Усі живі істоти випромінюють надзвичайно слабке світло — ультраслабке фотонне випромінювання (UPE), яке є результатом внутрішніх метаболічних процесів. У новому дослідженні вчені з Університету Калгарі зафіксували, що це випромінювання зникає майже одразу після смерті організму. Про це повідомляє КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Світіння клітин: що таке UPE і як його виявляють
Ультраслабке фотонне випромінювання (Ultraweak Photon Emission, UPE) — це явище, за якого клітини живих організмів випромінюють фотони у діапазоні від 200 до 1000 нм. Це світло не видно неозброєним оком — на відміну від біолюмінесценції — і його можна виявити лише в умовах повної темряви за допомогою спеціалізованих високочутливих камер.
Для дослідження UPE вчені використовують прилади Electron-Multiplying Charge-Coupled Device (EMCCD) для аналізу рослин і CCD-камери для тварин. Ультратемне середовище дозволяє мінімізувати фонове світло, забезпечуючи точну реєстрацію фотонів.
Випромінювання виникає внаслідок метаболічних процесів у клітинах. Особливо важливою є участь реактивних форм кисню (ROS), які при окисненні збуджують електрони, що згодом повертаються у вихідний енергетичний стан, випускаючи фотони — і саме це створює UPE.
UPE у мишей: світіння життя згасає після смерті
У досліді з лабораторними мишами вчені порівнювали інтенсивність UPE у живих і нещодавно померлих тварин. Температура обох груп залишалась стабільною — 37°C, що виключає вплив зовнішніх температурних факторів.
Живі миші демонстрували вищу інтенсивність UPE, тоді як у щойно померлих світіння практично зникло. Цей факт свідчить про прямий зв’язок UPE з активністю метаболічних процесів. З припиненням життєдіяльності клітин завершується і фотонне випромінювання.
Реакція рослин на стрес
UPE спостерігається також і в рослинах, де воно сигналізує про фізіологічний стрес. У межах дослідження рослини піддавались механічним ушкодженням, температурним змінам і хімічним обробкам.
У відповідь на стресові чинники інтенсивність випромінювання у пошкоджених ділянках значно зростала. Причиною цього є підвищене утворення ROS — молекул, які виконують роль сигналів пошкодження. У процесі їх утворення й окисно-відновних реакцій з’являються фотони, що виявляються як світіння.
Таким чином, UPE в рослинах виконує роль біомаркера клітинного ушкодження, який можна виявити ще до появи візуальних симптомів.
Можливе медичне застосування
Одним з найцікавіших висновків дослідження є припущення про потенційне застосування UPE у біомедицині. Світіння клітин можна розглядати як неінвазивний спосіб діагностики — індикатор стресу, запалення або хворобливих процесів на ранній стадії.
На сьогодні деякі наукові центри, зокрема в Японії, Німеччині та Південній Кореї, уже досліджують UPE у людей для моніторингу онкологічних і нейродегенеративних захворювань. Проте ці методики залишаються експериментальними.
Наприклад, світіння шкіри людини, зафіксоване приладами в умовах лабораторного затемнення, демонструє зміни залежно від емоційного та фізіологічного стану. У перспективі це може стати основою для створення нових методів раннього виявлення хвороб.
Що ще не відомо: питання до подальших досліджень
Попри багатонадійні результати, феномен UPE ще має чимало білих плям. Науковців цікавить, чому різні типи клітин випромінюють світло з різною інтенсивністю. Також залишається відкритим питання — чи може UPE виступати як універсальний маркер життєдіяльності?
Чітке розуміння механізмів UPE дозволить не лише глибше збагнути природу клітинних процесів, а й створити нові способи спостереження за живими тканинами — без шкоди для них.
UPE — це не просто залишкове світіння; це біофізичний прояв життя. Його вивчення може не лише поглибити наші уявлення про функціонування живих систем, а й змінити підходи до медичної діагностики у майбутньому.
Раніше ми також писали, що дослідники визначили 4 типи стосунків із кімнатними рослинами
