For å slå døden og bli immortals må vi først beseire entropi

Utødelighet er den sjeldne supermakt som høres ut som en forbannelse. Og likevel er det noe veldig fristende om muligheten for aldri å dø. Noe må være hardwired i oss for å unngå død i noen sammenheng, uansett hvor irrasjonell det er for oss selv eller for arten som helhet.

Dette har virkelig alltid vært den biologiske vitenskapens hellige gral. Undersøkelse og behandling av sykdommer har alltid hatt målet om å forlenge og forbedre livet. Den nyeste teknologien har bidratt til fornyet interesse for ideen om at utødelighet faktisk kan oppnås. Noen forskere ønsker å behandle aldring som enhver annen sykdom (eller samling av sykdommer), som nylig ble fremhevet på Ron Howards nye show Gjennombrudd.

Disse forskerne håper å fremme ideen om at et stoff kan undersøkes med det formål å behandle alderen selv. Selv om stoffene de ser på, har allerede vært på markedet i årevis for å behandle sykdommer som diabetes, er håp å endre tenkningen og å undersøke narkotika for å behandle alderen i utgangspunktet. Hvilken bedre forebyggende behandling kan det jo være enn evig ungdom?

Fordi det ikke er mulig å få et stoff som behandler aldring ryddet av FDA, argumenterer forskerne, ingen i privat industri har forsøkt seriøst å takle en aldrende kur. Men når FDA kommer rundt, så tenkningen går, vil floodgates være åpen, og frimarkedet vil holde oss alle følte 24 og virile i flere århundrer framover.

Dette er en inspirerende tanke. Før vi blir for opparbeidet, la oss imidlertid dykke inn i hva det betyr å bli eldre.

Livet er i utgangspunktet en ustabil prosess (ja, prosess). Livet ser ut til å foretrekke høyere, mer ustabile energistater til den laveste energistaten, noe som gjør det så spennende. Alt i universet ser ut til å ha en tendens til høyere entropi eller forstyrrelse. Faktisk fant forskeren Nicolas Carnot et prinsipp for å beskrive den tendensen som til slutt ble en "lov". Så når noe ser ut til å gjøre det motsatte, føles det merkelig og på en eller annen måte forsettlig av noe eller noen.

Det er verdt å merke seg, at tyngdekraften er også en lov. Med nok energi kan det, som den andre loven om termodynamikk, være midlertidig motstått (merk at lovene fortsatt er svært effektive, men blir overvunnet med arbeid, ingen fysiske lover blir krenket). Det opplagte eksemplet er et menneskeskapte rakettskip, men eksempler finnes også i naturen. Overflatespenningen i vann, for eksempel, er i stand til å overvinne tyngdekraften. (Jeg bør merke at det er antatt at alt dette er mulig fordi vi er et "åpent system", så det er noe å kompensere for vår reduksjon i entropi. Spesielt sår Solen sin vei ut mot likevekt. noe av energien som Solen genererer i denne prosessen, men den generelle tendensen i systemet er fortsatt mot økt entropi.)

Så, tydeligere, mens alt i universet har en tendens til likevekt, betyr likevekt døden. Likevekt betyr en jevn fordeling av alle bestanddelene til den høyeste tilstanden av entropi - total forstyrrelse, men total stabilitet. Livet gjør det motsatte. Det hevder visse molekyler inne i celler og regulerer dem. Livet har i stedet en tendens til en energibalansert stabilitet: homeostase. På den måten må den stå imot den naturlige retningen for resten av universet.

Så livet er i hovedsak motstanden til den laveste energistaten, tilstanden av maksimal entropi som alt i systemet ønsker å bevege seg mot. Motstand mot denne naturlige tendensen gjør systemet iboende ustabilt, og gjøres mulig med akkurat den riktige mengden energi. For mye energi og alt blir for ustabil og smelter bare (eller fordamper). For lite energi og alt forblir bare i lavest energistatus. Det er imidlertid et lite vindu, hvor entropi kan reduseres, og kompleksitet kan spontant genereres.

(En side: Denne andre loven antas å være irreversibel, et egg kan ikke bryte ut, for å sitere et klassisk eksempel. Men vær oppmerksom på at det er forskjell mellom en reduksjon i entropi og tidspilen. Det er sant - egget kan ikke brytes ut, men Det er fordi vi ikke kan gå tilbake i tid. Et egg kan faktisk reformeres, selv om eggets komponenter blir resirkulert gjennom livets funksjon, som om komponentene komposteres i mulch for en maisplante som igjen strømmer en kylling. Livets sirkel er såkalt av en grunn.)

Mens naturen har en tendens til likevekt, motstår det likevekt og har en tendens til homøostasjon. Men igjen krever alt dette energi. Vi bruker energi til å motstå likevekt, akkurat som en rakett bruker energi til å motstå tyngdekraften. Men energiforbruk er kostbar og forårsaker slitasje på komponentene i systemet. Til slutt fungerer pumper og membraner ikke så godt som de en gang gjorde. Livet er nødvendigvis en destruktiv prosess!

Denne destruktive prosessen er sannsynlig hva aldring egentlig er. Så hvis vi håper å takle aldring, må vi først stille spørsmålet: Er det mulig? Komponentene i vårt system vil ha en tendens til den laveste energitilstanden, akkurat som komponentene i en rakett vil ha en tendens til jordens overflate. For å motstå det, krever begge energibruk, men energiforbruket sliter ned de meget komponentene. Hvis vi vil være i live, må vi bruke komponentene i vårt system, noe som betyr at vi må bli eldre.

