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Hipótesis: las vibraciones de la membrana plasmática actúan como latidos cardíacos celulares
Las células son quizás las máquinas más complejas conocidas por la humanidad. La gran diversidad de actividades, maquinaria y tiempos es asombrosa en su amplitud y complejidad.
Y eso plantea una pregunta interesante: ¿cómo se coordina todo? ¿Qué mecanismo utilizan las células para garantizar que los eventos bioquímicos cruciales ocurran en el orden correcto y en el momento adecuado?
Hoy, Sepehr Ehsani de la Universidad de Toronto en Canadá presenta una sugerencia interesante. Su idea es que las vibraciones en la membrana celular actúan como una especie de marcapasos celular, proporcionando una frecuencia de pulso de fondo para sincronizar actividades.
La idea de un marcapasos es común en la informática. La mayoría de los microchips tienen un reloj interno que sincroniza la actividad a través del chip. El procesamiento de información tal como lo entendemos no sería posible sin este pulso.
Las células también son esencialmente procesadores de información, aunque mucho más complejos que cualquier cosa que los humanos hayan creado. Muchas células utilizan señales periódicas como los ciclos de luz oscura para sincronizar la actividad.
Sin embargo, el ciclo circadiano es demasiado lento para ayudar a coordinar la mayor parte de la actividad bioquímica. Cualquier mecanismo de marcapasos probablemente tendría que funcionar en la escala de tiempo del plegamiento de aminoácidos, que ocurre en la escala de microsegundos.
Las actividades internas, como los ciclos de energía celular, son lo suficientemente rápidas para hacer el truco, pero son muy variables entre las especies. Y dado que cualquier mecanismo de marcapasos debe haber evolucionado temprano en la historia de las células, debería compartirse con el árbol de la vida.
La alternativa restante es la membrana plasmática, dice Ehsani. Señala que la membrana debería soportar vibraciones de picosegundos y podría acoplar fácilmente la actividad fuera de la célula con lo que sucede en el interior, un factor que podría explicar varios tipos de comunicación intercelular ...
Es más, el mecanismo se transmite fácilmente a través de la evolución y se comparte entre phyla.
Ehsani dice que su idea podría probarse fácilmente cultivando cultivos celulares en presencia de vibraciones externas que están diseñadas para interferir con el mecanismo de sincronización natural.
Por supuesto, eso requeriría una mejor comprensión de la naturaleza de las vibraciones de la membrana, su consistencia en escalas de tiempo tan largas como segundos y a través de phyla.
Es una sugerencia interesante, pero necesita mucho más trabajo para ser persuasivo. La evidencia experimental ayudaría, pero también lo sería algún tipo de explicación de cómo la maquinaria dentro de una celda podría monitorear y explotar esta señal.
Y, por supuesto, hay otra explicación para la compleja actividad que no requiere ningún tipo de marcapasos. Los biólogos y físicos saben muy bien que la sincronía surge espontáneamente en muchos sistemas complejos.
Esto ocurre en todo, desde el destello de luciérnagas y las ondas cerebrales hasta el famoso descubrimiento de Huygens de que los péndulos de reloj pueden sincronizarse. Y hay modelos matemáticos sólidos que explican lo que está sucediendo.
No está más allá de lo posible que la sincronía sea un fenómeno emergente en las células que no requiere marcapasos independiente.
Así que esta es una pregunta importante y Ehsani tiene una hipótesis interesante que es relativamente fácil de comprobar.
Sobre esa base, seguramente merece más atención.
Ref: arxiv.org/abs/1210.0168 : Tiempo en la célula: un papel plausible para la membrana plasmática