Смерть может быть не концом жизни – новая модель от ученых

Понятие клеточной смерти, казалось бы, очевидное для биологии, долгое время оставалось неопределенным с точки зрения точных научных терминов.

Исследователи из Токийского университета предложили уникальное математическое определение, способное изменить представления о границе между жизнью и смертью на клеточном уровне.

Об этом сообщает SciTechDaily.

Почему смерть клетки сложно описать?

На клеточном уровне граница между жизнью и смертью размыта: клетки могут временно прекращать активность и восстанавливать функции благодаря регенеративным механизмам. Однако в какой момент можно считать клетку окончательно «мертвой»? Именно этот вопрос поставили перед собой ученые во главе с доцентом Юсуке Химеокой из Универсального института биологии в Токио.

Новая формула жизни и смерти

Команда разработала математическое определение смерти клетки на основе теории ферментативных реакций. Суть подхода заключается в способности клеток возвращаться в активное состояние. Если клетка утрачивает возможность к восстановлению, она считается «мертвой».

Ключевым элементом теории стали «стехиометрические лучи» — математическая модель, оценивающая динамику ферментативных реакций в клетках. Используя этот метод, исследователи создали алгоритм, способный точно оценивать, может ли клетка вернуться к «жизни» при изменении биохимических условий.

Влияние термодинамики на клетки

Модель базируется на втором законе термодинамики, утверждающем, что системы стремятся к хаосу. Клетки, как сложные биологические системы, поддерживают упорядоченное состояние благодаря метаболическим процессам. Однако, если эти процессы необратимо нарушаются, клетки вступают в состояние, соответствующее математически определённой смерти.

Потенциальные открытия в биологии и медицине