Щоб побити смерть і стати безсмертними, ми спочатку повинні перемогти ентропію

Безсмертя - це рідкісна наддержава, яка звучить як прокляття. І все ж, є щось дуже привабливе про можливість ніколи не вмирати. У нас має бути щось жорстке, щоб уникнути смерті в будь-якому контексті, незалежно від того, наскільки ірраціональним може бути це рішення для нас самих або для виду в цілому.

Це, дійсно, завжди було Святим Граалем біологічних наук. Дослідження та лікування захворювань завжди мали на меті розширення та поліпшення життя. Новітні технології сприяли поновленню інтересу до ідеї про те, що безсмертя може бути дійсно досяжною. Деякі дослідники хотіли б сприймати старіння як будь-яке інше захворювання (або колекцію захворювань), як це нещодавно було висвітлено на новому шоу Рон Ховард. Прорив.

Ці дослідники сподіваються просунути ідею про те, що препарат можна досліджувати з метою лікування самого віку. Хоча ліки, які вони розглядають, вже давно з'являються на ринку для лікування захворювань, таких як цукровий діабет, сподіваємося змінити мислення та дослідити препарати для лікування віку. Яка краща профілактична допомога, зрештою, може бути, ніж вічна молодь?

Тому що неможливо отримати препарат, який лікує старіння, очищений FDA, дослідники стверджують, що ніхто в приватному секторі не спробував серйозно вирішити проблему старіння. Але як тільки FDA прийде, так що мислення йде, шлюзи будуть відкриті, і вільний ринок буде тримати нас усіх почуттями 24 і мудрими протягом багатьох століть.

Це надихаюча думка. Перш ніж ми надто працюємо, давайте поринемо в те, що означає вік.

Життя є принципово нестабільним процесом (так, процес). Життя, здається, віддає перевагу вищим, більш нестабільним енергетичним станам до найнижчого енергетичного стану, що робить його таким інтригуючим. Все у Всесвіті, як видається, прагне до вищої ентропії або розладу. Дійсно, вчений Ніколас Карно придумав принцип опису цієї тенденції, яка в кінцевому рахунку стала «законом». Тому, коли щось здається протилежним, він відчуває себе дивно і якось навмисно чимось чи хтось.

Варто зазначити, однак, що гравітація також є законом. Маючи достатню кількість енергії, вона, як і Другий Закон Термодинаміки, може бути тимчасово протидіє (зауважимо, що закони все ще дуже сильно діють, але долаються роботою; ніякі фізичні закони не порушуються). Очевидним прикладом є ракетний корабель, створений людиною, але приклади існують і в природі. Наприклад, поверхневий натяг у воді здатний подолати тяжкість. (Слід зазначити, що вважається, що все це можливо тому, що ми є «відкритою системою», тому є щось, щоб компенсувати наше зниження ентропії, зокрема, Сонце розсіює свій вихід до рівноваги. частина енергії, що генерується Сонцем у цьому процесі, але загальна тенденція в системі все ще до підвищеної ентропії.)

Отже, ясніше, поки все у Всесвіті прагне до рівноваги, рівновага означає смерть. Рівновага означає рівномірний розподіл всіх складових елементів у вищий стан ентропії - тотальний розлад, але загальна стабільність. Життя робить навпаки. Він зберігає певні молекули всередині клітин і регулює їх. Життя замість цього прагне до енергетично збалансованого варіанту стабільності: гомеостаз. При цьому вона повинна стояти навпроти природного напрямку всесвіту.

Тому життя є, по суті, опором найменшого енергетичного стану, стану максимальної ентропії, до якого все в системі хоче рухатися. Опір цій природної тенденції робить систему за своєю природою нестабільною і стає можливим лише за допомогою потрібної кількості енергії. Занадто багато енергії, і все стає занадто нестабільним і просто плавиться (або випаровується). Занадто мало енергії, і все просто залишається в найнижчому енергетичному стані. Існує невелике вікно, де можна зменшити ентропію, а складність може бути спонтанно сформована.

(Відступ: Цей другий закон вважається незворотним; яйце не може розпастися, щоб навести класичний приклад. Але зауважте, що існує різниця між зменшенням ентропії і стрілкою часу. Це правда - яйце не може розпастися, але Яйце дійсно може бути реформоване, якщо компоненти яйця переробляються через функцію життя, як якщо б компоненти компостувалися в мульчу для рослини кукурудзи, яка, в свою чергу, годується Коло життя так звана з причини.)

Хоча природа прагне до рівноваги, життя протистоїть рівновазі і прагне до гомеостазу. Але знову ж таки, все це вимагає енергії. Ми використовуємо енергію, щоб протистояти рівновазі, так само, як ракета використовує енергію, щоб протистояти гравітації. Але використання енергії є дорогим і викликає знос компонентів системи. Зрештою, насоси та мембрани не працюють так само добре, як колись. Життя обов'язково є руйнівним процесом!

Цей деструктивний процес, ймовірно, є тим, що насправді старіє. Тому, якщо ми сподіваємося вирішити проблему старіння, ми повинні спочатку поставити запитання: чи можливо це? Компоненти нашої системи хочуть прагнути до найменшого енергетичного стану, так само, як компоненти ракети хочуть схилятися до поверхні Землі. Для того, щоб протистояти цьому, обидва вимагають використання енергії, але використання енергії знижує ті самі компоненти. Якщо ми хочемо залишитися в живих, ми повинні використовувати компоненти в нашій системі, що означає, що ми повинні старіти.

