Есть биологический возраст а есть: тест, методика и критерии определения биологического возраста человека

тест, методика и критерии определения биологического возраста человека

Пока не изобретены технологии или средство, которые предотвращали бы старение, каждый живой организм на планете имеет определенную продолжительность жизни. Для большинства из нас очевидно, что люди отличаются друг от друга не только внешними признаками, но и скоростью различных внутренних процессов. Но о том, что именно из-за различий в механизмах функционирования организма возраст по паспорту не всегда совпадает с биологическим, знают не все. Вы можете спросить: а действительно возможно, чтобы число прожитых лет отличалось от истинной степени старения человека? Ответ: да, возможно, а каким образом это обычно происходит, предлагаем прочитать ниже.

О чем может рассказать биологический возраст человека

Это показатель, который отражает, какой возрастной категории на данный момент соответствуют различные обменные процессы в организме и состояние органов человека. Проще говоря, расчет биологического возраста позволяет определить настоящую степень старения. Таким образом, на самом деле наш организм может стареть быстрее, медленнее либо одинаково по сравнению с календарным показателем. Все зависит от того, какой образ жизни вы ведете. Опираясь на данные, при необходимости можно предпринять ряд мер, чтобы улучшить здоровье, держать его под контролем и продлить молодость.

Как определить свой биологический возраст

Важно то, что параметр отражает состояние организма на момент расчета. Что это значит? Если вы будете самостоятельно определять биологический возраст после тяжелой трудовой недели и после отпуска, то значения могут различаться. Более точную информацию часто получают, выполнив диагностику (например, в медицинском центре) с помощью специального прибора. Самостоятельные измерения дают примерный (условный) результат. Существует несколько вариантов расчета.

1. Измерьте свой пульс, запишите результат, после чего выполните 30 интенсивных приседаний и замерьте пульс еще раз. Разница в значениях покажет биологический возраст:
   • 0–10 единиц – вам 20 лет;
   • 10–20 – 30 лет;
   • 20–30 – 40 лет;
   • 30–40 – 50 лет;
   • более 40 единиц – 60 лет и старше.

2. На тыльной стороне кисти нужно ущипнуть себя большим и указательным пальцами. Отсчитайте 5 секунд и после этого отпустите кожу. Она побелеет, так как при таком действии происходит блокировка кровеносных сосудов. Засеките, за сколько времени кожа вернет свой привычный цвет. Если:
   • за 5 секунд, то вам около 30 лет;
   • 8 – примерно 40;
   • 10 – около 50;
   • 15 – в районе 60.

3. Вы наверняка на уроках физкультуры в школе или университете выполняли такое упражнение: сложите руки в замок за спиной. Для этого одну руку заведите назад через плечо, а другую – в области груди. «Замок» должен получиться на уровне лопаток. Если вы:
   • выполнили упражнение без труда, то вам около 20 лет;
   • едва коснулись пальцами – 30;
   • не смогли достать руками друг до друга – 40;
   • даже не завели руки за спину – 60.

Как можно замедлить процессы старения и улучшить биологические показатели здоровья

Наш организм не всегда надежно застрахован от воздействия окружающей среды, стрессов и других факторов, которые могут влиять на здоровье. Тем не менее есть способы, которые при отсутствии серьезных болезней помогают поддерживать органы в хорошем состоянии.

Пить очищенную воду. Она необходима практически каждой клеточке организма. Для того чтобы водный баланс был в норме, стоит пить именно очищенную воду, а не чай или кофе. Газированные сладкие напитки и концентрированные соки при регулярном употреблении могут способствовать набору веса, поэтому они тоже не подойдут. Организм нуждается в обычной чистой воде ежедневно, а она обладает приятным бонусом – нулевой калорийностью. Если вам не нравится употреблять жидкость в стандартном варианте, то можно добавлять к ней мяту, дольку лайма или лимона.

Заниматься физическими упражнениями и спортом. Запишитесь в фитнес-зал. Под руководством тренера можно не только привести мышцы в тонус, но и сбросить лишние килограммы. Если по каким-то причинам посещение спортивного центра невозможно, старайтесь совершать ежедневные прогулки в течение 40–60 минут. Начинайте утро с зарядки. Она может активизировать работу организма, помочь укрепить мышцы и подарить приятный заряд бодрости на весь день.

Питаться рационально. Каждый человек может рассчитать свою норму калорий, например через какое-либо мобильное приложение. Зачем? Для современных людей характерно переедание, употребление полуфабрикатов, перекусы на бегу, а также многие едят перед сном и часто чересчур много, так как поздно приходят домой и в течение дня не имели возможности спокойно пообедать. Более того, есть и те, кто вовсе не завтракает. Все это чревато набором килограммов, что в некоторых случаях приводит к проблемам со здоровьем и ускоряет старение. Завтрак – это важный прием пищи, поэтому следует начинать каждый день с него. Следите за тем, что вы едите, и ведите подсчет калорий. Откажитесь от слишком жирных, жареных продуктов и тех, которые имеют высокий гликемический индекс.

Поддерживать баланс витаминов и минералов. Не забывайте о том, что организму часто нужны различные органические соединения и микроэлементы. При необходимости и по рекомендации врача их можно получить, принимая различные средства или БАДы. Например, компания Herbalife Nutrition разработала отдельные комплексы витаминов и минералов для женщин и мужчин. В состав БАДов входят различные компоненты, которые помогают всесторонне поддерживать рацион. Для сбалансированного питания можно дополнительно либо отдельно использовать протеиновый коктейль «Формула 1». Комплекс «Роузгард» содержит мощные антиоксиданты для продления молодости клеток. Прием таких таблеток во время еды может помочь предотвратить преждевременное старение и оказывать защитное действие на нервные клетки.

Оставаться красивыми и бодрыми иногда проще, чем кажется. Стоит захотеть и начать действовать!

Какие ваши годы: как точно определить биологический возраст человека | Статьи

Любой пользователь интернета вскоре может быстро узнать свой биологический возраст и степень изношенности организма. Для этого надо загрузить через онлайн-сервис «Калькулятор возраста» несколько показателей из общего анализа крови и общедоступных биохимических маркеров. Эта методика с высокой достоверностью результатов, утверждают разработчики. Они уверены, что в дальнейшем подобные программы пригодятся для диагностики болезней старости. Большая разница между хронологическим и биологическим возрастом — серьезный повод пройти обследование, чтобы медики могли на ранней стадии выявить развивающиеся патологии.

Стресс и вредная работа

Понятие «возраст» сложное и многофакторное. У всех есть точная дата рождения, которая прописана в паспорте, однако биологический возраст организма может отличаться от хронологического. Причины отклонения лежат на поверхности: наследственность, стрессы, вредная работа, ухудшение условий окружающей среды постепенно старят тело и внутренние органы человека. На сегодняшний день предложены разные формулы оценки биологического возраста, которые позволяют заметить многие патологии на ранней стадии. Практически каждый месяц в научных изданиях публикуются новые исследования по данной тематике. Однако не все эти методики точны, и, кроме того, большинство из них не проверено на российской популяции.

Ученые Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского под руководством ведущего европейского геронтолога Клаудио Франчески решили запустить онлайн-сервис «Калькулятор возраста». Чтобы узнать свой точный биологический возраст, человеку необходимо загрузить в специальную программу несколько биохимических маркеров и показателей из общего анализа крови. Как сообщила «Известиям» директор Института биологии и биомедицины университета Лобачевского Мария Ведунова, сотрудники ННГУ входят в большой международный научный консорциум, который проводит анализ сложных эпигенетических данных (внешних факторов, влияющих на работу генома, но не затрагивающих последовательности ДНК). Проводимая коллективом ученых работа позволяет выделить те показатели, по которым можно определить реальный износ организма.

— Метаанализ большого массива генетических данных для 20 различных популяционных групп, среди которых европейцы, азиаты, афроамериканцы, выявил новые факторы долголетия и риска ранней смерти, — отметила Мария Ведунова.

