Старение, энтропия и отходы: вывод повреждённых клеток

Одна из теорий старения апеллирует ко Второму закону термодинамики. Она предполагает, что в долгосрочной перспективе тепловая энергия, генерируемая метаболическими изменениями, наносит ущерб живым системам. Повреждения накапливаются, поскольку механизмы восстановления не успевают за ними, энтропия растёт, что проявляется в хорошо знакомых признаках старения: седина, морщины, ослабление иммунитета, отказ органов, снижение когнитивных функций.

Однако, как отмечает команда из Турции в журнале International Journal of Exergy, картина с живыми системами всегда сложнее. Индивид не является единым живым организмом из-за присутствия мириад микробов на коже и в пищеварительном тракте. Исследователи из Университета Йедитепе (Стамбул) объясняют, что микробиота кишечника человека действует как автономная термодинамическая подсистема в рамках того, что следует называть человеческим суперорганизмом. Эти микробы генерируют и экспортируют собственную энтропию, не нанося ущерба старением своему человеческому хозяину.

Термодинамические расчёты команды показывают, что от 12 до 59 процентов метаболической энтропии, генерируемой каждым из нас как целым, производится микробными «гостями» в нашем кишечнике и экспортируется с фекалиями. Эта энтропия не связана с повреждениями от старения.

Исследователи объясняют, что удаление энтропии через поток отходов на химическом заводе — хорошо известный и подробно обсуждаемый в научной литературе процесс. Учитывая, что из работ Шрёдингера и Пригожина известно: живые системы должны импортировать энергию и экспортировать энтропию для поддержания жизненного состояния, это новое исследование экспорта энтропии кишечной микробиотой может открыть новые направления в изучении старения, которые ранее не рассматривались глубоко.