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

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Владение смартфоном снижает навыки чтения у детей 3–6 классов – исследование UCLA

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Следы возрастом 1,43 млн лет у озера Туркана рассказали о предках человека ростом 180 см

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Китайские ученые создали сверхпрочный сплав, выдерживающий нагрев до 2400 °C

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Траектория старения: в ННГУ научились прогнозировать возрастные изменения у конкретного человека

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Ученые МИСИС создали наночастицы с защитой от перегрева для терапии рака

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Физики раскрыли загадку «лишнего» гамма-излучения атомных ядер, над которой бились десятилетиями

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Ученые выяснили, что многолетние финансовые трудности могут ускорять старение мозга

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Рождение GEO: как бренды платят миллионы, чтобы их советовал ИИ

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

Бензин как лотерея: станут ли гибриды и электромобили популярным выбором россиян?

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

7 удивительных фактов о черных дырах, которые меняют наше представление о Вселенной

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

22-тонный КАМАЗ-1010 «обманывает» законы физики в карельских лесах

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

ChatGPT заблокировал запросы на имитацию стиля известных писателей

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

Ученые предложили новый способ искать разумную жизнь во Вселенной — без поиска технологий

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд

«Умный пластырь» определяет сахар в крови через пот за пять секунд