اكتشاف علمي جديد: الخلايا الحية تولد الكهرباء من حركتها الداخلية

في اكتشاف علمي بارز، أعلن فريق بحثي من جامعة هيوستون الأمريكية أن جدار كل خلية حية يعمل بمثابة مولد كهربائي دقيق، قادر على تحويل الحركة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. وقد نُشرت تفاصيل هذه الدراسة في دورية PNAS Nexus.

أوضحت الدراسة أن البروتينات الموجودة داخل الخلية تخضع لتغيرات في شكلها أثناء أداء وظائفها الحيوية. وفي الوقت ذاته، تُطلق التفاعلات الكيميائية الطاقة الضرورية لاستمرار حياة النظام، ومن ضمنها عملية تحلل جزيئات أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، التي تُعد الوقود الأساسي للخلية. هذه العمليات مجتمعة تُحدث قوى صغيرة تضغط على الغشاء الخلوي، مما يجعله ينثني ويتذبذب على مستوى النانو. هذا الانثناء والتذبذب يؤدي إلى توليد فرق جهد كهربائي عبر الغشاء، في آلية تحاكي عمل المولد الكهربائي.

وأفاد الباحثون أن فرق الجهد الكهربائي المتولد قد يصل في بعض الحالات إلى حوالي 90 ملي فولت، وتتغير هذه الإشارات بسرعة فائقة على مقياس الملي ثانية، وهو ما يشبه الفروق الكهربائية الملاحظة في الخلايا العصبية. هذا الاكتشاف يعمق فهمنا للعلاقة المعقدة بين ميكانيكا الغشاء الخلوي والإشارات الكهربائية الداخلية.

إضافة إلى ذلك، بينت الدراسة أن هذه الظاهرة، التي تُعرف علمياً باسم المرونة الكهربائية الانحنائية، قد يكون لها تأثير مباشر على حركة الأيونات الأساسية داخل الخلية. هذا التأثير بدوره يسهم في دعم العمليات الحيوية المحورية مثل الإحساس، والتواصل بين الخلايا، وربما حتى في تنظيم نشاط الأعصاب.

ومن المتوقع أن تُلهم هذه النتائج المبتكرة تطوير مواد وأجهزة ذكية جديدة تجمع بين خصائص المرونة والكهرباء، بهدف تحويل التذبذبات الميكانيكية الدقيقة إلى إشارات كهربائية فعالة.