Një burim i panjohur energjie duket se fshihet rreth qelizave njerëzore: Valëzimet e vogla në membranat yndyrore që rrethojnë qelizat njerëzore mund të gjenerojnë tension të mjaftueshëm për të shërbyer si një burim i drejtpërdrejtë energjie për procese të caktuara biologjike

Qelizat njerëzore mund të dridhen fjalë për fjalë nga elektriciteti, duke funksionuar si një burim i fshehtë energjie që mund të ndihmojë në transportin e materialeve apo madje të luajë rol në komunikimin e trupit tonë.

Studiues nga Universiteti i Houston-it dhe Universiteti Rutgers i New Jersey-t sugjerojnë se valëzime shumë të vogla në membranat yndyrore që rrethojnë qelizat tona mund të prodhojnë mjaftueshëm tension elektrik për të shërbyer si burim i drejtpërdrejtë energjie për disa procese biologjike.

Këto luhatje janë studiuar prej kohësh dhe dihet se nxiten nga aktiviteti i proteinave të integruara në membranë dhe nga shpërbërja e adenozinë-trifosfatit (ATP), molekula kryesore që transporton energjinë brenda qelizave.

Studimi i ri ofron mbështetje teorike për mundësinë që këto dridhje të membranës të jenë mjaftueshëm të forta dhe të strukturuara për të krijuar një ngarkesë elektrike, të cilën qelizat mund ta përdorin për funksione jetësore.

“Qelizat nuk janë sisteme pasive – ato drejtohen nga procese aktive të brendshme, si aktiviteti proteinik dhe konsumimi i ATP-së”, shkruajnë studiuesit në publikimin e tyre.

“Ne tregojmë se këto luhatje aktive, kur kombinohen me vetinë universale elektromekanike të quajtur fleks-elektricitet (flexoelectricity), mund të krijojnë tensione përtej membranës dhe madje të shkaktojnë transport të joneve.”

Çelësi për të kuptuar këtë model të ri është koncepti i fleks-elektricitetit, i cili përshkruan mënyrën se si mund të prodhohet polarizim elektrik (ose tension) si rezultat i deformimeve të pabarabarta në një material.

Membranat e qelizave përkulen vazhdimisht për shkak të luhatjeve termike brenda qelizës. Teorikisht, çdo tension i krijuar në këtë mënyrë do të neutralizohej në kushte ekuilibri, duke e bërë të padobishëm si burim energjie.

Por studiuesit theksojnë se qelizat nuk janë në ekuilibër të plotë, pasi aktiviteti i brendshëm është vazhdimisht në lëvizje për të mbajtur trupin gjallë. Pyetja kryesore ishte nëse kjo gjendje jo-ekuilibri është e mjaftueshme për ta kthyer membranën lipidike në një “motor” energjie.

Sipas llogaritjeve të tyre, fleks-elektriciteti mund të krijojë një diferencë elektrike mes brendësisë dhe jashtë qelizës deri në 90 milivolt, një tension i mjaftueshëm për të aktivizuar një neuron.

Ky tension i prodhuar mund të ndihmojë në lëvizjen e joneve – atome të ngarkuara që kontrollohen nga rryma elektrike dhe proceset kimike.

Dridhjet e membranës mund të jenë të mjaftueshme për të ndikuar në funksione biologjike si lëvizja muskulore dhe sinjalet shqisore. Studiuesit vlerësojnë se këto ngarkesa shfaqen në shkallë kohore prej milisekondash, në përputhje me ritmin e sinjaleve nervore.

“Rezultatet tona tregojnë se aktiviteti qelizor mund të rrisë ndjeshëm tensionin dhe polarizimin e membranës, duke sugjeruar një mekanizëm natyror për grumbullimin e energjisë dhe transportin e drejtuar të joneve në qelizat e gjalla”, theksojnë autorët.

Këto zbulime mund të shtrihen edhe në grupe qelizash, duke ndihmuar në shpjegimin e mënyrës se si membranat qelizore mund të sinkronizohen për të krijuar efekte dhe struktura më të mëdha biologjike. Studimet e ardhshme pritet të testojnë nëse ky mekanizëm funksionon realisht brenda trupit të njeriut.

Ndikimi i këtyre gjetjeve mund të shkojë përtej biologjisë: studiuesit sugjerojnë se të njëjtat parime të prodhimit të energjisë mund të frymëzojnë dizajnin e rrjeteve të inteligjencës artificiale dhe materialeve sintetike të bazuara në natyrë.

“Studimi i dinamikës elektromekanike në rrjetet neuronale mund të lidhë fleks-elektricitetin molekular me përpunimin kompleks të informacionit, duke pasur ndikim si në kuptimin e funksionit të trurit, ashtu edhe në zhvillimin e materialeve bio-frymëzuese për llogaritje”, përfundojnë studiuesit.

Studimi është publikuar në revistën shkencore PNAS Nexus. /noa.al