Naslovnica Tech/Sci Znanost

Zašto organizam, nakon što se u cijelosti razvije, ne nastavi jednostavno postojati vječno?

Kad je već nešto toliko komplicirano kao što je ljudski organizam moglo izrasti iz jedne stanice, zašto ne ostaje vječno u tom stanju?
11. rujna 2019. u 16:16 22 komentara 6569 prikaza
Foto: Getty Images
Pogledajte galeriju 1/4

Razumijevanje funkcioniranja ljudskih osjeta bio je jedan od najuspješnijih pristupa za dobivanje Nobelove nagrade za fiziologiju ili medicinu kroz povijest. Za razumijevanje osjeta vida već su dodijeljene tri nagrade, za sluh i ravnotežu po jedna, za njuh također jedna, a nagrađeno je čak i razjašnjavanje snalaženja u prostoru. Vjerojatno bi, dosljednosti radi, trebalo nagraditi i znanstvenike koji su pridonijeli razumijevanju osjeta dodira ili okusa.

Mozak IGOR RUDAN Kompjutorska simulacija moždane kore mogla bi otkriti kako ‘rade’ veze među neuronima

Međutim, Nobelove nagrade vrlo je teško dobiti i jako se puno povoljnih okolnosti treba poklopiti za dobitnike. Ponekad je preteško izdvojiti samo nekolicinu jasnih vođa istraživanja koja su dovela do prodora, a ponekad za nagradu vlada i prejaka konkurencija jer i velika otkrića iz drugih područja fiziologije ili medicine treba nagraditi.

Dio izvan kontrole

Možemo zaključiti kako smo u sustavnom razmatranju razvoja i funkcije našeg organizma došli do točke u kojoj je objašnjeno kako se organizam razvija do svoje konačne veličine i oblika u prostoru te spolne i fizičke zrelosti; također, kako surađuje s nekim mikrobima iz okoline, a brani se od drugih; te kako različiti tipovi stanica u organizmu uopće funkcioniraju zajednički, čineći nas živima, svjesnima, te nam omogućujući percepciju vlastita tijela i okoline, kao i pamćenje svega doživljenog. Sada je dobar trenutak za postavljanje ključnog pitanja ovoga čitavog feljtona: zašto organizam, nakon što se u cijelosti razvije, ne nastavi jednostavno postojati vječno, kada je već prošao čitav taj nevjerojatan put od prve stanice sve do svog konačnog oblika, kao i sazrijevanje svih stanica u njihovim funkcijama? Koja su nam biološka ograničenja postavljena te zašto ona ograničavaju postojanje našeg organizma u vremenu?

Živčani sustav Feljton 'Ljudski organizam' (16) Još ne znamo na koji način živčani sustav točno funkcionira

Podsjetimo se najvažnijih činjenica koje smo do sada naučili. Razvijamo se iz prve stanice, majčine jajne stanice oplođene očevim spermijem, koja sadrži pola majčine genetske upute i pola očeve. Nakon devet mjeseci dijeljenja stanica i rasta unutar majčine utrobe, a zatim još oko 25 godina rasta, razvoja i sazrijevanja raznih stanica u njihovim ulogama, postajemo fizički i spolno zreo ljudski organizam od trilijuna vlastitih stanica, kao i trilijuna prijateljskih bakterija. Funkcija svakog dijela tijela više-manje je također jasna. Mišiće, kosti i zglobove imamo kako bismo se mogli kretati prostorom, a njihov su oblik i funkcija vrlo mehanički i jednostavni. S obzirom na važnost imunosustava, možda nije čudno da se proizvodnja imunostanica smjestila na najsigurnije mjesto, u “bunker” u koštanoj srži. Uz sustav za kretanje po prostoru, koji nam je pod voljnom kontrolom, što još imamo u organizmu? Razumije se, imamo spolne organe, važne za razmnožavanje i očuvanje vrste. I oni su također smješteni na tijelu prilično strateški te dosta dobro zaštićeni.

Naravno, za održavanje organizma u funkciji i očuvanje njegova unutarnjeg integriteta potrebna nam je energija, koju unosimo kisikom, hranom i vodom. Radi kisika imamo nos, dušnik i pluća, tj. dišni sustav, koji doprema kisik u krv, a izdiše ugljikov dioksid. Za unos hrane i vode imamo usta, ždrijelo, jednjak, želudac, tanko i debelo crijevo, koji su puni bakterija koje nam pomažu probaviti hranu, ali također i jetru i gušteraču te žučni mjehur. To je sve razumljivo jer hrana i tekućina nužni su nam za dopremu energije u organizam, kako bi se on mogao razviti i izvršavati sve brojne zadaće. Krvotok je nužan kako bi se neprekidno svim trilijunima stanica mogla dostavljati energija i kisik, a iz njih odstranjivati štetne tvari.

