Согласно Второму закону термодинамики, в любой системе есть постоянное стремление перейти к беспорядку, к хаосу — это универсальный закон природы. Если представить существование трех сфер в определенной благоприятной среде, то возникает вопрос: что необходимо для того, чтобы эти три сферы существовали сколь угодно длительное время в оптимальном физическом состоянии высокоэнергетичного организма? Ответ напрашивается сам собой: должен постоянно функционировать некий механизм, который будет компенсировать (уравновешивать) действующее на систему Второе начало термодинамики, необходимо наличие постоянного самообновления организма! Ведь без эффекта самообновления составные части термодинамических сфер будут изнашиваться и приходить в негодность согласно тому же Второму закону термодинамики, что приведет к распаду системы. На практике этот процесс называется старением организма с последующей смертью.
Представим себе автомобиль, который активно эксплуатируется, но никогда не проходит технического обслуживания. Через определенное время этот автомобиль придет в негодность из-за поломки, связанной с износом той или иной детали. Но предположим, что у нас есть какая-то машина, которая особенно нам дорога. Например, раритетное авто Элвиса Пресли. И мы не просто проводим регулярное ТО, но и в профилактических целях заменяем комплектующие раньше, чем они придут в негодность. Такая машина будет ездить вечно. Да, внешне эта машина останется ретро-автомобилем Пресли, но на самом деле это будет уже не та машина, которая была изначально, поскольку все составляющие будут поменяны.
Но если мы можем поддерживать сколь угодно долго в рабочем состоянии дорогой нашему сердцу автомобиль, то теоретически мы также можем поддерживать в оптимальном состоянии и наш организм столько времени, сколько захотим. Гипотетически, при наличии бесперебойного работающего антиэнтропийного принципа самообновления, ничто не мешает человеку жить и 100, и 200, и 500, и 1000 лет! Процесс самообновления организма можно и нужно своевременно корректировать, а для этого надо понимать, как устроена иерархия термодинамических систем организма. На сегодняшний день это один из глобальных научных барьеров, не преодолев который, все мы вынуждены будем умирать в возрасте от шестидесяти до ста лет.
Так почему бы с помощью разума не создать инструмент, который позволит обеспечить бесконечно долгое существование организма внутри вида?
Поэтому давайте подробнее остановимся на механизмах самовосстановления и распада, которые происходят в организме, и на том, как и чем эти механизмы регулируются.
Механизм восстановления
Элементы внутри нашего тела все время заменяются, поскольку существуют так называемые стволовые клетки, которые присутствуют во всех органах и тканях и при делении образуют новые клетки органов и тканей. На этом я остановлюсь чуть подробнее, но не сильно вдаваясь в цитологические тонкости, дабы не упустить общую картину.
Какой же путь проходит мультипотентная (то есть могущая много чем стать) стволовая клетка, поэтапно делясь под воздействием биохимических стимуляторов роста?
А вот сложно сказать! Молекулярные механизмы, управляющие дифференцировкой стволовых клеток, до сих пор остаются одной из самых неисследованных тем. Некоторые ученые рисуют двухстадийную модель: от стволовых клеток до клеток, идущих по пути дифференциации. (Дифференциация — это приобретение стволовой клеткой «специальности», в результате чего она становится клеткой печени, кожи или другого органа.) Сначала происходит асимметричное деление стволовой клетки, в результате которого образуются две клетки, одна из которых сохраняет стволовую функцию, то есть остается универсальной, а вторая вступает на путь дифференциации в виде так называемого плюрипотентного клеточного предшественника (то есть клетки, готовой превратиться в результате дифференциации в клетку специализированную).
Деление происходит при наличии какого-либо фактора роста (особые растормаживающие вещества, так как стволовые клетки в подавляющем большинстве пребывают в состоянии генетической блокировки). Ну, а отделившаяся клетка-предшественник в свою очередь претерпевает целый ряд симметричных делений, образуя при этом внушительный набор трипотентных и бипотентных предшественников. То есть количество возможных превращений у клетки уменьшается от «мульти» до «три» и «би», а уж потом она становится кем-то. Как школьник, который отучился 10 классов и может поступить в любой институт, но через год-другой учебы в вузе он уже может выбрать только специализацию внутри выбранной профессии, а через 5 лет становится узким специалистом.
Один из наиболее изученных примеров — остеогенез, то есть появление новых клеток костной ткани. Асимметричное деление стволовой клетки дает начало ранней клетке-остеопредшественнику, которая в свою очередь двигаясь по пути дифференциации, преобразуется в позднего остеопредшественника, преостеобласт, остеобласт и в конечном итоге в остеоцит — клетку кости.