نور حیات: کشف تابش رازآلود سلول های زنده و پیامدهای شگفت انگیز آن برای آینده پزشکی

به گزارش بخش اخبار پزشکی زوم تک , یک پژوهشگر ایرانی با مطالعه‌ای شگفت‌ انگیز، به کشف پدیده‌ای منحصر به‌ فرد دست یافته است: بدن انسان در طول زندگی، نوری مرئی از خود ساطع می‌کند که پس از مرگ به طور کامل محو می‌شود. این یافته‌ نوظهور، دریچه‌ای جدید به درک فرآیندهای بیولوژیکی بدن و تغییرات پس از مرگ می‌گشاید و سوالات بنیادینی را در مورد ماهیت حیات و لحظات پایانی آن مطرح می‌کند.

راز درخشش پس از مرگ؟ پژوهشگر ایرانی از ساطع شدن نور مرئی از بدن انسان و خاموشی آن پس از مرگ پرده برداشت

آیا تا به حال تصور کرده اید که خود زندگی، به معنای واقعی کلمه، بتواند نورافشانی کند؟ شاید این ایده در ابتدا بیشتر به داستان های علمی تخیلی شبیه باشد، اما یافته های علمی جدید نشان می دهند که این موضوع نه تنها حقیقت دارد، بلکه می تواند انقلابی در درک ما از سلامت و بیماری ایجاد کند. بدن موجودات زنده، از جمله انسان، گیاهان و حیوانات، قادر است نور بسیار ضعیفی از خود ساطع کند که از دل واکنش های شیمیایی پیچیده درون سلول ها سرچشمه می گیرد. پژوهشی نوین که توسط دانشمندان دقیق و کنجکاو دانشگاه کلگری انجام شده، این پدیده شگفت انگیز را در موش ها و گیاهان با جزئیات بی سابقه ای به ثبت رسانده و درهای جدیدی را به سوی درک عمیق تر از وضعیت سلامت سلولی گشوده است. این نور، که پس از مرگ موجود زنده خاموش می شود، می تواند به عنوان یک شاخص واقعی و قابل اندازه گیری برای سلامت و حیات سلول ها عمل کند و آینده پزشکی را متحول سازد.

بیوفوتون ها: فراتر از شبه علم، حقیقتی درخشان

پدیده تابش نور از بدن موجودات زنده، که با نام “بیوفوتون” یا “نور زیستی” شناخته می شود، ممکن است در نگاه اول برخی را به یاد نظریه های شبه علمی درباره “هاله انرژی” یا مفاهیم مشابه بیندازد. اما آنچه پژوهشگران دانشگاه کلگری ارائه داده اند، مجموعه ای از داده های عینی، دقیق و اندازه گیری شده است که کاملا در چارچوب rigorous علمی قرار می گیرد. این اولین بار است که دانشمندان موفق شده اند تفاوت چشمگیر و قابل توجهی را میان تابش فوتون ها (ذرات نور) در بدن موجودات زنده و همان موجودات پس از مرگ، به صورت تجربی و با دقت بالا ثبت و مستند کنند. این کشف، مرز مشخصی میان مشاهدات علمی و ادعاهای بدون پشتوانه ترسیم می کند.

نورهای بسیار ضعیفی که از موجودات زنده ساطع می شوند، تحت عنوان کلی “انتشار فوتون های فوق ضعیف” (Ultra-weak Photon Emission یا UPE) طبقه بندی می شوند. این تابش ها به قدری ناچیز هستند که حتی در صورت وجود داشتن، معمولا در زیر لایه ای از نورهای محیطی و همچنین گرمای طبیعی ناشی از فرآیند های متابولیک و سوخت و ساز بدن پنهان می مانند و با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیستند. با این حال، تیم تحقیقاتی دانشگاه کلگری، با استفاده از تجهیزات فوق حساس، نه تنها موفق به ثبت این نورهای گریزان در موجودات زنده شدند، بلکه توانستند تفاوت معناداری را در شدت این تابش ها میان وضعیت زنده و مرده همان موجودات به دست آورند. این دستاورد، گامی بزرگ در درک ما از فیزیک حیات محسوب می شود.

