Små förändringar i vattenhalt kan få fettmolekyler i biomaterial att omorganisera sig.
Detta kan påverka hur huden, lungorna och tårvätskan skyddar oss mot uttorkning. En ny upptäckt från Lunds universitet kan inspirera till smarta material och nya läkemedelstekniker.
Kroppens barriärer – så som hud och lungmembran – utsätts ständigt för vattenavdunstning. Fettmolekyler och proteiner bygger strukturer som skiljer kroppens fuktiga inre från den torra omgivningen. Hur dessa strukturer påverkas när miljön blir torrare har länge varit ett mysterium. Men nu har forskare i Lund kartlagt hur fettmolekylerna organiserar sig när fukten försvinner.
– Det som förvånade mig var hur kraftig sorteringen av fettmolekylerna är redan vid små skillnader i vattenhalt. Jag hade inte förväntat mig detta utifrån vad vi vet om jämnt fuktiga system, säger Nikol Labecka, kemiforskare vid Lunds universitet.
Emma Sparr, Lunds universitet. / Fotograf: Malin Åkerskog
Den nya studien, som publiceras i den vetenskapliga tidskriften PNAS, visar att molekylerna kan bilda olika membranstrukturer med olika vattenupptagningsförmåga. När miljön torkar omorganiserar sig molekylerna mellan strukturerna, vilket skapar en återkopplingsmekanism: uttorkning påverkar membranets uppbyggnad – och membranets uppbyggnad styr transporten av vatten och andra ämnen.
– Att vi nu kan förklara varför fettmolekyler samlas i tätpackade strukturer i torra delar ger en helt ny förståelse för membranens transportegenskaper, säger Emma Sparr, kemiforskare vid Lunds universitet.
Med hjälp av nya kvantitativa mätningar visar studien en generell sorteringsmekanism. Denna grundläggande mekanism styr allt från hudens fuktbalans till lungornas skydd mot uttorkning.
– Förståelsen av dessa grundläggande mekanismer har praktisk betydelse och kan användas för att förbättra läkemedelsbärare, förstå livsmedelsförändringar vid uttorkning och utveckla smarta material som anpassar sig efter luftfuktighet, säger Nikol Labecka.
Studien, som är ett samarbete mellan Lunds universitet och University of Toulouse, publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): ”Hydration gradients drive lipid self-segregation”