Тест на износ

Полученные в ходе исследования данные позволили выбрать ученым 10 биологических маркеров, которые необходимы для определения реального отклонения биологического возраста от хронологического. Это такие показатели, как содержание в крови альбумина (главного белкового компонента сыворотки крови), глюкозы, креатинина (вещества, которое участвует в энергетическом обмене между мышцами и другими тканями), щелочной фосфотазы (группы ферментов, в основном локализованных в печени) и ряд других, которые входят в стандартный лабораторный биохимический анализ. Полученные данные нужно загрузить в русскоязычное приложение сервиса.

Далее при помощи разработанного в ННГУ алгоритма искусственный интеллект вычислит, на сколько лет биологический возраст пользователя отличается от паспортного. Как пояснил «Известиям» заведующий кафедрой прикладной математики Института информационных технологий, математики и механики ННГУ, руководитель центра здорового старения и активного долголетия Михаил Иванченко, для создания калькулятора был выбран один из наиболее перспективных подходов — метод регрессионного анализа. Он позволяет сопоставить уровень содержания того или иного вещества в крови в зависимости от пола и хронологического возраста пациента с эталонными показателями и вычислить степень износа организма.

Биологический возраст используется как общая оценка индивидуального здоровья. Поэтому значительная разница между хронологическим и биологическим возрастом может интерпретироваться как признак серьезных проблем со здоровьем, сообщил «Известиям» сотрудник кафедры анатомии и физиологии человека и животных ТюмГУ (вуза — участника проекта «5-100») Николай Карпов.

— Использование расчетных методов, позволяющих оценивать состояние здоровья, очень перспективно, так как можно выявлять группы риска развития того или иного заболевания, — пояснил эксперт. — То, что предложено учеными из университета Лобачевского, актуально, обоснованно и статистически доказано.

Однако пока рано говорить о том, что прямо сейчас подобный калькулятор будет широко применяться в диагностике, уверен руководитель группы по биоинформатике лаборатории «Компьютерные технологии» Университета ИТМО Алексей Сергушичев.

— Для конкретного человека такой сервис пока может быть полезен разве что в качестве развлечения: он покажет разницу между биологическим возрастом и возрастом «в паспорте». Но чтобы понять, почему возникла эта разница и что она означает, необходимы дополнительные исследования. Для лаборатории же подобный калькулятор — неплохой способ собрать данные тренировки алгоритмов машинного обучения: чем больше данных, тем лучше можно обучить алгоритм, — сообщил эксперт.

Как пояснили ученые, «Калькулятор возраста» в ближайшее время появится в открытом доступе. Воспользоваться им сможет любой желающий абсолютно бесплатно.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Познать тела меру. Как сегодня определяют биологический возраст человека и при чем тут машинное обучение

У старости нет четкого определения. Нет и определенного возраста, после которого становятся стариками. Никто не может знать наверняка, стар он уже или нет, зато все знают, что за старостью приходят болезни и смерть. Возраст, записанный в документах, не много может сказать о шансах отдалить ее приближение. Правда, давно известна кривая Гомперца, описывающая риск смерти в зависимости от возраста, но она дает лишь усредненное значение. А для конкретного человека этот риск может быть существенно выше среднего — например, если он болен прогероидными болезнями, ускоряющими старение, или, наоборот, заметно ниже, если он, например, сверхдолгожитель. Поэтому медикам нужен более надежный инструмент — что-нибудь типа портрета Дориана Грея, взглянув на который, они могли бы определить настоящий, биологический возраст человека.

Найти его несложно, если у вас есть достаточно большая выборка пожилых людей одного возраста. Достаточно регулярно измерять у них разные физиологические показатели и подсчитывать ежегодную смертность. А дальше строить модели, предсказывающие риск умереть на основе предыдущих измерений, и искать среди них наиболее убедительного пророка.

Но то, что хорошо работает с пожилыми людьми, плохо применимо к молодым. Хотя до смерти им, как правило, далеко, далекость этого «далеко» может сильно разниться в зависимости от их здоровья. Сегодня известно множество болезней, появляющихся с возрастом и ускоряющих старение: рак, сердечно-сосудистые заболевания, деменция, остеопороз. Список постоянно пополняется. Например, до сих пор идут споры по поводу ожирения — считать его признаком ускоренного старения или нет? Известно, что в жировой ткани накапливается множество старых клеток, которые потом заражают старостью соседей. Значит, и молодой человек с ожирением может оказаться ближе к смерти, чем его здоровые сверстники.  

Тем не менее редкий прорицатель способен заглянуть настолько далеко в будущее. Чтобы с большей уверенностью говорить о рисках смерти молодых людей, исследование пришлось бы растянуть на десятки лет, а ответ нужен уже сейчас. И нужен не только пациентам с подозрением на ускоренное старение, но и исследователям, которые бьются над созданием таблетки от старости, ведь это их единственный шанс проверить, удается их лекарству омолодить участников эксперимента или нет.

В отличие от пожилых людей, для которых мерилом возраста оказывается близость смерти, молодым людям приходит на помощь статистика. Ученые измеряют разные параметры у сотен тысяч людей разного возраста, ищут характерные возрастные изменения и составляют усредненный график для каждого параметра или их сочетания. Дальше на этом графике можно найти результат для каждого испытуемого и оценить его биологический возраст относительно среднестатистического сверстника. 

Но важно помнить, что такая оценка очень сильно зависит от исходной выборки. Поиски биологических маркеров оказываются в той же ловушке, что и генетические тесты: предсказания, которые сбываются для привилегированных белых мужчин, могут оказаться бессмысленны для женщин-иммигрантов, но первые оказываются участниками исследований гораздо чаще, чем вторые. 

Кроме того, различия между поколениями могут быть следствиями социальных, а не возрастных изменений. Например, некоторые исследователи полагают, что особенный микробный состав в кишечнике пожилых людей связан вовсе не с возрастом, а с тем, что они привыкли питаться другой пищей и т.н. западная диета, насыщенная жирами и углеводами, их не затронула. Но, несмотря на все эти соображения, более точного способа определить биологический возраст нестарых людей, чем сравнение со средним значением, у нас пока нет.

На чем гадаем

При желании тайное знание о будущем можно почерпнуть из чего угодно: от кофейной гущи до полета священных птиц. Однако не каждая птица своим полетом предсказывает судьбу империи и не любое измерение может служить надежной опорой для пророчеств. Чтобы избежать гаданий на непроверенных источниках, в 2004 году Американская федерация исследований старения сформулировала требования, которым должен удовлетворять маркер биологического возраста. Забегая вперед, скажем, что соответствовать им оказалось совсем непросто.

1. Измерить его должно быть легко, а процесс измерения не должен причинять вред здоровью человека и ускорять старение. Логичное ограничение, которое, впрочем, доставляет немало неудобств ученым. Например, оно ограничивает набор клеточных типов, которые можно использовать. Большинство анализов приходится проводить на лейкоцитах (единственных полноценных клетках крови), и не всегда понятно, происходят ли те же возрастные изменения в клетках других тканей.

2. Он должен предсказывать риск смерти. Научившись предсказывать хронологический возраст людей, необходимо проверить, что вы распознаете и отклонения от среднего — тех, кто стареет слишком быстро или слишком медленно. Но убедиться в этом мы сможем только тогда, когда эти люди начнут умирать раньше или позже срока. Это означает, что все подсчеты, проведенные на молодых людях, не имеют реальной значимости, если не подтверждены аналогичными измерениями на пожилых и связью с риском умереть.

3. Он должен опираться на биологические процессы старения. Этот критерий призван отсеять всех желающих гадать на кофейной гуще и отражению в воде. Седина, например, чаще всего связана с возрастом, поэтому могла бы служить его маркером. Однако она не имеет никакого отношения к изнашиванию организма, а люди, седеющие в 30 лет, зачастую умирают не раньше своих сверстников.

4. Он должен работать не только для человека, но и для животных. А это требование связано со стандартами клинических испытаний. Если ученые однажды найдут долгожданную таблетку от старости и решат лечить с ее помощью людей, то от них потребуют предварительные исследования на животных. И для чистоты эксперимента хорошо бы, чтобы омоложение мышей оценивали по тем же признакам, что и омоложение людей.

Сегодня за предсказаниями о судьбах людей ученые обращаются к трем привычным мойрам, трем богиням судьбы, прядущими нить человеческой жизни, — трем основным маркерам биологического возраста. 

