Изучение смерти червей позволяет понять механизм наступления гибели организма



    Смерть необратима, ей подвластны все, за исключением некоторых простейших организмов. Но что она собой представляет и каковы механизмы гибели клеток, тканей, всего организма?

    Впервые ученые смогли наблюдать наступление смерти у прозрачных червей вида Caenorhabditis elegans, организм которых весьма прост. Процесс, за которым наблюдали ученые, позволяет прояснить некоторые детали умирания людей. Правда, у червей этого вида процесс умирания отличается от аналогичных процессов иных живых организмов.

    Почему? Окоченение червей происходит до смерти, а не после нее. «Мы очень удивлены там, что у червей окоченение происходит до того, как животное умирает. И по этому признаку можно понять, что организм червя вот-вот умрет. У сложноорганизованных животных и людей смерть наступает из-за прекращения кровообращения. Сердце перестает биться, кровь не прокачивается по сосудам, мозг и другие органы умирают.

    Но у червей вида C. Elegans все обстоит по-другому. У них нет ни кровеносной системы, ни дыхательной. В 2013 году эта же команда исследователей изучила процесс умирания, проходящий в организме нематоды, еще одного червя, тело которого прозрачно. Тогда ученым удалось получить изображение „вспышки голубого флуоресцентного света“, проходящего через организм в момент смерти клеток.

    На этот раз ученые постарались углубиться в ситуацию, изучив ее во всех подробностях. У C. Elegans в момент гибели клеток тоже наблюдается флуоресценция. Кроме того, в этот же момент мускулы коченеют — причем еще до того, как червь погибнет окончательно. Тело червя в это время может еще двигаться, как будто бы ничего и не происходит.

    Проблема вызвана ионами кальция. Когда смерть „распространяется“ по телу, то есть клетки массово гибнут, они выбрасывают особое химическое соединение. Именно оно вызывает появление флуоресценции, которую наблюдали ученые. Это вещество — антраниловая кислота.

    «Это свечение и окоченение — следствие массовой гибели клеток. Оно продолжается до тех пор, пока организм не гибнет окончательно», — объясняют члены научно-исследовательской команды.



    Понятно, что само по себе исследование интересно. Но еще более актуальным для современной науки оно становится в плане изучения смерти высших животных, а также человека. Что такое смерть? Обратимы ли процессы, происходящие в организме высокоорганизованных животных в момент гибели? Ответы на эти вопросы, вне всяких сомнений, жизненно важны для человека — ведь сейчас многие ученые проводят изучение возможности продлить жизнь человека или вовсе сделать его бессмертным.

    Так вот, у человека все это связано с АТФ ( Аденозинтрифосфорная кислота). Это универсальный носитель энергии практически у всех высокоорганизованных организмов. В момент смерти прекращается выработка АТФ, и организм погибает вследствие энергетического голода. В это же время происходит выделение кальция, что приводит (несколько позже) к окоченению тканей. Эти процессы известны, но не совсем ясно как, когда и почему прекращается выработка АТФ, и является ли этот процесс обратимым.

    В исследовании нематод ученые анализировали, среди прочих показателей жизнедеятельности, концентрацию АТФ. Так вот, он остается неизменным практически до самого момента гибели червя. За несколько мгновений до смерти уровень АТФ очень сильно падает. По мнению ученых, которые проводят это исследование, изучение червей, а возможно, и более сложных организмов, позволит понять, в состоянии ли мы обратить или хотя бы приостановить процессы, которые приводят к смерти.

    Но прежде придется провести еще немало экспериментов с C. Elegans. Их организмы достаточно простые, так что с течением времени ученые смогут понять точно, что происходит и почему. Также специалисты попробуют модифицировать организм червей таким образом, чтобы продлить их жизнь, замедлив процессы, которые приводят к гибели.

