Методы долголетия и био-инфо-физ-хим природа жизни

Научно-популярный проект и исследование
«Жизнь: глубокое обучение», заметки © 2014-2023, Ксения Мира,

Научно-популярный исследовательский проект интеграции знаний и универсальной методологии, сетевой творческий проект «Одороки: Наука и Искусство»

Заметка

«Об особенностях структуры биовещества и методах физики, химии, биологии, информатики для долголетия жизни»:

«био-инфо-физ-хим-энерго архитектура живого»,
процессы старения и омоложения,
и универсальные методы для здорового долголетия


Поскольку в мире происходит не только усовершенствование систем, но и их усложнение – соединяющиеся и расходящиеся, параллельные и разнонаправленные процессы – во всем этом многообразии «всего» для жизни в помощь нужны универсальные методы.

В исследовании данные методы для жизни я разделила на методы для нашей биологии (методы обеспечения жизни, здорового долголетия) и методы совершенствования духовного и интеллектуального (методы для разума, методы нравственного совершенствования). В этой заметке речь пойдет о знаниях различных сфер в области исследований биологии организма и о методах, способствующих достижению здорового долголетия.

Сама жизнь, точнее – живое, имеет сложную природу, трудно-сравнимую с чем-либо – это сочетание различных материй и энергии, которое можно определить таким же сложносоставным словом «био-инфо-физ-хим-энерго»-структура. И именно поэтому необходим комплекс методов различных направлений, каждое из которых и все вместе учитывают эту природу, а также взаимодействие внутреннего и внешнего, живого и неживого.

Биология, то есть сама жизнь, живет в физическом, химическом, энергетическом, биологическом, информационным многообразии и взаимодействии этих сфер.
И первая сфера – это физический мир, в котором и находится живое и неживое. Одним из ученых, исследовавших биологию через физику, является Н.М. Эмануэль (1). Он заложил базис для исследования процессов старения веществ и отыскания путей совершенствования. Он изучал химическую и биологическую кинетику веществ – сразу три сферы вместе и их методы: физика, биология и химия. И нужно добавить информатику – информация, информационные структуры и информационные процессы везде. Многое заложено в структуре биоматерии (ДНК, клеток, тканей) и свойствах отдельных неклеточных биологических веществ.

Возможности продление существования биологической материи, а значит, и жизни, заложены в усовершенствовании биовещества, его структуры. И свойство вещества, его строение, эта «био-инфо-физ-хим-архитектура», лежит в основе. Этим занимается не только современная биоинженерия, но еще раньше - колоссальное исследование – «физика в биологии», а точнее – кинетика биохимии и физика живого. Н.М. Эмануэль в «Химической и биологической кинетике» (2) указывал на такие свойства полимера (а таковым является и молекула ДНК), как стабильность материала и утрата эксплуатационной пригодности вследствие утраты этой стабильности, изменений во времени и со временем. Таким образом, это не только свойство, которое характеризует внутреннее состояние, но и положение среди условий, то есть внешнее свойство. Задача в выведенной учёным формуле - определить момент времени, когда стабильность покидает свойство вещества. Жизнеобеспечивающие вещества могут быть и разрушительными, как кислород, дающий жизнь, но окисляющий ткани.

Теперь, с учетом общего правила, касающегося полимеров, мы переходим с вами к биовеществу, продолжительность жизни которого названа Николаем Марковичем «биологическая жизненность» - это «дважды жизнь», с учетом значений этих слов и их сочетания. Повреждение отдельных биологических структур, составляющих организм, и имеет значение для его жизненности, в особенности тех структур, «время жизни которых соизмеримо со временем жизни организма» в целом. Так размышления приводят к выводу о том, что, в свою очередь, снижение продолжительности существования, жизни биологических тканей вне тела, то есть, отделенных от организма, заключается в нарушение целостности организма, энергии и ее циркуляции, и, наоборот, отдельные ткани и клетки, не обремененные другими системами организма и их повреждениями, могут длительное время самостоятельно расти, например, в чашечке Петри дают рост клетки головного мозга, растительные клетки, и опухолевые клетки отдельно от организма.

Ученый пишет о физике и химии в биологии, как те же свободные радикалы разбивают архитектуру биовещества. Вспомните кинематографический пример из «Пятого элемента» об идеально упакованной молекуле ДНК: чем сложнее, плотнее архитектура, а по Н.М. Эмануэлю – молекулярный вес, тем меньше повреждений, и тем дольше будет жить вещество.

