Самыми горячими в человеческом теле оказались митохондрии — миниатюрные «энергостанции» клеток. Их температура поднимается до рекордных 50 градусов Цельсия, что раньше считалось невозможным, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS One.
Человек, как и все млекопитающие, поддерживает температуру тела на одном и том же уровне, постоянно сжигая питательные вещества в мускулах, клетках печени, мозга и других внутренних органов. Как правило, все органы разогреваются примерно одинаково, но есть и исключения: например, температура мошонки у мужчин составляет около 34 градусов.
Как объясняют Доминик Кретьен (Dominique Cretien) и его коллеги из Парижского университета, главный источник тепла в человеческом организме — это митохондрии, особые тельца, которые есть во всех клетках. Они расщепляют глюкозу и другие питательные вещества, в результате чего высвобождается энергия. Чуть меньше половины ее превращается в молекулы аденозинтрифосфата, 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.
Выяснить это оказалось не так просто, поскольку митохондрии нормально работают только в живых клетках, а размеры их слишком малы, чтобы температуру можно было измерить напрямую. Поэтому ученым пришлось создать специальную молекулу-«термометр», яркость свечения которой падала примерно на 3% при повышении температуры на один градус.
Эта молекула, по словам Кретьена, так устроена, что цепляется за выросты на поверхности мембран митохондрии. Это помогло ученым не только измерить температуру всей митохондрии, но и ее различных участков.
Первые замеры оказались неожиданными — выяснилось, что митохондрии как минимум на 10 градусов теплее, 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, поскольку многие белковые молекулы разрушатся при нагреве до 45 и более градусов. Что самое интересное, высокая температура митохондрий почти никак не влияла на нагрев самих клеток. Это говорит о том, что в них есть некая «термоизоляция», предотвращающая утечку тепла.
Для проверки ученые провели еще один эксперимент: временно заблокировали или замедлили работу митохондрий при помощи цианида калия и других веществ, воздействующих на поры в «энергостанциях» клетки. Эта операция заставляла молекулы-«градусники» светиться ярче. Это подтвердило, что митохондрии действительно работают при гораздо более высоких температурах, чем остальные части клеток и тела.
«Вне зависимости от того, подтвердятся ли данные 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, 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).
