Живые существа излучают слабый свет, который гаснет после смерти

Исследование показало, что у мышей уровень UPE непосредственно зависит от их состояния: живые особи выделяют значительно больше света по сравнению с умершими. У растений же уровень UPE изменяется в зависимости от внешних стресс-факторов, таких как температурные колебания, механические повреждения и химические воздействия, как указано в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Каждый живой организм функционирует как сложная биохимическая лаборатория, где протекают различные химические реакции, поддерживающие его жизнедеятельность. Клеточный метаболизм приводит к образованию активных форм кислорода (ROS) — побочных продуктов этих реакций, которые играют ключевую роль в процессе UPE.

Когда организмы подвергаются стрессу, активируются биохимические пути, которые генерируют ROS, служащие сигнальными молекулами в ответ на стрессовые условия. Однако избыточное количество ROS может вызывать окислительный стресс, нарушая защитные механизмы клеток и способствуя процессам возбуждения и переноса электронов, что, в свою очередь, приводит к UPE.

В отличие от биолюминесценции, которая производит яркий свет, видимый невооруженным глазом, UPE, или биофотонная эмиссия, представляет собой спонтанное выделение света низкой интенсивности, который не может быть замечен человеческим глазом и находится в диапазоне волн от 200 до 1000 нм. Этот феномен наблюдается у различных форм жизни — от бактерий и одноклеточных организмов до растений, животных и человека.

Несмотря на широкое распространение UPE, мало что известно о том, как факторы смерти и стресса влияют на это явление. Способность контролировать UPE в ответ на стрессовые факторы и травмы может стать важным неинвазивным инструментом для диагностики и медицинских исследований.

Для своих экспериментов ученые создали специальные темные помещения, чтобы минимизировать влияние внешнего света. Они использовали камеры с электронным умножителем и зарядовой связью (EMCCD) для визуализации растений и CCD-камеру с системой IVIS для наблюдения за изменениями UPE у мышей.

Результаты показали, что, хотя температура тела обеих групп находилась на уровне 37°C, живые мыши демонстрировали значительное выделение UPE, тогда как у умерщвленных особей этот свет был практически незаметен. У растений увеличение температуры и травмы приводили к росту интенсивности светового излучения, причем поврежденные участки были ярче, чем неповрежденные, что особенно заметно после химической обработки.

Это исследование подчеркивает, что UPE может служить чувствительным индикатором жизнеспособности животных и реакций на стресс у растений. Ученые предполагают, что эти результаты могут способствовать внедрению визуализации UPE как неинвазивного метода для биологических исследований и клинической диагностики.