Атропос

Самая страшная из мойр, Атропос, обрывает нить и выбирает способ смерти человека. В медицинских работах, чтобы предугадать ее решение, используют индексы хрупкости. Сначала исследователи составляют список симптомов, которые в популяции встречаются достаточно часто и негативно сказываются на здоровье. Это может быть возрастное заболевание вроде остеопороза, опухоли или атеросклероза или нарушение работы отдельных органов: плохое зрение, слабый мышечный хват или неспособность двигаться без поддержки. Каждому пациенту ставят «оценку» 0 или 1 за каждый пункт и суммируют баллы по всему списку. Чем больше проблем человек собрал в своем организме, тем выше значение его хрупкости.

Эти индексы оказались очень удобны. Их легко собрать, для этого достаточно лишь медицинского осмотра, и они надежно предсказывают ближайшие последствия, например потребность в ежедневном уходе или тот самый «риск смерти от всех причин». Но их очень сложно применить к молодым людям — разве что к  тем, кто раньше срока завел себе какое-нибудь тяжелое заболевание. 

Как изменяется вероятность выжить с течением времени у людей с разными индексами хрупкости (FI). Dylan M Williams et al. / The Journals of Gerontology: Series A / CC BY-NC 4.0

Поэтому, чтобы оценить скорость старения здесь и сейчас, используют индекс из множества параметров, отдаленно связанных с возрастными болезнями. Например, в американском исследовании CALERIE, изучающем влияние ограничения калорий на здоровье, ученые измеряют сразу 18 разных признаков: индекс массы тела, количество гемоглобина, холестерина и мочевины в крови, состояние слизистых оболочек и так далее. И оказалось, что биологический возраст 38-летних участников исследования, измеренный с помощью этого составного параметра, колеблется от 30 до 50. Есть и еще один нюанс: никакой из индексов хрупкости ничего не говорит нам о причинах старения. Он измеряет только следствия, предугадывая взмах ножниц Атропос.

Лахесис

Вторая мойра, Лахесис, отмеряет длину нити при рождении ребенка. Биологический аналог этому, конечно же, длина теломер. Теломеры, концевые участки ДНК, укорачиваются с каждым делением клетки и рассчитаны у человека в среднем на 50 делений. Когда они достигают критически малой длины, клетка теряет способность размножаться и с этого момента может считаться старой. 

Долгое время считалось, что длина теломер определяет срок годности человеческого организма в целом. Известно также, что теломер можно лишиться под действием окислительного стресса или воспаления. Даже психологический стресс, как следует из некоторых работ, сокращает отмеренную клеткам жизнь. А средняя длина теломер у человека, как оказалось, коррелирует со смертностью, хоть и не связана с развитием конкретных заболеваний.  

Правда, при ближайшем рассмотрении оказывается, что и Лахесис не так проста. Каждому человеку она отмеряет свой срок, руководствуясь одной ей ведомыми соображениями. У женщин, например, теломеры длиннее, чем у мужчин, а у африканцев — короче, чем у европейцев. Кроме того, теломеры тем длиннее, чем старше был отец ребенка в момент зачатия, и тем короче, чем старше была его мать.

Более того, отмеренная нить не всегда укорачивается с годами, а иногда, наоборот, растет! В стволовых клетках, которым необходимо делиться, работает теломераза — фермент, достраивающий ДНК с концов. Она может наращивать нить быстрее или медленнее в зависимости от типа клетки или условий жизни. Известны даже случаи, когда теломеры со временем и вовсе становились длиннее — например, у жителей Коста-Рики они росли в сухой сезон и уменьшались в сезон дождей.

Как менялась длина теломер в экспериментах с 11 овцами. LTL — относительная длина теломер, возраст указан в неделях. Hannah L. Dugdale and David S. Richardson / Philosophical Transactions B / CC BY 4.0

У некоторых пожилых людей теломеры становятся длиннее после 75 лет. Наконец, в недавнем близнецовом эксперименте NASA выяснилось, что теломеры могут вырасти всего за год жизни на орбите. Так, по крайней мере, случилось со Скоттом Келли.

Возможно, эти истории связаны с тем, что мы не очень точно умеем измерять длину теломер. В подавляющем большинстве работ исследователи оценивают среднюю длину этих последовательностей, не учитывая, что в разных клетках и даже на разных хромосомах в пределах одной клетки она может различаться. Поэтому, когда мы читаем, что у кого-то теломеры стали длиннее, например в результате медитации, это может означать в том числе, что у него изменилось соотношение клеток в крови. Старых клеток с короткими теломерами стало меньше, а молодых с длинными — больше. А если это так, то обмануть Лахесис, оказывается, не так просто, и даже медитация здесь не поможет.

Теломеры, на первый взгляд, кажутся удобным оракулом: их длину легко измерить, они связаны и с риском смерти, и с глубинными процессами старения клеток. Правда, мы не до конца понимаем, как на самом деле изменяется их длина с течением жизни. И не вполне уверены, что у всех клеток организма она меняется одинаково. А кроме того, теломеры не соответствуют четвертому критерию биомаркера: по этому признаку человека сложно сравнивать с другими животными. У мышей, без которых не обходится ни одно клиническое испытание, теломераза работает в течение всей жизни, а сами теломеры гораздо длиннее. Тем не менее жить дольше им это не помогает.

Клото

Третья сестра, Клото, прядет нить человеческой судьбы, накручивая ее на свое веретено, и то же самое происходит с ДНК в каждой клетке организма. С течением жизни нити ДНК в ядре клетки переупаковываются: многие участки сворачиваются, скрывая тем самым записанную на них информацию, а другие, наоборот, раскрываются. За это отвечают метильные группы, которые ферменты навешивают в определенных местах на ДНК. Чем больше метильных групп, тем плотнее сворачивание, чем меньше — тем слабее.

Собрав данные о том, в каких местах ДНК метилируется с возрастом, американец Стив Хорват придумал в 2013 году первые эпигенетические часы, или часы метилирования. Они представляют собой набор из 353 участков, среди которых 193 приобретают метильную группу со временем, а 160 — теряют. Позже появился второй вид часов — часы Хэннама, покороче, всего из 71 участка, и новые варианты продолжают возникать.

Часы метилирования, как и теломеры, неплохо предсказывают срок жизни, но не зависят ни от пола, ни от расы. Они позволяют оценить скорость старения даже отдельных клеток. Например, с их помощью удалось показать, что у больных прогерией (преждевременным старением) внутриклеточное время течет не так, как у пожилых людей, зато многие опухолевые клетки стареют быстрее, чем их «здоровые» соседи. Клото не щадит никого, и эпигенетические часы можно по такому же принципу построить и для других организмов. Правда, для каждого вида придется искать свой набор ключевых участков.

Проблема с часами метилирования состоит в том, что мы до сих пор не понимаем, почему именно эти области ДНК оказались ключевыми для старения.

Несмотря на то что с их помощью мы можем довольно точно подсчитать, до какой степени уже спрядена нить человеческой жизни, сам набор участков — лишь продукт статистической обработки данных, и мы не знаем, в какой степени им можно верить. 

Чтобы избежать этого недоразумения, Хорват предложил объединить часы метилирования с индексом хрупкости в одну систему и назвал ее PhenoAge. Вместе с коллегами он взял 88 белков, количество которых в плазме крови изменяется с возрастом, и откалибровал по ним свои часы, то есть составил список участков ДНК, метилирование на которых изменяется в соответствии с концентрацией того или иного белка в крови. Это удалось сделать для 12 белков, и собранная из них единая модель оказалась способна предсказать не только действия Клото, но и решения Атропос, то есть не просто время жизни, но еще и время до развития сердечно-сосудистых заболеваний или опухолей.

Мойра глубокого обучения

Несмотря на обилие предсказателей, которыми наука обросла за последние десятки лет, она все еще остерегается однозначных ответов. Дело в том, что, как бы ни были уверены в себе отдельные провидцы, их пророчества плохо стыкуются друг с другом.

