Poraziť smrť a stať sa nesmrteľnými, musíme najprv poraziť Entropiu

Nesmrteľnosť je vzácna superveľmocia, ktorá znie ako prekliatie. A predsa je tu niečo veľmi lákavé o možnosti nikdy neumrieť. Niečo musí byť v nás tvrdé, aby sme sa vyhli smrti v akomkoľvek kontexte, bez ohľadu na to, aké iracionálne rozhodnutie by mohlo byť pre nás samých alebo pre tento druh.

To bol vždy Svätý grál biologických vied. Cieľom skúmania a liečby chorôb bolo vždy predĺženie a zlepšenie života. Najnovšia technológia prispela k obnoveniu záujmu o myšlienku, že nesmrteľnosť môže byť skutočne dosiahnuteľná. Niektorí výskumníci by chceli liečiť starnutie ako akúkoľvek inú chorobu (alebo zbierku chorôb), ako bolo nedávno zdôraznené na novej výstave Ron Howard Prelom.

Títo výskumníci dúfajú, že pokročia v myšlienke, že liek môže byť vyšetrený za účelom liečby samotného veku. Hoci lieky, na ktoré sa pozerajú, už roky pôsobia na trhu s liečbou chorôb, ako je cukrovka, nádejou je v prvom rade zmeniť myslenie a preskúmať lieky na liečbu veku. Aká lepšia preventívna liečba by mohla byť predsa len večnou mladosťou?

Vzhľadom k tomu, že nie je možné získať liek, ktorý by sa zaoberal starnutím očisteným úradom FDA, vedci tvrdia, že nikto v súkromnom priemysle sa vážne nesnažil riešiť liek na starnutie. Akonáhle však FDA príde, tak myslenie ide, záplavy budú otvorené a voľný trh nás bude udržiavať všetky pocity 24 a po celé stáročia.

To je inšpirujúca myšlienka. Skôr než sa dostaneme príliš veľa, ponorme sa do toho, čo to znamená starnúť.

Život je v podstate nestabilný proces (áno, proces). Zdá sa, že život dáva prednosť vyšším, nestabilnejším energetickým stavom do najnižšieho energetického stavu, čo ho robí tak zaujímavým. Zdá sa, že všetko vo vesmíre smeruje k vyššej entropii alebo poruche. Vskutku, vedec Nicolas Carnot vymyslel princíp, ktorý opísal túto tendenciu, ktorá sa nakoniec stala „zákonom“. Takže keď sa zdá, že niečo robí pravý opak, je to čudné a niečím zámerným.

Stojí za zmienku, že gravitácia je tiež zákonom. S dostatočným množstvom energie je možné, podobne ako druhý zákon termodynamiky, dočasne vzdorovať (všimnite si, že zákony sú stále veľmi účinné, ale sú prekonávané prácou; žiadne fyzické zákony nie sú porušované). Zrejmým príkladom je raketa vyrobená človekom, ale v prírode existujú aj príklady. Napríklad povrchové napätie vo vode je schopné prekonať gravitáciu. (Všimol by som si, že to je všetko, čo je možné, pretože sme „otvorený systém“, takže je tu niečo, čo kompenzuje našu redukciu entropie. Konkrétne, Slnko rozptyľuje cestu von do rovnováhy. časť energie vyrobenej Slnkom v tomto procese, ale celková tendencia v systéme je stále smerom k zvýšenej entropii.)

Takže, jasnejšie, zatiaľ čo všetko vo vesmíre smeruje k rovnováhe, rovnováha znamená smrť. Rovnováha znamená rovnomerné rozdelenie všetkých zložiek do najvyššieho stavu entropie - totálnej poruchy, ale celkovej stability. Život robí opak. Zachytáva určité molekuly vo vnútri buniek a reguluje ich. Život namiesto toho smeruje k energeticky vyváženej verzii stability: homeostáze. Pritom musí stáť vpred prirodzený smer zvyšku vesmíru.

