Ткани теряют сегнетоэлектрические свойства при избытке глюкозы

Некоторые материалы обладают способностью к спонтанной поляризации, даже когда рядом нет электрического поля (примерно так же ферромагнетики/магниты характеризуются намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля). Это явление, названное сегнетоэлектричеством, было открыто менее века назад.

Синим показаны те части аорты, где глюкоза полностью подавила сегнетоэлектрические свойства эластина в стенках сосуда. (Иллюстрация Jiangyu Li / University of Washington.)

В 2012 году выяснилось, что сегнетоэлектричество каким-то не вполне ясным образом возникает и в некоторых тканях млекопитающих. Зачем, как и почему — всё это пока загадка, хотя исследования в этой области ведутся довольно интенсивно. Теперь первооткрыватель сегнетоэлектричества у млекопитающих Юань Минь Лю (Yuanming Liu) из Вашингтонского университета (США) вместе с коллегами обнаружил следующее. Сегнетоэлектрические свойства проявляет не одна ткань: кроме кровеносных сосудов, они есть как минимум у эластина — белка, обладающего эластичностью и позволяющего тканям восстанавливаться (к примеру, при защемлении или порезе кожи), а потому играющего важную роль и в коже, и в лёгких, и в артериях. Он есть почти во всех соединительных тканях организма; иначе говоря, сегнетоэлектричество буквально пронизывает млекопитающих сверху донизу.

Но, как выяснилось, не всегда. В присутствии глюкозы способность эластина менять поляризацию под действием внешнего электрического поля серьёзно подавлена. А если глюкозы много — и вовсе исчезает.

Авторы работы полагают, что сей наблюдавшийся in vitro факт очень важен для понимания процессов старения и развития атеросклероза в живом организме. Ранее они пришли к выводу, что, изменяя поляризацию эластина в аорте, можно предотвратить формирование атеросклеротических бляшек. Однако при избытке глюкозы в крови обращение поляризации не происходит, что, напротив, способствует их отложению.

Они также отмечают, что систематическое нарушение сегнетоэлектричества в эластине может вести к постепенному снижению упругости той или иной ткани. Это отрицательно сказывается на её устойчивости к физическим нагрузкам: ведь именно периодическое обращение поляризации эластина в тканях позволяет организму оставаться эластичным, а при отсутствии периодической смены поляризации он со временем перестаёт выполнять свои функции.

Подготовлено по материалам Phys.Org.