От случая к случаю часы Хэннама могут оказаться точнее часов Хорвата, их обоих может перещеголять в точности индекс хрупкости, а в некоторых работах ни один из маркеров — ни индекс хрупкости, ни длина теломер, ни эпигенетические часы — не оправдал возложенных на него надежд. 

Разрешить этот парадокс можно, лишь предположив, что каждый из биомаркеров измеряет только одну из сторон старения, оценивая тот процесс, по которому он был откалиброван. Один провидец смотрит за ножницами Атропос, другой — за движением рук Лахесис, третий — за вращением веретена Клото, но ни один из них не в силах вывести из своих наблюдений судьбу нити, тот самый биологический возраст, с вопросом о котором мы к ним обращаемся. 

Истинный срок жизни, если он действительно нам отмерен, все еще ускользает от ловушек, расставленных на него научным методом. Каждый прорицатель работает в рамках своей специализации, в зависимости от контекста и обстоятельств. И чем конкретнее мы сформулируем для него вопрос, тем выше шанс, что он угадает с ответом.

Впрочем, помимо попыток разобраться в известных нам «мойрах», можно поискать за их спинами что-то более грандиозное, причем настолько, что не видно «взгляду» человеческого интеллекта. Главное — владеть методикой обработки данных. Примерно так со стороны выглядят попытки определить биологический возраст с использованием машинного обучения.

Основатель компании Insilico Medicine Александр Жаворонков с коллегами научили нейронные сети предсказывать возраст на основе самых разных данных, будь то анализ крови, профиль экспрессии генов, кишечная микрофлора или просто фотография глаза. И точность их пророчеств оказалась довольно высока: у случайно выбранных людей они определили хронологический возраст с точностью до 2-6 лет.

Снимки глаза, которые использовались для обучения нейронки предсказывать биологический возраст человека. Eugene Bobrov et al. / Aging / CC BY 3.0

Модели, построенные с помощью машинного обучения, пока удовлетворяют только первому критерию: их действительно легко создать, не травмируя пациента. С биологической же точки зрения они пока напоминают чашу с водой, по которой, следуя неведомым закономерностям, бегут многозначительные круги. Чтобы довериться оракулу ex machina, нам придется разобрать каждую модель на составные части и выяснить, чем особенны те гены и те кишечные микробы, которые отобрала нейронная сеть.

А до тех пор к ее предсказаниям придется относиться так же, как это делали древние, — попросту верить (или не верить) в таинственную силу пророчества, опирающегося на нечто по ту сторону человеческого понимания.

 Полина Лосева

учёные разработали новый метод расчёта биологического возраста человека — РТ на русском

Американские учёные из Йельского университета разработали тест, благодаря которому по анализу крови можно определить биологический возраст человека. В основе метода — девять биомаркеров, по которым врачи определяют вероятность преждевременной смерти. Российские эксперты отмечают, что принцип, предложенный их заокеанскими коллегами, существенным образом не отличается от предыдущих исследований такого рода, однако точность получаемых результатов значительно повысилась.

Учёные из Йельского университета (США) разработали метод, который позволяет определить по анализу крови так называемый биологический возраст человека, то есть реальное состояние его здоровья и текущий запас прочности.

Девять маркеров

Сотрудники Йеля проводили исследование на протяжении 30 лет. Оно состояло из двух этапов. Первый проходил в 1988—1994 годах. Тогда специалисты проанализировали данные образцов крови, взятых у 10 тыс. американцев, по 42 клиническим показателям (количество лейкоцитов, концентрация глюкозы и альбумина в крови и т.д.).  

Этот анализ помог выявить именно те показатели, которые помогали бы спрогнозировать продолжительность жизни человека. Опираясь на полученные результаты, специалисты разработали тест, выявляющий девять биомаркеров, которые определяют биологический возраст человека.

• © David Tise
• Gettyimages.ru

В ходе второй части исследования, проходившей с 1999 по 2010 год, учёные опробовали свой метод на 11 тыс. американцев. Эксперимент оказался успешным, подтвердив эффективность методики. Выяснилось, что с биологической точки зрения женщины стареют медленнее мужчин.

Также оказалось, что если биологический возраст человека значительно превышал паспортный, то риск скоропостижной смерти увеличивался. Так, 25% от общего числа участников эксперимента в возрасте 50—64 лет, организм которых старел «быстрее паспорта», скончались в течение следующих десяти лет.

«Если человеку 60 лет, а его организму — 80, то соответственно риск смерти у него такой же, как и у 80-летнего», — пояснил автор исследования Морган Левин.

Если состояние организма человека хуже, чем «положено по возрасту», то каждый дополнительный «биологический год» повышает риск смерти на 14% у людей в возрасте 20—39 лет, на 10% в возрасте 40—64 лет и на 8% в возрасте 65—84 лет.

Также по теме

Удивительный возраст: итальянские учёные установили, что риск смерти перестаёт расти после 105 лет

Итальянские учёные из Университета Сапиенца выяснили, что после 105 лет риск смерти у людей перестаёт увеличиваться. К таким выводам…

«Конечно, меньше всего смертей наблюдается среди молодого поколения, однако если организм человека находится в очень запущенном состоянии, то риск преждевременной кончины резко возрастает. Теперь благодаря тесту мы можем помочь молодым людям, находящимся в группе риска», — отметил Левин.

Также американские исследователи обозначили факторы, ускоряющие старение организма. Биологический возраст человека может превышать реальный, если он вырос в неблагополучной семье, испытывает частые стрессы, курит и страдает ожирением.

Отталкиваясь от новой информации, врачи смогут составлять рекомендации по профилактике, а также проводить регулярный мониторинг таких важных для здоровья показателей, как уровень глюкозы или холестерина в крови. 

Старый новый метод

По мнению российских учёных, идея определять биологический возраст человека по биохимическому анализу крови не нова, однако американские специалисты предложили усовершенствованный вариант этого метода. 

«В течение последних нескольких лет медики пытались оценивать состояние организма по уровню гемоглобина, глюкозы, холестерина в крови. Но раньше эти и другие биологические маркеры анализировали по отдельности. Если анализировать сразу девять биомаркеров, то методика будет давать более точные результаты», — отметил в беседе с RT президент Общества специалистов доказательной медицины доктор медицинских наук Василий Власов. 

• © gilaxia
• Gettyimages.ru

Эксперт добавил, что возраст организма можно определять по самым разным признакам, например по состоянию скелета: в зависимости от структуры костей специалисты делают выводы о биологическом возрасте человека. Однако, по словам собеседника RT, такая методика не может быть точной, поскольку люди стареют с разной скоростью.  

«Нельзя забывать, что темпы старения зависят не только от внешних факторов, но и в какой-то мере от наследственности и генетической предрасположенности», — подчеркнул Власов.

Что будет, если мы начнем определять возраст человека по биологическим показателям?

Несколько лет назад в США вышел сериал «Юная» (Younger) — в нем рассказывается о 40-летней женщине Лайзе Миллер, которой пришлось соврать, что ей 27, чтобы устроиться на работу после затянувшегося декрета. Героиня молодо выглядит, и трюк удалось провернуть — однако после этого пришлось жить «двойную жизнь» и врать всем вокруг. Но почему людей в возрасте 40+ вообще дискриминируют настолько сильно, что им приходится идти на разные ухищрения, чтобы продолжать нормальную жизнь?

Исследование Headhunter подтверждает опасения тех, кто боится стареть: 19% российских работодателей признаются, что не готовы брать на работу людей старше 45 лет. Причины разные: боязнь, что возрастной сотрудник не впишется в молодой коллектив, стереотипное представление о людях в возрасте как о «немотивированных», желающих только поскорее дожить до пенсии, наконец, близость той самой пенсии — людей предпенсионного возраста не так уж просто уволить, поэтому проще их не брать на работу вовсе.

Но дискриминация есть не только на работе. Недавно пользователи Tinder засудили компанию за эйджизм: они обнаружили, что людям старше 29 лет премиальная подписка обходится дороже. А 70-летний голландец Эмиль Рательбанд, как и Лайза Миллер в сериале Younger, называет себя «возрастфлюидным»: он захотел официально изменить свой возраст по паспорту на 50 лет, чтобы получать больше «мэтчей» в тиндере. Тем более, уверен голландец, выглядит он моложе своих лет.

