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¿Cómo se relacionan la muerte celular como la apoptosis y la entropía?


En Perspectivas sobre termodinámica estadística, Yoshitsugu Oono, está escrito que

Sin embargo, no concluya que, dado que la segunda ley es invencible, la termodinámica de la información no es importante. Es posible que un sistema en el que estamos interesados ​​realice algo que la termodinámica ordinaria no permite y pague el precio en otro lugar. Por ejemplo, puede ser posible ir más allá del límite de la termodinámica por el momento cambiando el valor promedio de las fluctuaciones, aunque el precio debe pagarse (caro) más tarde. Debe haber tales casos en máquinas moleculares. Se argumenta que la senescencia celular se debe a la acumulación de defectos y desperdicios, pero la muerte celular podría tener una implicación más activa de eliminar la deuda causada por la utilización de información. Por tanto, son concebibles la apoptosis entrópica y el altruismo entrópico.

pero no entiendo los dos puntos siguientes.

  • ¿Por qué la muerte celular se asocia con "la deuda causada por la utilización de información"? ¿Mueren las células por aumentar la entropía para compensar la disminución de entropía causada por el uso de información (pero qué tipo de información)?
  • ¿Por qué podemos concluir "Por tanto, la apoptosis entrópica y el altruismo entrópico son concebibles"? ¿Significa esto que, para permitir que otras células disminuyan la entropía al consumir información, algunas células se matan para aumentar la entropía?

A menos que tenga un sistema cerrado, no se moleste con la segunda ley. Suenan como descripciones poéticas, pero no te dirán mucho sobre biología.

Se argumenta que la senescencia celular se debe a la acumulación de defectos y desperdicios, pero la muerte celular podría tener una implicación más activa de eliminar la deuda causada por la utilización de la información.

La primera parte de la oración que escribí aquí en cursiva es suficiente para comprender la biología: las células envejecen y mueren porque acumulan defectos. Los organismos, ya sean unicelulares o multicelulares, en última instancia superan esto haciendo muchas copias de sí mismos y esperando que algunas fallen.

La segunda parte de esa oración dice "podría" y es poesía para describir la primera mitad, así como la oración que sigue. No agrega más ciencia, a menos que te preocupes por la existencia de "altruismo entrópico" en el universo, lo que me suena a un enfoque religioso más que científico. Es solo decir que la muerte celular (y quizás, en una extensión, la muerte de organismos multicelulares) puede ser útil para organismos / especies en lugar de ser simplemente destructiva. No hay nada de malo en encontrar la belleza en la física y las matemáticas, pero la belleza en sí misma no dice nada sobre cómo funcionan las cosas o cómo deberían ser las cosas.

En el contexto de un organismo multicelular, las células se matan a sí mismas para no matar / dañar a todo el organismo (por ejemplo, para no convertirse en cáncer, o como un evento planificado durante el desarrollo). La razón biológica por la que hacen esto es porque los organismos multicelulares que han desarrollado mecanismos genéticos para identificar células potencialmente dañinas y que esas células mueren tienen más probabilidades de reproducirse y producir más organismos multicelulares como ellos. Si quiere interpretar esto como "altruismo entrópico" porque la muerte celular aumenta la entropía, está bien, pero no se necesita ningún argumento termodinámico o incluso tan útil para explicar la biología.

Tenga en cuenta también que el libro que cita no parece ser de uso común; no tiene reseñas en los libros de Amazon o Google, y un libro anterior del mismo autor solo tiene 1 reseña. No tengo nada en contra del autor y podría ser un excelente físico estadístico, pero un lenguaje como este me hace pensar que no es un biólogo.


Hasta donde yo sé, la apoptosis no tiene nada que ver con la entropía, excepto en el caso degenerado y trivial en el que una célula se queda sin energía por completo durante el tiempo suficiente para que deje de funcionar.

La entropía se define informalmente como un estado de baja energía. Las células que tienen poca energía suelen estar diseñadas para absorber más energía del medio ambiente. Un ejemplo simple: considere una célula que metaboliza la glucosa en un ácido orgánico para obtener energía. Suponga que la célula vive en un entorno donde la glucosa está fácilmente disponible, los ácidos orgánicos se eliminan con regularidad y tiene canales de proteínas de transporte que permiten que los productos de desecho de la glucosa y los ácidos orgánicos atraviesen la membrana.

A medida que la célula usa su propia glucosa para obtener energía, se convierte en un ácido orgánico (producto de desecho) que se acumula en la célula. Ahora la célula tiene una concentración de glucosa más baja que su entorno circundante, y debido a los canales de proteínas de transporte, la glucosa del exterior tenderá a moverse hacia la célula en el gradiente de concentración. Asimismo, a medida que se acumulan los productos de desecho de ácidos orgánicos, tienden a salir de la célula por sus propios canales de proteínas porque la concentración de ácidos en la célula es más alta que en su entorno.

Las formas de vida de orden superior (extremadamente complejas con miles de millones de células altamente diferenciadas) implementan la apoptosis como una forma de control de calidad sobre las células. Con el tiempo, las células acumulan daños y mutaciones. Los mecanismos exactos varían significativamente según la especie. En los seres humanos, existen proteínas específicas que buscan daños irreparables en las estructuras proteicas de las células o mutaciones peligrosas del ADN. En algunos casos, una célula puede estar programada para dejar de replicarse; Las mutaciones extremadamente peligrosas (oncogénicas) pueden desencadenar la apoptosis en la que la célula "toma una para el equipo".


Ver el vídeo: MUERTE CELULAR Apoptosis, necrosis y autofagia (Enero 2022).