Pentru a învinge moartea și a deveni nemuritor, trebuie să învingem mai întâi entropia

Nemurirea este superputerea rară, care sună ca un blestem. Și totuși, este ceva foarte atrăgător în legătură cu posibilitatea de a nu muri niciodată. Ceva trebuie să fie împrăștiat în noi pentru a evita moartea în orice context, indiferent de cât de irațională ar putea fi o decizie pentru noi înșine sau pentru specia în general.

Acest lucru a fost întotdeauna Sfântul Graal al științelor biologice. Investigarea și tratarea bolilor a avut întotdeauna scopul de a extinde și de a îmbunătăți viața. Cea mai recentă tehnologie a contribuit la reînnoirea interesului față de ideea că nemurirea poate fi de fapt realizabilă. Unii cercetători ar dori să trateze îmbătrânirea ca orice altă boală (sau colectare de boli), așa cum sa subliniat recent în noul spectacol al lui Ron Howard Breakthrough.

Acești cercetători speră să promoveze ideea că un medicament poate fi investigat în scopul tratării vârstei în sine. Deși medicamentele la care se uită au fost deja pe piață de ani de zile pentru a trata maladii precum diabetul, speranța este de a schimba gândirea și de a investiga medicamentele pentru tratarea vârstei în primul rând. Ce tratament mai bun de prevenire ar putea exista, la urma urmei, decât tinerețea perpetuă?

Deoarece nu este posibil sa se obtina un medicament care trateaza imbatranirea curata de FDA, cercetatorii sustin ca nimeni in industria privata nu a incercat sa abordeze in mod serios o cura de imbatranire. Dar, odată ce FDA se va întoarce, așa că gândirea merge, porțile vor fi deschise, iar piața liberă ne va păstra tot sentimentul 24 și virile pentru secolele care vor veni.

Acesta este un gând inspirator. Înainte să ne pregătim prea mult, să ne aruncăm în ce înseamnă să îmbătrânești.

Viața este fundamental un proces instabil (da, proces). Viața pare să preferă state de energie mai înalte și mai instabile la cel mai scăzut nivel de energie, ceea ce îl face atât de interesant. Totul din univers pare să tindă spre o entropie mai mare sau o tulburare. Într-adevăr, omul de știință Nicolas Carnot a inventat un principiu care să descrie acea tendință care în cele din urmă a devenit o "lege". Deci, când ceva pare să facă contrariul, se simte ciudat și cumva intenționat de ceva sau de cineva.

Merită totuși să observăm că gravitatea este, de asemenea, o lege. Cu suficientă energie, ca și cea de-a doua lege a termodinamicii, se poate rezista temporar (rețineți că legile sunt în vigoare foarte mult, dar sunt depășite de muncă, că nu sunt încălcate legile fizice). Exemplul evident este o navă de rachetă produsă de om, dar există și exemple în natură. Tensiunea superficială în apă, de exemplu, este capabilă să depășească gravitatea. (Ar trebui să reținem că se crede că toate acestea sunt posibile pentru că suntem un "sistem deschis", deci există ceva care să ne compenseze reducerea entropiei, în mod specific, Soarele disipă calea către echilibru. o parte din energia generată de Soare în acest proces, dar tendința generală în sistem este încă spre creșterea entropiei.)

Deci, mai clar, în timp ce tot în univers tinde spre echilibru, echilibrul înseamnă moarte. Echilibrul înseamnă distribuirea uniformă a tuturor elementelor constitutive în starea cea mai înaltă a entropiei - tulburare totală, dar stabilitate totală. Viața face opusul. Acesta hide anumite molecule în interiorul celulelor și le reglează. Viața, în schimb, tinde către o versiune echilibrată a energiei de stabilitate: homeostază. În acest fel, trebuie să stea în picioare direcția naturală a restului universului.

