Вечная жизнь может быть невозможна математически

12 Ноября 2017 в 15:00, Илья Хель 9 824 просмотра 60

Еще в 2016 году, когда FDA включило зеленый свет для клинических испытаний метморфина — препарата, который увеличивал продолжительность жизни на 40% у животных моделей, — стало понятно, что происходит смена парадигмы нашего отношения к старению и продолжительности жизни. Старение — до сих пор неизбежная часть жизнь — может быть болезнью. И как болезнь, его можно «лечить» — откладывать, останавливать или даже обращать вспять — при наличии подходящих лекарств.

Решение FDA стало кульминацией ряда первоклассных исследований животных — и вполне успешных — целью которых было обратить вспять распад тканей у старых грызунов. Кровь молодых, метморфин и сенолитики — препараты, уничтожающие «протекающие» старые клетки — перезагружали стареющие кости, сердца и мозги у старших представителей рода грызунов. И они не просто становились здоровее — они жили дольше.

Благодаря многочисленным методам лечения, связанным с болезнями старости, и неизменному интересу (и финансированию) от частного сектора, импульс в этой области никак не исчезает. Когда же мы поборем старость раз и навсегда?

Не так быстро, говорит доктор Пол Нельсон и его коллега Джоанна Мазел из Аризонского университета.

Применяя концепцию эволюции к клеточным обитателям наших тел, ученые построили математическую модель, которая изучает поведение клеток по мере старения. И новости не очень хорошие.

Со старением популяция здоровых клеток истощается. Некоторые постепенно теряют свои нормальные функции, перестают делиться и входят в зомбиподобное состояние — становятся сенесцентными. Другие мутируют, приобретая способность делиться и размножаться бесконтрольно, становятся раковыми.

Как оказалось, избавление от обоих типов проблемных клеток невозможно.

«Математически старение неизбежно — то есть неизбежно по своей сути. Нет никакой логической, теоретической и математической возможности избежать его», говорит Мазел. Свою работу ученые опубликовали в PNAS.

Мир клетки

Наши клетки — как главные герои антиутопии: они рождены в суровом обществе, в котором каждому уготована своя роль, и по мере старения и утраты функций, как в часовом механизме, они следуют генетической программе, которая приказывает им совершать суицид ради высшей цели — блага организма, который они составляют.

В некотором смысле эти клетки живут в полицейском государстве в состоянии постоянной борьбы: здоровые клетки борются со стареющими за пространство и пищу, благодаря чему общество — ткани и органы — управляется здоровыми членами и работает безотказно. Жизнь этих стареющих клеток — лишь небольшая цена.

Но иногда стареющие клетки дают отпор. Меняя экспрессию генов, они получают возможность делиться и распространяться. Эти раковые клетки обманывают систему: вместо кооперации во имя высшей цели, они все вредят организму, который населяют.

В какой-то момент многоклеточный организм вроде человека обзаведется как сенесцентными клетками, так и раковыми, объясняют авторы работы.

Незаконченная борьба

Поскольку каждая клетка питается собственным набором экспрессированных генов — генов, которые превращаются в белки, — мы можем рассматривать их как общество из разных людей в состоянии напряженной конкуренции.

Подобно тому, как ученые изучают, как генетические изменения видов приводят к их эволюции, ученые также могут использовать аналогичные базовые принципы для отслеживания поведения клеток, когда те сталкиваются с изменяющейся средой, например, когда мы стареем.

«Когда люди пытаются ответить на вопрос: «почему в процессе эволюции появилось старение?», они обычно спрашивают: «почему у нас есть гены, которые заставляют нас стареть?». В этом вопросе подразумевается, что могут быть гены, которые не дадут нам постареть», и отдельные клетки могут располагать нужной комбинацией генов, которые позволят им оставаться здоровыми и бессмертными, объясняют авторы.

Современные теории эволюции старения подразумевают, что старение можно остановить, если конкуренция будет достаточно сильной, чтобы устранить нездоровые и опасные клетки — то есть сенесцентные и раковые.

Другими словами, ученые предположили, что мы стареем, потому что давление естественного отбора не идеально: эволюция на клеточном уровне не выполняет свою работу.

Именно это вознамерились проверить авторы работы.

Модель старения

Ученые начали с простой идеи: клетки не могут быть одновременно сенесцентными и раковыми длительное время. «Раковые мутации представляют изменения в чертах, которые регулируют клеточный цикл и заставляют клетку нарушать правила и делиться, когда она не должна, либо отказываться умирать, когда она должна бы», говорят они.

Эти мутации усиливают стойкость клетки, но снижают ее способности к кооперации — в конце концов, раковые клетки не очень хорошо функционируют.