Кроме того, людям старше 75 могут отказать в продаже автомобильной страховки, а медицинская страховка обойдется людям предпенсионного возраста дороже, чем их более молодым коллегам. У человека старше 50 могут возникнуть проблемы с усыновлением/удочерением и оформлением опекунства — как в США, так и в России (хотя по закону верхней границы для возраста усыновителя или опекуна в России нет, а в США она существует только в нескольких штатах).

Изменится ли это, если все смогут менять свой возраст в паспорте в соответствии со своим мироощущением? Биоэтик Юна Раасаанен из Университета Осло рассуждает о возможных препятствиях, которые могут возникнуть на этом пути, в своей колонке в журнале Aeon. Он уверен: пожилые люди должны иметь возможность официально изменить свой возраст — вопрос в том, как это провернуть?

Возраст — это просто цифры

По мнению Юны Раасаанена, у человека может быть три причины сменить свой официальный возраст:

• он_а сталкивается с дискриминацией;
• его/ее биологический возраст ниже, чем хронологический;
• он_а чувствует себя некомфортно со своим возрастом «по паспорту».

Вряд ли каждая их этих причин по отдельности может стать достаточным поводом, чтобы менять легальный возраст. К тому же, тот факт, что человек «не чувствует себя на 70» — это недостаточный аргумент как для чиновников, так и для страховых компаний, у которых есть своя статистика по возраст-зависимым заболеваниям и соответствующие повышающие коэффициенты.

А если ощущение «чувствую себя моложе своих лет» подкрепляется тестами на биологический возраст, и человек ощущает дискомфорт и/или испытывает дискриминацию из-за своего хронологического возраста? Тогда смена цифр в паспорте может стать хорошим решением.

Какие трудности могут возникнуть при смене возраста?

Во-первых, это, конечно, законодательные ограничения. Общество пока не готово к появлению «возрастфлюидных» людей — поэтому вам, скорее всего, просто не разрешат сменить дату рождения в паспорте.

Во-вторых, касательно даты рождения: получается, вам придется создавать «ложный» день рождения? Юна Раасаанен предлагает выход из этой ситуации: например, чтобы возраст определялся не по паспорту, а по какому-нибудь приложению в смартфоне, которое постоянно мониторит ваш текущий биологический возраст на базе различных параметров организма. Возрастфлюидность как она есть!

Наконец, смена возраста может привести к забавным бюрократическим нестыковкам. Например, если 70-летний мужчина, у которого в 18 лет родился ребенок, решит юридически стать 50-летним, то его 52-летняя дочь окажется старше него. И как это потом объяснять?

У идеи Раасаанена есть и критики, которые, хотя и поддерживают его борьбу с эйджизмом, предлагают другие способы решить эту проблему. Например, просто сделать дату рождения человека закрытой информацией — такой же секретной и личной, как пин-код банковской карточки. Тогда человек будет иметь возможность поделиться своим возрастом с теми, с кем захочет — но вот спрашивать дату рождения будет неприличным и даже незаконным.

Но даже если мы принимаем идею о том, что возраст можно сменить, остается главный вопрос: как определить, что биологически вы моложе своего «паспортного» возраста?

Тест на биологический возраст

Самый распространенный способ сверить свои «биологические часы» с хронологическими — сдать ДНК-тест на возраст теломер, или теломерный тест.

Теломеры — это концевые участки на хромосомах в ДНК человека, которые не несут кодирующей информации и сокращаются при каждом делении клетки. Как только теломеры укорачиваются до некоторого критического значения, клетка перестает делиться и погибает — либо, что (вероятно) еще хуже, становится сенесцентной. Сенесцентные клетки — это старые клетки, которые уже прекратили делиться, но по какой-то причине не погибли и остались жить в организме. С возрастом накопление таких клеток может вызывать хроническое воспаление, рак и ускорять процесс старения организма.

Из всего вышесказанного следует, что по длине ваших теломер можно косвенно определить, в какой форме находится ваш организм — и совпадает ли биологический возраст с хронологическим. Теломерный тест — дорогая и не очень распространенная в России услуга, однако в некоторых лабораториях его все же можно сдать: например, в Москве или Санкт-Петербурге.

А вот в США, например, некоторые люди уже сдают теломерный тест just for fun. Вот, например, корреспонденты Buzzfeed Келси Дэррах (27 лет) и Керли Веласкез (30 лет) прошли ДНК-тест на длину теломер — и выяснилось, что у одного из них биологический возраст совпадает с хронологическим, а другой «старее» своего паспортного возраста на 11 лет! Узнать, что так повлияло на «биологические часы» одного из участников, можно в этом видео.

Правда, с теломерами не все так очевидно. Исследование, которое вышло в начале 2018 года, показало, что более длинные теломеры могут быть связаны как раз с ускоренным старением, а не с более юным биологическим возрастом.

Так что, прежде чем менять паспорт, имеет смысл пройти и другие тесты на биологический возраст.

Например, тест на метилирование ДНК. Метилирование ДНК — это процесс, отображающий эпигенетические изменения, которые возникают в ДНК под воздействием среды в течение жизни. Они накапливаются с годами — значит, чем больше выражено метилирование в тканях, тем старше (с биологической точки зрения) организм. Кстати, именно процесс метилирования взял за основу своих «эпигенетических часов» Стив Хорват — один из авторов громкого исследования, повернувший процесс старения вспять (интервью с ним и его коллегами можно почитать тут).

Плохая новость: у этого способа измерить биологический возраст есть один минус — он очень дорогой и осуществляется пока фактически только в научных лабораториях. Кое-где, правда, его уже можно приобрести (правда, пока не в России).

Но есть и хорошая новость. Простейший индекс под названием frailty index (FI34), который можно подсчитать вручную, оказывается даже более точным в определении биологического возраста, чем «эпигенетические часы». Рассчитать свой индекс FI34 можно с помощью этого опросника (сложить все параметры и разделить на 34). А люди старше 50 могут сравнить свой индекс с показателями других людей от 50 до 80 — и понять, как их биологический возраст соотносится с хронологическим.

А на сайте Aging.ai можно рассчитать другой тип «биологических часов» — их создала команда исследователей во главе с американским ученым российского происхождения Алексом Жаворонковым. Нужно сдать всего несколько простых анализов — общий анализ крови и биохимию (биохимические параметры, которые используются в «часах», соответствуют расширенной биохимии в лаборатории «Инвитро»).

Меняем возраст?

Эмилю Рательбанду, увы, суд пока не разрешил легально изменить дату рождения в паспорте. По мнению судьи, Эмиль волен чувствовать и вести себя в соответствии со своим 50-летним мироощущением, но оснований для смены паспорта суд не нашел.

Так что до официальной реализации идеи возрастфлюидности нам, похоже, еще далеко. А пока такие люди, как Юна Раасаанен, лоббируют идею о смене возраста, обществу следует задуматься: правда ли стоит определять ценность его членов по количеству прожитых лет?

Фото на обложке: Martin Péchy/Unsplash

Наш биологический возраст скрывается в сонной артерии – Наука – Коммерсантъ

Ученые из Института молекулярной биологии РАН и Московского физико-технического института разработали новый способ определения биологического возраста человека по показателям сердечно-сосудистой системы.

Биологический возраст отражает степень старения организма. Для здорового среднестатистического человека он соответствует хронологическому возрасту, «по паспорту». Но в жизни эти два возраста могут расходиться из-за вредных привычек, проявления наследственных заболеваний и влияния окружающей среды.

На сегодня не существует единого способа определения биологического возраста. И ученые, и медики находятся в поиске критерия, который бы отражал состояние если не всего организма в целом, то по крайней мере отдельных его органов и систем. Наиболее точные методики, базирующиеся на данных о состоянии ДНК клеток (так называемые эпигенетические часы), которыми сейчас пользуются, позволяют предсказывать возраст со средней ошибкой менее трех лет. Однако они требуют дорогостоящего оборудования и не используются в медицинской практике.

