Ζήσης Ψάλλας
Τα νεφρά είναι ένα περίπλοκο δίκτυο σωλήνων που επεξεργάζονται περίπου 180 λίτρα αίματος κάθε μέρα. H επένδυση αυτών των σωλήνων είναι επιθηλιακά κύτταρα που μεταφέρουν το αίμα μέσω των νεφρών και το κυκλοφορούν πίσω στο σώμα. Το πώς αυτά τα κύτταρα δημιουργούν τη μηχανική δύναμη που απαιτείται για να κάνουν τη δουλειά τους δεν είναι πλήρως κατανοητό.
Για να ξεκλειδώσει τα μυστικά αυτής της διαδικασίας μεταφοράς υγρών, ένας μηχανολόγος μηχανικός του Johns Hopkins δημιούργησε μια συσκευή που μετρά τις μηχανικές δυνάμεις που παράγονται τόσο από υγιή όσο και από άρρωστα νεφρικά κύτταρα.
«Οι θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι λένε ότι χρειάζεστε δυνάμεις για να μετακινήσετε τα πράγματα. Σε αυτή την περίπτωση, τα κύτταρα δεν κινούνται, αλλά κινούνται τα ρευστά. Το ερώτημα είναι πώς το κάνουν αυτό;» είπε ο Sean Sun, καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών του Whiting School of Engineering και βασικό μέλος του Ινστιτούτου NanoBioTechnology.
Ο Sun και η ομάδα του αναδημιούργησαν το μικροπεριβάλλον των νεφρών χρησιμοποιώντας μια μικρορευστοποιημένη νεφρική αντλία. Η συσκευή έχει δύο μικροκανάλια που χωρίζονται από επιθηλιακά κύτταρα νεφρού, και καθώς τα κύτταρα περνούν υγρό μεταξύ των καναλιών καταγράφει την πίεση του υγρού που παράγεται από τα κύτταρα σε πραγματικό χρόνο.
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα επιθηλιακά κύτταρα των νεφρών συμπεριφέρονται σαν μηχανικές αντλίες υγρών και δημιουργούν ενεργά μια κλίση πίεσης υγρού. Η συμπεριφορά άντλησης ρευστού χαρακτηρίζεται από μια καμπύλη απόδοσης της αντλίας, η οποία μοιάζει πολύ με μια αντλία νερού σε ένα σπίτι. Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι τα νεφρά συμπεριφέρονται σαν ένα συμβατικό φίλτρο, το οποίο χρειάζεται μια εξωτερική πίεση για να μετακινήσει το υγρό. Ωστόσο, ο Sun και η ομάδα του έδειξαν ότι τα κύτταρα μπορούν πραγματικά να δημιουργήσουν τα ίδια την απαιτούμενη πίεση. Αυτό έχει σημαντικές συνέπειες για την κατανόηση της φυσιολογικής λειτουργίας των νεφρών.
«Όλοι ακούν ότι τα νεφρά φιλτράρουν το αίμα, αλλά εννοιολογικά αυτό είναι λάθος. Αυτό που δείξαμε είναι ότι τα κύτταρα των νεφρών είναι αντλίες, όχι φίλτρα, και παράγουν δυνάμεις», είπε ο Sun. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο Nature Communications.
