Živé organismy kolem nás – od bakterií přes rostliny až po člověka – neustále vyzařují slabou záři. Nejde ale o mystickou auru, nýbrž o reálný fyzikální jev zvaný ultraslabá fotonová emise (UPE) nebo biofotony, který je vedlejším produktem buněčného metabolismu, zejména oxidačních procesů v mitochondriích.
Světlo je tak slabé, že je pouhým okem neviditelné – běžně jde jen o desítky až tisíce fotonů na centimetr čtvereční za sekundu. UPE existuje nejen ve „viditelné oblasti“, ale pokrývá rozmezí zhruba 200 až 1000 nm, tedy od ultrafialového přes viditelné až po infračervené světlo.
Moderní technologie, jako jsou extrémně citlivé kamery typu EMCCD a CCD, umí zachytit jednotlivé fotony tohoto „přízračného světla“. Právě díky nim mohli vědci z University of Calgary poprvé přesvědčivě prokázat, že ultraslabá fotonová emise je přítomná u všech živých organismů a po smrti téměř okamžitě pohasíná.
Mrtvé myši prostě zhasly
Vědci v temné komoře pořídili snímky čtyř myší – nejprve živých, poté bezprostředně po smrti. Rozdíl mezi živým a mrtvým jedincem byl natolik výrazný, že jej nelze vysvětlit pouhým ochlazením těla. Vědci přitom udržovali tělesnou teplotu myší i po smrti, aby vyloučili možnost, že pokles záření způsobilo chladnutí. Tato skutečnost dokazuje, že UPE je skutečně vázána na aktivní metabolismus, nikoli na pasivní tepelné záření.
Lidé a další živí tvorové vyzařují přízračné světlo
Co se za tímto mikroskopickým světelným projevem skrývá? V jádru jde o reaktivní formy kyslíku, které vznikají při buněčném dýchání. Tyto molekuly reagují s lipidy a proteiny, přičemž dochází k emisi fotonů. Čím více je reaktivních forem kyslíku — například kvůli stresu, zranění či toxickým látkám — tím větší je záření. UPE je tedy v podstatě mikroskopickým svědectvím o vnitřním zápase těla se zátěží.
Zajímavé je, že u rostlin lze pomocí UPE nejen rozlišit zdravé a poškozené části, ale také sledovat reakci na různé druhy stresu v reálném čase. Poraněné listy září silněji než neporaněné, a aplikace anestetik (například benzokainu) zvyšuje tuto emisi ještě víc. UPE tak nabízí unikátní možnost neinvazivně sledovat vitalitu a stresové reakce nejen v laboratoři, ale v budoucnu třeba i na poli nebo v lese.
Diagnostický potenciál UPE
Diagnostický potenciál UPE je obrovský. V medicíně by tato metoda mohla umožnit včasné odhalení nemocí spojených s oxidačním stresem, například Alzheimerovy choroby, rakoviny nebo diabetu. V zemědělství a potravinářství lze UPE využít ke kontrole zdraví plodin, zralosti ovoce či k rozlišení ekologických a konvenčních produktů. Výhodou je, že jde o zcela pasivní, neinvazivní a rychlou metodu.
Přesto v tuto chvíli zůstává řada otazníků. Například není jasné, zda mají biofotony i nějakou regulační nebo komunikační funkci. Podle některých odborníků mohou plnit roli v buněčné komunikaci. Většina vědců považuje UPE spíše za spolehlivý indikátor metabolického stavu než za aktivní signální systém.
Výzkum však rychle postupuje a s rozvojem citlivějších detekčních technologií lze očekávat, že se UPE brzy stane běžným diagnostickým nástrojem nejen v laboratořích, ale i v lékařských ordinacích, zemědělských provozech, environmentálním monitoringu (např. sledování zdraví lesů, detekce znečištění) a forenzní vědě.