نوآوران آنلاین- برای بیش از یک دهه، دانشمندان پذیرفته اند که کلسترول به عنوان یکی از اجزای اصلی غشای سلول به طور یکسان بر غشاهای انواع مختلف تأثیر نمی گذارد، اما یک مطالعه جدید به راهنمایی استادیار رانا اشکار از گروه فیزیک ویرجینیا تک نشان می دهد که کلسترول در واقع به اصول بیوفیزیکی پایبند است.

این یافته ها که به تازگی در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده است، پیامدهای گسترده ای در درک عمومی بیماری، طراحی روش های انتقال دارو و بسیاری از کاربردهای بیولوژیکی دیگر دارد که به مفروضات خاصی در مورد نقش کلسترول در سلول نیاز دارد.

"اشکار" یکی از اعضای هیأت علمی کالج علوم "ویرجینیا" گفت: کلسترول، ترکیب مولکولی سفت تری را در غشای سلول ایجاد می کند، اما گزارش ها در مورد چگونگی سفت شدن غشاها بسیار متناقض بوده است. در این کار، ما نشان می دهیم که کلسترول در واقع در مقیاس نانو باعث سفت شدن غشا می شود، همان طور که توسط قوانین فیزیکی پیش بینی شده است. این یافته ها بر درک ما از عملکرد بیولوژیکی کلسترول و نقش آن در سلامتی و بیماری تأثیر می گذارد.

طبق این مطالعه، غشاهای سلولی، لایه های نازکی از مولکول های چرب هستند که مرزهای سلولی را تعریف می کنند و عملکردهای مختلف بیولوژیکی از جمله نحوه انتشار ویروس ها و نحوه تقسیم سلول ها را تنظیم می کنند.

برای فعال کردن چنین عملکردهایی، غشاها باید بتوانند خم شوند و اجازه تغییر شکل را داشته باشند. این تمایل به خم شدن با توجه به بسته بندی بلوک های ساختمانی مولکولی تعیین می شود. بسته بندی محکم تر منجر به غشاهای سفت تر می شود که نمی توانند به این راحتی خم شوند.

کلسترول به مقدار زیاد در بیکن، تخم مرغ، پنیر و بسیاری از غذاهای راحت دیگر یافت می شود؛ در حالی که کلسترول بیش از حد می تواند به بدن آسیب برساند. مقادیر تنظیم شده کلسترول در غشای سلول برای عملکرد طبیعی سلول کاملاً ضروری است. ناهنجاری در مقدار کلسترول اغلب با شرایط مختلف بیماری همراه است.

علاوه بر کلسترول، غشای سلولی ما در وهله اول از لیپیدها تشکیل شده است که مولکول های کوچک و چربی هستند و در صورت وجود در آب به صورت خودکار در ساختارهای دو لایه جمع می شوند و تقریباً 60 درصد از بدن انسان از آب تشکیل شده است.

لیپیدها و کلسترول با هم موانعی را تشکیل می دهند که سلول های ما را تعریف می کند و تبادل سلولی مواد مغذی را تنظیم می کند.

در سطح مولکولی، کلسترول دارای ساختاری نرم و صاف است. هنگامی که با غشای سلولی ما ارتباط برقرار می کند، درست در بین لیپیدها گیر می کند که منجر به غشایی می شود که بسته بندی متراکم تری داشته باشد. با توجه به روابط ساختاری، این امر به طور طبیعی منجر به غشایی سفت و سخت می شود.

با این وجود، طی حدود 10 سال گذشته فیزیکدانان و زیست شناسان تصور کرده اند که کلسترول تقریباً هیچ تاثیری بر روی سفتی غشاهای تشکیل شده از لیپیدهای اشباع نشده از کشورهای مستقل مشترک المنافع (یک نوع معمول لیپید موجود در سلول های ما) با وجود تأثیر مستند آن بر ترکیب چربی ندارد.

"اشکار" گفت: این درک ما از آن چه کلسترول در غشای سلول انجام می دهد، نادیده گرفته شد. هم چنین با روابط استاندارد ساختار - دارایی در مواد خود مونتاژ شده تناقض دارد.

چهارشنبه ۹ سپتامبر ۲۰۲۰

(برابر با ۱۹ شهریور ۱۳۹۹)