И напротив, мутации, которые приводят к сенесцентности, по большей части вмешиваются в метаболизм клетки, заставляя ее останавливать рост. Стареющие клетки теряют свою стойкость, но умирая, они сотрудничают до конца.

Чтобы увидеть, как конкуренция меняет траекторию эволюции клетки, ученые использовали общую, абстрактную математическую систему, которая показала, как клетки развиваются с течением времени в зависимости от их текущего состояния.

К примеру, при старении в клетках накапливаются скопления белка, что снижает их общую функцию и здоровье. Это и другие вредные события приводят к изменениям в уровне стойкости и кооперации клеток, что, в свою очередь, влияет на здоровье и продолжительности жизни организма.

Нельсон и Мазел не считают мутации хорошими. Важное допущение в нашей модели таково, что организм будет ухудшаться с возрастом, говорят они. Некоторые ученые предположили, что если инструменты ремонта клеток будут достаточно сильны, идеально здоровый геном можно было бы поддерживать бесконечно, но эти механизмы ремонта сами по себе неизбежно будут ухудшаться.

Решение этой модели приводит к «неудобной правде»: конкуренция между клетками — это палка о двух концах, но отсутствие конкуренции приводит к устойчивой деградации.

Когда клетки конкурируют за ресурсы, сенесцентные клетки эффективно уничтожаются и заменяются здоровыми, но мутации, которые приводят к раку, распространяются. Это приводит к ухудшению здоровья организма, поскольку кооперация снижается.

Если клетки не конкурируют — например, в тканях, где они целиком созрели и перестали делиться, вроде нейронов — нездоровые клетки не могут заменяться, и организму становится хуже, поскольку он наполняется старыми, нефункциональными клетками.

Выходит, «конкуренция или ее отсутствие между клетками может избавить нас либо от рака, либо от стареющих клеток, но не от обоих. И пока вы держите одну проблему под контролем, другая становится хуже», говорят он.

Пища для размышлений

Если вы приуныли, не все так плохо.

Хотя модель ученых гласит, что старение неизбежно, она не исключает возможность замедления процесса.

«У нас, вероятно, есть много пагубных черт, которые приводят нас к старению и преждевременной смерти», и укрощение этих черт может «радикально» задержать процесс, пусть и не устранить его полностью, считают ученые. Их теория может даже помочь в борьбе против старения.

Взять сенолитики, например, которые нацеливаются и убивают старые клетки-зомби. Хотя исследования грызунов с использованием этих препаратов не задокументировали увеличение числа случаев рака, риск остается. Модель ученых показывает, что такого рода лечение приведет к кратковременному снижению симптомов старения, за которым последует повышенный риск развития рака, поскольку вы просто поощряете кучку клеток к началу распространения.

Старение — это динамический процесс, когда раковые и стареющие клетки меняются вместе, поэтому невозможно решить одну проблему, не давая пространство для развития второй.

Вечная жизнь может быть невозможна математически

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

60 комментариев

  1. Spirius

    Вечная жисть возможна. Достаточно научиться переносить сознание из органической тушки в электронный мозг и механическую тушку. Или к примеру пересаживать весь мозг в машинное тело (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • r2d2u2

      сознания в мозге нет, мозг это адаптер человека к физическому телу

      • pathetic

        А что же является вместилищем сознания? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • r2d2u2

          думаю у у него нет вместилища, но оно является одним из компонентов человека. ну вот у нас в мозгу бегают электрические сигналы, но мы же не говорим что наша голова это вместилище электричества.

          • ancient

            Вместилище есть у всего сущего, и оно есть материя. А сознание это совместное владение одним и тем же, знаний, кои являются информацией, и в своей основе она в виде иерархической структуры данных, по ветвям которой бегает то самое электричество в виде ионов и энергии связи молекул мозга, и мозг правильней будет сказать что он не вместилище электричества а вместилище энергии связанной со всей сложной химией мозга. И многое зависит от того с какого уровня абстракции на это смотреть, и поэтому объяснять суть одного и того же, можно по разному. Так что мозг человека вполне даже вместилище, только у одних тараканов и глупостей всяких, а у других знаний и ума.

            • r2d2u2

              материя не вместилище, а носитель.
              материя это вода, а информация - это кувшин, форму которой она принимает

              • ancient

                А как ты разделяешь вместилище и носитель? И вода без информации таковой не является.

                • r2d2u2

                  что в себя вмещает след на песке?

                  • ancient

                    Геометрию.

                    • r2d2u2

                      Песок вмещает геометрию?

                      • ancient

                        Вы предыдущий вопрос свой перечитайте.

                        • r2d2u2

                          Значит не песок. Тогда что вмещает геометрию?

                          • ancient

                            Всё что имеет геометрическую форму. След на песке имеет геометрическую форму?

