Da bi premagali smrt in postali nesmrtni, moramo najprej premagati entropijo

Nesmrtnost je redka velesila, ki zveni kot prekletstvo. In vendar obstaja nekaj zelo privlačnega glede možnosti, da nikoli ne umremo. Nekaj ​​mora biti v nami, da se izognemo smrti v kakršnem koli kontekstu, ne glede na to, kako nerazumna je odločitev za nas same ali za vrsto na splošno.

To je bil res sveti gral bioloških znanosti. Raziskovanje in zdravljenje bolezni je vedno imelo za cilj razširiti in izboljšati življenje. Najnovejša tehnologija je prispevala k ponovnemu zanimanju za zamisel, da je lahko nesmrtnost dejansko dosegljiva. Nekateri raziskovalci želijo staranje obravnavati kot katero koli drugo bolezen (ali zbirko bolezni), kot je bilo pred kratkim poudarjeno na novi predstavitvi Rona Howarda. Preboj.

Ti raziskovalci upajo, da bodo razvili idejo, da je zdravilo mogoče raziskati za namene zdravljenja same starosti. Čeprav so droge, ki jih opazujejo, že leta prisotne na trgu za zdravljenje bolezni, kot je sladkorna bolezen, upanje je, da bi spremenili razmišljanje in raziskali zdravila za zdravljenje starosti. Katera boljša preventivna obravnava bi lahko bila navsezadnje večna mladina?

Ker ni mogoče dobiti zdravila, ki zdravljenje staranja očisti s strani FDA, raziskovalci trdijo, da se nihče v zasebni industriji ni resno potrudil rešiti problem staranja. Toda, ko pride FDA, tako da razmišljanje poteka, bodo zapornice odprte, svobodni trg pa nas bo obdržal v vseh 24-ih in živahnih stoletjih.

To je navdihujoča misel. Preden se preveč obnesemo, se potopimo v to, kar pomeni starati.

Življenje je v osnovi nestabilen proces (da, proces). Življenje se zdi, da daje prednost višjim, bolj nestabilnim energetskim stanjem do najnižjega energetskega stanja, zaradi česar je tako zanimivo. Zdi se, da vse v vesolju teži k višji entropiji ali neredu. Pravzaprav je znanstvenik Nicolas Carnot naredil načelo, da bi opisal to težnjo, ki je na koncu postala »zakon«. Torej, ko se zdi, da nekaj stori nasprotno, se počuti čudno in nekako namerno zaradi nečesa ali nekoga.

Vendar je treba omeniti, da je tudi gravitacija zakon. Z zadostno energijo se lahko, tako kot drugi zakon termodinamike, začasno upira (upoštevajte, da so zakoni še vedno zelo učinkoviti, vendar jih premagujejo delo; ne kršijo se nobeni fizikalni zakoni). Očiten primer je raketna ladja, ki jo je ustvaril človek, vendar obstajajo tudi primeri v naravi. Površinska napetost v vodi, na primer, lahko premaga gravitacijo. (Upoštevati moram, da je vse to možno, ker smo »odprti sistem«, zato obstaja nekaj, kar bi nadomestilo naše zmanjšanje entropije, zlasti Sonce razprši svojo pot do ravnotežja. nekaj energije, ki jo proizvaja Sonce v tem procesu, vendar je splošna težnja v sistemu še vedno v smeri povečane entropije.)

Torej, bolj očitno, medtem ko vse v vesolju teži k ravnotežju, je ravnovesje smrt. Ravnotežje pomeni enakomerno porazdelitev vseh sestavnih elementov v najvišje stanje entropije - popolno motnjo, vendar popolno stabilnost. Življenje nasprotno. Shranjuje določene molekule v celicah in jih uravnava. Življenje namesto tega teži k energetsko uravnoteženi različici stabilnosti: homeostazi. Pri tem mora stati nasproti naravni smeri preostalega vesolja.