رهبری ایرانی در کشف نور سلولی

تیم پژوهشگران این مطالعه پیشگامانه، تحت هدایت دکتر وحید سالاری، فیزیکدان برجسته ایرانی در دانشگاه کلگری، فعالیت می کردند. آنها در آزمایشات دقیق خود موفق شدند درخشش بسیار خفیف و تقریبا نامرئی نور را از سلول های زنده موش ها ثبت کنند. نکته کلیدی و شگفت انگیز این بود که نورهایی که پیش از مرگ موش ها به وضوح شناسایی و اندازه گیری شده بودند، پس از پایان یافتن زندگی آن ها به شدت کاهش یافتند و تقریبا ناپدید شدند. برای اطمینان از اینکه عامل گرما در این نتایج دخالتی ندارد – چرا که گرمای بدن نیز می تواند منبع تابش فروسرخ باشد – پژوهشگران حتی دمای بدن موش ها را پس از مرگ به طور مصنوعی ثابت نگه داشتند. نتایج بدون تغییر باقی ماند، که نشان می داد کاهش نور مستقیما با توقف فرآیند های حیاتی مرتبط است.

منشا درخشش بدن: رقص مولکول ها در کارخانه سلولی

اما این نور مرموز از کجا می آید؟ سرچشمه این درخشش طبیعی بدن، در فرآیند های شیمیایی پیچیده ای نهفته است که بی وقفه در درون هر سلول زنده جریان دارند. هنگامی که سلول ها تحت انواع فشارها و استرس های محیطی قرار می گیرند – مانند قرار گرفتن در معرض سموم، کمبود مواد مغذی ضروری، یا تحمل حرارت بیش از حد – شروع به تولید مولکول هایی به نام “گونه های فعال اکسیژن” (Reactive Oxygen Species یا ROS) می کنند. این مولکول ها، که به عنوان محصولات جانبی طبیعی متابولیسم نیز تولید می شوند، در غلظت های بالا می توانند برای سلول مضر باشند.

یکی از این گونه های فعال اکسیژن، هیدروژن پروکساید (آب اکسیژنه) است که بسیاری از ما با آن آشنایی داریم. این مولکول، هنگامی که با سایر مولکول های حیاتی درون سلول مانند چربی ها (لیپید ها) و پروتئین ها واکنش می دهد، می تواند باعث برانگیخته شدن الکترون های آن ها شود. الکترون های برانگیخته، هنگام بازگشت به سطح انرژی پایین تر خود، انرژی اضافی را به صورت فوتون های نور آزاد می کنند. این دقیقا همان نوری است که دانشمندان به عنوان بیوفوتون شناسایی کرده اند. بنابراین، شدت این نور می تواند نشان دهنده میزان استرس اکسیداتیو و فعالیت شیمیایی درون سلول ها باشد.

آزمایشات روشنگر: از موش ها تا برگ های گیاهان

برای سنجش عملی این فرضیه جذاب، پژوهشگران آزمایشات دقیقی را طراحی کردند. در یک بخش از مطالعه، از موش های زنده در محیطی کاملا تاریک و ایزوله استفاده شد. چهار موش به طور جداگانه درون جعبه ای قرار گرفتند که هیچ نوری به آن نفوذ نمی کرد. سپس با استفاده از دوربین هایی بسیار حساس از نوع CCD (Charge-Coupled Device) و EMCCD (Electron-Multiplying CCD) که قادر به آشکارسازی تک فوتون ها هستند، به مدت یک ساعت از آن ها تصویربرداری شد.

