Смерть червей наступает задом наперед

Биологи выяснили, что у червей C. elegans соответствующее трупному окоченению млекопитающих состояние наступает в начале процесса умирания, когда они еще фактически живы. В то же время у многих других животных, в том числе у человека, подобное окоченение возникает только на последних стадиях. Статья с результатами опубликована в журнале Cell Reports.

С точки зрения законодательства, смерть человека определяется как момент прекращения биения сердца или остановки функционирования мозга. Однако с биологической точки зрения смерть сопровождается целым набором процессов, которые зачастую начинаются задолго до медицинской констатации смерти, и заканчиваются намного позже.

В новой работе ученые исследование смерть стандартного модельного организма — нематоды Caenorhabditis elegans. «Клеточная смерть хорошо изучена, однако намного меньше известно о смерти на уровне организма: как она наступает, что ее вызывает, когда она начинается и кончается, — говорит руководитель коллектива авторов Дэвид Гемс из Имперского колледжа Лондона. — Тем не менее, это чрезвычайно важные вопросы для понимания смертельных заболеваний, в особенности связанных со старением».

В новой работе показывается, что умирание распространяется по телу круглого червя как волна смертей отдельных клеток — когда умирает одна, выпускаемые ей ионы кальция вызывают смерть соседних клеток. Процесс начинается в мускулах, приводит к их сверхсокращению и трупному окоченению, а затем распространяется по кишечнику. Волнообразный процесс умирания клеток в пищеварительной системе этот же коллектив ученых смог зафиксировать при помощи флуоресценции в одной из предыдущих работ.

«В начале мы были очень удивлены тем, что окоченение наступает у живых червей, — поясняет соавтор Евгений Галимов. — Но затем мы поняли, что смерть от остановки кровообращения, характерной для млекопитающих, у них просто не наступает, так как они настолько малы, что для того, чтобы обеспечивать ткани кислородом, им не нужно кровообращение».

Работа стала частью крупного проекта по исследованию старения. В результате также выяснилось, что снижение функциональности клеток с возрастом связано с ухудшением способности производить АТФ — основную молекулу энергетического обмена в живой природе. Вследствие этого клетки не могут так же эффективно удерживать внутри себя кальций. Он выходит из мышц и вызывает некроз тканей. Авторы надеются, что сделанное открытие позволит лучше понять смерть не только простых животных, но и человека, и, возможно, даже отложить ее наступление у больных пациентов.