К самостоятельному выводу пришла и я путем размышлений и использования универсальной методологии. Жизнь отдельного организма может существовать продолжительное время, а жизнь поколений может продолжаться бесконечно при постоянном поддержании условий, в которых эта жизнь возможна. В 2017 году я поставила эксперимент, наглядно проиллюстрировавший этот простой вывод, на спорах плесени, выращиваемых в питательной среде в чашечке Петри: при поддержании условий жизнь колонии плесени продолжалась, осуществлялся циклический процесс вознкновения-роста-старения-умирания и вновь рождения и так далее по цепочке.  Тем не менее, процесс обновления клеток бесконечен в отличие от отдельного организма, например, человека, у которого клетки обновляются до определенного возраста, стареют, умирают в процессе жизни (отмирают) или вместе со смертью организма.

Относительно некоего общего закона Вселенной, ученые-физики пришли к выводу, что существует определенный информационный закон развития мира, упоминаемый в трудах еще одного замечательного ученого А.А. Яшина как «физический код Вселенной» (3). Емкое, модельное название, которое до формулировки самого данного закона вполне описывает эту фундаментальную всеобщую основу развития. Относительно времени и длящейся жизни заключения ученого находят пересечения в трудах Эмануэля, но что самое главное, исследования А.А. Яшина концентрируются на информации, биоинформатике и физике развития живого, его физической организации, на двух направлениях развития - самоорганизации и пространственно-временной организации живой материи и на связи «энергия-структура-информация» , о которой в данном научно-популярном исследовании идет речь как об основных категориях мироустройства, а именно – информация, материя и энергия.

Для жизни безусловно важны методы, сочетаемые с ее природой - это методы самой науки биологии. Архитектура, состав и срок биологического вещества – ловушка жизни. Развивающаяся длительное время в условиях нашей планеты, биология обрела свои форму и содержания, которые впитали в себя влияние этих условий, но и всегда имеют способность к развитию, эволюции. Это условное развитие жизни, то есть появление и развитие жизни при наличии и в определенных условиях.

О том, как развивается и организуется само живое вещество, а затем - и целостный организм, проведен ряд исследований, развернутый в истории. Рассмотрим исследования ближе к нашему времени. В 1950-м году состоялось совещание биологического отделения Академии наук СССР по проблеме живого вещества и развития клеток, и вступительное слово было именно от академика А.И. Опарина, посвятившего свои исследования происхождению жизни (4, 5), который отмечает ту несомненную истину, что живое является особой формой существования материи. Как мы с вами в дальнейшем можем убедиться в рассмотрении раздела о тенденциях развития разумной жизни, отдельные биологические вещества и ткани могут развиваться самостоятельно, а организм - это системная организация этой сложной совокупности живого вещества, и все вместе – это биологическая форма материи, тогда как мыслящее живое – высшая ступень развития биологии, стремящееся к соединению с информационно-техническими формами материи.

Суть совещания на заседаниях 1950-го года состояла в установлении роли неклеточного вещества в развитии живой материи, а именно – происхождение более сложных биологических структур от живого вещества. Заслушивались несколько докладов, центральное место из которых заняло слушание доклада и просмотра материалов исследований О.Б. Лепешинской (6) о происхождение клеток из живого вещества и его роли в организме. При этом исследователями в то время отмечается необходимость изучения происхождения и развития данного живого вещества на примере синтеза, который тогда еще не был доступен на тот момент развития биотехнологий. И выдвинуто множество предположений и с силой научного предвидения, например, о заживляющей, а точнее – живительной функции крови, лечение ран с помощью которой показал «наилучший метод лечения» - этот же вывод сделали исследователи в 2022 году, о чем отдельная статья опубликована в электронном научном журнале New Scientist.