Takže život je v podstate odporom najnižšieho energetického stavu, stavu maximálnej entropie, ktorú chce všetko v systéme prejsť. Odolnosť voči tejto prirodzenej tendencii robí systém inherentne nestabilným a je umožnený tým správnym množstvom energie. Príliš veľa energie a všetko sa stáva príliš nestabilným a jednoducho sa rozpúšťa (alebo odparuje). Príliš málo energie a všetko jednoducho zostáva v najnižšom energetickom stave. Je tu však malé okno, kde môže byť znížená entropia a spontánne môže vzniknúť zložitosť.

(Odpoveď: Toto druhé právo je považované za nezvratné; vajce sa nemôžu rozbiť, citovať klasický príklad. Ale všimnite si, že existuje rozdiel medzi redukciou entropie a šípkou času. Je to preto, že sa nemôžeme vrátiť v čase, ale vajcia sa môžu skutočne reformovať, ak sa zložky vajec recyklujú prostredníctvom funkcie života, ako keby sa zložky kompostovali do mulča pre kukuričnú rastlinu, ktorá zasa dodáva krmivá. Kruh života je takzvaný z nejakého dôvodu.)

Kým príroda smeruje k rovnováhe, život odoláva rovnováhe a smeruje k homeostáze. Ale opäť to všetko vyžaduje energiu. Energiu používame na odolávanie rovnováhe, rovnako ako raketa využíva energiu na odolávanie gravitácii. Spotreba energie je však nákladná a spôsobuje opotrebovanie komponentov v systéme. Napokon, čerpadlá a membrány nefungujú rovnako dobre ako predtým. Život je nevyhnutne deštruktívny proces!

Tento deštruktívny proces je pravdepodobne to, čo starnutie naozaj je. Ak teda dúfame, že sa budeme starať o starnutie, musíme najprv položiť otázku: Je to vôbec možné? Komponenty nášho systému chcú smerovať k najnižšiemu energetickému stavu, rovnako ako komponenty rakety chcú smerovať k povrchu Zeme. Na to, aby sme sa tomu bránili, obaja si vyžadujú využitie energie, ale spotreba energie sa obmedzuje na tieto komponenty. Ak chceme zostať nažive, musíme používať komponenty v našom systéme, čo znamená, že musíme starnúť.

Nie je však jasné, prečo by to nemalo byť možné obísť tak, že by sa nejakým spôsobom nahradili komponenty. Nemali by sme byť schopní jednoducho nahradiť bunky, ktoré sa opotrebujú, a tak sa stať nestabilnými? Alebo je niečo neodmysliteľne nestabilné skupina buniek, tiež? Koniec koncov, bunky sú myšlienka nahradiť všetky svoje základné molekuly v priebehu času, tak prečo oni zomrú? Je to otvorená otázka, ale jeden pohľad na nesmrteľné medúzy naznačuje, že by malo byť skutočne možné jednoducho nahradiť všetko.

Jeden z mojich kolegov výskumníkov menom Jack Davis kedysi navrhol zaujímavú myšlienku pre mňa o tom: Možno, že starnutie je evolučná adaptácia. Pretože evolúcia funguje len vtedy, keď sa neustále rozvíja biologický materiál, samotný obrat musí niekde pochádzať, čo robí evolúciu efektívnejšou. Tento obrat je potrebný na generovanie nových vlastností a na základe už vyvinutých, evolúcií. Jednoducho povedané, ak nikto neumiera, potom nikto nemá žiadne deti a deti sú potrebné na riadenie evolúcie.

Zdá sa mi pravdepodobnejšie, že starnutie je prirodzene sa vyskytujúci jav, ktorý nie je potrebné prispôsobiť. Ale Jackovo uvažovanie môže byť dôvodom, prečo starnutie pretrváva. V skutočnosti môžu existovať spôsoby, ako sa príroda obísť starnutím, ale starnutie je veľmi uprednostňované. Evolúcia získava silný úžitok z neustáleho vytvárania novej biomasy, ale nezískava žiadny úžitok z udržania živých organizmov po tom, čo prispeli k budúcej generácii (v skutočnosti len naďalej berú zdroje, ak sa budú držať), takže existuje selektívny tlak na udržanie starnutia. Zvieratá, ktoré zomrú, majú pravdepodobne motiváciu k množeniu. To všetko môže vysvetliť, prečo nevidíme viac príkladov povahy nesmrteľných zvierat.

