Investigadores de la Universidad de Calgary han publicado un estudio en The Journal of Physical Chemistry Letters que revela un fenómeno biológico sorprendente: todos los seres vivos emiten una luz tenue de forma natural, sin necesidad de excitación externa. Este fenómeno, denominado emisión de fotones ultra débiles (UPE, por sus siglas en inglés), se ha observado en una amplia variedad de organismos, desde bacterias hasta humanos.
Relación entre la vitalidad y la emisión de luz
El estudio ha puesto de manifiesto que, en el caso de los ratones, la UPE está íntimamente relacionada con su vitalidad. Los ratones vivos mostraron una intensidad de UPE significativamente más alta en comparación con aquellos que habían fallecido recientemente. En el ámbito de las plantas, la emisión de luz varió en función de factores de estrés, como cambios de temperatura, lesiones y tratamientos químicos.
Los organismos vivos funcionan como laboratorios bioquímicos compactos, donde complejas reacciones químicas permiten que los sistemas se mantengan operativos. Durante el metabolismo celular se generan especies reactivas de oxígeno (ROS), que son subproductos altamente reactivos. Estas moléculas desempeñan un papel central en la UPE, ya que su producción aumenta en situaciones de estrés, activando vías bioquímicas que pueden llevar a la excitación y transferencia de electrones, resultando en la emisión de luz.
A diferencia de la bioluminiscencia, que genera luz de alta intensidad visible para el ojo humano, la UPE es una liberación espontánea de luz de muy baja intensidad, que se encuentra en un rango espectral de 200 a 1,000 nanómetros, invisible a simple vista. Este fenómeno ha sido documentado en una amplia gama de organismos vivos, lo que sugiere su relevancia biológica.
Sin embargo, a pesar de su amplia observación, se conoce poco sobre el impacto de la mortalidad y los factores de estrés en la UPE. La capacidad de monitorear esta emisión en respuesta a diferentes condiciones podría convertirse en una herramienta no invasiva valiosa para el diagnóstico y la investigación médica.
Técnicas avanzadas para el estudio de UPE
Los investigadores llevaron a cabo sus experimentos en entornos ultradark para eliminar interferencias lumínicas. Utilizaron cámaras de alta sensibilidad EMCCD y CCD para la visualización de cambios en la UPE tanto en plantas como en ratones. Los resultados obtenidos mostraron que, a pesar de que ambos grupos mantenían una temperatura corporal similar de 37°C, los ratones vivos presentaban emisiones robustas, mientras que la UPE de los ratones sacrificados era casi inexistente.
En las plantas, se observó que un aumento en la temperatura y las lesiones provocaban un incremento en la intensidad de la UPE. Las zonas dañadas eran consistentemente más brillantes que las partes no dañadas, y se evidenció un cambio en la UPE tras la aplicación de tratamientos químicos en dichas áreas.
El estudio establece que la UPE puede actuar como un indicador sensible de vitalidad en los animales y de las respuestas al estrés en las plantas. Los investigadores sugieren que estos hallazgos podrían impulsar la aplicación de técnicas de imagen basadas en UPE como herramientas no invasivas para la investigación biológica y el diagnóstico clínico.
Más información:
V. Salari et al, Imaging Ultraweak Photon Emission from Living and Dead Mice and from Plants under Stress, The Journal of Physical Chemistry Letters (2025). DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c03546