                            • r2d2u2

                              след на песке имеет геометрическую форму, значит он вмещает геометрию. но след на песке - это название формы приданной песку. значит название формы вмещает геометрию? тут материей и не пахнет вообще...

                              • ancient

                                Информации свойственно материализоваться, нужны только некоторые условия, при которых вы будете считать её материей.

                                • r2d2u2

                                  ну так если информации свойственно материализовываться, то значит до того как она материализуется она где-то существует? Что является ее вместилищем до того как она материализуется?

                            • r2d2u2

                              или можно по-другому сказать: форма песка - это взаимное расположение между собой песчинок. сами песчинки никакой геометрии не содержат и ничего в себя не вмещают. геометрия , получается, содержится в самом расположении относительно друг друга песчинок. но взаимное расположение между собой это тоже не материя, но образует геометрию...

                              • ancient

                                След от песка свою, а песчинки свою, содержат геометрию. И геометрия следа песка складывается из геометрии песчинок, и собственной геометрии. Но геометрия песчинок не содержит геометрии следа.

                                • r2d2u2

                                  но если геометрия песчинок не содержат геометрии следа, то как геометрия следа складывается из геометрии песчинок?

                                • r2d2u2

                                  и что такое собственная геометрия? песок это совокупность песчинок, каждая со своей геометрией. и где тут место собственной геометрии? она у чего? у какого материального объекта?

                                  • ancient

                                    Нижние уровни абстракций не содержат в себе информации о более высоких, а более высокие содержат лишь частично о более низких. Песчинки это нижний уровень(но не самый) а след это уровень выше.

                                    • r2d2u2

                                      мы разобрались что есть две геометрии у песчинок и у следа. геометрия песчинок принадлежит песчинкам а геометрия следа кому принадлежит?

                                      • ancient

                                        Может тому кто оставил его? Или тому кто смотрит на него? А может это один и тот же? :)

                                        • r2d2u2

                                          Ну вот, если он оставил его, значит до этого носил с собой. А если носил значит он - носитель :)

            • r2d2u2

              да и вообще я вам сочувствую если вы считаете что обладаете знаниями и умом ;)

    • Franchiz

      И это уже не будет жизнь, а ведро гаек с болотами, считающее себя живым.

    • r2d2u2

      каждый человек - луч имеющий начало, но не имеющий конца. так что ваша вечная жизнь не то чтобы возможна, а она идет полным ходом уже сейчас. и весь вопрос в том чем ее можно будет назвать после смерти физического тела - жизнью или существованием.

  2. Kvazar666

    Это уже порваный БАЯН!

  3. Jeff

    Тут, кажется, уже была похожая статья.

  4. trufer

    Весь мир из атомов, атомный ассемблер может все! Хорош до клеток "докапываться", создайте уже их робо-аналог)) Человеческая туша и так не идеальна.надоело в ней жить! даешь нано тело!

  5. dmitry.nest

    у Арнольда Эррета как раз есть тема про это, про патогенные и здоровые клетки, если не ошибаюсь. После 60 лет патогенных клеток становится больше здоровых.

  6. TK-231

    Что за наивность в стиле "да надо просто перенести сознание-мозг в банку-напихать нанороботов"? Мало того, что фантазии, так ещё шило на мыло. Если дополнять механизмом, то остаётся стареющая плоть, которую надо поддерживать. Да и сама машина не ломается что ли? Не требует тех. обслуживания или особых материалов? Те же проблемы, а не решение.

  7. gorozhankin

    Правильно. Перестают вырабатывать новые стволовые клетки, а старые начинают мутировать. Обмануть клетки можно и омолодить их, в организме есть мини лаборатория которая занимается мониторингом всего организма. Эта мини лаборатория отправляет измерения в мозг и когда жизненно важные процессы идут вспять более чем на величину записанную в ДНК то человек умирает. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  8. gorozhankin

    Грубо с точностью до 1 месяца можно предсказать смерть любого человека. Нужно измерить выработку стволовых клеток в отрезке 2-3 лет 4-6 раз в год. У людей умерших от старости в крови практически нет стволовых клеток. Есть конечно еще пару измерений но грубо этого измерения достаточно в 90% случаев определить смерть от старости. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  9. gorozhankin

    Когда расшифруют ДНК полностью и удалят запись отвечающую за смерть то наступит эра ходячих мертвецов. Люди смогут жить с гнилой тканью и без конечностей и с отказавшими органами. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  10. triodpentod

    МетФормин, а не метморфин. ) очепятки из одной статьи в другую.

