V roce 1907 The New York Times popsal experiment, při kterém se lékař Duncan MacDougall pokusil kvantifikovat okamžik smrti u šesti lidských subjektů zvážením odchodu jejich duší. "Dr. Cílem MacDougalla bylo zjistit, zda k odchodu duše z těla docházelo nějakým projevem, který lze zaznamenat jakýmkoli fyzickým způsobem, “napsal Times . Přestože závěry MacDougalla - že duše váží 21 gramů - byly později zdiskreditovány pro pochybnou metodologii, kvantifikace způsobů příchodu smrti a způsobu, jakým život odjíždí, stále zneklidňují vědce i veřejnost.
V letech, kdy MacDougall oznámil své chybné závěry, vědci pochopili metodu individuální buněčné smrti. Apoptóza nebo programovaná buněčná smrt úhledně nárokuje 50 až 70 miliard buněk v dospělém lidském těle každý den, zatímco nekróza nebo předčasná buněčná smrt nastává, když jsou buňky smrtelně poškozeny. To, jak smrt nakonec uchopí celý organismus, však zůstává nepolapitelné.
Mezinárodní tým vědců nyní našel důkazy o „kaskádě“ smrti, která se šíří po těle zvířete speciální cestou nekrózy, a zanechává ve svém průchodu vzhůru mrtvých buněk, dokud se celý systém zhroutí a nevyprší. V škrkavce Caenorhabditis elegans tato vlna tělesného ničení pochází ze střeva a je doprovázena intenzivním výbuchem modré fluorescence při pohledu s kamerou vybavenou fluorescencí s vysokým jasem filtrační kostka, která vědcům umožnila vizualizovat destrukci červa, uvádí tým v časopise PLoS Biology .
"Identifikovali jsme chemické cesty sebezničení, které šíří buněčnou smrt v červech, což vidíme, jak tato zářící modrá fluorescence putuje tělem, " řekl v tiskové zprávě vedoucí autor David Gems z University College London. "Je to jako modrý Grim Reaper, který sleduje smrt, jak se šíří celým organismem, dokud nezhasne celý život."
Vědci vlastně roky věděli, že C. elegans - druh nematody, jejich oficiální taxonomický kmen - zářil touto děsivou modří, ale byl zmaten jeho důvod. Hlavní hypotézou bylo, že modrá záře může být způsobena poškozenými lipidy a proteiny (látka zvaná lipofuscin), které září pod UV světlem a jsou spojeny se stárnutím. V současné studii výzkumný tým testoval tuto hypotézu poškozením některých buněk C. elegans ' teplem a zvýšenými hladinami kyslíku, což by vedlo ke zvýšeným hladinám lipofuscinu, kdyby byl tento materiál skutečně odpovědný za záři. Žádná nová modrá fluorescence však nevedla k závěru, že by záře vedla něco jiného.
Zdravý C. elegans . Foto Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Abychom zjistili skutečnou příčinu záře, tým nastavil časosběrné snímání, aby zaznamenával stárnutí C. elegans, když se blížili k smrti. Když se zvířata přestala kroutit - což naznačuje, že jsou asi dvě hodiny od smrti - tým si všiml „nápadného a náhlého“ zvýšení modré fluorescence o 400 procent. Modrá vlna pochází ze střeva, které vede po délce červa, poté šíří svůj toxický dotek do jiných tkání. Záře vybledla asi 6 hodin po smrti.
Stejná záře vznikla, když byli červi úmyslně zabiti žárem, nemocí nebo mrznutím a objevili se u mladých i starých červů, které zažily smrtelné krky. Tým chemicky definoval modrou fluorescenci způsobenou a molekula zvaná kyselina anthranilová a dabovali jevu „fluorescence smrti“. Jak červi začínají umírat, organely v červech začaly praskat a kyselina anthranilová je uvolňována. Ačkoli jednou koncentrovaná v organelle, kyselina anthranilic difunduje tělem červa. Méně kyselé podmínky nového prostředí molekuly propůjčují látce její fluorescenční vlastnosti - při pohledu s filtrační kostkou je nyní dopadající světlo schopné excitovat molekuly a vyvolat výbuch fluorescence, tým určil experimentálně.
Vědci předpokládali, že fluorescence smrti pochází z kaskády nekrózy, která je poháněna převážně signalizačními buňkami iontů vápníku, aby přestaly fungovat. Když vědci vypnuli transport této chemikálie tělem červa pomocí vazebných proteinů a vytvořených nematod se speciálními mutacemi, které blokovaly signální molekuly, mohli snížit fluorescenci smrti a částečně zpozdit smrt kvůli příčinám, jako je infekce a zmrazení. Když se však pokusili blokovat stejnou cestu, zatímco červi podlehli věku podle věku, nemohli nevyhnutelné zpomalit. "To naznačuje, že stárnutí způsobuje smrt několika procesy, které působí paralelně, " řekl Gems.
Výzkum nicméně naznačuje, že smrt, přinejmenším v těchto červech, je úzce spojena se střevem. Stále však přetrvávají otázky: Zaměřuje se mrznutí a infekce na zažívací systémy těchto červů a blokování vápníkové signalizace umožňuje, aby střevo zůstalo neporušené a červ přežil? V případě smrti stárnutím selhávají nejprve jiné systémy, což vede k případnému vypnutí trávicího systému a vyvolává fluorescenci smrti? Odpověď na tyto otázky si samozřejmě vyžádá další výzkum.
Navíc, protože savci a C. elegans sdílejí podobné nekrotické cesty, autoři studie předpokládají, že studium nematod může vést k nahlédnutí do toho, jak smrt jde o jeho podnikání u jiných zvířat, a možná dokonce objasnit způsoby, jak tento proces oddálit. Autoři píší:
Tady existují potenciální paralely ve stárnutí člověka: odhady pravděpodobných horních limitů lidské dlouhověkosti vypočítaly, že odstranění závažné nemoci související s věkem (např. Kardiovaskulární onemocnění, rakovina) by způsobilo pouze malé prodloužení délky života. Je tomu tak proto, že několik patologií působí souběžně ke zvýšení úmrtnosti související s věkem.
"Společně tato zjištění zpochybňují teorii, že stárnutí je jednoduše důsledkem hromadění molekulárního poškození, " uzavřel Gems. "Musíme se zaměřit na biologické události, ke kterým dochází během stárnutí a smrti, abychom správně pochopili, jak bychom mohli tyto procesy přerušit."
