Самой горячей частью тела человека являются его митохондрии – миниатюрные "энергостанции" всех живых клеток. Их содержимое оказалось разогрето до рекордных 50 градусов Цельсия, что раньше считалось невозможным, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.
Человек, как и все остальные млекопитающие, поддерживает температуру своего тела на примерно одном и том же уровне, постоянно "сжигая" питательные вещества в мускулах, клетках печени, мозга и других внутренних органов. Как правило, все органы "разогреваются" подобным образом одинаково, однако существуют и некоторые исключения из правил вроде мошонки мужчин, чья температура составляет около 34 градусов Цельсия.
Главным источником этого тепла, как объясняют Доминик Кретьен (Dominique Cretien) из Парижского университета (Франция) и его коллеги, являются митохондрии – особые тельца, присутствующие во всех клетках тела людей и расщепляющие глюкозу и другие питательные вещества. Чуть меньше половины высвобожденной ими энергии превращается в молекулы АТФ, универсальной клеточной "энерговалюты", а остальные 60% "сбегают" из митохондрии в виде тепла.
Эта мысль натолкнула Кретьена и его коллег на идею проверить, как много тепла производят митохондрии и как нарушения в их работе, в том числе связанные с развитием различных наследственных болезней, влияют на этот процесс.
Получить ответ на этот вопрос не так просто, как может показаться – митохондрии могут нормально работать только внутри живых клеток, и они обладают слишком маленькими размерами, чтобы их температуру можно было измерить напрямую. Для решения этой проблемы ученым пришлось создать специальную молекулу-"термометр", цвет свечения которой падал примерно на 3% при повышении температуры среды на градус Цельсия.
Эта молекула, как объясняет Кретьен, была устроена таким образом, что она цеплялась за определенные выросты на поверхности мембран митохондрии, что помогло ученым не только измерить температуру внутри всей митохондрии в целом, но и в ее разных регионах.
Когда ученые впервые измерили температуры, их ожидал шок – оказалось, что митохондрии были как минимум на 10 градусов Цельсия горячее, чем окружающая их клеточная среда, а внутри органелл температуры достигали фантастической отметки в 50 градусов.
Изначально биологи не поверили сами себе – нагрев клеток до таких температур обычно завершается их смертью из-за того, что многие белковые молекулы разрушатся при нагреве до 45 и более градусов. Что самое интересное, высокая температура внутри самих митохондрий почти никак не влияла на нагрев самих клеток. Это говорит о присутствии некой формы "термоизоляции" внутри них, предотвращающей "утечку" тепла наружу.
Для проверки этих замеров ученые провели еще один эксперимент, в ходе которого они временно заблокировали или замедлили работу митохондрий, используя цианид калия и другие вещества, воздействующие на поры в "энергостанциях" клетки. Как показал этот опыт, подобная операция заставляла молекулы-"градусники" светиться ярче, что подтвердило, что митохондрии действительно работают при гораздо более высоких температурах, чем остальные части клеток и тела.
"Вне зависимости от того, подтвердятся ли эти выводы в будущем, нам нужно серьезнее относиться к любым попыткам изучения того, как распределено тепло по клетке и в каких ее точках оно вырабатывается. Даже небольшие различия в температуре митохондрий, в том числе и между мужчинами и женщинами, могут объяснять то, почему определенные болезни и виды рака поражают только представителей одного пола, и влиять на скорость старения нашего тела", — комментирует открытие Ник Лэйн (Nick Lane), генетик из университетского колледжа Лондона (Великобритания).
