Да бисмо победили смрт и постали бесмртници, прво морамо побиједити ентропију

Бесмртност је ријетка суперсила која звучи као проклетство. Па ипак, постоји нешто врло привлачно о могућности да никада не умремо. Нешто мора бити повезано са нама да бисмо избегли смрт у било ком контексту, без обзира на то колико је ирационална одлука за себе или за неку врсту.

Ово је заиста било Свети Грал биолошких наука. Истраживање и лечење болести увек је имало за циљ проширење и побољшање живота. Најновија технологија допринела је поновном интересовању за идеју да је бесмртност заиста могућа. Неки истраживачи желе да третирају старење као било коју другу болест (или збирку болести), као што је недавно истакнуто у новој емисији Рона Хауарда. Пробој.

Ови истраживачи се надају да ће унаприједити идеју да се дрога може истражити у сврху третирања саме старости. Иако су лекови које гледају већ годинама на тржишту већ годинама за лечење болести као што је дијабетес, нада се да ће променити мишљење и истражити лекове за лечење старости. Која боља превентивна терапија ипак може постојати од сталне младости?

Будући да није могуће добити лијек који третира старење које је одобрила ФДА, истраживачи тврде, нитко у приватној индустрији није покушао озбиљно ријешити проблем старења. Али када ФДА дође, тако да размишљање иде, бране ће бити отворене, а слободно тржиште ће нас све задржати и бити снажни вековима који долазе.

Ово је инспиративна мисао. Међутим, пре него што будемо превише обрађивали, уронимо у оно што значи старење.

Живот је у основи нестабилан процес (да, процес). Изгледа да живот више воли више, нестабилнија енергетска стања од најнижег енергетског стања, што га чини тако интригантним. Чини се да све у свемиру тежи ка већој ентропији или нереду. Заиста, научник Ницолас Царнот је направио принцип да опише ту тенденцију која је на крају постала "закон". Дакле, када се чини да нешто чини супротно, то је чудно и некако намјерно.

Вреди напоменути, међутим, да је гравитација такође закон. Уз довољно енергије, она се, као и Други закон термодинамике, може привремено одупријети (напомињемо да су закони још увијек на снази, али се превладавају радом; не крше се никакви физички закони). Очигледан пример је људски ракетни брод, али постоје и примери у природи. На пример, површинска напетост у води је способна да превазиђе гравитацију. (Треба напоменути да се мисли да је све то могуће зато што смо "отворени систем", тако да постоји нешто што би могло да надокнади наше смањење ентропије. Конкретно, Сунце расипа свој пут ка равнотежи. нешто енергије генерисане од стране Сунца у овом процесу, али укупна тенденција у систему је још увек према повећаној ентропији.)

Дакле, јасније, док све у свемиру тежи ка равнотежи, равнотежа значи смрт. Равнотежа значи равномерну расподелу свих конститутивних елемената у највише стање ентропије - тотални поремећај, али тоталну стабилност. Живот чини супротно. Чува одређене молекуле унутар ћелија и регулише их. Уместо тога, живот тежи ка енергетски уравнотеженој верзији стабилности: хомеостази. При томе, она мора стајати супротно од природног правца остатка универзума.

Дакле, живот је, у суштини, отпор најнижег енергетског стања, стање максималне ентропије да све у систему жели да се креће. Отпорност на ову природну тенденцију чини систем инхерентно нестабилним и омогућен је само са правом количином енергије. Превише енергије и све постаје превише нестабилно и једноставно се топи (или испарава). Премало енергије и све једноставно остаје у најнижем енергетском стању. Међутим, постоји мали прозор у којем се ентропија може смањити, а комплексност се може спонтано створити.

(На страну: Сматра се да је овај други закон неповратан; јаје не може да се разбије, да се наведе класичан пример. Али имајте на уму да постоји разлика између смањења ентропије и стрелице времена. Истина је - јаје не може да се разбије, али то је зато што не можемо да се вратимо у прошлост, али јаје се заиста може реформисати, ако се компоненте јаја рециклирају кроз функцију живота, као да се компоненте компостирају у малч за биљку кукуруза која се храни Круг живота је такозван због неког разлога.)

Док природа тежи ка равнотежи, живот се одупире равнотежи и тежи ка хомеостази. Али опет, све ово захтева енергију. Ми користимо енергију да се одупремо равнотежи, баш као што ракета користи енергију да се одупре гравитацији. Међутим, потрошња енергије је скупа и изазива трошење компоненти у систему. На крају, пумпе и мембране не функционишу тако добро као некада. Живот је нужно деструктиван процес!

Овај деструктивни процес је вероватно оно што је старење. Дакле, ако се надамо да ћемо се ухватити у коштац са старењем, прво морамо поставити питање: да ли је уопште могуће? Компоненте нашег система желе да теже ка најнижем енергетском стању, баш као што компоненте ракете желе да теже ка површини Земље. Да би се одупрли томе, оба захтевају потрошњу енергије, али употреба енергије смањује те компоненте. Ако желимо да останемо живи, морамо користити компоненте у нашем систему, што значи да морамо старити.