Авторы исследования предложили простую и эффективную методику, базирующуюся на информации, которую врач любой современной клиники может получить в ходе рутинного обследовании пациента. В качестве источника информации о степени «изношенности» организма были выбраны четыре параметра сердечно-сосудистой системы: минимальная толщина среднего слоя в ткани сонной артерии, скорость пульсовой волны, ширина сонной артерии (степень стеноза) и индекс аугментации — отношение пиков давления в пульсовой волне.

Все они по отдельности широко используются для диагностики атеросклероза, гипертонии, кальциноза, диабета и прочих заболеваний. А чтобы получить данные по ним, достаточно провести УЗИ сонной артерии человека и померить ему давление.

Ученые вывели формулу, связывающую эти показатели с биологическим возрастом, и протестировали свой метод на пациентах Национального центра профилактической медицины и Российского геронтологического научно-клинического центра, как практически здоровых людях, так и больных гипертонией и диабетом второго типа.

Для проверки корректности новой методики ученые сравнили вычисленные ими показатели биологического возраста с полученными другими методами оценки состояния организма. Точность нового метода оказалась выше, даже чем при анализе химического состава крови. Возможность в медицинской практике быстро и надежно узнавать биологический возраст сыграет большую роль в развитии методик борьбы со старением.

Татьяна Небольсина

Не возраст членов коллектива главное, а возможность комфортного взаимодействия!

▷ Что такое биологический возраст, почему это важно и как его узнать?

6 мая 2019

Сколько свечей вы зажгли в последний день рождения? Ладно, вот еще вопрос: сколько на самом деле нужно было сдуть? Вероятно, что многие из нас ответят на один и тот же номер на оба вопроса, но на самом деле мы говорим о двух разных понятиях: наш хронологический возраст и наш биологический возраст.

Наш хронологический возраст — это количество лет, прошедших с момента нашего рождения. Наш биологический возраст относится к тому, сколько на самом деле наших клеток и, следовательно, наш реальный возраст.

Ваш хронологический возраст необратим и не зависит от ваших жизненных привычек. И наоборот, биологический возраст может варьироваться в зависимости от вашего образа жизни (диета, упражнения, сон, отношение, стресс и т. Д.). В зависимости от вашей генетики и ваших жизненных привычек ваш биологический возраст будет выше или ниже вашего хронологического.Люди с более молодым биологическим возрастом по сравнению с их хронологическим возрастом имеют меньший риск возрастных заболеваний и смертности. Но не волнуйтесь, хорошие новости заключаются в том, что биологический возраст можно улучшить, изменив при этом лишь несколько жизненных привычек (мы знаем, что это непросто, но оно того стоит). Ждете узнать, каков ваш настоящий возраст?

Как я могу узнать свой биологический возраст?

Легко и просто. Все, что вам нужно, это отправить нам небольшой образец крови. В разделе «Продолжительность жизни» мы определяем ваш биологический возраст на основе длины теломер.Мы используем нашу эксклюзивную технологию TAT®, которая позволяет нам измерять длину теломер клетка за клеткой.

После анализа создается отчет о результатах, который включает следующие данные: биологический возраст, средняя длина теломер, 20-й процентиль критически коротких теломер и медианная длина теломер. Последние две переменные более важны, чем средняя длина теломер, чтобы понять, на каком этапе процесса старения мы находимся. Это связано с тем, что короткие теломеры являются причиной того, что клетки стареют и в конечном итоге умирают.

Если вы все еще не знаете, что такое теломеры и почему они важны, мы настоятельно рекомендуем вам заглянуть на наш веб-сайт, где мы подробно рассказываем об этих крошечных кусочках жизни.

Как я могу контролировать свой биологический возраст?

К счастью, у нас больше контроля над процессом старения, чем мы думаем. Исследования показывают, что на биологический возраст, помимо генетики, влияют и другие факторы. Наиболее определяющими факторами являются: диета, упражнения, стресс и сон.

Диета

Хвала средиземноморской диете! Помимо восхитительности, приверженцы средиземноморской диеты имеют на 30% меньшую вероятность страдать от сосудистых заболеваний.

Кроме того, средиземноморская диета снижает окислительный стресс и воспаление благодаря высокому содержанию антиоксидантов, таких как Омега-3, которые напрямую влияют на длину теломер.

Упражнение

Широко известно, что регулярные умеренные упражнения полезны для нашего здоровья, но продолжайте читать, если вам понадобится дополнительный толчок.

Исследования подтверждают положительный эффект умеренных физических упражнений (45 минут 3 раза в неделю) для защиты теломер от укорочения, особенно у взрослых. Кроме того, исследования указывают на аэробные упражнения как на лучший способ борьбы со старением и защиты теломер.

Двигайся! Мы не говорим, что вы должны бегать час или заниматься в тренажерном зале каждый день. В настоящее время существует множество развлекательных видов спорта и физических нагрузок, которыми вы можете заниматься самостоятельно или в группе.Поищите в Интернете или запросите информацию в ближайшем спортивном клубе! Думайте об этом как об инвестициях в здоровое будущее!

Напряжение

Хотя механизм действия стресса на процесс укорачивания теломер неясен, правда в том, что стресс влияет на длину теломер довольно неблагоприятным образом. Острый и хронический стресс, а также предполагаемый стресс и управление стрессом не являются союзником долголетия клеток.

Более того, люди с психологическими расстройствами, вызванными нарушением регуляции эмоциональных реакций, особенно при депрессии, демонстрируют меньшую длину теломер по сравнению с людьми без такого рода расстройств.

Меньше думай, больше живи!

Сон

Вы спите менее 7 часов в день? Да, верно? Будь осторожен. Различные исследования коррелируют отсутствие качественного сна с ускоренным сокращением теломер, особенно у детей. У взрослых людей старше 70 лет с бессонницей самые короткие теломеры.

В заключение: ешьте чисто, занимайтесь спортом и спите достаточно.

Повторить.

См. Библиографию

Определение хронологического и биологического возраста

Хронологический возраст относится к фактическому количеству времени, в течение которого человек был жив.Количество дней, месяцев или лет, которое прожил человек , не меняет , независимо от того, насколько здоровым образом он ведет образ жизни — даже если он включает в себя большие физические упражнения и пищевые привычки.

Все стареют по-разному. Некоторые люди стареют очень быстро, в то время как другие стареют гораздо медленнее. Все мы впервые встречались с кем-то, кто выглядел бы намного моложе или старше, чем они есть на самом деле.

Cultura RM Exclusive / yellowdog / Getty Images

Хронологическое vs.Биологический возраст

У людей два разных возраста — хронологический и биологический. Хронологический возраст — это количество лет, в течение которых человек прожил, в то время как биологический возраст относится к тому, каким возрастом кажутся .

Биологический возраст, также называемый физиологическим возрастом, учитывает многие факторы образа жизни, включая диету, физические упражнения и сон, и это лишь некоторые из них.

Как мы стареем, мы не можем контролировать. На это в первую очередь влияет генетика, но исследования проливают свет на то, как на старение могут влиять внешние факторы, включая диету, упражнения, стресс и курение.

Многие геронтологи считают хронологический возраст неполной цифрой, поскольку не принимают во внимание эти внешние факторы.

Как определяется биологический возраст

Исследования показывают, что теломер и метилирование ДНК играют большую роль в процессе старения.

Теломеры

Теломеры — это нуклеотиды на концах хромосом. Они предохраняют концы хромосом от разрушения и слияния с соседней хромосомой.По сути, теломеры определяют, как быстро клетки стареют и умирают.

Ученые обнаружили, что чем выше хронологический возраст человека, тем короче его теломеры. Одно исследование показало, что люди с более короткими теломерами более склонны к преждевременной смерти или развитию заболевания или нейродегенеративного расстройства.

Другое исследование показывает, что поддержание здорового образа жизни может обратить вспять старение за счет удлинения теломер, что является хорошей новостью для нашей культуры, одержимой старением.

Метилирование ДНК

Ученые также используют метилирование ДНК для определения биологического возраста.Клетки используют метилирование ДНК для контроля экспрессии генов. Другими словами, метилирование ДНК отключает гены. Хотя точная цель метилирования неизвестна, оно жизненно важно для эмбрионального развития, геномного импринтинга, стабильности хромосом и многого другого.

