Vuonna 1907 The New York Times kuvasi kokeilua, jossa lääkäri Duncan MacDougall yritti määrittää kuuden ihmisen kuoleman hetken punnitsemalla heidän sielunsa lähtöä. "DR. MacDougallin tavoitteena oli oppia, oliko sieluun poistumisessa ruumiista mitään manifestaatiota, joka voitaisiin tallentaa millä tahansa fyysisellä tavalla ”, Times kirjoitti. Vaikka MacDougallin johtopäätökset - sielun paino 21 grammaa - hylättiin myöhemmin epäilyttävän metodologian suhteen, kuoleman saapumiskeinojen ja elämän poistumiskeinojen määrittäminen edelleen hämmentävät tutkijoita ja kansalaisia.
Vuosien kuluttua siitä, kun MacDougall ilmoitti virheellisistä johtopäätöksistään, tutkijat ovat ymmärtäneet yksittäisen solukuoleman menetelmän. Apoptoosi tai ohjelmoitu solukuolema väittää siististi 50 - 70 miljardia solua aikuisen ihmisen kehossa päivittäin, kun taas nekroosi tai ennenaikainen solukuolema tapahtuu, kun solut vahingoittuvat kuolemaan. Kuinka kuolema lopulta tarttuu koko organismiin, on kuitenkin vaikeaa.
Nyt kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt todisteita kuoleman "kaskadista", joka leviää eläimen kehon läpi erityisen nekroosireitin kautta jättäen kuolleiden solujen herätyksen prosessioonsa, kunnes koko järjestelmä romahtaa ja loppuu. Caenorhabditis elegans-pyöreämatoissa tämä kehon tuhoutumisen aalto on peräisin suolistosta, ja siihen liittyy voimakas sininen fluoresenssi, kun sitä katsotaan kameralla, joka on varustettu kirkkaalla fluoresenssilla suodatinkuutio, joka antoi tutkijoille mahdollisuuden visualisoida matojen tuhoaminen, ryhmä raportoi lehdessä PLoS Biology .
"Olemme tunnistaneet kemialliset itsensä tuhoamisreitit, jotka levittävät matojen solukuolemaa. Me näemme sen hehkuva sinisenä fluoresenssina, joka kulkee kehon läpi", sanoi vanhempi kirjailija David Gems Lontoon University Collegesta lehdistötiedotteessa. "Se on kuin sininen synkkä niittäjä, joka seuraa kuolemaa, koska se leviää koko organismissa, kunnes kaikki elämä on sammunut."
Itse asiassa tutkijat ovat jo vuosien ajan tietäneet, että C. elegans - tyyppinen nematoda, heidän virallinen taksonominen turvapaikkansa - hehkaisee tätä aavemaista sinistä, mutta hämmentyivät sen syy. Johtava hypoteesi oli, että sininen hehku voi johtua vaurioituneista lipideistä ja proteiineista (lipofussiinin nimeltä aine), jotka hehkuvat UV-valossa ja liittyvät ikääntymiseen. Nykyisessä tutkimuksessa tutkimusryhmä testasi tätä hypoteesia vahingoittamalla joitain C. elegansin soluja kuumuudella ja lisääntyneillä happipitoisuuksilla, mikä olisi tuottanut kohonneita lipofussiinitasoja, jos kyseinen aine olisi todellakin vastuussa hehkuudesta. Mikään uusi sininen fluoresenssi ei kuitenkaan johtanut siihen, että jotain muuta ajoi hehkua.
Terve C. eleganssi . Kuva: Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Selvittääkseen hehkuvuuden todellisen syyn, joukkue perusti aikataulun kuvantamisen ikääntyvien C. eleganssien tallentamiseksi lähestyessä kuolemaa. Kun eläimet lopettivat värähtelyn - osoittaen, että he olivat noin kahden tunnin päässä kuolemasta -, joukkue huomasi "silmiinpistävän ja äkillisen" 400 prosentin lisäyksen sinisessä fluoresenssissa. Sininen aalto syntyi suolistosta, joka kuljettaa matoa, ja levittää myrkyllisen kosketuksensa muihin kudoksiin. Hehku haalistui noin 6 tuntia kuoleman jälkeen.