Življenje je torej v bistvu upornost najnižjega energetskega stanja, stanje največje entropije, ki ga hoče vse v sistemu premakniti. Odpornost proti tej naravni težnji naredi sistem sam po sebi nestabilen in je omogočen le z ustrezno količino energije. Preveč energije in vse postane preveč nestabilno in se preprosto topi (ali se izhlapi). Premalo energije in vse preprosto ostane v stanju najnižje energije. Vendar pa je majhno okno, kjer se lahko zmanjša entropija in se lahko spontano ustvari kompleksnost.

(Razveljavitev: Ta drugi zakon naj bi bil nepovraten; jajce ne more razkrojiti, da navedemo klasičen primer. Vendar upoštevajte, da obstaja razlika med zmanjšanjem entropije in puščico časa. Res je - jajce ne more razkrojiti, ampak To je zato, ker ne moremo iti nazaj v preteklost, vendar se lahko jajce dejansko reformira, če se sestavine jajc reciklirajo skozi življenjsko funkcijo, kot da so sestavine kompostirane v mulčenje za koruzno rastlino, ki se nato hrani. Krog življenja je tako imenovan z razlogom.)

Medtem ko narava teži k ravnotežju, je življenje odporno proti ravnotežju in teži k homeostazi. Ampak spet, vse to zahteva energijo. Uporabljamo energijo, da se upremo ravnotežju, tako kot raketa uporablja energijo, da se upre gravitaciji. Toda poraba energije je draga in povzroča obrabo komponent v sistemu. Sčasoma črpalke in membrane ne delujejo tako dobro kot nekoč. Življenje je nujno destruktivni proces!

Ta destruktivni proces je verjetno tisto, kar je res staranje. Torej, če upamo, da se bomo spopadli s staranjem, moramo najprej zastaviti vprašanje: ali je to mogoče? Sestavni deli našega sistema želijo težiti k stanju najnižje energije, tako kot želijo komponente rakete težiti proti površini Zemlje. Da bi se temu uprli, sta oba potrebna poraba energije, vendar poraba energije zmanjšuje te sestavine. Če želimo ostati živi, ​​moramo uporabiti komponente v našem sistemu, kar pomeni, da moramo stara.

Kljub temu ni jasno, zakaj tega ne bi bilo mogoče obkrožiti z zamenjavo komponent. Ali ne bi smeli preprosto nadomestiti celic, ki se obrabijo in tako postale nestabilne? Ali obstaja nekaj, kar je v sebi nestabilno skupine tudi celic? Konec koncev naj bi celice sčasoma nadomestile vse sestavne molekule, zakaj pa umirajo? To je odprto vprašanje, toda en pogled na nesmrtno meduzo nakazuje, da bi bilo vsekakor mogoče preprosto nadomestiti vse.

Eden od mojih kolegov raziskovalcev po imenu Jack Davis mi je nekoč predlagal zanimivo razmišljanje o tem: Mogoče je staranje evolucijska prilagoditev. Ker evolucija deluje le takrat, ko se nenehno obnavlja biološki material, je sam promet moral prihajati od nekje in tako narediti evolucijo bolj učinkovito. Ta promet je potreben za ustvarjanje novih lastnosti in graditev na že razvitih, a. Preprosto rečeno, če nihče ne umira, potem nihče nima otrok in otroci so potrebni za razvoj evolucije.

Zdi se mi bolj verjetno, da je staranje naravno pojav, ki ga ni treba prilagajati. Toda Jackovo razmišljanje je lahko razlog za vztrajanje staranja. Za naravo lahko dejansko obstajajo načini staranja, vendar je staranje močno naklonjeno. Evolucija pridobi veliko koristi od nenehnega ustvarjanja nove biomase, vendar ne prinaša nobene koristi od ohranjanja živih organizmov, potem ko so prispevali k naslednji generaciji (v resnici še naprej vzamejo sredstva, če se držijo), zato obstaja selektivni pritisk, da ohranimo staranje. In živali, ki umrejo, imajo verjetno spodbudo za razmnoževanje. Vse to lahko pojasni, zakaj ne vidimo več primerov nesmrtnih živali.

