Usando una versione moderna di apri tutto e tienilo sotto la lingua, gli scienziati oggi hanno riferito di aver misurato la temperatura delle singole cellule del corpo umano, e scoprire per la prima volta che le temperature interne non aderiscono alla nota norma di 98,6 gradi Fahrenheit. Hanno presentato la ricerca al 242nd National Meeting &Exposition dell'American Chemical Society (ACS), che si terrà qui questa settimana.

Haw Yang e Liwei Lin, che hanno collaborato alla ricerca, non ha usato un termometro per la febbre familiare per controllare la temperatura delle cellule, i circa 100 trilioni di microscopici pacchi di pelle, nervo, cuore, fegato e altri materiali che compongono il corpo umano. Le cellule sono così piccole che quasi 60, 000 si adatterebbe sulla testa di uno spillo comune. Yang è dell'Università di Princeton e Lin dell'Università della California-Berkeley.

“Abbiamo usato ‘nanotermometri’, "Ha spiegato Yang. “Sono punti quantici, cristalli semiconduttori abbastanza piccoli da entrare direttamente in una singola cella, dove cambiano colore al variare della temperatura. Abbiamo usato punti quantici di cadmio e selenio che emettono diversi colori (lunghezze d'onda) di luce che corrispondono alla temperatura, e possiamo vederlo come un cambiamento di colore con i nostri strumenti”.

Yang ha detto che le informazioni sulle temperature all'interno delle cellule sono importanti, ma sorprendentemente carente tra gli innumerevoli terabyte di dati scientifici disponibili oggi.

"L'interno di una cellula è così complicato, e ne sappiamo ben poco, ” ha sottolineato. “Quando si pensa alla chimica, la temperatura è uno dei più importanti fattori fisici che possono cambiare in una reazione chimica. Così, volevamo davvero saperne di più sulla chimica all'interno di una cellula, che può dirci di più su come avviene la chimica della vita”.

Gli scienziati sospettano da tempo che le temperature variano all'interno delle singole cellule. Yang ha spiegato che migliaia di reazioni biochimiche alla base della vita sono costantemente in corso all'interno delle cellule. Alcune di queste reazioni producono energia e calore. Ma alcune cellule sono più attive di altre, e l'energia inutilizzata viene scaricata sotto forma di calore. Parti delle singole cellule possono anche essere più calde perché ospitano centrali elettriche biochimiche chiamate mitocondri per la produzione di energia.

I ricercatori hanno ottenuto queste informazioni inserendo i nanotermometri nelle cellule di topo che crescono in piatti di laboratorio. Hanno trovato differenze di temperatura di pochi gradi Fahrenheit tra una parte di alcune celle e l'altra, con parti di celle sia più calde che più fredde di altre. Le loro misurazioni della temperatura non sono ancora sufficientemente accurate per fornire una cifra numerica esatta. Il team di Yang ha anche stimolato intenzionalmente le cellule in modi che hanno potenziato l'attività biochimica all'interno delle cellule e hanno osservato i cambiamenti di temperatura.

Yang afferma che questi cambiamenti di temperatura possono avere un impatto su tutto il corpo nel determinare la salute e la malattia. Aumento della temperatura all'interno di una cella, ad esempio, può cambiare il modo in cui funziona il materiale genetico chiamato DNA, e quindi il modo in cui i geni, che sono fatti di DNA, opera. La modifica della temperatura cambierà anche il funzionamento delle macchine molecolari proteiche. A temperature più elevate, alcune proteine ​​possono denaturarsi, fermare la produzione.

“Con questi esperimenti sui nanotermometri, Credo che siamo i primi a dimostrare che le risposte di temperatura all'interno delle singole cellule viventi sono eterogenee o diverse, ", ha detto Yang. “Questo ci porta alla nostra prossima ipotesi, il che è che le cellule possono usare le differenze di temperatura come un modo per comunicare”.

Il team di Yang sta ora conducendo esperimenti per determinare cosa regola la temperatura all'interno delle singole cellule. Un obiettivo è applicare le informazioni per migliorare la prevenzione, diagnosi e cura delle malattie.