- 14,410
- 20
- 8 Ноя 2022
Самый хрупкий орган оказался самым устойчивым к разложению.
Оксфордские ученые раскрыли Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся : оказывается, мозговая ткань может оставаться нетронутой долгие годы после смерти. Выявлено более 4400 случаев естественной консервации этого органа возрастом до 12 000 лет.
Мозг считается самым недолговечным органом человеческого тела. Когда прекращается кровоснабжение, необратимые изменения в нейронах начинаются уже через несколько минут. В первые часы ферменты разрушают ткани изнутри, клеточные мембраны распадаются, и орган превращается в жидкость. Затем микроорганизмы довершают процесс разложения.
Однако в некоторых случаях нервная ткань демонстрирует удивительную устойчивость к разложению, сохраняясь на протяжении столетий и даже тысячелетий. Такие образцы находят в древних захоронениях, гробницах, братских могилах и даже на затонувших кораблях.
Александра Мортон-Хейвард, молекулярный биолог из Оксфорда и ведущий автор работы, собрала крупнейшую в мире коллекцию древних образцов – более 600 экземпляров возрастом до 8000 лет. Материалы были получены из Великобритании, Бельгии, Швеции, США и Перу в соответствии с этическими нормами исследований Оксфордского университета.
Переломным моментом в изучении феномена стала находка 2008 года в английском Хеслингтоне – череп обезглавленного мужчины возрастом 2500 лет, внутри которого сохранилась съежившаяся мозговая ткань. Нейробиологи из Университетского колледжа Лондона идентифицировали в древнем образце почти 800 сохранившихся белков – рекордное количество для археологии.
Выяснилось, что главную роль в сохранении тканей играет неправильная укладка белков – процесс, схожий с патологиями при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, боковой амиотрофический склероз и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота. В живом организме белки формируются из цепочек аминокислот (в человеческом теле встречается 20 основных типов) и принимают уникальную трехмерную структуру. Однако нарушения в клеточной среде могут сильно исказить этот процесс.
Классический пример такого нарушения - яичный белок: прозрачная жидкость при изменении условий (например, при жарке или варке) разворачивается, спутывается и образует сгустки. Подобный процесс происходит и в нервной ткани на микроскопическом уровне, когда белок теряет свое нормальное состояние и образует спутанную массу с другими неправильно свернутыми белками. При заболеваниях неправильно свернутые белки приобретают максимально устойчивую форму, и разорвать образовавшиеся между ними связи становится практически невозможно.
Мортон-Хейвард исследовала древние образцы с помощью мощных микроскопов, проводила эксперименты по разложению нервной ткани мышей в различных средах и использовала масс-спектрометрию для идентификации сохранившихся аминокислот. Она помещала мозг мышей в емкости с водой или осадочными породами, чтобы проследить, как происходит разложение с течением времени. Среди 400 обнаруженных белков наиболее распространенным оказался основной белок миелина, формирующий изолирующую оболочку нервных волокон – его пластичность играет ключевую роль в формировании уникальных нейронных связей у каждого человека и их изменении на протяжении жизни.
Для углубленного анализа образцы древней ткани исследовали на синхротроне Diamond Light Source – британском национальном ускорителе частиц. Электроны, разогнанные почти до скорости света, помогли понять состав металлов, минералов и молекул, участвующих в процессе консервации.
Чаще всего цельные образцы находили в заболоченных местах с низким содержанием кислорода. Мозговая ткань на 80% состоит из воды, остальное приходится на белки и липиды – жирные, восковые или маслянистые соединения, нерастворимые в воде.
До недавнего времени считалось, что ткань сохраняется благодаря образованию "могильного воска" – мылоподобного вещества, возникающего при трансформации жиров тела. Однако исследования показали, что в центральной нервной системе содержится слишком мало триглицеридных жиров, необходимых для такого процесса.
Ученые предполагают, что сохранение происходит благодаря молекулярному кросс-линкингу: остатки белков и разрушенных липидов образуют губчатый полимер, устойчивый к разложению. Катализатором процесса как раз могут выступать металлы, особенно железо.
Владимир Уверский, биофизик из Университета Южной Флориды, обнаружил, что наиболее распространенные сохранившиеся белки отличаются высокой степенью неупорядоченности. Он назвал этот феномен "стабильностью нестабильности" и предположил, что неупорядоченные белки действуют как "молекулярный раствор", склеивая молекулы в жесткие агрегаты.
При жизни организм защищает себя от неправильной укладки белков, но с возрастом эти механизмы ослабевают, а после смерти полностью прекращают работу. В мертвой ткани процессы кросс-линкинга и агрегации ограничиваются только законами химии и физики.
Многие экземпляры были найдены в местах массовых захоронений, на кладбищах викторианских работных домов и психиатрических лечебниц, а также в местах насильственной смерти. Исследователи полагают, что окислительный стресс при жизни запускает молекулярные процессы, которые продолжаются и в могиле.
