واکنش شگفت‌انگیز سلول‌های انسانی به صداهایی که نمی‌شنویم

صداهایی که در زندگی روزمره می‌شنویم، ممکن است تنها پرده گوش‌ ما را تحریک نکنند. یافته‌های جدید نشان می‌دهد که برخی از ارتعاشات می‌توانند سلول‌های زنده را به شیوه‌هایی غیرمنتظره تحت تأثیر قرار دهند.

واکنش سلول‌ها به امواج صوتی

آزمایش با امواج فشاری ملایم

برای بررسی اینکه آیا سلول‌ها واقعاً به صدا واکنش نشان می‌دهند، پژوهشگران سیستم‌هایی تخصصی طراحی کردند که امواج فشاری ملایمی را به محیط‌های کشت سلولی ارسال می‌کند.

پس از انجام آزمایش‌های گسترده، «ماساهیرو کومتا» از دانشگاه کیوتو به عنوان یکی از صداهای اصلی این حوزه علمی شناخته شد.

سلول‌ها چگونه صدا را احساس می‌کنند

سلول‌ها معمولاً برای رشد و عملکرد صحیح خود به سیگنال‌های شیمیایی و نشانه‌های مکانیکی متکی هستند. ایده‌ی دخیل بودن فرکانس‌های صوتی در فرآیندهای سلولی، سال‌هاست ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است.

کومتا می‌گوید: «برای بررسی اثر صدا بر فعالیت‌های سلولی، سیستمی طراحی کردیم که سلول‌های کشت‌شده را در امواج صوتی غوطه‌ور می‌کرد.»

پژوهشگران دریافتند که فشردگی‌های بسیار ظریف می‌توانند بر نحوه ارتباط و عملکرد سلول‌ها تأثیر بگذارند.

وقتی سلول‌ها فشار را تشخیص می‌دهند

واکنش ژنتیکی به صدا

یکی از یافته‌های کلیدی این پژوهش، شناسایی بیش از ۱۰۰ ژن بود که نسبت به شرایط صوتی خاص حساسیت نشان می‌دادند. فرکانس‌ها و شدت‌های مختلف صدا، واکنش‌های گوناگونی را در سلول‌ها برانگیخت، که نشان از آگاهی پیچیده‌ سلولی دارد.

کومتا افزود: «از آنجا که صدا ماهیتی غیرمادی دارد، تحریک صوتی ابزاری غیرتهاجمی، ایمن و فوری است، و احتمالاً در آینده به نفع پزشکی و سلامت خواهد بود.»

مشاهدات نشان می‌دهد که گیرنده‌های مکانیکی موجود روی سطح سلول‌ها ممکن است تغییرات فشاری مرتبط با صدا را تشخیص دهند.

صدا و رشد سلول‌های چربی

کاهش تمایز سلول‌های چربی

این تحقیق همچنین پیوندی میان ارتعاشات و رشد سلول‌های چربی (آدیپوسیت‌ها) آشکار کرد. سلول‌هایی که قرار بود به سلول چربی تبدیل شوند، هنگام قرار گرفتن در معرض امواج صوتی خاص، تمایز کمتری از خود نشان دادند.

یکی از دلایل این اثر، افزایش سطح PGE2 بود؛ مولکولی که به‌خوبی شناخته شده و بر رشد سلول‌های چربی اثرگذار است. این یافته‌ها به بحث‌های جاری درباره روش‌های غیرتهاجمی برای مدیریت سلامت بافت‌ها، وزن بیشتری می‌بخشند.

اثر صداهای روزمره بر سلامت سلولی

تأثیر احتمالی صداهای محیطی

این کشفیات پرسش‌هایی را درباره ارتباط بین صدای محیطی و سلامت سلولی مطرح می‌کنند. تحقیقات آینده ممکن است نشان دهد که آیا صداهای روزمره اثراتی پنهان بر بدن انسان دارند یا خیر.

چنین احتمالاتی می‌توانند مسیرهای درمانی جدیدی برای حل مشکلات متابولیکی یا کمک به بازسازی بافت‌ها ایجاد کنند.

درک بهتر نحوه تشخیص نشانه‌های صوتی توسط سلول‌ها، ممکن است پزشکان را به سمت راهکارهایی ایمن‌تر برای درمان هدایت کند.

کنترل فعالیت سلولی با صدا

تنظیم امواج مکانیکی برای انواع مختلف سلول

پژوهشگران مشتاق‌اند بررسی کنند که چگونه می‌توان امواج مکانیکی را برای تأثیر بر انواع خاصی از سلول‌ها تنظیم کرد. این نوع تنظیم می‌تواند به حفظ رفتارهای خاص سلولی بدون نیاز به روش‌های تهاجمی کمک کند.

شناخت این سازوکارها، می‌تواند پزشکی بازساختی را نیز بهبود بخشد، زیرا راهی ملایم برای حمایت از ترمیم بافت‌ها فراهم می‌آورد.

اگرچه این حوزه علمی هنوز در حال رشد است، اما گفت‌وگو درباره تأثیر بالقوه صداهای روزمره بر سلامت سلولی، روز به روز پررنگ‌تر می‌شود.

ارتعاشات و تغییر در فعالیت ژن‌ها

واکنش بافت‌ها به نیروهای فیزیکی

مکانوبیولوژی به بررسی نحوه تفسیر نیروهای فیزیکی توسط بافت‌ها می‌پردازد. مطالعات نشان داده‌اند که ارتعاشات ظریف می‌توانند الگوهای بیان ژن را در عضلات اسکلتی و صاف تغییر دهند.

پژوهش‌ها درباره نوروتوکسین‌ها و دیگر فرآیندهای زیستی پیچیده نیز نشان می‌دهند که سلول‌ها اغلب به سیگنال‌های صوتی غیرمنتظره در محیط واکنش نشان می‌دهند.

پالس‌های صوتی با شدت پایین، قادر به ایجاد تغییرات مولکولی هستند که پیش‌تر تصور می‌شد با روش‌های رایج ممکن نیست.

آلودگی صوتی و آسیب به سلول‌ها

جداسازی تأثیرات فیزیکی و صوتی

پژوهشگران در حال طراحی آزمایش‌هایی هستند که استرس مکانیکی معمول را از سیگنال‌های ناشی از صدا جدا کند. اگر این آزمایش‌ها واکنش‌های منحصر به فردی را تأیید کنند، نتایج می‌تواند درهای جدیدی را در درمان‌های سلولی بگشاید.

همچنین این پرسش مطرح است که آیا قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض محیط‌های صوتی خفیف، ممکن است مسیر سرنوشت سلولی را تغییر دهد یا خیر.

از آنجا که جوامع سراسر جهان روزانه با آلودگی صوتی مواجه هستند، این نتایج می‌تواند درک ما از بهداشت عمومی را دگرگون کند. این امکان وجود دارد که فرکانس‌های خاص صوتی، عملکردهای پایه‌ای سلولی را بهبود دهند یا مختل سازند.

یافتن تعادلی میان سطح صدای مفید و مخرب، شاید به جبهه‌ای جدید در سلامت عمومی تبدیل شود. جوامع ممکن است در آینده پایش صوتی را در کنار بررسی‌های محیطی معمول قرار دهند.