Deci, viața este, în esență, rezistența celei mai scăzute stări de energie, starea entropiei maxime pe care totul în sistem dorește să-l îndrepte. Rezistența la această tendință naturală face sistemul inerent instabil și este posibil doar cu cantitatea potrivită de energie. Prea multă energie și totul devine prea instabil și se topește (sau se vaporizează). Energia prea mică și totul rămâne pur și simplu în cea mai scăzută stare de energie. Există însă o mică fereastră, unde entropia poate fi redusă, iar complexitatea poate fi generată spontan.

(O parte: această a doua lege este considerată a fi ireversibilă, un ou nu poate să se descopere, să citeze un exemplu clasic, ci să observe că există o diferență între o reducere a entropiei și săgeata timpului, este adevărat - oul nu se poate dezrăgi, ci pentru că nu putem să ne întoarcem la timp. Cu toate acestea, un ou poate fi într-adevăr reformat, dacă componentele ouălor sunt reciclate prin funcția vieții, ca și când componentele sunt compuse în mulci pentru o plantă de porumb care, la rândul ei, un pui. Cercul vieții este așa-zis pentru un motiv.)

În timp ce natura tinde spre echilibru, viața rezistă echilibrului și tinde spre homeostază. Dar din nou, toate acestea necesită energie. Utilizăm energia pentru a rezista echilibrului, la fel cum o rachetă utilizează energia pentru a rezista gravitației. Dar utilizarea energiei este costisitoare și provoacă uzură asupra componentelor din sistem. În cele din urmă, pompele și membranele nu funcționează la fel de bine ca odată. Viața este în mod necesar un proces distructiv!

Acest proces distructiv este probabil ceea ce este în realitate îmbătrânirea. Deci, dacă sperăm să abordăm problema îmbătrânirii, trebuie să punem prima întrebare: Este chiar posibil? Componentele sistemului nostru doresc să tindă spre cea mai scăzută stare de energie, la fel cum componentele unei rachete doresc să tindă spre suprafața Pământului. Pentru a rezista acest lucru, ambele necesită consumul de energie, însă consumul de energie le elimină pe aceleași componente. Dacă vrem să rămânem în viață, trebuie să folosim componentele din sistemul nostru, ceea ce înseamnă că trebuie să îmbătrânim.

Cu toate acestea, nu este clar de ce nu ar trebui să fie posibilă o circumvadrare prin înlocuirea componentelor. Nu ar trebui să putem înlocui pur și simplu celulele care se uzează și astfel devin instabile? Sau există ceva inerent instabil cu privire la grup de celule, de asemenea? La urma urmei, se crede că celulele înlocuiesc toate moleculele lor constitutive de-a lungul timpului, deci de ce mor? Este o întrebare deschisă, dar o singură privire la meduze nemuritoare sugerează că ar trebui într-adevăr posibil să înlocuiți pur și simplu totul.

Unul dintre colegii mei cercetători, după numele lui Jack Davis, mi-a propus odată un gând interesant despre acest lucru: poate că îmbătrânirea este o adaptare evolutivă. Deoarece evoluția funcționează numai atunci când există o schimbare continuă a materialului biologic, cifra de afaceri trebuie să fi venit de undeva, făcând astfel evoluția mai eficientă. Această cifră de afaceri este necesară pentru a genera noi trăsături și pentru a se baza pe cele deja dezvoltate, de exemplu evoluția. Mai simplu, dacă nimeni nu moare, atunci nimeni nu are copii și copiii sunt necesari pentru a conduce evoluția.

Mi se pare mai probabil ca imbatranirea sa fie un fenomen natural care nu trebuie adaptat. Dar raționamentul lui Jack poate fi motivul pentru care îmbătrânirea persistă. Este posibil ca într-adevăr să existe modalități prin care natura să se învețe prin îmbătrânire, dar îmbătrânirea este puternic favorizată. Evoluția are un beneficiu puternic din generarea constantă de biomasă nouă, dar nu obține nici un beneficiu din menținerea organismelor în viață după ce au contribuit la următoarea generație (de fapt, ei continuă să ia resurse dacă rămân în jur) deci există o presiune selectivă pentru a menține îmbătrânirea. Și animalele care au murit probabil au un stimulent să se procrească. Toate acestea pot explica de ce nu vedem mai multe exemple în natura animalelor nemuritoare.

