Согласно новому исследованию, живые существа излучают слабый свет, который гаснет после смерти

Свет в чьей-то жизни может быть не просто другим человеком, а светом в буквальном смысле. Согласно недавнему исследованию учёных из Университета Калгари, каждая живая система излучает свет без необходимости во внешнем возбуждении благодаря биологическому явлению, известному как сверхслабое излучение фотонов (UPE).

У мышей UPE был связан с жизнеспособностью, поскольку живые мыши излучали значительно более интенсивные UPE-волны по сравнению с недавно умершими мышами. Однако у растений UPE-волны варьировались в зависимости от воздействия стрессовых факторов, таких как перепады температуры, повреждения и химическая обработка, как сообщается в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Живые организмы — это компактные биохимические лаборатории, в которых сложные химические реакции поддерживают жизнедеятельность системы. Клеточный метаболизм — ряд химических реакций, которые обеспечивают жизнедеятельность, — вырабатывает группу высокореактивных кислородсодержащих молекул, называемых активными формами кислорода или АФК.

Исследования показывают, что АФК играют центральную роль в сверхслабом излучении фотонов. Когда организмы сталкиваются со стрессом, они активируют биохимические процессы, которые генерируют АФК, выступающие в качестве сигнальных молекул в клеточной реакции на стресс. Однако избыточное производство АФК может привести к окислительному стрессу, подавляющему антиоксидантную защиту клетки. Этот окислительный стресс может вызвать процессы возбуждения и переноса электронов, что в конечном итоге приводит к сверхслабому излучению фотонов.

В отличие от биолюминесценции, при которой возникает свет высокой интенсивности, видимый невооружённым глазом, сверхслабое излучение фотонов, также известное как биофотонная эмиссия, представляет собой спонтанное излучение света крайне низкой интенсивности, невидимого для человеческого глаза и находящегося в спектральном диапазоне 200–1000 нм. Этот слабый свет был обнаружен у самых разных форм жизни — от одноклеточных организмов и бактерий до растений, животных и даже людей.

Несмотря на то, что за этим явлением наблюдают повсеместно, о влиянии смертности и факторов стресса на UPE известно немного. Кроме того, возможность отслеживать UPE в ответ на факторы стресса и травмы может стать мощным неинвазивным инструментом для диагностики и медицинских исследований.

Исследователи использовали передовые методы визуализации, чтобы изучить биологическое значение сверхслабого излучения фотонов, напрямую сравнивая выбросы у живых и мёртвых животных, а также систематически визуализируя влияние температуры, повреждений и химической обработки на UPE у растений.

Для проведения экспериментов исследователи сконструировали сверхтёмные камеры, чтобы исключить влияние света из окружающей среды. Затем они использовали электронно-оптический преобразователь для получения изображений растений и камеру с зарядовой связью с системой IVIS для получения изображений изменений UPE у мышей.

Результаты показали, что, несмотря на то, что у обеих групп была одинаковая температура тела — 37 °C, у живых мышей наблюдались интенсивные выбросы, в то время как выбросы UPE у умерщвлённых мышей были почти полностью подавлены. У растений повышение температуры и повреждения приводили к увеличению интенсивности выбросов UPE. Повреждённые участки были заметно ярче, чем неповреждённые, — изменения в первых наблюдались после химической обработки.

Это исследование показывает, что сверхслабое излучение фотонов может служить чувствительным индикатором жизнеспособности у животных и реакции на стресс у растений. Исследователи предполагают, что эти результаты могут способствовать применению UPE-визуализации в качестве неинвазивного метода как для фундаментальных биологических исследований, так и для клинической диагностики.

Источник: Phys.org