През 1907 г. The New York Times описва експеримент, при който лекарят Дънкан Макдугал се опитва да определи количеството на смъртта при шест човека, като претегля заминаването на душите им. "Д-р Целта на MacDougall беше да научи дали отклонението на душата от тялото е присъствало на някакво проявление, което може да бъде записано с всякакви физически средства “, пише The Times . Въпреки че заключенията на Макдугал - че душата тежи 21 грама - по-късно са дискредитирани за съмнителна методология, определяща количеството на средствата за пристигането на смъртта и начина, по който животът продължава, смущава учени и обществеността.
В годините, откакто Макдугал обяви грешните си заключения, изследователите разбраха метода на смъртта на отделните клетки. Апоптоза, или програмирана клетъчна смърт, подхожда с претенции от 50 до 70 милиарда клетки в организма на възрастен човек всеки ден, докато некрозата или преждевременната клетъчна смърт се появява, когато клетките са фатално ранени. Как обаче в крайна сметка смъртта превзема цял организъм, остава неизяснено.
Сега международен екип от изследователи е открил доказателства за „каскада“ на смъртта, която се разпространява през тялото на животно по специален път на некрозата, оставяйки будни мъртви клетки в процеса им, докато цялата система се срине и изтича. При кръглите червеи Caenorhabditis elegans тази вълна от телесна деструкция се заражда в червата и е придружена от интензивен изблик на синя флуоресценция, когато се гледа с камера, оборудвана с флуоресценция с висока яркост. филтър куб, който позволи на изследователите да визуализират унищожаването на червея, съобщава екипът в списание PLoS Biology .
„Идентифицирахме химичните пътища на самоунищожаване, които разпространяват клетъчната смърт в червеи, което виждаме като тази светеща синя флуоресценция, пътуваща през тялото“, казва старши автор Дейвид Джемс от University College London, в съобщение за печата. „Това е като синя мрачна жътварка, проследяваща смъртта, докато се разпространява в целия организъм, докато цял живот не изгасне.“
Всъщност учените от години знаят, че C. elegans - вид нематода, техният официален таксономичен тип - свети това зловещо синьо, но бяха объркани около нейната причина. Водеща хипотеза беше, че синият блясък може да се дължи на увредени липиди и протеини (вещество, наречено липофусцин), които светят под ултравиолетова светлина и са свързани със стареенето. В настоящото проучване изследователският екип тества тази хипотеза, като уврежда някои от клетките на C. elegans с топлина и повишени нива на кислород, което би довело до повишени нива на липофусцин, ако този материал наистина е отговорен за сиянието. Новата синя флуоресценция не доведе до това, че загатваше, че нещо друго задвижва сиянието.
Здравословен C. elegans . Снимка от Боб Голдщайн, Chapel Hill UNC
За да разбере истинската причина за сиянието, екипът създаде обратна снимка за запис на стареещи C. elegans, когато наближават смъртта. Когато животните спряха да се клатят - което показва, че са били на около два часа от смъртта - екипът забеляза „поразително и внезапно“ увеличение на синята флуоресценция с 400 процента. Синята вълна се заражда в червата, която прокарва дължината на червея, след което разпространява токсичния си допир в други тъкани. Блясъкът избледня около 6 часа след смъртта.
Същият блясък е довел, когато червеите са били умишлено убити от топлина, болести или замръзване и са се появили както при млади, така и при стари червеи, изпитващи смъртни удари. Екипът определи химическата флуоресценция, причинена от a молекула, наречена антранилова киселина, и те нарекоха явлението „смъртна флуоресценция.“ Когато червеите започват да умират, органелите в червата на червеите се спукват и се освобождава антранилова киселина. Въпреки че веднъж концентрирана в органелата, антраниловата киселина дифундира през тялото на червея. По-малко киселинните условия на новата среда на молекулата придават на веществото неговите флуоресцентни свойства - когато се гледа с филтърния куб, падащата светлина вече е в състояние да възбуди молекулите, задействайки избухването на флуоресценцията, екипът определи експериментално.
Изследователите предположиха, че смъртната флуоресценция произлиза от каскада некроза, която се задвижва предимно от калциеви йони, сигнализиращи клетките да спрат да функционират. Когато изследователите изключиха транспортирането на химикал през тялото на червея, използвайки свързващи протеини и инженерни нематоди със специални мутации, които блокираха сигналните молекули, те биха могли да намалят смъртната флуоресценция и частично да забавят смъртта поради причини като инфекция и замръзване. Когато се опитаха да блокират същия този път, докато червеите бяха в процес на поддаване на смърт от старостта, те обаче не можаха да забавят неизбежното. „Това предполага, че остаряването причинява смърт от редица процеси, действащи успоредно“, каза Джемс.
Независимо от това, изследванията показват, че смъртта, поне при тези червеи, е тясно свързана с червата. Остават обаче въпросите: Замразяването и инфекцията насочват ли се към храносмилателните системи на тези червеи, а блокирането на калциевата сигнализация позволява на червата да остане непокътната, а червеят да оцелее? В случай на смърт от старост, други системи ли се провалят първо, което води до евентуално спиране на храносмилателната система, задействащо флуоресценция на смъртта? Отговорът на тези въпроси, разбира се, ще отнеме повече изследвания.
Освен това, защото бозайници и C. elegans споделят подобни некротични пътища, авторите на изследването хипотезират, че изучаването на нематоди може да доведе до вникване в това как смъртта върши бизнеса си при други животни и, може би, дори изяснява начините за забавяне на този процес. Авторите пишат:
Тук има потенциални паралели в застаряването на човека: оценките на вероятните горни граници на човешкото дълголетие са изчислили, че премахването на основно заболяване, свързано с възрастта (напр. Сърдечно-съдови заболявания, рак) би довело до само малко увеличение на живота. Това е така, защото множество патологии действат успоредно, за да увеличат смъртността, свързана с възрастта.
„Заедно откритията поставят под съмнение теорията, че остаряването е просто следствие от натрупване на молекулни увреждания“, заключава Gems. „Трябва да се съсредоточим върху биологичните събития, които се случват по време на стареене и смърт, за да разберем правилно как можем да можем да прекъснем тези процеси.“
