Opriți sângerarea –
Echivalentul lor sanguin, hemolimfa, formează un lichid vâscoelastic care acoperă rănile.
Dacă om sânge s-a transformat într-un fel de slime cauciuc care poate reveni într-o rană și poate opri sângerarea într-un timp record?
Până acum, era un mister modul în care hemolimfa, sau sângele insectelor, a putut să se coaguleze atât de repede în afara corpului. Cercetătorii de la Universitatea Clemson și-au dat seama în sfârșit cum funcționează acest lucru prin observarea omizilor și gândacilor. Schimbându-și proprietățile fizice, sângele acestor animale poate sigila rănile în aproximativ un minut, deoarece hemolimfa apoasă care sângerează inițial se transformă într-un vâscoelastice substanță în afara corpului și se retrage înapoi în rană.
„La insectele vulnerabile la deshidratare, reacția mecanică a sângelui după rănire este rapidă”, a spus echipa de cercetare într-un studiu publicat recent în Frontiers in Soft Matter. „Permite insectelor să minimizeze pierderea de sânge prin sigilarea rănii și formarea de cheaguri primare care oferă schele pentru formarea de țesut nou.”
Suflu misterios
Hemolimfa are o compoziție drastic diferită de sângele vertebratelor. Este lipsit de globule roșii și trombocite. Celulele care alcătuiesc hemolimfa, cunoscute sub numele de hemocite, acționează ca celulele albe din sânge la vertebrate, îndeplinind funcții precum consumul de bacterii potențial infecțioase și ajutând la formarea cheagurilor peste răni. Unele insecte au sânge mai bogat în hemocite decât altele. Chiar și formele larvare ale anumitor specii pot avea mai multe hemocite în sânge decât adulții, mulți fluturi și molii adulți având hemolimfă săracă în hemocite în comparație cu omizile.
Când experimentați cu omizile moliei sfinxului (Manduca sexta), cercetătorii au plasat omida într-un manșon de plastic dur cu găuri și apoi au făcut o incizie într-unul dintre prolegurile sale. Hemolimfa verzuie care a scăpat din rană a picurat ca apa pentru câteva secunde. Cu toate acestea, s-a îngroșat curând într-un fluid vâscoelastic care a picurat mult mai încet. Picătura sa finală nu s-a desprins și a căzut, ci s-a retras spre rană.
Toate acestea s-au întâmplat în 60 până la 90 de secunde. Rezultate similare au fost observate cu gandaci (Periplaneta americana) când vârful unei antene a fost tăiat.
La ambele specii de insecte, după ce hemolimfa s-a retras, a început să se formeze un cheag. Crusta de la acest cheag a devenit atât de dură la gândaci, încât nici măcar un ac de wolfram nu a putut pătrunde în ea.
Este în sânge
Pentru a investiga structura cheagurilor de hemolimfă, oamenii de știință au adunat o parte din materialul vâscos (dar nu complet coagulat) din rănile de omidă și gândac și l-au examinat folosind microscopie cu contrast de fază. Contrastul de fază sporește contrastul și, prin urmare, face posibilă vizualizarea detaliilor (cum ar fi celulele) în specimene transparente, cum ar fi hemolimfa. Hemolimfa parțial coagulată a fost făcută din ceea ce este descris în studiu ca „filamente polimerice cu hemocite încorporate”, cu cheaguri de la rănile mai vechi fiind mai subțiri sau mai groase decât cele de la răni mai proaspete.
Unele exemplare au inclus bucăți de crustă din cruste care au început să se formeze peste rănile vindecate. Acestea au fost liofilizate pentru a preveni deformarea apei rămase, apoi au fost observate în continuare folosind imagini cu raze X, micro-CT și SEM, care au arătat că partea exterioară a crustei, care a fost cea mai expusă la aer, era mai mult dens. Materialul de crusta conține, de asemenea, agregate mari de hemocite care s-au asamblat în structuri de lanț pentru a forma un cheag.
Cât de repede pot începe să se adună hemocitele? Echipa sa întors și a observat hemolimfă vâscoasă, dar nu întărită, curgând din răni.
În timp ce sângerarea s-a oprit după aproximativ un minut, hemocitele au început să formeze o crustă la aproximativ trei minute după formarea ultimei picături, care s-a retras după ce s-a transformat într-un fluid vâscoelastic cu polimeri suficient de puternici pentru a o îngroșa și a o reține. Unele hemocite ar forma pseudopodi (la fel ca amibe), care apoi s-au atașat la alte hemocite. Agregatele care au rezultat au făcut fluidul din ce în ce mai vâscos și în cele din urmă au format o crustă.
Hemolimfa insectelor nu este singurul tip de fluid corporal care demonstrează proprietăți vâscoelastice. Chiar și saliva este mai apoasă atunci când iese prima dată din gură, dar devine mai vâscoasă cu timpul în afara corpului, cum ar fi atunci când se întinde de la capătul limbii unui câine. Sângele uman nu este vâscoelastic. Cu toate acestea, acest studiu ar putea avea implicații pentru medicina umană în viitor. Cercetătorii Clemson cred că este posibil ca progresele viitoare să ne ofere unele dintre avantajele insectelor atunci când vine vorba de vindecarea rănilor.
„Sperăm că descoperirile noastre vor declanșa interesul biochimiștilor și al biologilor moleculari”, ei a spus„pentru a proiecta agenți de îngroșare care funcționează rapid pentru sângele de vertebrate, inclusiv pentru sângele uman”.
Frontiers in Soft Matter, 2024. DOI: 10.3389/frsfm.2024.1341129
Comentarii recente