji nevronskega delovanja.«
Nato so raziskovalci potrdili, da simpatični živci dejansko delujejo na matične celice lasnih mešičkov.Simpatikčni živčni sistem običajno ohranja nizko raven trajne aktivacije, da ohrani telesno ravnovesje. Raziskovalci so odkrili, da ta osnovna nevronska aktivnost ohranja matične celice lasnih mešičkov v stanju pripravljenosti za regeneracijo. Med daljšo izpostavljenostjo mrazu simpatikčni živci kažejo povečano aktivacijo in sproščajo več nevrotransmiterjev, ki hitro aktivirajo matične celice. To sproži regeneracijo mešičkov in rast novih las.
Raziskovalci so preučili tudi, kaj ohranja povezavo med simpatičnimi živci in matičnimi celicami lasnih mešičkov. Ko so odstranili gladko mišico, pritrjeno na lasne mešičke, so se simpatični živci umaknili in povezava med njimi in matičnimi celicami je bila prekinjena. To kaže, da je ta gladka mišica bistvena podporna struktura, ki povezuje simpatične živce z lasnimi mešički.
Kako nastane ta sistem
Poleg preučevanja popolnoma oblikovanih lasnih mešičkov so raziskovalci preučevali tudi, kako ta sistem nastane – kako gladka mišica in simpatični živci najprej pridejo do mešička.Ta izloča beljakovino, ki uravnava nastajanje gladke mišice, s čimer privabi simpatične živce. V odrasli dobi se ta interakcija obrne, simpatični živci in gladka mišica pa skupaj uravnavajo matične celice lasnih mešičkov, da se regenerirajo novi mešički. S tem se zaključi celoten cikel – razvijajoči se lasni mešiček ustvarja svoje mikrookolje.«
Odziv na okolje
S temi poskusi so raziskovalci identificirali dvosestavni sistem, ki uravnava matične celice lasnih mešičkov.Simpatikusi živci delujejo kot signalna komponenta, ki aktivira matične celice lasnih mešičkov prek nevrotransmiterjev, medtem ko gladka mišica zagotavlja strukturno komponento, ki omogoča neposredno povezavo živčnih vlaken s temi celicami. Shwartz je pripomnil: »Matične celice lasnih mešičkov je mogoče modulirati na številne načine, kar jih naredi izjemen model za proučevanje regeneracije tkiva. Ta posebna reakcija se izkaže za zelo koristno za povezovanje regeneracije tkiva z zunanjimi spremembami, kot je temperatura.«Gre za dvofazni odziv: goska koža zagotavlja hitro kratkoročno olajšanje. Ko pa mraz traja, postane učinkovit mehanizem, ki signalizira matičnim celicam lasnih mešičkov, da je morda čas za regeneracijo nove dlake.«
V prihodnje bodo ti raziskovalci nadalje preučevali, kako zunanje okolje vpliva na matične celice v koži, tako v stabilnih pogojih kot med procesi popravljanja, kot je celjenje ran.
Hsu je pripomnil: »Živimo v nenehno spreminjajočem se okolju. Ker koža nenehno komunicira z zunanjim svetom, nam to omogoča, da preučimo mehanizme, ki jih naše matične celice uporabljajo za usklajevanje proizvodnje tkiva z razvijajočimi se potrebami – ključnim dejavnikom za uspešno delovanje organizmov v tem dinamičnem okolju.«