Igor Rudan NOVO PRIZNANJE ZA RAD Rudan dobio najviši oblik priznanja koje Edinburško Sveučilište može dodijeliti

Srce je ključno, jer ono pumpa svu tu krv kroz organizam od prvog do zadnjeg udarca, a pritom nikad u čitavom životu ne smije stati kako bi se barem malo odmorilo, što je također nevjerojatno. Krv pročišćavaju bubrezi, koji sve štetno u njoj odstranjuju mokraćom, kroz mokraćni mjehur. Razne žlijezde, poput štitne žlijezde, nadbubrežne žlijezde ili hipofize, služe poticaju rasta i razvoja, kao i održanju stanja svega važnoga za život unutar određenih poželjnih granica. I konačno, imamo živčani sustav, jedini koji i dalje ne razumijemo najbolje. To je pomalo frustrirajuće jer čini se kako je svrha svih drugih stanica u organizmu – od mišićnog sustava, do prehrane i disanja – podržavati naš mozak, koji nam omogućuje svijest o vlastitom postojanju. Mozak, pak, ima svoj dio koji je potpuno izvan naše kontrole te upravlja svim životno važnim funkcijama podrške sebi samome, od rada srca do rada želuca, crijeva, bubrega i jetre. On ima i svoj svjesni, kreativni dio, koji možemo koristiti kako bismo u prostoru radili što god poželimo, iskoristivši tako svoje ograničeno vrijeme na neki način, svatko na svoj. Ali, što bismo uopće trebali raditi? I zašto postoji sva ta kompliciranost organizma, čemu ona uopće služi? Teško je reći...

Ilustracija FELJTON 'LJUDSKI ORGANIZAM' Moždano deblo krije tajnu ljudske svijesti i načina na koji se ona 'gasi'

Biološka ograničenja

Nameće se i drugo pitanje: kad je već nešto toliko komplicirano kao što je ljudski organizam moglo izrasti iz jedne jedine stanice, tj. kao da je čitav Tokio sa svojom širom okolicom nastao iz jedne jedine cigle, zašto onda ne ostaje vječno u tom stanju? Zašto smo izgrađeni kako bismo bili konačni te trajali ograničeno na našem planetu? Jasno je da postoje barem tri očigledna biološka ograničenja našem beskrajno dugom životu.

Prvo, doznali smo kako je broj koliko se puta neka stanica može podijeliti ograničen telomerama na kraju kromosoma. Znači, naše se stanice ne mogu dijeliti unedogled. Teško je reći zašto postoji to ograničenje, ali kod stanica zloćudnih tumora ono je ipak nadvladano. Zbog poremećaja u kontroli rasta tumorske stanice, ona se može beskonačno puta podijeliti. To znači da je ovaj mehanizam načelno moguće nadvladati, ali za sada uz cijenu pretvaranja stanica u nekontrolirano rastuće tumorske stanice. Bit će potrebno naći način kako ipak nadvladati ovaj mehanizam bez opasnosti za samu stanicu i njezinu funkciju.

roboti Georgij Malinecki Ovo je doba genetičke oluje: Zauvijek ćemo se riješiti teških bolesti

Drugo, postoji problem s nakupljanjem mutacija u genetskoj uputi naših stanica tijekom vremena. Naime, informacijski zapis u svakoj od naših stanica, koji bi trebao odgovarati onome naše prve stanice, nije sasvim stabilan. Molekula DNK može se oštetiti ultraljubičastim zračenjem, slobodnim kemijskim radikalima, kao i raznim kancerogenim spojevima. Uz to, čak i bez tih vanjskih utjecaja, već i sama kemijska nestabilnost molekule DNK dovodi do brojnih dodatnih, spontanih mutacija. Pogreške se događaju i prilikom prepisivanja genoma pri svakoj diobi stanice, a dnevno se dijeli nekoliko milijuna stanica. Postoje, stoga, brojni razlozi zašto genetska uputa u stanicama stalno teži odstupanju od izvornog slijeda.

Zbog toga stanice više ne slijede izvornu informacijsku uputu sadržanu u našoj prvoj stanici, od koje su sve potekle, već dolazi do tzv. akumulacije mutacija. Kao posljedica, mi postajemo sve bljeđa i bljeđa kopija onoga što smo, u informacijskom smislu, bili u trenutku začeća. Kao dokument koji se fotokopira stotinjak puta, ili još bolje, stara videokazeta koju se stalno ispočetka presnimava na novu kazetu, u svojem organizmu imat ćemo sve više “šuma” i nejasnih dijelova teksta, dok na kraju potpuno ne izgubimo prepoznatljivost. To se i događa starenjem s našim stanicama, tkivima i organima.

IGOR RUDAN Smrt stanica ‘uprogramirana’ je u normalan razvoj organizma
Provala
OPREZA NIKAD DOSTA
Većina provala u domove ostane nerazriješena, lani je samo u Zagrebu bilo gotovo četiri tisuće provalnih krađa

A1 izdvaja za Vas

  • Diosiario:

    Pa zbog istočnog grijeha, to djeca uče na prvoj godini vjeronauka. Da Adam i Eva nisu jeli sa stabla spoznaje živjeli bi vječno. Metuzalem je živio 960 godina ali ljudi su sve gori i gori i zato žive sve kraće ... prikaži još! i kraće. Na kraju, Božja je uvijek zadnja.

  • General_Royce:

    Zašto nemamo ugrađen backup i restore last known good configuration mehanizam?

  • wimmyanna:

    Zato sto je covjek kompjuter kao i svaki drugi, a mi jos nismo naucili kako da ga usavrsimo. Trebali bi pitati nasega Stvoritelja za savjet, a mi ne znamo tko je ON.