    Пока что это невозможно, поскольку «волна смерти распространяется от клетки к клетке, выделяется кальций. Все это подобно пожару, когда огонь перекидывается на рядом стоящие объекты, все горит, и в конце дом сгорает дотла и падает». Так объяснили процесс умирания червя специалисты, которые изучали C. Elegans.

    Результаты этого исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Cell Reports.
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 41
    • 0
      Не понимаю, что запускает этот процесс. То-есть какая-то часть клеток гибнет и после этого умирают остальные?
      • 0
        Как я понимаю, как раз это и предстоит исследовать
        • 0
          Тоже интересно. У нас вот нехватка кислорода, голодание клеток и т.п. А у червей, кажется, лазил-лазил, закоченел и умер
          • +4
            У функционирующей клетки около половины энергии (или даже больше половины), вырабатываемой в виде АТФ в процессе дыхания, тратится на работу ионных насосов, самый известный из них — Na-K-АТФаза — выкачивает из клетки 3 иона натрия и закачивает в цитоплазму 2 иона калия, создавая мембранный потенциал покоя (те самые -70 мВ), который критически важен для её жизнедеятельности. Открытие натриевых каналов и смена знака потенциала — это управляющий сигнал, который заставляет клетку генерировать нервный импульс, сокращаться, выделять различные вещества (в зависимости от типа клетки). Тем же действием обладают ионы кальция — в покое клетка стремится от них избавиться и их концентрация в цитоплазме мала. При недостатке кислорода или по другим причинам, когда ионные насосы перестают справляться с поддержанием градиента ионов, в клетке нарастает концентрация ионов кальция и начинают активироваться самые разные белки — и если этот процесс длится достаточно долго, то наступает биохимический хаос, нарушается гомеостаз и клетка погибает. В статье описывалось окоченение мышц у червей, на которых воздействовали перегревом и смертельными дозами химических веществ.
            • +1
              Вопрос был, почему одновременно. Мне видится так: во-первых, клетки организма стараются равномерно распределять нагрузку, поэтому к критической черте подходят примерно вместе. Во-вторых, когда началась гибель, погибшие клетки наводняют межклеточное пространство неправильными ионами (веществами? сигналами?), это добивает их соседей, — вот и цепная реакция.
              • +1

                А тут в тексте увы не упомянули воздействие перегревом и химическими веществами! Это немного вводит в заблуждение, так как не понятно из-за чего червь умер (мне показалось из-за старости). Если на червя этими способами не воздействовать, то и умирать ему так не придется. Или умрёт без этого окоченения.

            • +5
              По гифке видно, что это просто душа червя через задницу покидает тело.
              • 0
                Вот всегда так! Хочется все как по киношному, под музыку, а оно вон как…
              • 0
                Межклеточные файрволы для остановки волны смерти. Звучит как стартап.
                • 0
                  Ну или ещё, как вариант… Апгрейд какого-либо органа, или бионанороботы (в кровь) — для выработки АТФ и поглощения лишних ионов.
                  • +1
                    В крови АТФ лишняя. Клетки ее транспортировать не умеют.
                    • 0
                      Ну, я не специалист, каюсь. Значит, вариация должна быть несколько иная, но основной смысл — вырабатывать АТФ вместо организма, если тот сам это перестал делать, чтобы не дать умереть организму от энергетического голодания и продлить жизнь хоть в каком-то виде. До исправления поломки организма или до новых исследования в области продления жизни.
                      • 0
                        В любом случае придётся каким-то образом осуществлять доставку питания в клетки, то есть кровеносная система должна минимально работать: остановка сердца, тромбоз и эмболия магистральных сосудов затруднят или сделают доставку невозможной.
                        • 0
                          вырабатывать АТФ вместо организма, если тот сам это перестал делать, чтобы не дать умереть организму от энергетического голодания и продлить жизнь хоть в каком-то виде.

