Учените идентифицираха изненадващ математически модел в човешките клетки

Човешкото тяло се състои от сложна система с трилиони клетки с различни форми и размери, които поддържат живота на организма. Събирайки данни за основните видове на тези клетки, учените са открили математически модели във взаимоотношенията между тях. Така например колкото по-голям е размерът на клетките, толкова по-малък е техният брой. А клетките с различни размери имат еднаква обща маса.

Съотношението между размера и количеството има много имена. В екологията това е спектърът на Шелдън, в чест на океанолога Реймънд Шелдън. Сортирайки планктона по размер в логаритмична скала, той установява, че масата на организмите във всеки клас е еднаква. С увеличаване на размера броят на отделните организми се увеличава, но масата не се променя.

Същата тенденция е забелязана в лингвистиката от Джордж Зипф. Ако се анализира честотата на думите в даден текст, най-много са кратките и често срещани думи, а колкото по-дълга и по-рядко срещана е думата, толкова по-рядка е тя.

За да се открие същата закономерност в човешките клетки, е необходим огромен обем от данни. Учените от Станфордския университет започват да събират необходимите данни преди повече от десетилетие. Те успели да се възползват от общо над 1500 източника, за да докажат, че универсалният закон присъства в клетките на нормалните мъже, жени и деца.

Един възрастен мъж се състои средно от 36 трилиона клетки, една жена – от 28 трилиона клетки, едно 10-годишно дете – от 17 трилиона клетки, пише Stanford News.

Освен общия брой клетки, проучването разкри нещо наистина интересно: ако групирате клетките в категории въз основа на техния размер, всяка категория от тези размери допринася за приблизително една и съща част от масата на тялото.

„Тези модели предполагат компромис между размера и броя на клетките в целия организъм и предполагат съществуването на хомеостаза по отношение на размера на клетките при различните типове клетки“, пишат изследователите в публикувания документ.

Казано по друг начин, изглежда, че се осъществява естествено балансиране, при което се произвеждат по-малко по-големи и повече по-малки клетки, за да се поддържат категориите равномерно. Нещо повече, вариациите в размера във всяка категория също са приблизително сходни.

Освен това учените успяха по-добре да разберат колко клетки от всеки тип има в човешкото тяло. Например общият брой на лимфоцитите досега е бил подценяван – вместо 500 милиарда те са били 2 трилиона. Разбирането на общия брой на лимфоцитите е важно за пациентите с левкемия и ХИВ. Освен това броят на клетките се определя от тяхното делене – процес, който може да излезе извън контрол и да доведе до образуването на злокачествени тумори.

Въпреки че моделът на съотношението между броя и размера е наблюдаван при разговорния език, океанската биомаса и човешките клетки, произходът му остава пълна мистерия за учените.