Aastal 1907 kirjeldas The New York Times eksperimenti, milles arst Duncan MacDougall üritas kuue inimese uuritavat surma hetke mõõta, kaaludes nende hinge lahkumist. "Dr. MacDougalli eesmärk oli teada saada, kas hinge lahkumisel kehast on osa manifestatsioonist, mida saab salvestada mis tahes füüsiliste vahenditega, ”kirjutas Times . Kuigi MacDougalli järeldusi - et hing kaalub 21 grammi - diskrediteeriti hiljem kahtlase metoodika osas, on surma saabumise võimaluste ja elu lahkuvuse kvantifitseerimine endiselt teadlaste ja avalikkuse jaoks hämmastav.
Aastate jooksul, mil MacDougall teatas oma vigasetest järeldustest, on teadlased mõistnud individuaalse rakusurma meetodit. Apoptoos ehk programmeeritud rakusurm nõuab täiskasvanud inimese kehas iga päev 50–70 miljardit rakku, samal ajal kui rakud on surmaga vigastatud, tekib nekroos ehk enneaegne rakusurm. Kuidas surm kogu organismi lõpuks kätte võtab, jääb siiski vaevaliseks.
Nüüd on rahvusvaheline teadlaste meeskond leidnud tõendeid surma "kaskaadist", mis levib looma kehas spetsiaalse nekroositee kaudu, jättes rongkäigus surnud rakud, kuni kogu süsteem variseb kokku ja aegub. Ümarusside Caenorhabditis elegans puhul on kehaline hävimislaine pärit soolestikust ja sellega kaasneb intensiivse sinise fluorestsentsi puhkemine, kui vaadata seda suure heledusega fluorestsentsiga varustatud kaameraga filtrikuup, mis võimaldas teadlastel visualiseerida ussi hävitamist, teatas meeskond ajakirjas PLoS Biology .
"Oleme tuvastanud usside rakusurma propageerivad keemilised enesehävitamise rajad, mida näeme kui hõõguvat sinist fluorestsentsi, mis rändab läbi keha, " ütles Londoni ülikooli kolledži vanemkirjanik David Gems pressiteates. "See on nagu sinine sünge reaktor, jälgides surma, kuna see levib kogu organismis, kuni kogu elu on kustutatud."
Tegelikult on teadlased juba aastaid teadnud, et C. elegans - nematoodide tüüp, nende ametlik taksonoomiline varjund - helendab seda jubedat sinist värvi, kuid olid hämmingus selle põhjus. Juhtiv hüpotees oli, et sinise kuma võib põhjustada kahjustatud lipiidid ja valgud (aine, mida nimetatakse lipofustsiiniks), mis hõõguvad ultraviolettvalguses ja on seotud vananemisega. Käesolevas uuringus katsetas uurimisrühm seda hüpoteesi, kahjustades C. C. elegansi rakke kuumuse ja kõrgendatud hapnikusisaldusega, mis oleks tekitanud lipofustsiini kõrgendatud taset, kui see materjal oleks tõepoolest kuma eest vastutav. Uue sinise fluorestsentsi tulemuseks ei olnud siiski vihje, et hõõguvust suurendas midagi muud.
Tervislik C. elegans . Foto autor: Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Hõõgumise tegeliku põhjuse väljaselgitamiseks seadis meeskond surmaga lähenedes vananenud C. elegantsi jäädvustamiseks ajaülevaate . Kui loomad lakkasid - mis näitas, et nad olid surmast umbes kaks tundi eemal -, märkas meeskond sinise fluorestsentsi silmatorkavat ja järsku suurenemist 400 protsenti. Sinine laine pärines soolestikust, mis jookseb ussi pikkusega, seejärel levib selle toksiline puudutus teistesse kudedesse. Hõõgus tuhmus umbes 6 tundi pärast surma.
Sama kuma tekkis siis, kui ussid tapeti tahtlikult kuumuse, haiguste või külmetuse tagajärjel ning need ilmnesid nii noorte kui ka vanade usside puhul, kellel oli surmajuhtumeid. Meeskond määratles keemiliselt sinise fluorestsentsi, mille põhjustas a antraniilhappeks nimetatud molekuli ja nad nimetasid seda nähtust "surma fluorestsentsiks". Kui ussid hakkavad surema, lõhkevad usside sisemuses olevad organellid ja antraniilhape vabaneb. Ehkki antraniilhape on kord kontsentreeritud organellidesse, hajub see läbi ussi keha. Molekuli uue keskkonna vähem happelised tingimused annavad ainele selle fluorestsentsi omadused - filtrikuubiga vaadatuna suudab langev valgus molekule ergastada, käivitades fluorestsentsi purske, otsustas meeskond eksperimentaalselt.
Teadlased püstitasid oletuse, et surmafluorestsents pärineb nekroosi kaskaadist, mille toimimist peatavad peamiselt kaltsiumiioonid, mis signaalivad rakke. Kui teadlased lülitasid selle kemikaali transpordi läbi ussi keha, kasutades selleks siduvaid valke ja spetsiaalsete mutatsioonidega nematoodide abil, mis blokeerisid signaalmolekule, võisid nad vähendada surma fluorestsentsi ja osaliselt surma põhjustada selliste põhjuste tõttu nagu nakatumine ja külmumine. Kui nad üritasid seda sama rada blokeerida, kui ussid olid vanaduspõlves surnuks suremas, ei suutnud nad paratamatust aeglustada. "See viitab sellele, et vananemine põhjustab surma mitmete paralleelselt toimivate protsesside kaudu, " sõnas Gems.
Sellegipoolest viitavad uuringud sellele, et vähemalt nende usside puhul on surm tihedalt seotud soolestikuga. Kuid endiselt on küsimusi: kas külmutamine ja nakatumine on suunatud nende usside seedesüsteemidele ja kaltsiumi signaliseerimise blokeerimine võimaldab soolestikul puutumata jääda ja uss ellu jääda? Kas vanadussurma korral tõrkuvad kõigepealt teised süsteemid, mis põhjustab seedesüsteemi lõplikku seiskamist, käivitades surma fluorestsentsi? Nendele küsimustele vastamine võtab muidugi rohkem uurimistööd.
Lisaks, kuna imetajatel ja C. elegans'il on sarnased nekrootilised rajad, püstitavad uuringu autorid, et nematoodide uurimine võib anda ülevaate sellest, kuidas surm toimub teiste loomade puhul, ja võib-olla isegi selgitada, kuidas seda protsessi edasi lükata. Autorid kirjutavad:
Inimese vananemisel on siin võimalikke paralleele: inimese pikaealisuse tõenäoliste ülemiste piiride hinnangute kohaselt on vanusega seotud olulise haiguse (nt südame-veresoonkonna haigused, vähk) eemaldamine põhjustaks eluea pikenemist vaid vähesel määral. Selle põhjuseks on asjaolu, et mitmed patoloogiad toimivad paralleelselt vanusega seotud suremuse suurendamisel.
"Koos panevad järeldused kahtluse alla teooria, mille kohaselt vananemine on lihtsalt molekulaarsete kahjustuste kuhjumise tagajärg, " lõpetas Gems. "Peame keskenduma bioloogilistele sündmustele, mis toimuvad vananemise ja surma ajal, et õigesti aru saada, kuidas me võime neid protsesse katkestada."
