Cel de-al doilea principiu al termodinamicii reprezintă, de fapt, decretul de condamnare la moarte a organismului. Dacă timpul este ireversibil,deoarece, conform celui de-al doilea principiu al termodinamicii, toate sistemele evoluează spre creşterea entropiei, adică a dezordinii,înseamnă că cel de-al doilea principiu al termodinamicii reprezintă, de fapt, decretul de condamnare la moarte a organismului. Postulând creşterea dezordinii, cel de-al doilea principiu al termodinamicii a postulat, de fapt, îmbolnăvirea şi moartea organismului. El reprezintă în realitate un decret de condamnare la moarte semnat în alb, pentru că indiferent de ce boală va muri un om, omul moare în cele din urmă, datorită celui de-al doilea principiu al termodinamicii.
Indiferent dacă omul moare de infarct miocardic sau de cancer, el moare din cauza celui de-al doilea principiu al termodinamicii, care postulează creşterea dezordinii şi a dezorganizării. Aceasta înseamnă că atunci când se naşte un copil, el se naşte de fapt cu acest certificat de deces în alb, reprezentat de cel de-al doilea principiu al termodinamicii, pe care viaţa îl va completa ulterior cu anumite boli. Dar dacă cel
de-al doilea principiu al termodinamicii se opune ordinii caracteristi ce sistemelor biologice şi copilul are încă de la naştere un certificat de deces semnat în alb, se pune întrebarea cum reuşeşte să se nască copilul şi cum izbuteşte el să se dezvolte şi să crească o anumită perioadă de timp, crescându-şi ordinea şi organizarea, în
pofi da celui de-al doilea principiu al termo dinamicii.
Mecanismele de luptă antientropică ale organismului. Organismul uman reuşeşte să senască, să crească, să se dezvolte şi să supravieţuiască, menţinându-şi o anumită ordine şi organizare, o foarte lungă perioadă de ti mp, în pofida celui de-al doilea principiu al termodinamicii, datorită faptului că organismul uman apelează, ca şi toate celelalte sisteme biologice, la nişte mijloace şi la nişte mecanisme de reglare care se opun celui de-al doilea principiu al termo dinamicii (Restian, 1981).
Mai întâi, organismul uman a devenit un sistem deschis. După cum am remarcat cel de-al doilea principiu al termodinamicii se referă la sistemele închise. De aceea, pentru a se putea sustrage celui de-al doilea principiu al termodinamicii, organismul uman a devenit un sistem deschis, care îşi ia din mediul extern substanţele şi energia de care are nevoie. Probabil că ar fi interesant de remarcat că toată această nenorocire, privind condamnarea organismului la moarte şi la îmbolnăvire, pe
care o postulează cel de-al doilea principiu al termodinamicii, este determinată în cele din urmă de faptul că, în ti mp ce toate celelalte forme de energie se pot transforma integral unele în altele, căldura care ia naştere din celelalte forme de energie, în urma funcţionării organismului, nu se mai poate transforma integral în
energia din care a provenit.
Astfel, organismul pierde treptat o anumită canti tate de energie internă şi nu mai dispune de energia necesarăpentru a menţine elementele lui într-o anumită ordine. De aceea dezordinea creşte, iar boala şi îmbătânirea nu reprezintă în cele din urmă
decât creşterea dezordinii şi a entropiei. De aceea, pentru a compensa cel puţin
parţial pierderea energiei interne, sistemele biologice au devenit nişte sisteme deschise care îşi iau din mediul extern sunstanţele şi energia de care au nevoie pentru a-şi păstra ordinea interioară.