                          Как-то так:
                          image
                          • 0
                            Ну да, суть чем-то похоже; но почему так сразу? Суть в том, что если при большой ране или проявлении в организме каких-либо багов вроде старения удастся удержать организм на грани перед смертью, и позже вылечить, и при том избежать кислородного голодания мозга… То ни личностных изменений, ни гниющего трупа мы в итоге не получим. Я же не про воскрешение мёртвых.
                    • 0

                      Не сработает так как в черве просто не реализовано бессмертие и он окочурится от других багов

                    • +6
                      А если в момент распространения этой кислоты, отрезать кусок червя, этот кусок останется жить еще продолжительное время, или через пару секунд тоже умрет?
                      • 0

                        Вот это вопрос настоящего экспериментатора! Уважаю такой подход именно за простой вопрос — шаг к простому эксперименту. Не сомневаюсь, что кто-то такой эксперимент поставит.

                        • 0
                          Черви кусками не живут, несмотря на популярное заблуждение.
                          • 0
                            Если разрезать червя на две части так, чтобы в одной части осталась голова и кусок до «пояска» — такое утолщение на той стороне, где у него голова, то остальное он отрастит заново. И это остальное — в общем-то длиннее, то есть грубо говоря, дождевого червя можно разрезать пополам и одна из половинок выживет.

                            Вообще-то другая половинка тоже умрет не от разреза, а от того, что без головы не сможет питаться, и умирает через некоторое время от голода.

                            P.S. А есть и другие черви, у которых голова гораздо меньше, настолько, что составляет менее 1/100 от всего тела.
                          • 0

                            99.999% — да даже без проведения эксперимента скажу.


                            Червь содержит тьму багов и он развалится либо так, либо иначе.


                            Есть многоклеточные, в которых есть реализация бессмертия, но это достаточно бесполезно для эволюции и их очень мало. Гидра, например

                            • 0
                              Меня, как уже «готовое» отдельно взятое существо, не волнует эволюция, а вопрос продления жизни — волнует. Вопрос, кто «победит» раньше — эволюция с её «запланированным старением», или человечество. Ну а крайний срок у каждого свой. Надеюсь, доживу. Хоть и не очень в неё верю, но очень уж хочется надеяться на технологическую сингулярность.
                              • 0
                                Нет запланированного старения. Есть упрощённо следующее- извините, но фича — бессмертие сейчас в статусе «not implemented».

                                Для реализации нужно всё переделать с нуля, бюджет 1000 триллионов баксов


                                Хоть и не очень в неё верю, но очень уж хочется надеяться на технологическую сингулярность.

                                Сейчас в моде 2х киловатное общество, замедление роста(эту идею называют устойчивый рост) и прочие самоограничения и эти идеи работают, политики закрывают атомные станции и вытесняют заводы, так что о какой сингулярности Вы мечтаете?
                                • 0
                                  Я же написал, что не особо в неё верю; в теории-то она, возможно, и может произойти, но многие называют оценочные даты порядка тридцатых-сороковых годов, что с точки зрения конца десятых годов мне не кажется реалистичным. В том числе и потому, что в развитых странах преобладает потребительское общество, и в результате наука больше занимается уменьшением толщины телефонов и ширины рамок их экранов, чем важными фундаментальными исследованиями.
                                  • 0
                                    Какие 40-50? Если в западных странах реальные планы к 40 и 50 планируется всё относительное потребление порезать по хардкору, особенно потребление?
                                    До 2050 у нас всего 30лет, как, примерно, до 1990 и ни о каких планах по ускоряющемуся развитию нет, это вообще табу табу, сама такая идея может вызвать дикую ярость у энвайременталистов, которые уже являются огромной силой.

