Energibesparelse og puslespillet om kroppens helingshastighed

Sårheling er et enormt komplekst fænomen, som alle skabninger bruger betydelige ressourcer på. Så spørgsmålet om, hvordan sårheling kan gøres så hurtigt og effektivt som muligt, er klart vigtigt.

En af de grundlæggende gåder er, hvorfor sårheling skrider frem så langsomt, når celler af sig selv vokser meget hurtigt. For eksempel kan fibroblastceller, som spiller en vigtig rolle i sårheling, fordobles i antal på kun 10 timer, når de dyrkes i petridish under ideelle forhold. Det er klart meget hurtigere end sår heler i kroppen; hvorfor forskellen?

I dag siger Peter Apell fra Chalmers Tekniska Högskola i Sverige og et par venner, at de har udarbejdet et svar med en ret utraditionel tilgang. Disse fyre studerer sårheling ud fra et energibesparelsessynspunkt. De spørger, hvilke grundlæggende begrænsninger fysikkens love sætter for sårheling, og hvilken slags indsigt dette giver i en ellers enormt kompleks proces.

De begynder med at skabe en matematisk model af energi, der bruges af stofskiftet til at behandle det materiale, der kræves for at fylde sårhulen. Dette kan opdeles i tre dele: den energi, der kræves for immunsystemet til at bekæmpe infektion, den energi, der kræves for at vedligeholde det eksisterende cellevæv og endelig den energi, der kræves for at dyrke nyt væv, som afhænger af forholdet mellem fedt og protein.

Denne tredje fraktion er den afgørende faktor. Apell og co beregner, at dyrkning af nye celler i gennemsnit kræver omkring 20 kiloJoule pr. gram nyt væv, der dyrkes. Det betyder i fysiske termer, at sår fungerer som betydelige energidræn, siger de.

Men mængden af ​​tilgængelig energi er begrænset af kroppens samlede energibudget, som ikke kan overskrides eller endda tappes for meget.

Appel fortsætter med at beregne, hvor meget energi det skal bruge for at flytte de nødvendige ressourcer til sårhulen og sammenligne dette med den energi, der kræves for at drive stofskiftet som helhed, hvilket er karakteristisk for væsenet selv.

Med alt dette taget i betragtning, forudsiger deres model en sårhelingstid på omkring 10 dage. Det er helt i tråd med afmålte helingstider, siger de.

De bruger modellen til at lave en række andre forudsigelser om faktorer som hastigheden af ​​sårlukning og så videre. De tester derefter deres forudsigelser på rottemodeller for sårheling og siger, at de passer godt.

Resultatet er et interessant indblik i en enormt kompleks biologisk proces. Utroligt hvad fysikkens love kan gøre nogle gange!

Ref: arxiv.org/abs/1212.3778 : Fysik af sårheling I: Energiovervejelser

skjule