The New York Times je 1907. opisao eksperiment u kojem je liječnik Duncan MacDougall pokušao kvantificirati trenutak smrti na šest ljudskih ispitanika, odmjeravajući odlazak njihove duše. „Dr. MacDougallov je cilj bio naučiti je li odlazak duše iz tijela prisustvovao bilo kakvom manifestu koji bi se mogao zabilježiti bilo kojim fizičkim sredstvom ", napisao je Times . Iako su MacDougallovi zaključci - da duša teži 21 gram - kasnije diskreditirani zbog sumnjive metodologije, kvantificirajući načine dolaska smrti i način na koji život nastavlja, zbunjujući znanstvenike i javnost.
U godinama otkad je MacDougall objavio svoje neispravne zaključke, istraživači su shvatili metodu smrti pojedinačnih stanica. Apoptoza, ili programirana stanična smrt, uredno tvrdi 50 do 70 milijardi stanica u tijelu odraslog čovjeka svakog dana, dok se nekroza ili prerana stanična smrt događa kad su stanice smrtno ozlijeđene. Međutim, kako smrt na kraju obuzima čitav organizam, ostaje nejasno.
Sada, međunarodni tim istraživača pronašao je dokaze o "kaskadi" smrti koja se širi tijelom životinje posebnim putom nekroze, ostavljajući buku mrtvih stanica u svojoj procesiji, dok se cijeli sustav ne uruši i ne istekne. Kod okruglog crva Caenorhabditis elegans, ovaj val tjelesnog uništavanja potječe iz crijeva i prati ga intenzivan prasak plave fluorescencije kada se promatra kamerom opremljenom fluorescencijom visokog svjetla kocka filtra, što je istraživačima omogućilo da vizualiziraju uništenje crva, objavio je tim u časopisu PLoS Biology .
"Identificirali smo kemijske puteve samouništenja koji šire staničnu smrt u crvima, a koje vidimo kako ova užarena plava fluorescencija putuje tijelom", rekao je stariji autor David Gems sa University College London u priopćenju za javnost. „To je poput plavog Grim Žetača koji prati smrt dok se širi po organizmu dok se sav život ne ugasi.“
Zapravo, znanstvenici već godinama znaju da su C. elegans - vrsta nematoda, njihov službeni taksonomski tipik - svijetlili ovu eerie plavu, ali bili su zbunjeni njegov razlog. Vodeća hipoteza bila je da plavi sjaj može biti posljedica oštećenih lipida i bjelančevina (tvar koja se zove lipofuscin), koji blistaju pod UV svjetlom i povezani su sa starenjem. U trenutnoj studiji, istraživački tim testirao je ovu hipotezu oštećujući neke stanice C. elegans toplinom i povećane razine kisika, što bi stvorilo povišene razine lipofuscina da je taj materijal zaista odgovoran za sjaj. No, nova plava fluorescencija nije rezultirala time što je impliciralo da nešto drugo utječe na sjaj.
Zdrava C. elegans . Foto: Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Kako bi utvrdili pravi uzrok sjaja, tim je uspostavio vremenski ograničene snimke kako bi zabilježili starenje C. elegans dok su se približavali smrti. Kad su se životinje prestale micati - što je ukazivalo da su udaljene oko dva sata od smrti, tim je primijetio "upečatljivo i iznenadno" povećanje plave fluorescencije od 400 posto. Plavi val nastao je u crijevima, koji vodi dužinu crva, a potom je svoj toksični dodir proširio u druga tkiva. Sjaj je izblijedio oko 6 sati nakon smrti.
Isti sjaj rezultirao je kad su crvi namjerno usmrtili vrućina, bolest ili smrzavanje, a pojavili su se i u mladim i u starim crvima koji su doživjeli smrtne napade. Tim je kemijski definirao plavu fluorescenciju uzrokovanu a molekule zvane antranilna kiselina, a pojavu su nazvali "smrtnom fluorescencijom". Kako crvi počnu umrijeti, organele u crijevima crva se puknu i oslobađa se antranilna kiselina. Iako je koncentrirana u organeli, antranilna kiselina difundira kroz tijelo crva. Manje kiseli uvjeti u novom okruženju molekule daju supstanci njena fluorescentna svojstva - kada se gleda s kockom filtera, upadno svjetlo sada može pobuđivati molekule, aktivirajući prasak fluorescencije, tim je eksperimentalno utvrdio tim.
Istraživači su hipotetirali da smrtna fluorescencija potječe od kaskade nekroze koji pretežno potiču kalcijevi ioni koji signaliziraju stanicama da prestanu funkcionirati. Kada su istraživači isključili transport te kemikalije kroz tijelo glista upotrebom vezujućih proteina i proizveli nematode posebnim mutacijama koje blokiraju signalne molekule, oni bi mogli smanjiti fluorescenciju smrti i djelomično odgoditi smrt zbog uzroka poput infekcije i smrzavanja. Kada su pokušali blokirati taj isti put dok su crvi starošću podlegli smrti, međutim nisu mogli usporiti neizbježno. "Ovo sugerira da starenje uzrokuje smrt nizom procesa koji djeluju paralelno", rekao je Gems.
Ipak, istraživanje sugerira da je smrt, barem u ovih crva, usko povezana s crijevima. Ali pitanja i dalje ostaju: ciljaju li smrzavanje i infekcija probavni sustav ovih crva, a blokiranje kalcijeve signalizacije omogućuje crijevima da ostanu netaknute, a crv preživi? U slučaju smrti od starosti, hoće li prvi sustavi otkazati, što dovodi do eventualnog gašenja probavnog sustava, što izaziva smrtnu fluorescenciju? Odgovori na ova pitanja, naravno, zahtijevat će još istraživanja.
Nadalje, jer sisavci i C. elegans dijele slične nekrotične putove, autori studije pretpostavljaju da proučavanje nematoda može dovesti do uvida u to kako smrt posluje kod drugih životinja, a možda čak i razjasniti načine odgađanja tog procesa. Autori pišu:
Ovdje postoje potencijalne paralele u starenju čovjeka: procjene vjerojatnih gornjih granica ljudske dugovječnosti izračunale su da bi uklanjanje glavne bolesti povezane s dobi (npr. Kardiovaskularne bolesti, rak) uzrokovalo samo malo povećanje životnog vijeka. To je zato što više patologija djeluje paralelno kako bi povećala smrtnost koja je povezana s dobi.
"Zajedno, nalazi dovode u sumnju teoriju da je starenje jednostavno posljedica nakupljanja molekularnih oštećenja", zaključio je Gems. "Moramo se usredotočiti na biološke događaje koji se događaju tijekom starenja i smrti kako bismo ispravno shvatili kako možemo prekinuti te procese."
