Sciencemag.cz
Doporučujeme
Buněčné elektrárny v lidském těle se chovají jako kamna ve špatně izolované místnosti, mají tedy stabilně vyšší teplotu než okolí. Objev to má být hodně převratný.
V PLOS Biology vyšla studie mezinárodního vědeckého týmu (hlavní autor Pierre Rustin z francouzského INSERM/CNRS), že mitochondrie v lidském těle fungují při teplotě o více než 10 stupňů vyšší než zbytek buněk. Není to pro ně ale problém, protože jsou na takovou teplotu provozu přímo optimalizovány.
Výsledky byly získány pomocí „molekulárního teploměru“ – což je miniaturní fluorescenční sonda, kde míra fluorescence přesně odpovídá teplotě. Měření bylo provedeno v živých lidských buňkách pěstovaných v kultivačním médiu udržovaném při teplotě 38 ºC. Po inaktivování mitochondrií přitom jejich teplota poklesne na úroveň okolí. (Poznámka: Mitochondrie sice původně byly samostatnými bakteriemi, ale dnes jsou na buňce zcela závislé, nelze je pěstovat a jejich funkci zkoumat samostatně.) Tyto výsledky potvrzuje i analýza fungování mitochondriálních enzymů, mají optimální účinnost opět právě asi při 50 ºC.
Redaktoři PLOS Biology pokládali výsledek za natolik překvapivý, že k němu nechali napsat komentář Nicka Lanea z University College. Od Lanea jsme si mohli přečíst dvě knihy i v českém překladu, v jedné z nich se zabývá právě symbiózou s mitochondriemi a vznikem eukaryotní buňky. Považuje tento moment za klíčový a nejméně pravděpodobný bod pozemské biologické evoluce (nebo jinak řečeno – na planetách podobných Zemi můžeme podle Lanea čekat spíše malé bakteriální buňky a nic víc). A co tedy pravil Lane, který se původní studie nezúčastnil? Považuje výsledek za natolik překvapivý, že se až ptá: pokud je to pravda, jak to, že jsme si toho nevšimli už dávno? Radikální tvrzení bude podle něj tedy třeba ještě ověřit. Což obnáší např. test fungování příslušné sondy, její přesné umístění v mitochondrii – i v rámci této organely mohou existovat obrovské teplotní gradienty. Navíc teplota je statistická veličina, v tak mikroskopickém měřítku možná omezeně použitelná (PH: zase tak mikroskopické ale toto měřítko není, v porovnání třeba s chlazením součástek kvantových počítačů také na přesnou teplotu).
Co k tomu dodat? Uvádí se, že mitochondrie do ATP zachycují energii získanou oxidací (dýcháním) s účinností 40 %, zbylých 60 % se uvolňuje jako teplo. Jde ale přece o spalování, sice bez plamene, ale pořád se stejnými hodnotami uvolňované energie. Co je pak divného na tom, že mitochondrie je teplejší než své okolí? Zajímavé by v této souvislosti bylo zjistit, jak je to s mitochondriemi „studenokrevných“ organismů. Vlastně je divné (PH: alespoň při mém laickém pohledu), že vůbec nějaké studenokrevné organismy existují, že už tím, že organismus žije, dýchá nebo se dokonce hýbe, není nutně teplejší než okolí (nejspíš je, ale pouze zanedbatelně?).
Z jiného hlediska – v buňce je víceméně prostředí vodného roztoku a v něm je odvádění tepla velmi účinné. Mitochondrie nejsou seskupeny na jednom místě. Z tohoto hlediska by se zase teplota mohla klidně účinně vyrovnat? Diskutující na Phys.org počítají množství mitochondrií, jejich výkon atd. a o tvrzeních v článku pochybují. (PH: Absolutně se neodvažuji posoudit, přijde mi to jako Drakeova rovnice, samé neznámé: můžeme brát jako prostředí buňky vodu? Teč nebo stojí? Jaký má vlastně mitochondrie tvar/velikost aktivního povrchu? Atd.)
Zdroj: Phys.org a další