Из стенограммы и тезисов ведущих докладов на данном совещании о происхождении форм жизни из живого вещества мы узнаем о разбиении возникновения первичной жизни из клетки и о предложениях о развитии теории живого вещества. Так, В.И. Сорокин (7) внес предложение, которое имеет значение в современном и будущем дальнейшем информационном совершенствовании и развитии живых организмов, о включении в теорию живого вещества исследований влияния нервного волокна в процессе развития клеток , стоит добавить - тканей, органов, систем и всего организма.
Далее последовали публичные лекции популяризации знаний о живом веществе – прародителе клетки и организмов (8). На самом деле все эти формы живого могут существовать самостоятельно, но сама целостность организма влияет на их развитие и наоборот. Аминокислоты и биологические жидкости, отдельные клетки и ткани длительное время могут развиваться и жить вне организма, а внутри него – влиять на развитие, как и сам организм с помощью нервно деятельности, когнитивных функций и биолого-информационных структур наподобие ДНК совершенствует самого себя и развивает живое вещество. Так, в публичной лекции в том числе выдвинуто множество тезисов для дальнейших исследований, например, о кристаллизации биологического вещества , что в дальнейшем имеет значение в понимании строения, структуры биологической материи в свете кинетики ее развития. Лекция сопровождалась диафильмом, в котором были зафиксированы результаты экспериментальных исследований, раскрывающие способности живого вещества к усложнению структур и развитию из них затем клеток  и далее по этой цепочке био-инфо-физ-хим-превращений.

Переходя к рассмотрению методов омоложения, или воспрепятствованию процессам старения, также начнем с вами с головного мозга – на нем лежит большая ответственность и влияние на регулирование процессов во всем организме, а в дальнейшем это влияние усилится. Существуют различные методики в разных областях знаний, из которых самая мощная – это нейробиология. И медицинские рекомендации, которые могут быть использованы всеми для ведения здорового образа жизни и здоровья мозга на ее протяжении, данные доктором наук, профессором Дэйлом Бредесеном (9) в труде, названном «Нестареющий мозг». Универсальность, объединение множества методов для поддержания здоровья организма в целом (умственные и физические нагрузки и упражнения, гигиена сна, режим работы и отдыха, биохимия и ее правильное сочетание, здоровое питание, забота об исключении воспалительных процессов и вредного токсического воздействия на организм) является достоинством данной практики.

Группа ученых, используя методы биологии, разделяют процесс старения на старение от повреждений (10) – как в методах физики – от взаимодействия с окружающей средой, и на программированное старение , заложенную информацию в структуру биовещества. Процесс омоложения также рассматривается исследователями, в частности, анализируются труды Ч. Чайлда об исследовании цикличности старения-омоложения растений, а в животном организме играют роль омоложения гормоны и витамины.

Есть соответствующие отдельные, частные методики, разработанные психологами, которые в основном советуют наладить здоровую жизнь головного мозга через исключение стрессов и обеспечение режима дня, поскольку указывают в основном физическую и биологическую причины старения головного мозга, и эти науки имеют больше возможностей в своем арсенала для этих целей, а в условиях эффективности  универсальности следует применять все методики в комплексе. В частности, Сабина Бреннан (11) указывает на важность гигиены сна, исключения стрессов по возможности, настройку на благоприятное мировосприятие. Но лишь в комплексе с методами других сфер достигается эффективность.

И завершаю заметку одним из прогрессивных методов, который становится еще более эффективным в сочетании со всеми универсальными методами. Информационные, мыслительные, когнитивные процессы оказывают одно из мощнейших влияний на живой организм, и в них во многом заложено эволюционное совершенствование организма в дальнейшем. Например, это когнитивное, ментальное лечение организма, но не то, которое развивалось в психологии, а методы, основанные на нейробиологии и развитии нервного волокна, расширенных возможностях направления сигнала от головного мозга в ткани и клетки.

Поэтому еще один двигатель эволюции - это саморазвитие. Живое существо вне своего рода может идти по нетривиальному для этого вида жизни пути. И мы так же совершенствуем себя в своей жизни. Именно поэтому процессы творения внутри жизни самой жизни, а не только преобразования окружения, играют такое значение в эволюции – но так и во всем физическом мире. И, как верно определяется физикой, это самоорганизация живых систем (12). Ю.В. Чайковский написал труд о самосоздании – автопоэзе (13). Здесь не имеется в виду, что жизнь создала сама себя, а то, что появившись, жизнь и ее отдельные формы саморазвиваются, и порой индивидуальность одной жизни, отошедшей от общего правила для ее вида, развивает себя в поразительном, стремительном эволюционном процессе. И ключевой вывод об автопоэзе-самоорганизации, что важен самый способ этого развития, организации, сам процесс. То есть, некий метод самого живого в развитии, универсальный и охватывающий особенности жизни.

Подробно о результатах см. в публикациях научно-популярного проекта «Жизнь: глубокое обучение».