Likevel er det ikke klart hvorfor det ikke bør være mulig å omgå dette ved å erstatte komponentene på en eller annen måte. Skal vi ikke bare kunne erstatte celler som slites ut og dermed bli ustabile? Eller er det noe iboende ustabil om gruppe av celler, også? Tross alt er det antatt at celler skal erstatte alle deres bestandige molekyler over tid, så hvorfor dør de? Det er et åpent spørsmål, men en titt på den utødelige maneter antyder at det faktisk burde være mulig å bare erstatte alt.

En av mine andre forskere ved navn Jack Davis foreslo en gang en interessant tanke til meg om dette: Kanskje aldring er en evolusjonær tilpasning. Fordi evolusjonen bare virker når det er kontinuerlig omsetning av biologisk materiale, må omsetningen selv ha kommet fra et sted, noe som gjør evolusjonen mer effektiv. Denne omsetningen er nødvendig for å generere nye egenskaper og bygge videre på de som allerede er utviklet, bl.a. evolusjon. Sett enklere, hvis ingen dør, så ingen har noen babyer, og babyer trengs for å drive evolusjon.

Det synes mer sannsynlig for meg at aldring er et naturlig forekommende fenomen som ikke må tilpasses. Men Jacks resonnement kan være hvorfor aldring fortsetter. Det kan faktisk være måter for naturen å komme seg rundt aldring, men aldring er sterkt favorisert. Evolusjonen får en stor fordel av å stadig generere ny biomasse, men det får ingen fordel ut av å holde organismer i live etter at de har bidratt til neste generasjon (faktisk fortsetter de bare å ta ressurser hvis de holder seg fast) så det er et selektivt trykk for å holde aldring. Og dyr som dør av har sannsynligvis incitament til å vokse. Alt dette kan forklare hvorfor vi ikke ser flere eksempler i form av utødelige dyr.

For personer med bevisst bevissthet som er fanget i dette systemet, er det ikke veldig trøstende. Menneskelig utvikling kan være til nytte når vi alle utløper på 80 år, men døende av alderdom har fortsatt begrenset appell.

Så her er vi igjen. Hvordan kan vi gå om å bekjempe alder? En mulighet er å finne noe annet enn oksygen å puste. Oksygen er et ganske reaktivt element. Faktisk er det ansvarlig for en enorm mengde skade på både organiske og uorganiske strukturer gjennom oksidasjonsprosessen. Hvis vi kunne finne noe litt mindre reaktivt, kan det være mindre skadelig for kroppen vår, og vi ville ikke måtte investere så mye energi i antioksidanter for å bekjempe disse effektene.

Den baksiden av dette er at det er oksygenets reaktivitet som gjør det så bra på hva det gjør. Alt mindre reaktivt ville enormt sakte elektrontransportkjeden - noe som betyr at vi ikke ville være i stand til å opprettholde aktivitetsnivåene vi trenger for å overleve. Så kanskje vi alle bare går rundt i søte hyperbariske kamre som beskytter oss mot atmosfærisk oksygen og bare leverer litt til lungene våre.

En annen mulighet er å generelt senke vår energiforbruk, siden det er denne prosessen som gir slitasje på celler. Mange av oss i Vesten spiser langt mer enn vi trenger, uansett, ikke sant? Selv om kontroversielt, synes kalorirestriksjon å være i stand til å forlenge livet, ifølge forskningen.

Selv om en disiplinert tilnærming som dette kan gi mange fordeler (selv om det går langsommere aldring), er det fortsatt en midlertidig løsning som bare slår av døden. Å leve et lengre liv føles bare verdt det hvis det er hyggelig. Og dessuten er det morsomt å tenke på andre muligheter. Så hvorfor ikke prøve å hack manet?

Selv om det ikke er umulig, har denne tilnærmingen store hindringer. Manetet antas å oppnå utødelighet gjennom "transdifferentiering", eller snu cellene tilbake i stamceller og begynne over, slik at de blir andre celletyper. Selv om vi teknisk har funnet ut hvordan vi kan vende menneskelige celler tilbake i stamceller, har mennesker mange celler som er slags uerstattelige. Våre nevroner, for eksempel, la oss gjøre det vi gjør ved å finne de riktige kontaktene med andre neuroner og danne en kompleks web. I teorien, hvis disse cellene blir tvunget tilbake til en stamcelletilstand, vil alle disse kontaktene bli brutt, siden stamceller ikke er i stand til å danne nevrale forbindelser. Vi ville teoretisk gå tilbake til barndom og vite egentlig ingenting, noe som synes å være omtrent hva en maneter vet. For å leve så lenge som en maneter, må vi kanskje også leve så dårlig.

Kanskje en dag kan vi omgå dette ved å ha en form for kontinuerlig prosess som ruller gjennom hjernen, tar i betraktning hver kontakt en celle har, transdifferentierer den cellen, og lar den nyopprettede cellen vokse rundt den som et stillas for å gjenopprette alle sine tidligere forbindelser, og dermed bevare hver av sine kontakter. Minner som involverer den cellen vil derfor bare være offline midlertidig.

For nå må våre tilnærminger kreve målrettede gener eller narkotika som gir mer effektiv bruk av vår energi, eller gjenfabrikkerer kroppene våre fra mer holdbare komponenter. Det beste vi kan gjøre til da, er å motstå tilfeldigheten som universet har fated for oss alle.