Pentru persoanele cu conștiință conștientă, care sunt prinse în acest sistem, totuși, acest lucru nu este foarte reconfortant. Evoluția umană poate beneficia atunci când expirăm cu toții la 80 de ani, dar moartea de vârstă înaintată are în continuare un apel limitat.

Deci, suntem din nou. Cum să facem lupta împotriva vârstei? O posibilitate este să găsești ceva în afară de oxigen pentru a respira. Oxigenul este un element destul de reactiv. De fapt, este responsabil pentru o cantitate imensă de deteriorare a structurilor organice și anorganice prin procesul de oxidare. Dacă am reuși să găsim ceva mai puțin reactiv, ar putea fi mai puțin dăunător organismelor noastre și nu ar trebui să investim atât de multă energie în antioxidanți pentru a combate aceste efecte.

Partea laterală a acestui lucru este că reactivitatea oxigenului îl face atât de grozav la ceea ce face. Orice mai puțin reactiv ar încetini încet lanțul transportului de electroni - ceea ce înseamnă că nu vom putea susține nivelurile de activitate de care avem nevoie pentru a supraviețui. Poate că tocmai mergem în jurul camerelor hiperbarice dulci care ne protejează de oxigenul atmosferic și dau doar un pic plămânilor.

O altă posibilitate este să ne încetinim în general consumul de energie, deoarece acest proces produce o uzură a celulelor. Mulți dintre noi din Vest mănâncă mult mai mult decât avem nevoie, oricum, nu? Desi controversata, calorii restrictionare intr-adevar pare sa fie in masura sa prelungeasca viata, in functie de cercetare.

În timp ce o abordare disciplinată ca aceasta ar putea aduce multe beneficii (chiar și dincolo de îmbătrânirea mai lentă), este totuși o soluție temporară care pune doar moartea. Viața unei vieți mai lungi se simte valoroasă doar dacă este plăcută. Și, în plus, este mai distractiv să ne gândim la alte posibilități. Deci, de ce să nu încercați să distrugeți meduzele?

Deși nu imposibilă, această abordare are obstacole majore. Meduzele sunt considerate a realiza nemurirea prin "transdiferențiere", sau transformarea celulelor sale înapoi în celulele stem și de la început, astfel încât să devină alte tipuri de celule. Deși am descoperit din punct de vedere tehnic modul în care putem transforma celulele umane în celule stem, oamenii au multe celule care sunt de neînlocuit. Neuronii noștri, de exemplu, permiteți-ne să facem ceea ce facem, găsind contactele adecvate cu alți neuroni și formând o rețea complexă. Teoretic, dacă aceste celule sunt forțate să revină într-o stare de celule stem, toate aceste contacte ar fi rupte, din moment ce celulele stem nu sunt capabile să formeze conexiuni neuronale. Teoretic, ne vom întoarce la copilărie și nu vom ști în esență nimic, ceea ce pare să fie în mod aproape ceea ce cunoaște meduza. Pentru a trăi atâta timp cât o meduză, poate că ar trebui să trăim și așa prost.

Poate că într-o zi vom reuși să facem acest lucru prin faptul că avem un fel de proces continuu care trece prin creier, ia notă de fiecare contact pe care o are o celulă, transdiferentează acea celulă, apoi permite celulei noi generate să crească în jurul ei ca o schelă pentru a restabili toate conexiunile sale anterioare, păstrând astfel fiecare dintre contactele sale. Amintirile care implică acea celulă ar fi, așadar, doar temporar offline.

Pentru moment, abordările noastre vor trebui să necesite direcționarea unor gene sau a unor medicamente care să facă o utilizare mai eficientă a energiei noastre sau să ne reamintească corpurile din componente mai durabile. Cel mai bun lucru pe care îl putem face până atunci este rezista la întâmplarea pe care universul ne-a dat-o pentru noi toți.