Za posameznike z zavestno zavestjo, ki so ujeti v ta sistem, pa to ni zelo tolažilno. Človeška evolucija lahko koristi, ko se vsi iztečemo ob 80. letu, vendar umiranje zaradi starosti še vedno ostaja omejeno.

Torej, tukaj smo spet. Kako bi lahko šli v boj proti starosti? Ena od možnosti je najti nekaj, kar je poleg kisika za dihanje. Kisik je dokaj reaktivni element. Pravzaprav je odgovorna za ogromno škodo tako organskim kot anorganskim strukturam skozi proces oksidacije. Če bi lahko našli nekaj manj reaktivnega, bi bilo to lahko manj škodljivo za naša telesa in ne bi bilo treba vlagati toliko energije v antioksidante, da bi se borili proti tem učinkom.

Druga stran tega je, da je reaktivnost kisika tista, ki jo naredi tako veliko. Karkoli manj reaktivno bi izjemno upočasnilo transportno verigo elektronov - kar pomeni, da ne bi mogli vzdrževati ravni aktivnosti, ki jih potrebujemo za preživetje. Mogoče bi se vsi sprehodili v sladkih hiperbaričnih komorah, ki nas ščitijo pred atmosferskim kisikom in dostavljamo le malo v naša pljuča.

Druga možnost je, da na splošno upočasnimo porabo energije, saj ta proces povzroča obrabo celic. Mnogi od nas na Zahodu jedo veliko več, kot moramo, kajne? Čeprav je sporno, se zdi, da omejevanje kalorij lahko podaljša življenje, so pokazale raziskave.

Takšen discipliniran pristop lahko prinese številne koristi (tudi po počasnejšem staranju), vendar je to še vedno začasna rešitev, ki zgolj umira smrt. Življenje daljšega življenja se zdi smiselno le, če je prijetno. Poleg tega je bolj zabavno razmišljati o drugih možnostih. Torej, zakaj ne bi poskušali hackati meduz?

Čeprav to ni nemogoče, ima ta pristop velike ovire. Zdi se, da meduza doseže nesmrtnost s pomočjo »transdiferenciacije«, ali pa spremeni svoje celice v matične celice in začne znova, tako da postanejo druge vrste celic. Čeprav smo tehnično ugotovili, kako spremeniti človeške celice v matične celice, imajo ljudje veliko celic, ki so nekako nenadomestljive. Naši nevroni nam, na primer, omogočajo, da naredimo to, kar počnemo, z iskanjem ustreznih stikov z drugimi nevroni in oblikovanjem kompleksnega spleta. V teoriji, če so te celice prisiljene nazaj v stanje matičnih celic, bi bili vsi ti stiki zlomljeni, ker matične celice niso sposobne tvoriti nevronskih povezav. Teoretično bi se vrnili nazaj v otroštvo in v bistvu ne vemo ničesar, kar se zdi, da je približno to, kar meduha ve. Da bi živeli tako dolgo, kot meduze, bomo morda morali živeti tako slabo.

Mogoče se bomo nekega dne lahko okrepili s tem, da bomo imeli nekakšen nenehni proces, ki se premika skozi možgane, opazuje vsak stik, ki ga ima celica, transdiferencira to celico, nato pa na novo nastalo celico raste okoli njega kot oder da bi ponovno vzpostavili vse svoje predhodne povezave in tako ohranili vse svoje stike. Spomini, ki vključujejo to celico, bi bila zato začasno izključena.

Za zdaj bodo morali naši pristopi zahtevati ciljno usmerjanje genov ali zdravil, ki bodo učinkoviteje uporabljali našo energijo, ali pa ponovno izdelali naša telesa iz trajnejših komponent. Najboljše, kar lahko storimo do takrat, je upreti se naključju, ki ga je vesolje spoznalo za vse nas.