Чтобы доказать, что эффект присущ именно сложности живой клетки, ученые провели идентичный тест на искусственных липосомах — простых, заполненных жидкостью пузырьках примерно такого же размера, как клетка. Результаты оказались разительными. В липосомах тепло рассеивалось быстро и в полном соответствии с уравнением диффузии для жидкостей. Однако внутри живых клеток то же количество тепла рассеивалось значительно медленнее .
Это прямое сравнение позволило выявить причину. Липосомы — это по сути мешочки с водой, окруженные мембраной. Клетки содержат ту же водянистую цитозоль, но вдобавок плотно заполнены белками, органеллами и молекулярным цитоскелетом. Исследование показало, что именно эти другие биомолекулы внутри клетки и захватывают тепло .
Открытие не просто добавляет сноску к существующей теории — оно ставит ее под сомнение. Стандартная термодинамика и гидродинамика утверждают, что тепло в жидкой среде должно рассеиваться быстро. Токийское исследование обнаружило, что внутриклеточная теплопередача оказалась не только медленной, но и зависимой от местоположения. Скорость охлаждения менялась в зависимости от того, какой именно участок клетки нагревали и какие молекулярные структуры находились рядом .
«Феномен "не растекающегося тепла" настолько беспрецедентен, что мы не могли опереться на существующие учебники для расшифровки физического механизма», — заявила исследовательская группа . Эта сложность понуждает ученых переосмыслить, как энергия движется на наноуровне в многолюдной, активной биологической среде.
Последствия выходят далеко за рамки учебников физики и затрагивают фундаментальные представления о биологии и болезнях.
Исследование под названием "Non-diffusive slow heat dissipation induces high local temperature in living cells" было опубликовано в журнале Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-71878-y) в мае 2026 года .
Comments
0 comments