Наука и жизнь, 1999 № 01

Нейлоновый «рамный» дюбель с эластичными внешними полукольцами. Они в сплошной стене действуют как распорка, а встречаясь с пустотами, превращаются в анкерный упор. Раздвинутые полукольца, упираясь в стенки гнезда, препятствуют проворачиванию дюбеля вместе с винтом. Значительная длина дюбеля не позволяет опрокидываться присоединяемым конструкциям, например деревянным каркасам (1-17).

Нет человека, который не задумывался бы о старости, о смерти. Это вечная тема для размышлений и лучших умов человечества, и самых обычных людей. Ученые пытаются найти универсальные причины механизма старения, нащупать пути управления этими процессами. Многие вопросы так и остаются открытыми, на некоторые из них нашелся ответ совсем недавно.

Доктор биологических наук В. ГУСЕВ.

…Уж если медь, гранит, земля и море

Не устоят, когда придет им срок,

Как может уцелеть, со смертью споря,

Краса твоя – беспомощный цветок?

В. Шекспир.

Изредка встречаются люди, к которым неприменимы обычные законы и правила – они могут обходиться без сна, не заражаются опасными инфекциями во время самых страшных эпидемий. Однако нет человека, который неподвластен старению. Все живое стареет, разрушается и погибает. И даже неживая природа: здания, камни, мосты и дороги – тоже постепенно ветшают и приходят в негодность. Очевидно, что старение – это некий обязательный процесс, общий для живой и неживой природы.

Немецкий физик Р. Клаузис в 1865 году впервые пролил свет на глубинные причины этого явления. Он постулировал, что в природе все процессы протекают асимметрично, однонаправленно. Разрушение происходит само собой, а созидание требует затраты энергии. За счет этого в мире постоянно происходит нарастание энтропии – обесценивание энергии и увеличение хаоса. Этот фундаментальный закон естествознания называется также вторым началом термодинамики. Согласно ему, для создания и существования любой структуры необходим приток энергии извне, поскольку сама по себе энергия имеет тенденцию рассеиваться в пространстве (этот процесс более вероятен, чем создание упорядоченных структур). Живые организмы относятся к открытым термодинамическим системам: растения поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в органические и неорганические соединения, животные организмы разлагают эти соединения и таким образом обеспечивают себя энергией. При этом живые существа находятся в термодинамическом равновесии с окружающей средой, постепенно отдают или рассеивают энергию, поставляя энтропию в мировое пространство.

Оказалось, однако, что существование живых организмов не полностью исчерпывается вторым началом термодинамики. Закономерности их развития объясняет третий закон термодинамики, обоснованный выдающимся бельгийским ученым И. Пригожиным, выходцем из России: избыток свободной энергии, поглощенный открытой системой, может приводить к самоусложнению системы. Существует определенный уровень сложности, находясь ниже которого система не может воспроизводить себе подобных.

Живые организмы в каком-то смысле противостоят нарастанию энтропии и хаоса во Вселенной, образуя все более сложные структуры и накапливая информацию. Этот процесс противоположен процессу старения. Такая борьба с энтропией возможна, по-видимому, благодаря существованию неустаревающей генетической программы, которая многократно переписывается и передается следующим поколениям. Живой организм можно сравнить с книгой, которая постоянно переиздается. Бумага, на которой написана книга, может износиться и истлеть, но содержание ее вечно.

Клетки, взятые от эмбриона, растут в стерильных сосудах до тех пор, пока они не покроют его дно. Затем часть клеток переносят в новый сосуд со свежей средой. Этот процесс продолжается до тех пор, пока клетки сохраняют способность делиться и размножаться. Так удалось экспериментально установить, что нормальные (неопухолевые) клетки человека могут делиться «в пробирке» не более 50 раз, если они взяты от эмбриона, и не более 20 раз, если это клетки взрослого человека.