瑞典隆德大学研究人员发现,环境湿度即便出现细微波动,也可能触发脂质分子在生物材料或生物膜中的重新组织,从而影响皮肤、肺部以及泪膜等屏障结构防止脱水的能力。研究团队表示,这一机制的刻画或可为适应湿度变化的智能材料设计以及基于脂质的药物递送技术提供思路。相关研究已发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
研究团队以“干燥外界与潮湿内部之间的膜界面”为对象,考察当外部湿度下降时,脂质分子如何以适应性方式在膜内重新分布。隆德大学化学研究员Nikol Labecka在研究中称,令其意外的是,脂质分子的分选在湿度仅发生微小变化时仍表现出很强的效应。

研究指出,人体多种屏障结构——包括皮肤、泪膜和肺膜——持续受到水分蒸发影响。脂质分子与蛋白质共同形成的结构将体内相对潮湿的环境与外界较干燥的空气隔开,但当环境进一步变干时,这些结构如何响应此前并不清晰。
在该项研究中,团队调查了可形成不同膜结构、且吸水能力不同的分子体系。结果显示,当环境趋于干燥时,分子会在不同结构之间发生重新组织,并形成一种反馈机制:脱水会影响膜内不同深度的结构与组成,进而对水分及其他物质的运输产生调控作用。

隆德大学化学教授Emma Sparr表示,研究为解释脂质分子在环境由干燥向潮湿变化时,如何在更紧密与较松散的结构之间重新分布提供了依据,并由此带来对膜运输特性的新的理解。
研究团队还通过一种新的定量方法,识别出一种与周围湿度变化相关的通用分选机制。研究人员称,对这一基本机制的掌握有助于进一步理解皮肤水分平衡,以及肺部屏障防止脱水的保护机制。

Labecka表示,这些基础发现也具有潜在应用意义,包括用于改进基于脂质的药物递送系统、理解脱水引发的食品变化,并推动可随湿度变化而响应的智能材料研发。
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