Pe de-altă parte, sistemele biologice au apelat la informaţie. Organismul uman este nu numai un sistem termodinamic, sau chemodinamic, ci şi un sistem informaţional. Iar infor maţia nu este, după cum a arătat Norbert Wiener (1948), nici materie şi nici energie. Informaţia nu se supune legilor termodinamicii de creştere a entropiei. Ea reprezintă un alt aspect al realităţii şi are alte legi de conservare şi de trans formare
(Resti an, 1980). Astf el, dacă substanţa reprezintă masa sau volumul, iar energia re prezintă forţa sau câmpul care intervin în desfăşurarea fenomenelor, informaţia reprezintă modul în care sunt organizate şi ordonate substanţele şi energia respective, sau mai bine zis noutatea pe care o reorganizare o poate aduce.
Informaţia reprezintă partea cea mai comunicantă a realităţii. Ea poate trece foarte uşor de pe un semnal pe altul. Mărimea informaţiei nu de pinde de mărimea semnalului. Cantităţi foarte mici de substanţă pot transmite cantităţi foarte mari de informaţie, aşa cum se întâmplă în cazul informaţiei geneti ce. Ea se poate transmite fără a fi pierdută. Dimpotrivă informaţia poate fi amplificată cu numărul de destinatari. În sfârşit, deşi pentru a putea funcţiona, mecanismele de reglare au nevoie de substanţă şi de energie, informaţia este cea care asigură eficacitatea
acestor mecanisme.
Informaţia geneti că este cea care indică modul în care trebuie construit noul organism. Informaţia este cea care trece de pe genom, adică de pe codul genetic, pe proteom, adică pe codul reprezentat de secvenţele de aminoacizi. Apoi tot informaţia geneti că este cea care trece de pe proteom pe metabolom, pe fenotip şi aşa mai de parte. Cu ajutorul informaţiei reuşesc de fapt sistemele biologice să îşi păstreze structura lor biologică în pofi da numeroşilor factori patogeni, care acţionează asupra lor conform celui de-al doilea principiu al termodinamicii. Dar pentru a putea actualiza informaţia primită, în pofida celui de-al doilea principiu care postulează creşterea entropiei, sistemele biologice au trebuit să apeleze la anumite mecanisme de reglare antientropică.
Pentru a pune în aplicare informaţia primită, organismul trebuie mai întâi să-şi construiască în pofi da celui de-al doilea principiu al termodinamicii, structurile proprii caracterizate de un mare grad de ordine şi or ganizare, iar apoi să caute să corecteze, sau să prevină, tulburările pe care cel de-al doilea principiu al termodinamicii le-ar putea produce. Mecanismele de construcţie a structurilor proprii duc timpul înainte. Pornind de la informaţia genetică, toate sistemele biologice dispun de nişte macanisme geneti ce cu ajutorul cărora reuşesc să-şi construiască, în pofida celui de-al doilea principiu al termodinamicii, nişte structuri proprii caracterizate de un mare grad de ordine şi de organizare. Mecanismele genetice reuşesc să copieze informaţia de pe structura ADN, să o treacă pe structura ARN, care o transportă la nivelul ribozomilor, unde informaţia genetică este trecută pe structura proteinelor, cre vor da naştere la o mulţime de celule, de ţesuturi şi de organe şi, în cele din urmă, întregului organism. Este important de remarcat că aceste mecanisme genetice reuşesc să construiască nişte structuri foarte ordonate care nu existau anterior.
În cele din urmă ele dau naştere unui fenotip, care nu exista anterior. Ele construiesc viitorul, care nu exista anterior. Ele creează spaţiul şi timpul. Ele împing timpul înainte, spre deosebire de celelalate mecanisme de reglare care, corectând erorile, caută să aducă timpul înapoi. Sistemele biologice sunt nişte sisteme disipative. După cum arată I. Prigogine, laureat al premiului Nobel pentru termodinamica sisteme lor biologice, acestea reuşesc să-şi păstreze ordinea şi organizarea, eliminând în exterior entropia care ia naştere în interiorul lor.
