Muzica are puterea de a topi kilogramele? Descoperirile surprinzătoare ale cercetătorilor!
Interacţiunea dintre stimulii acustici şi procesele celulare a devenit un domeniu emergent de interes ştiinţific. O echipă de cercetători japonezi de la Universitatea Kyoto a descoperit că undele sonore pot influenţa comportamentul celular, inclusiv procesul de formare a celulelor adipoase. Expunerea la frecvenţe acustice a condus, în condiţii de laborator, la inhibarea maturizării celulelor adipoase şi la reducerea acumulării de grăsime.
Descoperirea sugerează potenţialul utilizării stimulării acustice ca instrument non-invaziv în controlul proceselor metabolice şi regenerative. Corpul uman poartă conversaţii pe care nu le putem auzi. La nivel celular, undele sonore generează reacţii fizice care ar putea transforma modul în care este gestionată greutatea corporală, au constatat oamenii de ştiinţă.
Cercetătorii au descoperit că vibraţiile acustice, chiar şi cele obişnuite, pot împiedica în mod semnificativ dezvoltarea celulelor adipoase, un proces comparabil cu diminuarea capacităţii de stocare a grăsimii la nivel celular. O acţiune aparent banală, precum redarea unei note muzicale în apropierea unor celule cultivate în laborator, poate declanşa modificări biologice remarcabile la nivel celular. Specialiştii sugerează că celulele „simt” sunetul prin vibraţii mecanice.
Rezultatele studiului, publicate în 16 aprilie în revista Communications Biology, arată că expunerea continuă la sunete a redus formarea celulelor adipoase cu aproximativ 15%. Această descoperire oferă noi perspective pentru dezvoltarea unor strategii terapeutice inovatoare în controlul metabolismului şi regenerarea ţesuturilor cu leziuni, în contextul în care devine tot mai evident că sunetele ambientale – de la muzică la zgomotele urbane – pot influenţa procese biologice subtile.
Cercetătorii, inspiraţi de progresele din domeniul mecanobiologiei şi al propagării sunetului prin ţesuturile din corp, au conceput un sistem care să expună celulele cultivate la unde acustice. Echipa a montat un dispozitiv de generare a vibraţiilor, utilizând un player audio digital conectat la un amplificator pentru a transmite semnale sonore printr-o diafragmă ataşată unui vas de cultură celulară. Această configuraţie a asigurat expunerea celulelor la un nivel de presiune acustică similar cu cel experimentat în mod natural în mediul intern al organismului.
În urma experimentului, cercetătorii au analizat efectele sunetului asupra celulelor utilizând secvenţiere ARN, microscopie şi alte metode ştiinţifice de cercetare. Rezultatele au evidenţiat răspunsuri celulare clare la stimularea acustică în intervalele de frecvenţă percepute de urechea umană. Echipa a observat un efect semnificativ al sunetului în inhibarea diferenţierii adipocitelor, evidenţiind astfel posibilitatea de a utiliza vibraţiile acustice pentru a controla comportamentul celular şi starea ţesuturilor.
Cum comunică undele sonore cu celulele
De-a lungul anilor, cercetătorii au studiat modul în care celulele răspund la forţe mecanice, însă reacţiile la undele sonore au fost explorate abia recent. Echipa a construit un sistem special pentru a transmite sunete direct în medii de cultură celulară care conţineau celule musculare de şoarece. Ei au generat semnalele acustice printr-o suprafaţă dintr-un plastic special, care a generat trei tipuri de sunete: un ton de 440 Hz (nota „La” de la pian), un ton înalt de 14 kHz şi zgomot alb. Presiunea acustică folosită a fost de aproximativ 100 pascali, similară cu ceea ce ar putea resimţi celulele în profunzimea corpului uman în condiţii normale.
După doar două ore de expunere la sunet, 42 de gene şi-au modificat activitatea, iar după 24 de ore, acest număr a crescut la 145. Unele gene au răspuns rapid, revenind apoi la nivelul iniţial, în timp ce altele au rămas modificate pentru perioade mai lungi de timp. Cercetătorii au descoperit că undele sonore activează structuri specializate prin care celulele stabilesc contactul şi comunicarea cu mediul înconjurător, declanşând o proteină numită kinază de adeziune focală (FAK), care porneşte o cascadă de reacţii în interiorul celulei.
Efectul sunetului asupra celulelor adipoase
Când cercetătorii au expus celule adipoase în curs de maturizare la unde sonore, s-a observat o reducere semnificativă a numărului de celule mature formate. Cele care au ajuns la maturitate au acumulat mai puţină grăsime. Acest efect a fost prezent atât în cazul expunerii continue, cât şi în cel al expunerii intermitente. Ipoteza autorilor este că undele sonore pot “păcăli” celulele să se comporte ca şi cum s-ar afla într-un microambient cu rigiditate crescută. Studiile anterioare au arătat că celulele adipoase se dezvoltă mai greu pe suprafeţe dure decât pe cele moi, iar vibraţiile ar putea „păcăli” celulele să creadă că se află într-un mediu mai rigid, inhibând, astfel, procesul de maturizare.
Răspunsul celulelor a variat în funcţie de frecvenţa, intensitatea şi forma undei sonore. Atât sunetele joase, cât şi cele înalte au produs un efect, dar nu întotdeauna în aceeaşi direcţie. Chiar şi modificarea formei undei a schimbat modul în care celulele au reacţionat. Densitatea celulară s-a dovedit a fi un factor semnificativ: celulele cultivate în aglomerări dense au răspuns diferit faţă de cele cultivate izolat.
Cercetarea se află într-un stadiu incipient, dar deschide noi perspective fascinante despre cum sunetele din jurul nostru pot produce modificări fizice la nivel celular în organism. Această descoperire ar putea, în viitor, să conducă la noi terapii pentru vindecarea rănilor sau reglarea metabolismului, însă sunt necesare cercetări suplimentare pentru a valida aceste efecte în organisme vii. Studiul a avut unele limitări, cercetătorii neputând separa complet efectele undelor sonore de cele ale microcurenţilor generati de acestea în lichidul din jurul celulelor, iar propagarea sunetului în organisme vii este mult mai complexă.
