מכל מלמדײ השכלתי (duchifat) wrote,
מכל מלמדײ השכלתי
duchifat

Categories:
Почему любой механизм или машина изнашивается? Машина преобразует энергию, при этом часть энергии незбежно теряется, поскольку никакая машина не имеет КПД 100%. Энергия диссипируется в результате трения. Трение и износ - это две стороны одного и того же. Только износ связан с переносом материала (например, разрывом межмолекулярных связей), а трение - с теми формами необратимой диссипации, которые не наносят видимого необратимого ущерба поверхности. Если вводить какой-то количественный параметер, характеризующий внутренний возраст механизма, то он будет связан со скоростью переработки энергии и производства энтропии.

С живыми организмами сложнее. Почему большинство организмов не может жить вечно? В любом организме клетки постоянно меняются, за разное время. Например, клетки кожи, желудка, легких, кишечника (кстати, всяческих органов, где часто бывает рак) меняются быстро, за время порядка месяца. Некоторые клетки (нейроны мозга, части глаза) почти не заменяются всю жизнь. Некоторые меняются редко (жировые клетки за время порядка 5-10 лет). Считается, что у человека за время порядка года полностью меняются клетки общей массой равной массе человека.

Что происходит со старыми клетками? Большинство из них умирает и рассасывается в результате апоптоза, т.е. механизма саморазрушения или запрограммированной смерти. Конечно, в каких-то случаях клетки могут гибнуть и по внешним причинам, т.е. в результате некроза. Например, если прекращается снабжение их кислородом, или происходит отмирание ткани по каким-то еще причинам. Но большинство клеток умирает как следствие апоптоза. В отличие от некроза, апоптоз не вызывает воспаления, а приводит к быстрому (за час) рассасыванию самоуничтожившейся клетки.

Деление клетки не может продолжаться бесконечно. Существует предел Хэйфлика, согласно которому большинство клеток может делиться только ограниченное количество раз, только около 50 раз. Это объясняют тем, что при каждом делении сокращается размер теломер, участков ДНК на концах хромосом, которые не воспроизводятся в точности при делении большинства клеток. Когда теломеры становятся слишком короткими, запускается апоптоз и клетка умирает.

Обо всем этом я прочитал на популятных сайтах и в Википедии. Ясно, что на деле процесс этот гораздо сложнее. Например, я не понял, как же быть с клетками кожи? Если они сменяются в среднем каждый месяц, то за время жизни человека они должны делиться порядка тысячи раз, что намного превышает предел Хэйфлика.

Если попытаться вводить какую-то количественную меру внутреннего возраста клетки и организма, то первое, что приходит в голову - она должна быть связана с количеством делений (или длиной теломер?). На деле, наверно, удобнее иметь дело с какими-то более легко измеримыми при помощи стандартных инструментов параметрами, когда дело идет, скажем, о старении кожи, относящейся к soft matter.

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/483/1/012012/pdf
Например, проф. Хасан Захуани из Лиона пишет о Skin Lines Network и о так называемых Langer’s lines, образованных a network of collagen and elastic fibres. Старение кожи он характеризует как изменение в сети волокн коллагена и их упругих свойств. Захуани занимается их экспериментальным измерением. Можно ли старение сети полимерных молекул охарактеризовать какими-то математическими параметрами, относящимися к описанию случайных сетей, и представить их как функцию количества делений клеток - интересная тема подумать и почитать. :)
Tags: mechanics
Subscribe

  • (no subject)

    На мой взгляд (это я все про трактат Аркадьева думаю), бесконечность возникает не в языке (с его потенциальной возможностью бесконечной рекурсии) а…

  • (no subject)

    Правильно ли я понимаю, что слово "Европа" происходит от финикийского слова для Запада, однокоренного с эрэв, маарав, Магриб и т.п.?

  • (no subject)

    Сформулирую все-таки мнение о трактате Аркадьева. Он заявляет, что сущность человека состоит "в конфликте между языком и доязыковой тенью…

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments