Посмертное окоченение у червей проливает свет на процесс смерти

Согласно новому исследованию международной команды учёных из UCL и Вашингтонского университета, умирающий червь испытывает rigor mortis (трупное окоченение) на раннем этапе процесса смерти, а не после основного события, как у людей.

Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, является первым случаем обнаружения rigor mortis у червей и даёт новое представление о процессе смерти организма.

В юридическом и медицинском смысле смерть определяется как момент, когда останавливается сердце или прекращает функционировать мозг. Но с биологической точки зрения смерть включает в себя серию событий, которые начинаются задолго до и заканчиваются некоторое время после того, как человек объявлен мёртвым.

Учёные использовали крошечного круглого червя C. elegans, чтобы изучить механизмы, задействованные при смерти многоклеточных организмов, особенно в результате старения.

"Смерть клеток широко изучалась, но гораздо меньше известно о смерти целых организмов: как это происходит, что её запускает, когда она начинается и заканчивается. Но это чрезвычайно важно для понимания смертельных заболеваний у людей, особенно вызванных старением", — сказал профессор Дэвид Джемс (UCL Institute of Healthy Ageing), руководивший исследованием.

Новые данные показывают, как смерть распространяется по организму посредством процесса клеточного некроза. У C. elegans умирающие клетки запускают смерть своих соседей через высвобождение кальция. Сначала это происходит в мышцах, приводя к их гиперконтракции и rigor mortis, а затем распространяется на кишечник, где вызывает волну синей флуоресценции смерти, делая видимым прохождение смерти через организм.

"То, как смерть распространяется от клетки к клетке с помощью кальция, похоже на горящий дом", — сказал ведущий автор доктор Евгений Галимов (UCL Institute of Healthy Ageing).

У людей rigor mortis наступает через некоторое время после смерти, а затем следует некротическая дегенерация, когда мышцы снова становятся мягкими. Такой некроз важен в мясной промышленности, так как приводит к размягчению мяса; именно поэтому охотники подвешивают мёртвых кроликов и фазанов на несколько дней перед готовкой. Он также используется в судебно-медицинских расследованиях для оценки времени смерти. Новое исследование показывает, как аналогичный процесс сокращения и расслабления мышц происходит при смерти у C. elegans.

"Что действительно удивило нас сначала, так это то, что rigor mortis у червей начинается, пока они ещё живы. Но затем мы поняли, что смерть от остановки кровообращения, как у млекопитающих, не происходит у C. elegans. Черви настолько малы, что им не нужна кровеносная система для получения кислорода для дыхания", — сказал доктор Галимов.

"Умирающие C. elegans также претерпевают то, что мы называем феноменом 'удара в живот', когда посмертное сокращение в голове отбрасывает глотку назад в кишечник, и этот удар запускает гибель клеток", — добавил профессор Джемс.

Эта работа является частью более широкого исследования биологии старения — процесса ухудшения функций с возрастом, который сейчас является основной причиной болезней и смерти во всём мире.

Данные исследования свидетельствуют о том, что упадок в старости связан с потерей клетками способности генерировать энергию в форме АТФ. Когда клетки теряют способность вырабатывать эту энергию, они больше не могут удерживать кальций в мышцах. Затем этот кальций выходит из мышц, вызывая некроз.

"Обнаружение rigor mortis у червей увлекательно, поскольку оно выделяет ключевой шаг в цепочке событий, ведущих от здоровой зрелости к смерти от старости. Это помогает нам понять смерть у людей и, возможно, в будущем предотвратить смерть у смертельно больных пациентов", — заключил профессор Джемс.

Следующим критически важным шагом в этой работе является понимание того, как сенильные изменения в позднем возрасте запускают такие разрушительные волны клеточного некроза.