پس از این مرحله و پایان دادن به زندگی موش ها با روش های استاندارد آزمایشگاهی، فرآیند تصویربرداری برای یک ساعت دیگر نیز ادامه یافت. همانطور که پیشتر ذکر شد، دمای بدن موش ها پس از مرگ به طور مصنوعی ثابت نگه داشته شد تا هرگونه تاثیر احتمالی گرما بر نتایج از بین برود. نتایج تصویربرداری به وضوح نشان داد که فوتون هایی در محدوده نور مرئی (طیفی که چشم انسان قادر به دیدن آن است) از سلول های بدن موش ها، هم قبل و هم بعد از مرگ، منتشر می شد. اما نکته حیاتی اینجا بود که شدت این تابش ها پس از مرگ به طور چشمگیری و معناداری کاهش یافته بود. این یافته، ارتباط مستقیم میان حیات و این تابش نوری را تایید می کرد.

پژوهشگران تنها به بررسی این پدیده در حیوانات بسنده نکردند و فرآیند مشابهی را در گیاهان نیز مورد مطالعه قرار دادند. در این بخش، از برگ های دو گونه گیاهی مختلف، یعنی رشادی گوش موشی (Arabidopsis thaliana) که یک مدل گیاهی رایج در تحقیقات ژنتیکی است، و شفلرا آربوریکلا (Heptapleurum arboricola) که یک گیاه زینتی متداول است، استفاده شد. محققان با اعمال آسیب های فیزیکی (مانند خراشیدن) و شیمیایی (مانند قرار دادن در معرض مواد خاص) به بخش هایی از این برگ ها، مشاهده کردند که قسمت های آسیب دیده در طول یک دوره تصویربرداری ۱۶ ساعته، به طور قابل توجهی روشن تر از سایر نقاط سالم برگ می درخشیدند. این مشاهدات نشان داد که واکنش های سلولی به استرس و آسیب، منبع اصلی تابش نور زیستی در گیاهان نیز محسوب می شود. تیم پژوهش در گزارش خود تاکید کردند: “بخش های آسیب دیده در تمام برگ ها، در طول دوره تصویربرداری، به طور چشمگیری درخشان تر از سایر بخش ها بودند.”

کاربردهای بالقوه: پنجره ای نوین به سلامت و بیماری

در نهایت، پژوهشگران تاکید می کنند که این یافته های شگفت انگیز نه تنها دیدگاه تازه و عمیق تری درباره بیوفیزیک – یعنی فیزیک سیستم های زنده – ارائه می دهند، بلکه دارای کاربردهای بالقوه بسیار گسترده و هیجان انگیزی در حوزه های مختلفی چون پزشکی، کشاورزی و میکروب شناسی هستند.

تصور کنید روزی فرا برسد که بتوان وضعیت سلامت سلول های بدن یک فرد را بدون نیاز به جراحی های تهاجمی، نمونه برداری های دردناک (بیوپسی) یا آزمایش های پیچیده و زمان بر، تنها از روی میزان و الگوی تابش نور طبیعی آن ها بررسی کرد. این فناوری می تواند مانند یک ابزار تشخیصی فوق العاده حساس عمل کند و به پزشکان بگوید کدام بافت یا ارگان در بدن دچار استرس، آسیب یا التهاب شده است، حتی پیش از آنکه علائم بالینی بیماری ظاهر شوند. این امر می تواند به تشخیص زودهنگام بسیاری از بیماری ها، از جمله سرطان ها، بیماری های التهابی و عفونت ها کمک شایانی کند و شانس درمان موفقیت آمیز را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

در کشاورزی، این تکنیک می تواند برای پایش سلامت گیاهان، تشخیص زودهنگام بیماری ها یا کمبود مواد مغذی و بهینه سازی شرایط رشد مورد استفاده قرار گیرد. در میکروب شناسی نیز می توان از آن برای مطالعه فعالیت و وضعیت میکروارگانیسم ها بهره برد. این کشف، که نتایج آن در نشریه معتبر “Physical Chemistry Letters” منتشر شده است، بدون شک راه را برای تحقیقات بیشتر و توسعه ابزارهای نوینی هموار خواهد کرد که می توانند درک ما از زندگی و سلامت را دگرگون سازند. نور حیات، که زمانی تنها در افسانه ها یافت می شد، اکنون به یک واقعیت علمی قابل اندازه گیری تبدیل شده است و نویدبخش آینده ای روشن تر برای تشخیص و درمان بیماری ها است.