Ипак, није јасно зашто то не би требало бити могуће заобићи тиме што би се на неки начин замијениле компоненте. Зар не бисмо могли једноставно да заменимо ћелије које се истроше и тако постану нестабилне? Или постоји нешто што је инхерентно нестабилно група ћелија, такође? На крају крајева, мисли се да ћелије замјењују све своје саставне молекуле током времена, па зашто онда умиру? То је отворено питање, али један поглед на бесмртну медуву указује на то да би заиста требало бити могуће једноставно све заменити.

Један од мојих колега истраживача по имену Џек Дејвис једном ми је предложио занимљиво размишљање о овоме: Можда је старење еволуциона адаптација. Пошто еволуција функционише само када постоји стални обрт биолошког материјала, сам промет мора да је дошао однекуд, што чини еволуцију ефикаснијом. Овај обрт је неопходан да би се генерисале нове особине и надограђивале на већ развијене, а. Једноставније речено, ако нико не умире, онда нико нема бебе, а бебе су потребне да покрену еволуцију.

Чини ми се вјероватнијим да је старење феномен који се природно појављује и који се не мора прилагодити. Али Џеково размишљање може бити разлог зашто старење и даље постоји. Можда заиста постоје начини да природа заобиђе старење, али старење је снажно фаворизовано. Еволуција добија снажну корист од сталног стварања нове биомасе, али не добија никакву корист од одржавања живих организама након што су допринели следећој генерацији (у ствари, они само настављају да узимају ресурсе ако остану), тако да постоји селективан притисак да се задржи старење. А животиње које одумиру вероватно имају подстицај за размножавање. Све ово може објаснити зашто не видимо више примера у природи бесмртних животиња.

Међутим, за појединце са свесном свешћу који су ухваћени у овај систем, то није баш утјешно. Људска еволуција може имати користи када сви истекнемо на 80, али умирање од старости и даље има ограничену привлачност.

Дакле, ево нас опет. Како бисмо могли да се боримо против старости? Једна могућност је да се пронађе нешто осим кисеоника за дисање. Кисеоник је прилично реактиван елемент. У ствари, одговоран је за огромну количину оштећења и органских и неорганских структура кроз процес оксидације. Да смо успели да нађемо нешто мање реактивно, то би могло бити мање штетно за наша тела, и не бисмо морали уложити толико енергије у антиоксиданте да би се борили против ових ефеката.

Друга страна овога је да је реактивност кисеоника тако велика у ономе што ради. Све мање реактивно би страховито успорило ланац транспорта електрона - што значи да не бисмо могли да одржимо нивое активности које су нам потребне да би преживели. Па можда сви само ходамо около у слатким хипербаричним коморама које нас штите од атмосферског кисеоника и испоручујемо само мало до наших плућа.

Друга могућност је да се генерално успорава наша употреба енергије, јер је то процес који производи хабање ћелија. Многи од нас на Западу једу много више него што је потребно, зар не? Мада контроверзно, ограничење калорија заиста изгледа да може продужити живот, према истраживањима.

Иако дисциплиновани приступ као што је овај, може донијети многе користи (чак и након споријег старења), то је још увијек привремено рјешење које само одлаже смрт. Живот дужег живота се само исплати ако је угодан. Осим тога, забавније је размишљати о другим могућностима. Па зашто онда не покушате да хакујете медузе?

Иако то није немогуће, овај приступ има велике препреке. Сматра се да медузе постижу бесмртност кроз „трансдифферентизацију“, или окреће своје ћелије натраг у матичне ћелије и почињу од почетка тако да постају други типови ћелија. Иако смо технички схватили како да се људске ћелије врате у матичне ћелије, људи имају многе ћелије које су некако незамјењиве. Наши неурони, на пример, допустимо да радимо оно што радимо тако што проналазимо одговарајуће контакте са другим неуронима и формирамо комплексну мрежу. У теорији, ако се те ћелије врате у стање матичних ћелија, сви ови контакти би били сломљени, јер матичне ћелије нису способне да формирају неуронске везе. Теоретски бисмо се вратили у рано дјетињство и нисмо знали у суштини ништа, што је отприлике оно што медуза зна. Да би живели тако дуго као медуза, можда ћемо морати да живимо тако лоше.

Можда ћемо једног дана моћи да заобиђемо ово тако што ћемо имати неку врсту континуалног процеса који се котрља кроз мозак, бележи сваки контакт који ћелија има, трансдиференцира ту ћелију, затим дозвољава да нова ћелија расте око ње попут скеле како би се поново успоставиле све претходне везе, чиме би се сачувао сваки од његових контаката. Успомене које подразумевају ћелију ће зато бити привремено ван мреже.

За сада, наши приступи ће морати захтијевати циљање гена или лијекова који ће учинковитије користити нашу енергију, или поновно производити наша тијела из трајнијих компоненти. Најбоље што можемо до тада је да се одупремо случајности коју је универзум наметнуо за све нас.