Termodynamikken og den levende celle: Langt fra ligevægt

”Med tid kommer rod”. Sådan kan man populært udtrykke termodynamikkens anden lov: Hvis man lader en kemisk reaktion forløbe uden at tilføre den stof og energi vil den med tiden indstille sig i en ligevægt. I en sådan ligevægt har systemets entropi nået et maksimum. Entropien siges at være et mål for systemets orden eller snarere mangel på samme. En kemisk reaktion, der løber mod ligevægt skaber mere ”uorden” i reaktionsblandingen. Det forholder sig helt anderledes med levende organismer. En levende celle er kendetegnet ved en høj grad af struktur og orden, dvs. cellens entropi er lav. Dette har man i årtier tolket som at cellen er langt fra ligevægt. I systemer langt fra ligevægt, kan en lang række fænomener, der ikke kendes fra kemiske ligevægtsreaktioner, forekomme. Et eksempel er oscillationer af cellens (bio)kemiske reaktioner. Et eksempel er den oscillation der styrer vores døgnrytme eller de oscillationer i cellens indhold af calcium ioner. I foredraget vil jeg præsentere nogle af disse oscillationer, deres baggrund samt hvad de betyder for cellen og organismen.