Тим не менш, не зрозуміло, чому це неможливо було б об'їхати, змінюючи компоненти. Хіба ми не повинні просто замінювати клітини, які зношуються і, таким чином, стають нестабільними? Або є щось нестабільне групи клітин, також? Зрештою, вважається, що клітини з часом замінюють всі складові молекули, то чому вони помирають? Це відкрите питання, але один погляд на безсмертну медузу говорить про те, що дійсно можна просто замінити все.

Один з моїх колег-дослідників на ім'я Джек Девіс одного разу запропонував мені цікаву думку про це: можливо, старіння - це еволюційна адаптація. Оскільки еволюція працює тільки тоді, коли існує постійний оборот біологічного матеріалу, сам оборот, мабуть, прийшов звідкись, що робить еволюцію більш ефективною. Цей оборот необхідний для формування нових рис і побудови на тих, що вже розроблені, еволюції. Простіше кажучи, якщо ніхто не вмирає, то ніхто не має дітей, а діти потрібні для еволюції.

Мені здається більш вірогідним, що старіння - це явище, що відбувається природно, яке не потрібно адаптувати. Але міркування Джека можуть бути причиною старіння. Існує можливість для природи обійти старіння, але старіння сильно сприяє. Еволюція отримує сильну користь від постійної генерації нової біомаси, але вона не отримує жодної вигоди від збереження живих організмів після того, як вони внесли свій внесок у наступне покоління (насправді, вони просто продовжують забирати ресурси, якщо вони тримаються), таким чином, існує вибірковий тиск, щоб зберегти старіння. І тварини, які гинуть, ймовірно, мають стимул до розмноження. Все це може пояснити, чому ми не бачимо більше прикладів в природі безсмертних тварин.

Проте для людей зі свідомим усвідомленням, які потрапили в цю систему, це не дуже втішно. Еволюція людини може принести користь, коли ми закінчуємося 80 років, але вмирання від старості все ще має обмежену привабливість.

Так що тут ми знову. Як ми можемо йти про боротьбу з віком? Одна можливість полягає в тому, щоб знайти щось крім кисню, щоб дихати. Кисень є досить реактивним елементом. Насправді, це є причиною величезної шкоди як для органічних, так і для неорганічних структур через процес окислення. Якби ми змогли знайти щось менш реакційне, це могло б бути менш шкідливим для нашого тіла, і нам не доведеться вкладати стільки енергії в антиоксиданти, щоб боротися з цими ефектами.

Зворотна сторона цього полягає в тому, що реакційна здатність кисню робить її такою великою. Все, що є менш реактивним, надзвичайно сповільнить електронний ланцюжок транспорту - це означає, що ми не зможемо підтримувати рівень активності, який ми потребуємо для виживання. Таким чином, можливо, ми всі просто ходимо в солодких гіпербаричних камерах, які захищають нас від атмосферного кисню і доставляють трохи до наших легенів.

Інша можливість полягає в більш загальному сповільненні використання енергії, оскільки саме цей процес призводить до зносу клітин. Багато хто з нас на Заході їдять набагато більше, ніж нам потрібно, так чи не так? Хоча суперечливі, обмеження калорій дійсно, здається, здатне продовжити життя, згідно з дослідженнями.

Хоча дисциплінований підхід, подібний до цього, може принести чимало переваг (навіть незважаючи на більш повільне старіння), він все ще є тимчасовим рішенням, яке лише відкладає смерть. Життя довше життя тільки відчуває себе доцільним, якщо це приємно. І, крім того, веселіше думати про інші можливості. Так чому б не спробувати зламати медуз?

Хоча це і неможливо, цей підхід має серйозні перешкоди. Вважається, що медузи досягають безсмертя через «трансдиференціацію», або повертаючи її клітини назад в стовбурові клітини і починаючи з того часу, вони стають іншими типами клітин. Хоча ми технічно зрозуміли, як повернути людські клітини назад у стовбурові клітини, у людей є багато клітин, які є свого роду незамінними. Наші нейрони, наприклад, дозволяють робити те, що ми робимо, знаходячи відповідні контакти з іншими нейронами і утворюючи складну павутину. Теоретично, якщо ці клітини змушені повернутися до стану стовбурових клітин, всі ці контакти будуть порушені, оскільки стовбурові клітини не здатні утворювати нейрональні зв'язки. Ми теоретично повернемося до дитинства і знаємо, по суті, нічого, що здається приблизно тим, що знає медуза. Щоб жити так довго, як медуза, нам також доведеться жити так погано.

Можливо, одного дня ми зможемо обійти цю ситуацію, маючи якийсь постійний процес, який проскакує через мозок, бере до уваги кожний контакт, який має клітина, трансдифференцирует цю клітину, а потім дозволяє новоствореній клітці зростати навколо неї, як ешафот для того, щоб відновити всі свої попередні зв'язки, тим самим зберігаючи кожен зі своїх контактів. Спогади, які включають цю клітинку, тимчасово буде тимчасово.

Поки що наші підходи повинні будуть вимагати орієнтації на гени або наркотики, які роблять більш ефективне використання нашої енергії, або переробляти наші тіла з більш міцних компонентів. Найкраще, що ми можемо зробити до того часу, будемо протистояти випадковості, яку всесвіт припав для всіх нас.