După cum se ştie, în sistemele termodinamice pot să existe anumite fluctuaţii locale de entropie, în aşa fel încât în anumite regiuni entropia poate să scadă, iar în altele să crească, cu condiţia ca entropia generală a sistemului să înregistreze o creştere. Iar I. Prigogine arată că sistemele biologice formează cu mediul înconjurător un sistem mai mare. Astfel, ele îşi vor păstra ordinea dacă vor creşte dezordinea mediului înconjurător. Astfel, sistemele biologice sunt nişte sisteme disipative care elimină în mediul înconjurător dezordinea care apare în ele. În felul acesta, sistemele biologice reuşesc să-şi păstreze ordinea, crescând dezordinea mediului înconjurător. Sistemele biologice se hrănesc cu ordine. Pe de-altă parte, Ervin Schrodinger arată că, deşi nouă ni se pare că sistemele biologice se hrănesc cu anumite substanţe nutritive, ele se hrănesc de fapt cu ordine, cu opusul entropiei, după cum spune el cu negentropie. Şi dacă avem în vederea că informaţia este egală cu entropia cu semn schimbat, atunci ele se hrănesc de fapt cu informaţie.
De exemplu, dacă organismul uman ingerează glucoză, care are un anumit grad de ordine şi de organizare şi pe care o supune unui metabolism din care rezultă bioxid de carbon şi apă, care au un grad de ordine mai mic decât glucoza şi pe care le elimină în mediul extern, înseamnă că organismul a reţinut ordinea, adică informaţia cuprinsă în molecula de glucoză. De aceea, Ervin Schrodinger spunea că organismul se hrăneşte în ultimă instanţă cu negentropie. Pe lângă mijloacele de construire a ordinii, sistemele biologice aveau nevoie şi de nişte mijloace de păstrare a ordinii. Dacă pentru construirea unor structuri foarte ordonate, în pofida celui de-al doilea principiu al termodinamicii, sistemele biologice au apelat la informaţie, care nu se supune legilor termodinamicii, la deschiderea sistemului şi la importul de energie din exterior, la eliminarea entropiei care totuşi apare în afara organismului, pentru a putea păstra ordinea construită, sistemele biologice trebuiau să apeleze şi la nişte mecanisme cu ajutorul cărora să păstreze ordinea pe care au construit-o conform informaţiei genetice.
Iar unele mecanisme de păstrare a ordinii caută să corecteze eventualele erori produse de diferiţii factori perturbanţi, iar altele caută să prevină cel puţin acele erori care nu ar mai putea fi corectate.
Mecanismele de corectare a erorilor, care aduc timpul înapoi. Cel mai simplu mecanism de refacere a ordinii pe care factorii perturbanţi, care acţionează conform celui de-al doilea principiu al termodinamicii, au tulburat-o, este reprezentat de mecanismul de feedback. Mecanismele de feedback sunt foarte răspândite în sistemele biologice. Organismul uman dispune de sute de mecanisme de feedback. Homeostazia organismului este păstrată prin intermediul a sute de mecanisme de feedback. Toţi parametrii biologici sunt menţinuţi în limite normale cu ajutorul unor mecanisme de feedback. În reglarea tensiunii arteriale, a glicemiei şi a volemiei, intervin o mulţime de mecanisme de feedback (Restian, 1981).
Mecanismele de feedback acţionează prin corectarea erorilor. Ele dispun de nişte traductori care sesizează erorile pe care factorii preturbanţi le-au produs asupra unor parametri, aşa cum ar fi traductorii din sinusul carotidian, din atriul drept şi din aortă, care sesizează variaţiile tensiunii arteriale şi trimit retroactiv centrului de comandă, situat în trunchiul cerebral, informaţii necesare pentru a lua deciziile corespunzătoare readucerii tensiunii arteriale la valorile iniţiale. De remarcat că, readucând valorile tensiunii arteriale sau a glicemiei la valorile anterioare, mecanismele de feedback realizează de fapt o oare care reversibilitate a timpului în sistemele biologice. Starea sistemelor biologice revine la momentul anterior. Astfel, mecanismele de feedback se opun într-o oarecare măsură ireversibilităţii timpului. În felul acesta sistemele biologice reuşesc să prelungească într-o oarecare măsură durata de viaţă a sistemelor biologice şi să amâne punerea în aplicare a decretului de condamnare la moarte semnat de cel de-al doilea principiu al termodinamicii.
