Биология против физики: наши клетки сохраняют тепло вопреки законам термодинамики

Команда исследователей из Токийского университета совершила открытие, которое ставит под сомнение фундаментальные законы классической физики. Ученые обнаружили, что живые клетки обладают уникальной способностью удерживать тепло, остывая значительно медленнее, чем это предсказывает теория для жидких сред.

Биология против физики: наши клетки сохраняют тепло вопреки законам термодинамики

Чтобы доказать это, ученые провели сравнительный эксперимент. Они использовали высокоскоростное температурное картирование и искусственный нагрев с помощью инфракрасного лазера, наблюдая за двумя объектами: живыми клетками и искусственными липосомами – микроскопическими капсулами, заполненными жидкостью, которые служат моделью «пустых» клеток. Результаты оказались поразительными. В то время как липосомы теряли тепло практически мгновенно, в полном соответствии с законами диффузии, температура внутри живых клеток снижалась гораздо медленнее.

Причина этого феномена кроется во внутренней среде клетки. Она представляет собой не просто жидкость, а густонаселенный мегаполис из белков, органелл и других биомолекул. Эта сложная структура создаёт своего рода «тепловую ловушку», препятствуя свободному распространению энергии. По словам доцента Кохи Окабе, между теоретической физикой и биологической реальностью существует огромный разрыв: клетка является высокоспециализированной средой, которая справляется с теплом совершенно уникальным образом.

Это открытие имеет колоссальное значение для медицины. Понимание механизмов удержания тепла может пролить свет на патогенез заболеваний, связанных с локальным перегревом тканей, таких как рак, эпилепсия и воспалительные процессы. Более того, исследование показало, что спонтанные колебания температуры всего на 1–2 градуса Цельсия играют ключевую роль в управлении жизненными циклами клетки, например, при превращении стволовых клеток в нейроны или активации защиты от теплового шока.

Читайте также

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Гормон голода предскажет осложнение беременности точнее ультразвука

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Остеопатия снижает депрессию эффективнее таблеток

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые выяснили, как физическая активность в детстве может повлиять на организм во взрослом возрасте

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Ученые разгадали происхождение загадочного сигнала в квантовом материале

Ученые разработали низкоуглеродный бензин с октановым числом до 102

Ученые разработали низкоуглеродный бензин с октановым числом до 102

Ученые впервые напрямую проверили принцип Эйнштейна на падающем квантовом объекте

Ученые впервые напрямую проверили принцип Эйнштейна на падающем квантовом объекте

Окаменелость возрастом 324 млн лет раскрыла, как насекомые вышли на сушу

Окаменелость возрастом 324 млн лет раскрыла, как насекомые вышли на сушу

Астрономы выяснили, что предполагаемые следы темной материи могут создавать сами галактики

Астрономы выяснили, что предполагаемые следы темной материи могут создавать сами галактики

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Миссии NASA, которые изменили историю освоения космоса

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

Те самые редкоземельные металлы: что в них редкого и зачем они вообще нужны

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Tesla выпустила на обычные дороги роботакси без руля и педалей

Tesla выпустила на обычные дороги роботакси без руля и педалей

Флуоресценция замерила содержание микропластика в реке Воронеж

Флуоресценция замерила содержание микропластика в реке Воронеж

Ученые ТПУ создали топливо из угольной смолы и переработанных шин от БелАЗов

Ученые ТПУ создали топливо из угольной смолы и переработанных шин от БелАЗов

Ученые Сеченовки создадут ГМ-свиней для трансплантации органов человеку

Ученые Сеченовки создадут ГМ-свиней для трансплантации органов человеку