Ученые отмечают, что хотя механизмы сохранения древних тканей отличаются от белковых патологий у живых пациентов, между ними существуют интригующие параллели. Теперь мы можем изучить процессы старения на временных промежутках, сильно превышающих продолжительность человеческой жизни.
Оксфордские ученые раскрыли Для просмотра ссылки Войди
Мозг считается самым недолговечным органом человеческого тела. Когда прекращается кровоснабжение, необратимые изменения в нейронах начинаются уже через несколько минут. В первые часы ферменты разрушают ткани изнутри, клеточные мембраны распадаются, и орган превращается в жидкость. Затем микроорганизмы довершают процесс разложения.
Однако в некоторых случаях нервная ткань демонстрирует удивительную устойчивость к разложению, сохраняясь на протяжении столетий и даже тысячелетий. Такие образцы находят в древних захоронениях, гробницах, братских могилах и даже на затонувших кораблях.
Александра Мортон-Хейвард, молекулярный биолог из Оксфорда и ведущий автор работы, собрала крупнейшую в мире коллекцию древних образцов – более 600 экземпляров возрастом до 8000 лет. Материалы были получены из Великобритании, Бельгии, Швеции, США и Перу в соответствии с этическими нормами исследований Оксфордского университета.
Переломным моментом в изучении феномена стала находка 2008 года в английском Хеслингтоне – череп обезглавленного мужчины возрастом 2500 лет, внутри которого сохранилась съежившаяся мозговая ткань. Нейробиологи из Университетского колледжа Лондона идентифицировали в древнем образце почти 800 сохранившихся белков – рекордное количество для археологии.
Выяснилось, что главную роль в сохранении тканей играет неправильная укладка белков – процесс, схожий с патологиями при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, боковой амиотрофический склероз и губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота. В живом организме белки формируются из цепочек аминокислот (в человеческом теле встречается 20 основных типов) и принимают уникальную трехмерную структуру. Однако нарушения в клеточной среде могут сильно исказить этот процесс.
Классический пример такого нарушения - яичный белок: прозрачная жидкость при изменении условий (например, при жарке или варке) разворачивается, спутывается и образует сгустки. Подобный процесс происходит и в нервной ткани на микроскопическом уровне, когда белок теряет свое нормальное состояние и образует спутанную массу с другими неправильно свернутыми белками. При заболеваниях неправильно свернутые белки приобретают максимально устойчивую форму, и разорвать образовавшиеся между ними связи становится практически невозможно.
Мортон-Хейвард исследовала древние образцы с помощью мощных микроскопов, проводила эксперименты по разложению нервной ткани мышей в различных средах и использовала масс-спектрометрию для идентификации сохранившихся аминокислот. Она помещала мозг мышей в емкости с водой или осадочными породами, чтобы проследить, как происходит разложение с течением времени. Среди 400 обнаруженных белков наиболее распространенным оказался основной белок миелина, формирующий изолирующую оболочку нервных волокон – его пластичность играет ключевую роль в формировании уникальных нейронных связей у каждого человека и их изменении на протяжении жизни.
Для углубленного анализа образцы древней ткани исследовали на синхротроне Diamond Light Source – британском национальном ускорителе частиц. Электроны, разогнанные почти до скорости света, помогли понять состав металлов, минералов и молекул, участвующих в процессе консервации.
Чаще всего цельные образцы находили в заболоченных местах с низким содержанием кислорода. Мозговая ткань на 80% состоит из воды, остальное приходится на белки и липиды – жирные, восковые или маслянистые соединения, нерастворимые в воде.
До недавнего времени считалось, что ткань сохраняется благодаря образованию "могильного воска" – мылоподобного вещества, возникающего при трансформации жиров тела. Однако исследования показали, что в центральной нервной системе содержится слишком мало триглицеридных жиров, необходимых для такого процесса.
Ученые предполагают, что сохранение происходит благодаря молекулярному кросс-линкингу: остатки белков и разрушенных липидов образуют губчатый полимер, устойчивый к разложению. Катализатором процесса как раз могут выступать металлы, особенно железо.
Владимир Уверский, биофизик из Университета Южной Флориды, обнаружил, что наиболее распространенные сохранившиеся белки отличаются высокой степенью неупорядоченности. Он назвал этот феномен "стабильностью нестабильности" и предположил, что неупорядоченные белки действуют как "молекулярный раствор", склеивая молекулы в жесткие агрегаты.
При жизни организм защищает себя от неправильной укладки белков, но с возрастом эти механизмы ослабевают, а после смерти полностью прекращают работу. В мертвой ткани процессы кросс-линкинга и агрегации ограничиваются только законами химии и физики.
Многие экземпляры были найдены в местах массовых захоронений, на кладбищах викторианских работных домов и психиатрических лечебниц, а также в местах насильственной смерти. Исследователи полагают, что окислительный стресс при жизни запускает молекулярные процессы, которые продолжаются и в могиле.
Ученые отмечают, что хотя механизмы сохранения древних тканей отличаются от белковых патологий у живых пациентов, между ними существуют интригующие параллели. Теперь мы можем изучить процессы старения на временных промежутках, сильно превышающих продолжительность человеческой жизни.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