Одно исследование было направлено на то, чтобы выяснить, является ли метилирование ДНК точным способом предсказания возраста, путем сбора 8000 образцов 51 различных тканей и клеток.Большинство изученных образцов тканей и клеток имели одинаковый хронологический и биологический возраст.Некоторые этого не сделали.

Исследование показало, что одни части тела стареют быстрее, чем другие. Например, ткань груди — одна из самых старых тканей в организме. Исследование показало, что даже здоровая ткань груди может быть на лет на старше, чем остальная часть тела женщины. Если рядом с раковой тканью находится здоровая ткань груди, она в среднем на 12 лет старше.

Наша основная наука — Каков ваш биологический возраст? И почему это важно?

Ваш геном — это ваша полная ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которая содержит инструкции по построению белков, которые выполняют различные функции в клетке.Ваш эпигеном состоит из химических соединений и белков, которые могут прикрепляться к вашей ДНК. Они говорят ДНК, что делать — включать и выключать, производить тот или иной белок. Когда эпигенетические соединения прикрепляются к ДНК, они, как говорят, «маркируют» геном. Эти метки не изменяют последовательность ДНК, но они меняют способ чтения клетками инструкций ДНК. Метилирование ДНК — это один из типов меток, который можно идентифицировать и отслеживать как признак старения в различных частях генома.

Для упрощения Левин проводит аналогию с кухонной кладовой, заполненной ингредиентами и поваренной книгой.«Ваши гены — это все ингредиенты, а эпигенетика — это поваренная книга», — говорит она. «Вы можете использовать не все ингредиенты, и в инструкции будет указано, какие из них вы будете использовать, а какие нет».

Если вашему организму необходимо создать новые клетки ногтей, оно будет смотреть на участок вашей ДНК для ногтей, считывать только эту часть и использовать определенный набор ингредиентов, чтобы начать производство новых ногтей. Ваш геном (ингредиенты) всегда остается неизменным, но эпигеном (рецепты) меняется в течение жизни.Здесь чуть больше соли, там чуточку куркумы. Когда он изменяется, он маркирует геном посредством метилирования ДНК. Чтобы рассчитать биологический возраст, такие ученые, как Левин, берут образец клеток и изучают определенные участки генома и видят, какая часть клеток отмечена метилированием ДНК.

«В определенных областях нашего генома метилирование очень точно меняется с возрастом», — говорит Левин. В некоторых регионах наблюдается усиление метилирования с возрастом, в других — снижение. Если, например, 60% клеток из образца показывают метилирование ДНК в одном участке генома, ученые могут сопоставить этот процент с конкретным хронологическим или биологическим возрастом.В исследовании Хорвата использовалось 353 участка генома для прогнозирования хронологического возраста, сравнивая данные с существующими данными о хронологическом возрасте. В своей работе Левин использует тысячи сайтов для предсказания биологического возраста — сравнивая данные с биомаркерами биологического возраста. Некоторые сайты более точны, чем другие, поэтому совокупный возраст является средневзвешенным для всех сайтов.

Несмотря на аккуратность — и полезность — одного числа биологического возраста, в действительности все ваши ткани и органы имеют свой собственный биологический возраст.«Это ваша персонализированная мозаика, — говорит Левин. «Это сочетание биологических возрастов, которые отражают возраст, в котором ваше тело должно функционировать». На этом этапе усредненный биологический возраст является одним из лучших биомаркеров для прогнозирования различных исходов старения. В будущем цель состоит в том, чтобы с биологическим возрастом конкретизировать различные части тела.

Сколько вам лет на самом деле? Хронологический и биологический возраст

Если вы похожи на большинство из нас, когда вас спросят, сколько вам лет, ваш ответ основан на том, сколько свечей было (или должно было быть) на вашем последнем праздничном торте.Это ваш хронологический возраст. Но знаете ли вы, что существует менее известный способ классификации возраста? Это ваш биологический возраст.

Так в чем разница и почему это важно? Вот что вам нужно знать.

Хронологический возраст — это то, как мы обычно определяем возраст. Однако это не очень хороший показатель того, насколько хорошо человек может стареть. Два человека, родившиеся в один год, могут иметь разные риски развития определенных возрастных состояний, потому что они стареют с разной скоростью, даже если они одного и того же хронологического возраста.Вот почему вы часто видите людей, которые выглядят и действуют моложе, чем они есть на самом деле, и почему важно думать о вашем биологическом возрасте в дополнение к вашему хронологическому возрасту.

Определение вашего биологического возраста

Хронологический возраст измеряется в годах; но биологический возраст оценивается физическими и умственными функциями человека. На ваш биологический возраст, также известный как ваш физиологический возраст, влияют различные факторы. И хотя генетика играет важную роль, другие факторы включают:

• Диета и питание
• Физические упражнения
• Стресс
• Воздействие токсинов окружающей среды и других токсинов
• Хронические состояния

Определение биологического возраста действительно является лучшим показателем старения и насколько здоров человек.Например, предположим, что вам 25 лет, вы курите и ведете малоподвижный образ жизни. Ваш биологический возраст, безусловно, старше вашего хронологического возраста, потому что он связан с более высоким риском определенных заболеваний, вызванных таким образом жизни.

Итак, если ваш биологический возраст является лучшим показателем того, насколько хорошо вы стареете, то как вы можете его точно измерить?

Недавние исследования указывают на важность метилирования ДНК для здоровья и процесса старения.Метилирование имеет большое значение во многих процессах в организме. Слишком много или слишком мало метилирования может повлиять на многие аспекты вашего повседневного здоровья и жизни. В последние несколько лет исследователи обнаружили корреляцию между старением различных тканей тела и степенью метилирования ДНК, известной как «эпигенетические часы».

На степень, в которой участки вашей ДНК содержат метильные группы, то есть они «метилированы», может влиять не только возраст, но и широкий спектр экологических и биологических факторов, включая вашу диету, ваше физическое здоровье, ваш микробиом. , ваше психическое / эмоциональное здоровье и факторы окружающей среды, такие как воздействие табачного дыма и других загрязнителей. ¹

Другой биомаркер, связанный с возрастом и здоровьем, — это длина теломер . Теломеры — это белки ДНК, расположенные на концах хромосом; они несут ответственность за защиту структуры и функции ДНК. Более короткие теломеры связаны с ухудшением здоровья и более высоким биологическим возрастом. Хотя теломеры естественным образом разрушаются и укорачиваются в течение жизни человека, исследования указывают на несколько факторов, которые могут ускорить этот процесс. Некоторые факторы — например, генетика — неконтролируемы; но вы можете контролировать другие факторы, которые отрицательно влияют на укорочение теломер, в том числе:

• Плохое питание ²
• Ожирение ³
• Курение ⁴
• Недостаточное количество сна ⁵
• Отсутствие физических упражнений ⁶

Мы далеки от знания всего, что нам нужно знать о метилировании ДНК, теломерах и старении.Например, являются ли метилирование ДНК и длина теломер движущими силами процесса старения или они просто ориентиры на этом пути? Хотя исследования основных механизмов все еще находятся в зачаточном состоянии, известно многое о том, как оставаться здоровым.

Как поддержать здоровый биологический возраст

Хотя старение неизбежно, есть шаги, которые вы можете предпринять, чтобы поддержать здоровое старение. Первое, с чего нужно начать, — это отказаться от вредных привычек. Это может означать переход на более здоровую диету и выполнение регулярных упражнений.Чем больше вы тренируетесь, тем лучше. Но трудно заниматься физическими упражнениями, если вам не весело. Если поднятие тяжестей или ранний утренний бег не для вас, не переживайте, просто найдите то, что вам нравится.

Управление стрессом и более продолжительный сон также являются важными аспектами здорового старения. Если у вас возникнут проблемы с любым из них, пройдите простой домашний тест, чтобы узнать, что вы можете с этим поделать. Эти тесты на сон и стресс от Thorne измеряют соответствующие биомаркеры и дадут вам бесплатный индивидуальный план питания, упражнений и добавок, основанный на ваших собственных уникальных результатах тестов.