Pre jednotlivcov s vedomým vedomím, ktorí sú chytení v tomto systéme, to však nie je veľmi príjemné. Ľudská evolúcia môže byť prospešná, keď všetci skončíme na 80, ale umieranie v starobe má stále obmedzenú príťažlivosť.

Tak sme tu znova. Ako by sme mohli ísť na boj proti veku? Jednou z možností je nájsť niečo okrem kyslíka na dýchanie. Kyslík je pomerne reaktívny prvok. V skutočnosti je zodpovedný za obrovské množstvo poškodenia organických aj anorganických štruktúr prostredníctvom procesu oxidácie. Ak by sme boli schopní nájsť niečo trochu menej reaktívne, mohlo by to byť menej škodlivé pre naše telá a my by sme nemuseli investovať toľko energie do antioxidantov, aby sme bojovali proti týmto účinkom.

Flip strana je to, že je to kyslík reaktivita, ktorá robí to tak veľký, čo robí. Čokoľvek menej reaktívne by nesmierne spomalilo reťazec prenosu elektrónov - to znamená, že by sme neboli schopní udržať úroveň aktivity, ktorú potrebujeme na prežitie. Takže možno všetci len chodíme okolo sladkých hyperbarických komôr, ktoré nás chránia pred atmosférickým kyslíkom a dodávajú len trochu do pľúc.

Ďalšou možnosťou je vo všeobecnosti spomaliť naše využívanie energie, pretože je to tento proces, ktorý produkuje opotrebenie buniek. Mnohí z nás na Západe jedia oveľa viac, ako potrebujeme, však? Hoci kontroverzné, kalorické obmedzenie sa skutočne zdá byť schopný predĺžiť život, podľa výskumu.

Hoci disciplinárny prístup, ako je tento, môže priniesť mnoho výhod (aj mimo pomalšieho starnutia), je to stále dočasné riešenie, ktoré len odkladá smrť. Život s dlhším životom má zmysel len vtedy, ak je to príjemné. A okrem toho je zábavnejšie myslieť na iné možnosti. Tak prečo sa nesnažiť hacknúť medúzy?

Hoci nie je to nemožné, tento prístup má veľké prekážky. Má sa za to, že medúzy dosahujú nesmrteľnosť prostredníctvom „transdifferentiácie“, alebo otáčaním buniek späť do kmeňových buniek a začínajú sa tak, aby sa stali ďalšími typmi buniek. Hoci sme technicky zistili, ako zmeniť ľudské bunky späť na kmeňové bunky, ľudia majú mnoho buniek, ktoré sú nenahraditeľné. Napríklad naše neuróny robia to, čo robíme, nájdením vhodných kontaktov s inými neurónmi a vytvorením komplexného webu. Teoreticky, ak tieto bunky sú nútené späť do stavu kmeňových buniek, všetky tieto kontakty by boli rozbité, pretože kmeňové bunky nie sú schopné vytvárať neurónové spojenia. Teoreticky by sme sa vrátili späť do detstva a nepoznali v podstate nič, čo sa zdá byť zhruba to, čo vie medúza. Aby sme žili tak dlho, ako medúza, musíme tiež žiť tak zle.

Možno jedného dňa sa nám to podarí, že budeme mať nejaký kontinuálny proces, ktorý sa valí cez mozog, berie na vedomie každý kontakt, ktorý má bunka, transdifferentiates tú bunku, potom nechá novo generovanú bunku rásť okolo nej ako lešenie aby sa obnovili všetky jeho predchádzajúce spojenia, čím sa zachová každý z jeho kontaktov. Pamäte, ktoré obsahujú túto bunku, budú preto dočasne offline.

Naše prístupy budú teraz musieť vyžadovať cielené gény alebo lieky, ktoré účinnejšie využívajú našu energiu, alebo reorganizáciu našich tiel z odolnejších komponentov. Najlepšie, čo môžeme urobiť, je odolať náhodnosti, že vesmír osud pre nás všetkých.