Una investigación preliminar detectó una señal infrarroja de 71 terahercios (THz) en células, tejidos y mitocondrias estructuralmente intactas. Los autores proponen que podría estar relacionada con un estado cuántico de luz y materia capaz de influir en la producción de ATP, aunque el estudio todavía no ha sido revisado por pares.

Una señal de 71 THz aparece en mitocondrias intactas

El equipo dirigido por Bo Song, de la University of Shanghai for Science and Technology, utilizó espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) para estudiar cómo diferentes estructuras biológicas absorben radiación infrarroja. Analizaron células humanas cultivadas, tejidos de riñón, hígado, corazón y músculo de ratón, además de mitocondrias aisladas.

En todos los casos donde las estructuras biológicas permanecían intactas apareció una señal cercana a 71 THz, equivalente a 71 billones de oscilaciones por segundo. La señal desapareció cuando las muestras fueron secadas y trituradas, un proceso que destruye estructuras como las membranas celulares.

Este comportamiento llevó a los investigadores a plantear que el fenómeno podría depender de la organización física de las membranas mitocondriales. En particular, centraron su atención en las crestas mitocondriales, los pliegues de la membrana interna donde se desarrolla buena parte de la actividad relacionada con la producción de energía.

El modelo propuesto utiliza el concepto de polaritón, un estado híbrido en el que una excitación de la materia puede acoplarse fuertemente con un campo electromagnético. Los investigadores consideran que una vibración molecular cercana a 87 THz, asociada con enlaces CH₂ presentes en la membrana, podría dividirse en dos niveles energéticos. Sus cálculos predicen uno cercano a 71 THz y otro alrededor de 103 THz.

La coincidencia entre el valor calculado y la señal observada es llamativa, pero no demuestra por sí misma que exista un polaritón. El propio análisis señala que también podrían existir explicaciones clásicas relacionadas con resonancias electromagnéticas, reflexiones dentro de las membranas o vibraciones colectivas de lípidos y proteínas.

La radiación infrarroja aumentó el ATP, pero el mecanismo sigue sin demostrarse

Para investigar si la señal podía relacionarse con el metabolismo energético, los investigadores expusieron células humanas HEK-293T a radiación infrarroja durante 10 minutos. Utilizaron tres frecuencias: 71 THz, 87 THz y una frecuencia de control de 53,7 THz, con ocho muestras por grupo.

Las células expuestas a 71 THz mostraron un aumento reportado del 10,3 % en ATP, mientras que las irradiadas a 87 THz registraron un incremento del 10,1 %. En cambio, la frecuencia de control de 53,7 THz no produjo un cambio estadísticamente significativo.

Los resultados son compatibles con la posibilidad de que exista una respuesta dependiente de la frecuencia. Sin embargo, todavía no permiten establecer que el aumento de ATP sea provocado por un estado cuántico o por un polaritón. Una explicación térmica tampoco ha sido descartada completamente, porque el estudio no presentó mediciones directas de temperatura local durante la irradiación.

Los investigadores también plantean una posible conexión con el ciclo del ácido cítrico (TCA), que participa en el metabolismo celular y suministra electrones para la fosforilación oxidativa. Su hipótesis contempla interacciones entre excitaciones electromagnéticas asociadas al metabolismo y el supuesto estado polaritónico de la membrana.

No obstante, esa cadena de acontecimientos todavía es un modelo teórico. El equipo no ha demostrado directamente que las células produzcan fotones de 87 THz durante esas reacciones ni ha identificado una reacción enzimática específica modificada por el supuesto estado cuántico.

Además, el experimento de ATP utilizó una sola línea celular y apenas ocho muestras por condición. Por ahora se desconoce si el fenómeno puede reproducirse en otros tipos celulares, tejidos, animales o seres humanos.

La señal de 71 THz constituye un hallazgo que merece investigación adicional, pero todavía no demuestra un estado cuántico dentro de las mitocondrias. El estudio es un preprint sin revisión por pares y necesita replicación independiente, mediciones ultrarrápidas y pruebas directas de acoplamiento cuántico antes de confirmar su mecanismo.

Referencia:

• bioRxiv/A quantum state of mitochondria in the living cell. Link