13:00 
Согласно новому исследованию Токийского университета, живые клетки остывают гораздо медленнее, чем можно объяснить нашим нынешним пониманием теплопроводности. Исследователи использовали два метода — высокоскоростное температурное картирование и искусственное нагревание — чтобы наблюдать, как тепло рассеивается из живых клеток и искусственных, заполненных жидкостью мешочков (липосом) аналогичного размера.
Хотя тепло, как и ожидалось, быстро рассеивается от искусственных липосом, клетки охлаждаются значительно медленнее из-за других биомолекул внутри клетки. Понимание процесса, лежащего в основе более медленного рассеивания тепла внутри клеток, может повлиять на то, как мы лечим состояния, связанные с изменениями температуры тела, такие как эпилепсия, воспаление и рак.
Вы склонны к перегреву или вы холодны, как огурец? Внутренняя температура тела является побочным продуктом всей работы, которую выполняют ваши клетки, чтобы вы жили, двигались и процветали. Совсем недавно исследователи обнаружили, что спонтанное выделение тепла в наших клетках, которое может изменяться на целых 1-2 градуса Цельсия, по-видимому, играет важную роль в управлении некоторыми ключевыми клеточными действиями и функциями. На данный момент это включает в себя преобразование нервных стволовых клеток в нейроны и реакцию теплового шока, которая защищает подвергшиеся стрессу клетки от повреждений.
Поскольку наши клетки представляют собой мешочки, состоящие в основном из желеобразной жидкости, вполне разумно полагать, что выделяемое ими тепло будет вести себя в соответствии с типичными законами физики, применимыми ко всем жидкостям. Однако в статье, опубликованной в 2012 году, была представлена ??первая в мире карта распределения температуры внутри клетки, а также сделано удивительное открытие.
Наши результаты показали огромный разрыв между «законами физики» и «реальностью жизни» с точки зрения того, как температура меняется внутри клетки. Мы почувствовали желание решить это противоречие самостоятельно и теперь обнаружили, что клетки представляют собой высокоспециализированную среду, которая обрабатывает тепло совершенно уникальным способом.
Коки Окабе, ведущий автор исследования и доцент проекта, Высшая школа фармацевтических наук, Токийский университет
Команда использовала сверхчувствительный микроскоп (называемый высокоскоростным флуоресцентным микроскопом для визуализации всей жизни), а также изготовленный на заказ термометр для детального картирования изменений температуры в реальном времени. Нагрев часть ячейки инфракрасным лазером, они контролировали процесс охлаждения с точностью до миллисекунды. Команда провела те же тесты на искусственных клеточных мешочках с жидкостью (липосомах). Затем они сравнили изменения температуры внутри клеток и липосом с предсказаниями, основанными на модели.
Согласно традиционной физике, тепло должно очень быстро распространяться (диффундировать) из жидкости, что, как команда наблюдала, произошло с липосомами. Однако они обнаружили, что внутри клетки тепло имеет тенденцию «оставаться на месте». Диффузия была не только медленной, но и зависела от того, где внутри клетки нагревалось, и от окружающих молекул. Из своих наблюдений они пришли к выводу, что медленная скорость изменений является внутренним свойством клеток, а не побочным эффектом метода исследования.
"Феномен "нераспространения тепла" настолько беспрецедентен, что мы не можем полагаться на существующие учебники, чтобы расшифровать физический механизм того, что мы видели. Это явление полностью переворачивает наши традиционные представления с ног на голову", - сказал Окабе.
Далее исследователи хотят глубже изучить механизмы, лежащие в основе этого медленного нагрева. трансфер. «Мы считаем, что это захваченное тепло — не просто отходы; оно действует как концентрированный источник энергии, обеспечивающий работу клеток», — объяснил Окабе. «Переосмысливая тепло как «активный сигнал», который клетки используют для самоконтроля, а не просто как побочный продукт, мы надеемся открыть новые способы понимания жизни и разработать инновационные методы лечения».?
