Pada tahun 1907, The New York Times menggambarkan sebuah eksperimen di mana dokter Duncan MacDougall berusaha untuk mengukur saat kematian dalam enam subjek manusia dengan menimbang keberangkatan jiwa mereka. "Dr. Tujuan MacDougall adalah untuk mengetahui apakah kepergian jiwa dari tubuh dihadiri oleh manifestasi apa pun yang dapat direkam dengan cara fisik apa pun, ”tulis Times . Meskipun kesimpulan MacDougall - bahwa jiwa berbobot 21 gram - kemudian didiskreditkan karena metodologi yang meragukan, mengkuantifikasi cara kedatangan kematian dan cara kehidupan berjalan terus membingungkan para ilmuwan dan masyarakat.
Pada tahun-tahun sejak MacDougall mengumumkan kesimpulannya yang salah, para peneliti telah memahami metode kematian sel secara individu. Apoptosis, atau kematian sel terprogram, dengan rapi mengklaim 50 hingga 70 miliar sel dalam tubuh manusia dewasa setiap hari, sementara nekrosis, atau kematian sel dini, terjadi ketika sel-sel terluka parah. Namun, bagaimana kematian akhirnya menguasai seluruh organisme tetap sulit dipahami.
Sekarang, tim peneliti internasional telah menemukan bukti “kaskade” kematian yang menyebar melalui tubuh hewan melalui jalur nekrosis khusus, meninggalkan sel mati dalam prosesinya, sampai seluruh sistem runtuh dan berakhir. Dalam cacing gelang Caenorhabditis elegans, gelombang kehancuran tubuh ini berasal dari usus dan disertai dengan ledakan intens fluoresensi biru ketika dilihat dengan kamera yang dilengkapi dengan fluoresensi kecerahan tinggi filter cube, yang memungkinkan para peneliti untuk memvisualisasikan kehancuran cacing, tim melaporkan dalam jurnal PLoS Biology .
"Kami telah mengidentifikasi jalur kimia penghancuran diri yang menyebarkan kematian sel dalam cacing, yang kami lihat sebagai fluoresensi biru bercahaya ini berjalan melalui tubuh, " kata penulis senior David Gems dari University College London, dalam siaran pers. "Ini seperti Grim Reaper biru, melacak kematian saat itu menyebar ke seluruh organisme sampai semua kehidupan padam."
Sebenarnya, para ilmuwan telah mengetahui selama bertahun-tahun bahwa C. elegans — sejenis nematoda, filum taksonomi resmi mereka — memancarkan cahaya biru yang menakutkan ini, tetapi bingung tentang alasannya. Hipotesis utama adalah bahwa sinar biru mungkin disebabkan oleh lipid dan protein yang rusak (suatu zat yang disebut lipofuscin), yang bercahaya di bawah sinar UV dan terkait dengan penuaan. Dalam studi saat ini, tim peneliti menguji hipotesis ini dengan merusak beberapa sel C. elegans dengan panas dan meningkatkan kadar oksigen, yang akan menghasilkan kadar lipofuscin yang lebih tinggi jika bahan itu memang bertanggung jawab untuk cahaya. Namun, tidak ada fluoresensi biru baru yang menyiratkan bahwa ada sesuatu yang mendorong cahaya itu.
C. elegans yang sehat. Foto oleh Bob Goldstein, UNC Chapel Hill
Untuk mengetahui penyebab sebenarnya cahaya itu, tim mengatur pencitraan selang waktu untuk merekam penuaan C. elegans ketika mereka mendekati kematian. Ketika hewan-hewan itu berhenti bergoyang-goyang - mengindikasikan bahwa mereka berada sekitar dua jam jauhnya dari kematian - tim melihat peningkatan 400 persen "fluoresensi biru yang" mengejutkan dan tiba-tiba. Gelombang biru berasal dari usus, yang membentang sepanjang cacing, kemudian menyebarkan sentuhan toksiknya ke jaringan lain. Cahaya memudar sekitar 6 jam setelah kematian.
Cahaya yang sama dihasilkan ketika cacing-cacing itu sengaja dibunuh oleh panas, penyakit atau pembekuan, dan muncul pada cacing muda dan tua yang mengalami pergolakan kematian. Tim kimia mendefinisikan fluoresensi biru yang disebabkan oleh a molekul yang disebut asam antranilic, dan mereka menjuluki fenomena "kematian fluoresensi." Ketika cacing mulai mati, organel dalam nyali cacing meledak dan asam antranilat dilepaskan. Meskipun begitu terkonsentrasi di organel, asam anthranil berdifusi melalui tubuh cacing. Kondisi kurang asam dari lingkungan baru molekul meminjamkan zat sifat fluoresen-nya - ketika dilihat dengan filter kubus, cahaya insiden sekarang mampu merangsang molekul, memicu ledakan fluoresensi, tim ditentukan secara eksperimental.
Para peneliti berhipotesis bahwa fluoresensi kematian berasal dari kaskade nekrosis, yang didorong terutama oleh ion kalsium yang memberi sinyal sel untuk berhenti berfungsi. Ketika para peneliti mematikan transportasi bahan kimia itu melalui tubuh cacing dengan menggunakan protein pengikat dan nematoda yang direkayasa dengan mutasi khusus yang menghalangi molekul pemberi sinyal, mereka dapat mengurangi fluoresensi kematian dan menunda kematian sebagian karena penyebab seperti infeksi dan pembekuan. Ketika mereka mencoba untuk memblokir jalur yang sama ini sementara cacing sedang dalam proses menyerah pada kematian pada usia tua, bagaimanapun, mereka tidak dapat memperlambat hal yang tak terhindarkan. "Ini menunjukkan bahwa penuaan menyebabkan kematian oleh sejumlah proses yang bekerja secara paralel, " kata Permata.
Meskipun demikian, penelitian menunjukkan bahwa kematian, setidaknya dalam cacing ini, terkait erat dengan usus. Tetapi masih ada pertanyaan: Apakah pembekuan dan infeksi menargetkan sistem pencernaan cacing ini, dan memblokir pensinyalan kalsium memungkinkan usus tetap utuh dan cacing bertahan hidup? Dalam kasus kematian pada usia tua, apakah sistem lain gagal lebih dulu, yang akhirnya menyebabkan sistem pencernaan mati, memicu fluoresensi kematian? Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, tentu saja, akan membutuhkan lebih banyak penelitian.
Selanjutnya karena mamalia dan C. elegans berbagi jalur nekrotik yang serupa, penulis penelitian berhipotesis bahwa mempelajari nematoda dapat menyebabkan wawasan tentang bagaimana kematian terjadi dalam bisnisnya pada hewan lain, dan, mungkin, bahkan menjelaskan cara untuk menunda proses itu. Penulis menulis:
Di sini ada persamaan paralel dalam penuaan manusia: perkiraan kemungkinan batas atas umur panjang manusia telah menghitung bahwa penghilangan penyakit utama yang berkaitan dengan usia (misalnya, penyakit kardiovaskular, kanker) hanya akan menyebabkan sedikit peningkatan umur. Ini karena beberapa patologi bertindak secara paralel untuk meningkatkan mortalitas terkait usia.
"Bersama-sama, temuan meragukan teori bahwa penuaan hanyalah konsekuensi dari akumulasi kerusakan molekuler, " Permata menyimpulkan. "Kita perlu fokus pada peristiwa biologis yang terjadi selama penuaan dan kematian untuk memahami bagaimana kita bisa mengganggu proses ini."
