كيف تبتلع الخلية الجسيمات: قوة التدافع الجزيئي سريع
حول الخلية ازدحام لا يُصدق: الجزيئات تتدافع، مما يخلق ضغطاً مستمراً. هذا الازدحام، وليس فقط الألفة الكيميائية، هو ما يبدأ عملية التقاط الجسيمات – هذا ما تؤكده النموذج الجديد. قوة الإنتروبيا، أي الفوضى، تعمل كحشد في سوق مزدحم: كلما زادت الكثافة، زاد ضغط الجسيم نحو مستقبلات الخلية (التي تشبه الأقفال).
أخذ الفيزيائيون في الاعتبار في حساباتهم ضغط الحشد، ومرونة الغشاء، والهيكل الداخلي. النموذج، الذي يشبه خريطة تلالية بها منخفض للالتقاط، أظهر: أن الجسيم الصغير جداً لا يستطيع ثني الغشاء، بينما الجسيم الكبير جداً لا يتسع. الحجم الأمثل هو عشرات النانومترات، مثل حجم العديد من الفيروسات. الخلايا الصلبة، مثل خلايا العظام، تكون أكثر تشدداً فيما يتعلق بالحجم.
بشكل غير متوقع: لا تستهلك الخلية أي طاقة في الاقتراب الأولي – كل شيء يتم بواسطة التدافع الذي لا يتطلب طاقة. لهذا السبب ينجح فيروس HIV الذي يبلغ قطره 100 نانومتر في العدوى بكفاءة: إنه بالضبط في «نافذة الالتقاط». سيساعد هذا الاكتشاف في صنع أدوية نانوية بالحجم المثالي.
يتناسب فيروس HIV الذي يبلغ حجمه حوالي 100 نانومتر تماماً مع «نافذة الالتقاط» التي تنبأ بها النموذج، مما يفسر قدرته الفائقة على العدوى.
في الخيال العلمي، غالباً ما تُصوَّر الروبوتات النانوية لتوصيل الأدوية كغواصات صغيرة؛ الآن نعلم أن حجمها المثالي يجب ألا يتجاوز 100 نانومتر حتى تتمكن الخلايا من «ابتلاعها».