Mecanismele de prevenire a erorilor, care caută să menţină timpul pe loc. Dar organismul trăieşte într-un mediu foarte variabil şi de multe ori chiar foarte ostil, mediu în care se pot produce şi evenimente sau modificări care nu ar mai putea fi corectate. De aceea, pe lângă mecanismele de corectare a erorilor, sistemele biologice mai evoluate au apelat şi la un mecanism de prevenire a erorilor. Încă din 1975, noi am arătat că, pentru a putea supravieţui într-un mediu foarte variabil, în care se pot produce şi evenimente care ar declanşa tulburări care nu ar mai putea fi corectate, pe lângă mecanimele de corectare a erorilor, sistemele biologice mai au nevoie şi de un mecanism de prevenire a erorilor, pe care noi l-am numit mecanism de feedbefore, pentru că el nu are nevoie numai de informaţii retroactive, ci şi de informaţii anticipative (Restian, 1975). Este evident că omul nu conduce automobilul cu ajutorul mecanismelor de feedback. Adică el nu aşteaptă să se lovească de un obstacol, să dea înapoi şi apoi să îşi continue drumul mai departe, ceea ce de multe ori nici nu ar mai fi posibil.
Este evident că atunci când conduce un automobil, el se foloseşte de mecanismul de feedbefore, încer când să prevină erorile care s-ar putea produce. Acest lucru este valabil şi în alte activităţi pe care le desfăşoară omul. Dar pentru a putea realiza o reglare anticipativă, mecanismul de feedbefore, de prevenire a erorilor, are nevoie nu numai de cunoaşterea mediului intern, adică a tulburărilor care s-au produs, ci şi de o cunoaştere a mediului extern privind tulburările pe care acesta le-ar putea produce. De aici a derivat toată complexitatea sistemului nervos. Dacă pentru funcţionarea mecanismelor de feedback ar fi fost suficient trunchiul cerebral, care să primească informaţii privind tulburările suferite de diferiţi parametri, pe baza cărora putea să ia deciziile corespunzătoare corectării lor, pentru a putea preveni erorile pe care mediul înconjurător le-ar putea produce, mecanismul de feedbefore trebuie să cunoască mediul înconjurător, să facă o apreciere a pericolelor pe care diferiţi factori de mediu le-ar putea reprezenta şi să aleagă decizia cea mai adecvată preveniri acestor tulburări.
Este interesant de remarcat că, pe lângă mecanismul de feedbefore extrem de complicat, în care este implicat sistemul nervos, organismul a apelat şi la mecanisme de reglare anti cipativă ceva mai simple, care au programul lor de funcţionare înscris în structura organismului. În acest sens, am putea da exemplu secreţia nervoasă de suc gastric la vederea alimentelor, adică înainte ca alimentele să ajungă în stomac. Sau exemplul incretinelor, care sunt secretate de intestine în momentul ingerării de glucide pentru a stimula secreţia de insulină chiar înainte ca glucidele să ajungă în sânge. Dar deşi mecanismele de corectare a erorilor, precum şi mecansimele de prevenire a erorilor sunt extrem de eficiente, ele nu reuşesc să se opună decât parţial celui de-al doilea principiu al termodinamicii, deoarece, în cele din urmă, entropia organismului reuşeşte să crească, iar organismul îmbătrâneşte, se îmbolnăveşte şi moare. Reversibilitatea timpului este numai parţială. Deşi mecanismele de feedback reuşesc să corecteze erorile, să aducă parametrii tulburaţi la valorile iniţiale, să păstreze stabilitatea organismului şi realizeze astf el o oarecare reversibilitate a timpului, mecanismele antientropice folosite de organism nu sunt perfecte.