Гниение не разрушает мозг, а иногда его сохраняет

Археологи расчищают скелет из затопленной могилы. Кожи нет, мышц нет, внутренностей нет. В черепе лежит усохший, потемневший, но вполне узнаваемый мозг.

Так быть не должно. Мозг — рыхлая, жирная ткань, и по всем законам разложения ей полагается пропасть первой, раньше кожи и мышц. Расхожее представление о гниении простое: чем дольше тело лежит в земле, тем меньше от него остаётся. Команда палеопротеомиков из Оксфордского университета решила разобраться, почему у мозга это старое правило иногда работает ровно наоборот.

Мозг остаётся там, где истлело всё остальное

Находка из примера выше не редкость. Та же группа под руководством палеопротеомика Александры Мортон-Хейворд ранее собрала архив таких случаев: свыше 4400 древних человеческих мозгов, найденных по всему миру, некоторым из них до 12 000 лет. В 1300 с лишним случаях мозг оказался единственной мягкой тканью, уцелевшей на скелете, тогда как кожа, мышцы и кишечник истлели полностью.

Список находок фиксировал загадку, но не объяснял её: коллекция росла годами, а причину такой избирательной сохранности никто прямо не проверял. Почему самая нежная ткань тела десятки веков переживает мышцы и кожу, никто толком не знал.

72 мышиные тушки в четырёх банках с песком

Чтобы найти механизм, эксперимент поставили заново, уже не в архиве, а в лаборатории. Тушки 72 мышей закопали в стеклянные банки с кварцевым песком: часть во влажный, часть в сухой, часть с доступом воздуха, часть без него. Получилось четыре условия захоронения. Мышей продержали в них около полугода, время от времени вскрывая банки, доставая тушки и разбирая мозг каждой мыши на отдельные белки.

В банках с кислородом мозг разлагался быстро: белковые цепи рвались на всё более мелкие обрывки, ткань теряла форму. Во влажной безвоздушной среде, той самой, что имитирует затопленную могилу, распад пошёл по другому пути.

Свободные радикалы сваривают, а не разрывают

Разгадка в свободных радикалах: обломках молекул, которые появляются при разложении тканей. При достатке кислорода они действуют как кислота и рвут белковую цепь на всё более мелкие куски.

Без кислорода те же радикалы ведут себя иначе. Оборванный конец белка радикал цепляет к соседней молекуле и постепенно сшивает обрывки в плотную сеть. Особенно охотно в эту сеть встраиваются аминокислоты с серой и ароматическим кольцом: метионин, цистеин, триптофан, тирозин. Судя по всему, именно на них держатся узлы сварки.

Ткань от этого твердеет. Распад и сохранность оказались двумя исходами одной и той же реакции. Кислорода в достатке, и реакция рвёт ткань. Кислорода нет, зато есть вода, и та же реакция её укрепляет.

Полгода в банке против тысяч лет в земле

Тут есть очевидная оговорка. Эксперимент шёл на мышиных тушках, и длился он полгода, а не века и тысячелетия. У крупного тела другая геометрия захоронения, другой состав тканей, другая скорость охлаждения, да и объём ткани, которую нужно законсервировать целиком, несопоставимо больше. Перенос механизма с грызуна на человека остаётся предположением, которое ещё предстоит доказать. Сами авторы работы называют её проверкой механизма, а не финальным ответом.

Направление всё же совпадает с архивом настоящих находок. Сохранившиеся древние мозги чаще всего поднимают именно из бескислородных влажных грунтов: болот, донных отложений, обводнённых могил. Это ровно те условия, в которых у мышей радикалы сшивали белок вместо того, чтобы его разрушать.

Почему из всех тканей тела в такую прочную сеть чаще собирается именно мозг, а не печень или лёгкое, остаётся открытым вопросом. Архив находок его только зафиксировал, ничего не объясняя. Эксперимент с мышами объяснил лишь сам механизм сохранности вещества, а не то, почему природа выбирает для него именно этот орган.

Скелет из затопленной могилы, с которого начинался этот текст, получил объяснение. Его мозг уцелел, потому что угодил в один из исходов того же распада, который должен был его уничтожить.