  11. gorozhankin

    TRI-OD PEN-TOD хорошее замечание) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  12. Hralain

    Что? Опять? Только же была такая же статья

  13. sender

    Пускай расскажут про

  14. sender

    Пускай расскажут про это черепахам или, скажем попугаям...все как один от рака загибаются. Хотя ,по прежнему считаю,что излишне продолжительное существование любого организма крайне контрпродуктивно с точки зрения эволюции и прогресса.

    • KADZE

      SENDER, полностью согласен. Вот если представить, что сейчас, жили бы люди с ментальность и привычками средних веков. Ведь после 50 люди уже становятся консерваторами и не хотят менять привычный образ жизни. И через пару столетий мы будем выглядеть так же в глазах потомков. Но что мы хотим сделать? фактически исключить возможность обновления общества.

      Часто встречаются статьи где задается вопрос - сколько может существовать цивилизация? И если посмотреть на нашу, как на живой организм, и провести параллель с этой и прошлой статьей, то получится, что мы хотим исключить сменить, то есть дать вечную жизнь, то есть клетки нашего общества (люди) со всеми накопленными «дефектами», как физическими, так и психологическим, будут жить вечно, и таких будет все больше и больше. Не похоже ли это на рак? Который убивает каждый организм, в утром пребывает.

      Если появится возможность вечной жизни, то за нее бороться будут кратно сильнее и жестче, чтобы эту самую жизнь сохранить себе, при этом будут уничтожать любую угрозу.

      Представьте себе «сильных мира», которые устраивают войны, очищают ресурсы, и блин, при этом не умирают.

      Как по мне это конец развития, конец всему новому, конец цивилизации. Медленное ее самоуничтожение. Или быстрое.

      Эволюция не просто так видна во всем. Когда лучше идет дальше, а старое и плохое умирает. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • sender

        Именно так,развернуто очень правильно. Самое забавное,что смерть от разных досадных случайностей никто не отменял,так что страх потерять свою иллюзорную вечность достигнет невиданной параноидальности.

      • Vlad727

        Надеюсь, что когда появится технология продления жизни, ты не будешь стоять в очереди за "пилюлей". Ведь тебе это не надо и это неправильно (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

        • KADZE

          Высокоинтелектуально уязвил меня... Не знаю, что и делать...

          Во-первых, продолжение жизни, и тем более ее качества и вечная это разные вещи. Похоже ты этого не уловил.

          Во-вторых, ты, похоже, яркий покровитель «раковых» клеток общества, который при появлении такой «пилюли» будешь готов убивать всех вокруг, лишь бы продлить свое существенное.

          Ты лишь подтвердил мои выводы. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • KADZE

            Не покровитель, а представитель (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • Vlad727

            Жаль, что ты не чувствуешь разницы между сарказмом и оскорблением. Ну и суть не уловил ты. Потому что сначала появятся технологии на продление жизни, а затем уже бессмертия. И я уверен, что ты будешь продлевать не только себе, но своим близким. Касательно того, что придётся убивать за это кого-то, то мыслишь ты достаточно примитивно, напоминаешь экспертов, утверждающих, что лошадиный навоз заполнит весь мир из-за роста поголовья. Спрос всегда рождает предложение и технологии будут адаптироваться под долгую жизнь людей (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  15. triodpentod

    это типа из серии какая вероятность что встречу динозавра,
    ну 50 на 50, - либо встречу либо не встречу. )
    или что было однажды то будет дважды, раз один раз вдруг
    появился на свет, то есть вероятность и повторного события.)

  16. futureman

    Алекса Гонсалеса вам в руки! Вот уж кто проработал проблему бессмертия во всех аспектах.

  17. freawertyhn

    поxему при отправлении коммента в строке всплывает слоло Trash?

  18. Zamza

    Ну, насчёт "невозможности вечной жизни".....конечно глупости. Если возможно вечное существование "ведра", выпущенного автозаводом ВАЗ, то почему невозможно вечное существование человека? Меняй "гайки"...и всё... Только не надо сюда примешивать слова "жизнь" и прочее .... На уровне молекул и атомов, как говорят учёные (в том числе математики), "жизнь - не жизнь", разницы нет, всё состоит из тех же молекул. Заменяй.....и фсё... Другое дело, что менять молекулы в человеческом теле, "маленько" потруднее будет, чем гайки в "копейке", но....это только сегодня..... Или кто-то не верит в научно-технический прогресс?

  19. Franchiz

    Нет, невозможно. Это тема для фантастов и не более. Наука до сих пор находиться на том же уровне, что и тысячу лет назад в смысле этой темы. Люди научились руки мыть, заходить в интернет с ПК или телефона - одно из немногих некоторых достижений науки. Если еще начать нас приковывать рот, когда кашлем, то вообще улет будет, тогда и поговорим.

  20. Razval

    На фото Маск?

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.