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.

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.

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.

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.

Методика открывает перспективы для научных прорывов:

Лабораторные исследования: возможно, появится способ отсрочить или даже обратить клеточную смерть в экспериментальных условиях.

Медицина будущего: изучение обратимости смерти клеток может привести к разработке новых методов лечения дегенеративных заболеваний.

Социальные последствия: понимание смерти в научном контексте может повлиять на философские и этические аспекты жизни.

«Мы привыкли считать смерть абсолютной и необратимой. Но что, если это не так? - размышляет Юсуке Химеока. - Понимание смерти с научной точки зрения может изменить восприятие самой жизни».

Проведенное исследование показывает, что границы между жизнью и смертью - это не просто биологическая реальность, но и математическая закономерность. Возможно, в будущем смерть перестанет быть окончательным событием, а станет управляемым процессом.