© 2014-2023, Ксения Мира, заметки научно-популярного проекта «Жизнь: глубокое обучение»
© 2011-2023, сетевой творческий проект «Одороки: Наука и Искусство»
© «Научно-популярный исследовательский проект интеграции знаний и универсальной методологии»


  Литература:

  (1) Эмануэль Н.М. Химическая и биологическая кинетика: избр. тр.: в 2 т. / Н.М. Эмануэль; [сост. Е.Б. Бурлакова, Г.Е. Заиков; отв. ред. С.Д. Варфоломеев; Ин-т биохим. физики им. Н.М. Эмануэля РАН]. – М.: Наука, 2005. Т. 1: Химическая и биологическая кинетика. – 2005. С. 509.
  (2) Эмануэль Н.М. Химическая и биологическая кинетика: избр. тр.: в 2 т. / Н.М. Эмануэль; [сост. Е.Б. Бурлакова, Г.Е. Заиков; отв. ред. С.Д. Варфоломеев; Ин-т биохим. физики им. Н.М. Эмануэля РАН]. – М.: Наука, 2006. Т. 2: Химическая и биологическая кинетика. – 2005. С. 195-196.
  (3) Яшин А.А. Живая материя: Физика живого и эволюционных процессов. – М.: Издательство ЛКИ / URSS, 2007. – 264 с. С. 20-24.
  (4) Опарин А.И. Происхождение жизни // Куйбышевское областное государственное издание, 1950.
  (5) Совещание по проблеме живого вещества и развития клеток. 22-24 мая 1950 г. Стенографический отчет / Москва: Издательство Академии наук СССР, 1951. С. 5 – 34, с 76.
  (6) Лепешинская О.Б. Происхождение клеток из живого вещества. Стенограмма публичной лекции, прочитанной в центральном лектории Общества в Москве / Москва: Издательство «Правда», 1951 г. – 39 с. С. 25.
  (7) Тезисы докладов совещания биологического отделения Академии наук СССР. Обсуждение проблемы происхождения клеток из живого вещества / Москва: Издательство Академии медицинских наук СССР, 1950. – 11 с. С. 8-10.
  (8) Лепешинска О.Б. Развитие клеток из живого вещества. Материал к лекции с диафильмом и методические указания / Москва: Госкултпросветиздат, 1952. – 32 с. С. 25.
  (9) Бредесен, Дэйл. Нестареющий мозг. Глобальное медицинское открытие об истинных причинах снижения умственной активности, позволяющее обрести ясность ума, хорошую память и спасти мозг от болезни Альцгеймера: пер. с англ. / Дэйл Бредесен. М.: Эксмо, 2019. – 310 с.
  (10) Полевой В.В., Саламатова Т.С. Живое состояние клетки и биология старения. – СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та 2004. – 136 с. С. 92 – 100.
  (11) Бреннан, Сабина. Омолоди свой мозг за 100 дней. Как улучшить память и сохранить здоровье до глубокой старости / Сабина Бреннан; [пер. с английского О.А. Нужиной]. – Москва: Эксмо, 2022. – 320 с. – (Мозговой заряд. Книги для тренировки самых важных навыков).
  (12) Метрологические основы оценки структурной устойчивости живых и технических систем : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.11.13 / Алдонин Геннадий Михайлович; Сиб. федер. ун-т, Красноярск, 2007.
  (13) Чайковский Ю.В. Автопоэз. Опыт пособия тем, кто хочет понять эволюцию живого. М.: Товарищество научных изданий КМК. 2018. 560 с., ил.


P.S.: И напоследок – литературное отступление о тех самых особенностях физики мира в жизни. Исследования для жизни восхищают, в особенности – то пересечение в самой нашей жизни мыслей и идей устремляющихся к изучению и совершенствованию методов для живого мыслителей и ученых. Так, много лет назад, когда я заказывала серию научной литературы для домашней библиотеки, мне встретились избранные труды Н.М. Эмануэля, и позже в связи с исследованием 2014-2016 года я к ним вернулась - книги стояли на полке книжного шкафа будто в ожидании нужного момента. И сейчас, обновляя подборку литературы по этой же теме, столкнулась с еще более удивительным совпадением через годы - с тематикой исследований и именем исследователя – это труды по структурной устойчивости живых систем и самоорганизации. «Мир идей», это сплетение информационных путей жизни, вдохновляет и не перестает удивлять совпадениями и закономерностями…