                                    К потреблению всё больше относится с огромным презрением и этот мем стремительно растёт

                                    Нужно «спасать» планету и ставить ветряки, которые ничего не генерируют — вот актуальный мем. А не «даёшь сингулярность к 2050». Вы не в тренде/
                          • +11

                            Кстати, про окоченение. В тексте фраза такая "Окоченение червей происходит до смерти, а не после нее.". Типа у людей по другому. Но ведь это не всегда так, это зависит от температуры тела и внешней температуры.
                            Есть примеры людей, у которых была 100% клиническая (но не биологическая) смерть без пульса, которые имели запредельно низкую температуру тела, фактически окоченели, а потом их оживляли, постепенно поднимая температуру. И люди нормально живут.
                            Вот пара примеров:


                            1. Самая низкая температура тела у выжившего человека ( +13 С) — 7-летняя шведка Стелла Берндтссон, пропала на берегу моря, у Гетеборга, при температуре всего -12 С.
                              Родители отпустили погулять перед Рождеством, поздно спохватились, пошли по следам — упала с обрыва, нашли в море с вертолета. Никаких признаков жизни, врачи медленно разморозили её с +13 С до +32 С и через четыре часа сердце начало биться, через 12 часов она открыла глаза, через 2 недели начала разговаривать.
                              Встала на ноги через месяц, через два месяца выписали. Потеряла память о пяти месяцах, никаких повреждений мозга нет, полностью здорова.
                              https://www.msn.com/en-gb/news/other/girl-survives-13-degree-body-temperature/ar-AAmSEW


                            2. Вторая низкая температура (+13.7 С) — 29-летняя доктор Анна Багенхольм.
                              Каталась на лыжах около норвежского Нарвика упала со склона на 20 см лед ручья (около водопада), пробив его головой (наверно в шлеме)…
                              Супер-неудачное падение: голова, руки и тело ушли под лед в воду, а ноги с лыжами остались снаружи на льду! Не могла никак оттуда выбраться, но нашла около льда карман с воздухом и засунула туда голову, успокоилась, начала экономить силы, продержалась 40 минут.
                              Друзья пытались её вытащить, но не смогли, сразу вызвали две группы спасателей, первая группа с малыми складными лопатами не смогла разбить лед, вторая с обычной лопатой смогла. Это было уже через 80 минут — 40 минут Анна уже была без сознания.
                              Пытались делать все мероприятия — без толку, вызвали вертолет. В вертолете делали всё включая вентиляцию кислородом и удары током (дефибриллятор) — без толку. В 21:10 доставили в госпиталь в Тромсе вообще без признаков жизни. Там измерили температуру +13.7 С (сказали — хорошо, с такой температурой можно работать) и начали оживлять. 9 часов, сотня специалистов в несколько смен. В 21:40 вывели из вены кровь, нагревали отдельно, возвращали обратно в тело. Уже в 22:15 сердце завелось само. Уже в 0:49 тело нагрелось до нормальных +36.4 С. Через десять дней очнулась парализованной. Через полгода вышла на работу, мозги в порядке, потерь памяти нет, остались нервные боли в руках/ногах из-за поврежденных нервов.
                              https://en.wikipedia.org/wiki/Anna_B%C3%A5genholm
                              http://www.peoples.ru/state/citizen/anna_bagenholm/


                            3. Американка Джеан Хиллиард — ехала на авто вечером, съехала в кювет, пошла пешком к дому подруги в -30 градусов С, без нормальной одежды против ветра. Она прошла 3 км, но замерзла в 5 метрах от двери! Нашли только утром. Доставили в госпиталь полностью замержшей (не влезала в машину — пришлось диагонально класть). Врачи не смогли измерить температуру, всё тело ледяное, некуда было градусник вставить!
                              Но зафиксировали пульс 12 ударов в минуту. Размораживали электро-одеялом. Очнулась через несколько часов, через день задвигала руками, через три — ногами. Никаких повреждений, кроме глубоких отморожений кожи (пришлось даже пересадки делать) — выписали через 49 дней.
                              https://en.wikipedia.org/wiki/Jean_Hilliard
                            • +1
                              Вывод: если умираешь, то надо сидеть в холодильнике до приезда скорой.
                              • +1
                                Читал, что у Анны Багенхольм, вроде как, «включился» механизм анабиоза. Остальные случаи очень похожи.
                                • 0

                                  Может быть и включился. И конечно все три случая похожи.