Sama hehku syntyi, kun matoja tapettiin tarkoituksella kuumuuden, taudin tai jäätymisen seurauksena, ja ne ilmestyivät sekä nuoriin että vanhoihin matoihin, jotka kokivat kuolemantappeja. Joukkue määritteli kemiallisesti sinisen fluoresenssin aiheuttaman a molekyyli nimeltään antraniinihappona, ja he kutsuttiin ilmiöksi ”kuoleman fluoresenssi”. Kun matoja alkaa kuolla, matojen suoliston organelit purskahtavat ja antraniinihappo vapautuu. Vaikka antraniliinihappo on keskittynyt organelliin, se diffundoituu matokappaleen läpi. Molekyylin uuden ympäristön vähemmän happamat olosuhteet antavat aineelle sen fluoresoivat ominaisuudet - suodatinkuutiolla tarkasteltuna tuleva valo pystyy nyt virittämään molekyylit laukaiseen fluoresenssipurskeen, ryhmä määritteli kokeellisesti.
Tutkijat olettivat, että kuoleman fluoresenssi johtuu nekroosikaskadista, jota pääasiassa kalsiumionit signaloivat solut lopettavat toiminnan. Kun tutkijat sulkivat kyseisen kemikaalin kuljetuksen matokappaleen kautta käyttämällä sitovia proteiineja ja konstruoituja nematodeja erityisillä mutaatioilla, jotka estävät signalointimolekyylejä, he voivat vähentää kuoleman fluoresenssia ja osittain viivästyttää kuolemaa sellaisten syiden kuten infektion ja jäätymisen takia. Kun he yrittivät estää tämän saman tien, kun matoja oli menehtymässä kuolemaan vanhuuden myötä, he eivät kuitenkaan pystyneet hidastamaan välttämätöntä. "Tämä viittaa siihen, että ikääntyminen aiheuttaa kuoleman useilla samanaikaisesti toimivilla prosesseilla", Gems sanoi.
Siitä huolimatta tutkimus viittaa siihen, että kuolema, ainakin näissä matoissa, liittyy läheisesti suolistoon. Kysymyksiä on kuitenkin edelleen: kohdistuuko jäätyminen ja tartunta näiden madojen ruuansulatukseen ja estävätkö kalsiumin välittäminen suolen pysyä ehjänä ja mato selviytymään? Kuolevatko vanhuudet, jos muut järjestelmät epäonnistuvat ensin, mikä johtaa ruoansulatusjärjestelmän lopulliseen sammutumiseen, mikä laukaisee kuoleman fluoresenssin? Näihin kysymyksiin vastaaminen vie tietysti enemmän tutkimusta.
Lisäksi koska nisäkkäillä ja C. elegansilla on samanlaiset nekroottiset reitit, tutkimuksen tekijät olettavat, että nematodien tutkiminen voi johtaa näkemyksiin siitä, kuinka kuolema tapahtuu sen liiketoiminnassa muissa eläimissä, ja ehkä jopa selvittää tapoja viivästyttää tätä prosessia. Tekijät kirjoittavat:
Ihmisen ikääntymisessä on tässä mahdollisia samankaltaisuuksia: Ihmisen pitkäikäisyyden todennäköisten ylärajojen arvioinnissa on laskettu, että tärkeän ikään liittyvän sairauden (esim. Sydän- ja verisuonisairaudet, syöpä) poistaminen aiheuttaisi vain pieniä pidentymisiä elinajassa. Tämä johtuu siitä, että useat patologiat vaikuttavat samanaikaisesti ikään liittyvän kuolleisuuden lisäämiseen.
"Yhdessä havainnot kyseenalaistavat teorian, jonka mukaan ikääntyminen on yksinkertaisesti seurausta molekyylivaurioiden kertymisestä", Gems totesi. "Meidän on keskityttävä ikääntymisen ja kuoleman aikana tapahtuviin biologisiin tapahtumiin ymmärtääksemme asianmukaisesti, kuinka voimme keskeyttää nämä prosessit."