                                • 0
                                  «которые имели запредельно низкую температуру тела, фактически окоченели» Фактически окоченение это не замерзли, это состояние мышц. Оно может быть и при +35С. Это бытовое толкование, когда окоченение связывают с остыванием, а статью писали ученые.
                                  • 0
                                    а статью писали ученые
                                    Статью писал редактор GeekTimes.
                                • 0
                                  Очень интересно. На мой взгляд, исследование вопросов смерти куда важнее полетов в космос и беспилотных машин.
                                  • +2

                                    Это всё звенья одной цепи. И всё это нужно, чтобы покинуть колыбель человечества…

                                    • 0
                                      Стоило пояснить, что я не имею ввиду, что одно нужно заменить другим. Просто хочется видеть примерно столько же сообщений по теме продолжения жизни, как, например, по теме проезда электромобиля на одной зарядке.
                                      • 0

                                        Возможно, если получится более менее продлить жизнь (или вообще сделать её вечной), то немалое количество причин для покидания колыбели человечества пропадёт.

                                        • 0

                                          Не соглашусь, так как всегда найдётся группа людей, желающих познать новое и шагнуть вперёд.

                                          • 0
                                            если получится более менее продлить жизнь (или вообще сделать её вечной), то немалое количество причин для покидания колыбели человечества пропадёт

                                            С точностью до наоборот же. Люди перестанут умирать => людей станет всё больше и больше => Земля не резиновая.


                                            Ну и потерять ~50 лет от прилетевшего из космоса камушка менее обидно, чем потерять несколько сотен/тысяч лет из-за того же.

                                            • 0

                                              Немного расширю мысль:
                                              Думаю что большОе количество людей перестанет откладывать глобальные проблемы на плечи своих детей, и внуков, и позиция "после меня хоть потоп", канет в небытие, появится немалый смысл в долгосрочном планировании, в том числе решения вопросов по экологии, и той же программы по обнаружению опасных космических тел, которые могут угрожать окончанием жизни, когда есть возможность образно говоря жить вечно, думаю что примерно эта логика должна, и привести к концу военных конфликтов (скорее всего они перейдут в какую то другую плоскость).
                                              Под средством для вечной жизни, я подразумеваю образно говоря "таблетку" которую нужно пить каждый день, от смертельно опасного ДТП она не спасёт, но от всех болезней может вылечить.
                                              От перенаселения думаю может спасти образование, и просветительская деятельность.
                                              to: mediakotm norlin

                                              • 0
                                                От перенаселения думаю может спасти образование, и просветительская деятельность.

                                                Не может, потому что придётся вообще полностью прекратить размножение. Очень сильно сомневаюсь, что все люди на такое пойдут добровольно. Ну и зачем себя ограничивать, если можно "просто" освоить новые территории (другие планеты и т.д.)?


                                                Т.е., в лучшем случае это лишь отсрочка необходимости космической экспансии.

                                                • 0
                                                  Да ладно, достаточно ввести ограничение на 1 ребенка в семье (доплата от государства) 2 ребенка в семье (без доплаты), и штраф за последующих — и население само сократится, причем по историческим меркам, более чем быстро.

                                                  Просто такие правила согласовать на международном уровне на текущий момент не представляется возможным.
                                        • 0
                                          Немедленность(высокая скорость распространения) смерти, это очень интересно. Интересно насколько быстро? Выше скорости диффузии межклеточной жидкости или крови? :)

                                          Могу предположить, что если диффузия не превышается, то волна распространяется зачет не компенсируемого увеличения(перепада) давления в виде выделяемого из мертвых клеток того же кальция, — количество ионов кальция в среде вдоль фронта волны умирания, достигая живую клетку, образует на ее мембране давление из за высокого градиента кальция снаружи и внутри клетки. Такого что вода устремляется сквозь мембрану дабы этот градиент восстановить, что приводит к ее разрыву и выделению кучи всяких веществ, что таки приводит к нарастанию фронта волны либо его скорости…

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.