Получите дополнительную поддержку здорового старения

Помимо более здоровой диеты, физических упражнений, улучшения сна и борьбы со стрессом, вы можете предпринять дополнительные шаги, такие как добавление в свой рацион питательных веществ, специально разработанных для поддержки здорового старения. * Здесь Есть несколько различных вариантов и то, как они могут увеличить ваш биологический возраст:

• Для женщин, которые хотят естественным образом контролировать нормальное снижение уровня гормонов во время менопаузы, есть Meta-Balance ™ от Thorne.* Эта ботаническая смесь смягчает приливы и нарушения сна, одновременно поддерживая здоровое настроение, эластичность кожи и либидо. *
• Другой вариант для человека, стремящегося поддержать здоровое старение, — это ResveraCel®, уникальная формула, которая способствует здоровому старению на клеточном уровне. . * Он сочетает в себе два питательных вещества для здорового старения — никотинамид рибозид и ресвератрол — вместе с дополнительными кофакторами, которые помогают регулировать обмен веществ, способствуют выработке клеточной энергии и поддерживают метилирование и здоровье клеток.*
• Чтобы получить комплекс, поддерживающий здоровое старение, попробуйте Thorne’s Advanced Nutrients, комплексный комплекс с дополнительными антиоксидантами и дополнительной поддержкой для здоровья глаз. * Он также содержит никотинамид рибозид и ресвератрол.
• А если вам нужна полная поддержка, воспользуйтесь дополнением Thorne’s Healthy Aging Bundle — комплектом, который включает две ключевые добавки для здорового старения. В дополнение к Advanced Nutrients, он содержит Omega Plus, незаменимую добавку жирных кислот, которая поддерживает здоровье сердца, мозга, кожи, дыхательных путей и костей.*

Ссылки

1. Ciccerone F, Tagliatesta S, Caiafa P, Zampieri M. Динамика метилирования ДНК при старении: насколько мы далеки от понимания механизмов? Mech Aging Dev 2018; 174: 3-17.
2. Lian F, Wang J, Huang X и др. Влияние потребления овощей на связь между длиной теломер периферических лейкоцитов и гипертонией: исследование случай-контроль. BMJ Open 2015; 5: e009305.
3. Mundstock E, Sarria E, Zatti H, et al.Влияние ожирения на длину теломер: систематический обзор и метаанализ. Ожирение 2015; 23: 2165-2174.
4. Huzen J, Wong L, van Veldhuisen D, et al. Уменьшение длины теломер из-за курения и метаболических особенностей. J Intern Med 2014; 275: 155-163.
5. Jackowska M, Hamer M, Carvalho L, et al. Короткая продолжительность сна связана с более короткой длиной теломер у здоровых мужчин: результаты когортного исследования Whitehall II. PLoS One 2012; 7: e47292.
6. Mundstock E, Zatti H, Louzada F и др.Влияние физической активности на длину теломер: систематический обзор и метаанализ. Aging Res Rev. 2015; 22: 72-80.

Поддерживает ли различие между биологическим и хронологическим возрастом изменение установленного законом возраста?

Аннотация

В области геронтологии и антивозрастной медицины обычно проводится различие между биологическим и хронологическим возрастом. Недавние разработки в области эпигенетики предполагают, что наш эпигеном — химические изменения, которые происходят над последовательностью нашей ДНК — может быть ключом к пониманию и расчету биологического старения человека.Различие между биологическим и хронологическим возрастом может иметь важные последствия для того, как мы должны понимать наш законный возраст. В настоящее время хронологический возраст используется как показатель того, насколько хорошо люди функционируют. Но результаты эпигенетических исследований предполагают, что вскоре станет возможным точно рассчитать биологический возраст человека. Когда это происходит, разве наш законный возраст не должен основываться на нашем биологическом, а не на хронологическом возрасте, поскольку биологический возраст является лучшим показателем того, насколько мы на самом деле способны и хорошо функционируем?

Голландец Эмиль Рателбанд (на тот момент 69 лет) недавно попал в заголовки газет, желая изменить дату своего рождения на 20 лет позже даты его рождения.[1] Рателбанд утверждал, что у него тело 50-летнего мужчины, и он считает, что он моложе, чем сейчас. Следовательно, он утверждал, что он должен иметь право изменить свой официальный возраст. Голландский суд отклонил апелляцию Рателбанда, и многие думают, что он изначально не был серьезен в своей просьбе. [2] Однако есть люди, например, трансгуманисты, которые считают, что мы должны стремиться остановить биологическое старение и стремиться к вечной молодости. [3] Поскольку по сравнению с хронологическим возрастом биологический возраст более точно указывает на то, что имеет значение, например, работоспособность, следует ли разрешить изменение возраста, установленного законом, если процесс старения может быть значительно замедлен или наш биологический возраст точно измерен?

В области геронтологии и антивозрастной медицины обычно используется различие между биологическим и хронологическим возрастом, которое может использоваться в качестве основания для требований изменения возраста, установленного законом.В то время как хронологический возраст относится к фактическому количеству времени, в течение которого человек существовал, биологический возраст относится к эпигенетическим изменениям и метилированию ДНК, которые выражают то, насколько она способна и функционирует, и есть ли у нее заболевания, связанные со старостью. В то время как хронологический возраст увеличивается для всех одинаково, биологический возраст — нет. [4] Скорость разрушения наших клеток зависит от различных факторов: наших генов и нашего образа жизни, такого как привычки в еде и физических упражнениях.[5] Последние разработки в области эпигенетики предполагают, что наш эпигеном — химические изменения, которые происходят над последовательностью нашей ДНК — может быть ключом к пониманию и расчету биологического старения человека.

Различие между биологическим и хронологическим возрастом может иметь существенное значение для того, как мы должны понимать возраст совершеннолетия. В настоящее время совершеннолетний возраст, установленный нами по закону, всегда соответствует хронологическому возрасту. Например, человеку в хронологическом порядке 70 лет по закону 70 лет.Но теперь, предположим, что биологический возраст человека составляет 50, почему его совершеннолетний возраст должен соответствовать ее хронологическому, а не биологическому возрасту? Многие права и обязанности зависят от нашего официального возраста, поэтому, сколько нам лет с юридической точки зрения, является важным вопросом, который требует внимательного и подробного обсуждения со стороны специалистов по биоэтике, врачей, биологов и ученых-юристов.

Хотя существует мало единого мнения о том, как точно определять наш биологический возраст, были предложены и использованы различные оценки с многообещающими результатами.Некоторые оценки биологического возраста предсказывают смертность или начало возрастных заболеваний более точно, чем хронологический возраст. Например, мультибиомаркерный индекс биологического возраста взрослого человека превзошел их хронологический возраст в прогнозировании последующего усиления и клинически значимых депрессивных симптомов. [6]

Возможно, эпигенетические часы , которые измеряют метилирование ДНК в крови, в настоящее время являются наиболее точными и многообещающими оценками для определения биологического возраста. [7] Например, большая депрессия была связана с более высоким эпигенетическим старением в крови, что подтверждается паттернами метилирования ДНК, что позволяет предположить, что пациенты с большой депрессией биологически старше своего соответствующего хронологического возраста.[8] Другие исследования показали прогностическую ценность биологического возраста для риска заболевания; на каждые 5 лет старше биологического возраста женщины, чем хронологический возраст, риск рака груди увеличивается на 15%. [9] Было показано, что эпигенетические часы предсказывают смертность от всех причин в более позднем возрасте лучше, чем хронологический возраст. [10] Эти результаты показывают, что эпигенетические часы сильно связаны с процессом, вызывающим биологическое старение.

В статье, опубликованной в журнале Journal of Medical Ethics , я начал эту академическую дискуссию с обрисовки аргумента в пользу изменения установленного законом возраста.[11] Я утверждал, что, когда биологический и хронологический возраст человека различается, ему может быть разрешено изменить свой законный возраст так, чтобы он соответствовал ее биологическому, а не хронологическому возрасту, потому что это приближает нас к точному измерению того, для чего предназначен хронологический возраст. мера. Изменение возраста должно быть разрешено, по крайней мере, в тех случаях, когда человек также считает, что его совершеннолетний возраст не подходит, и что она находится под угрозой дискриминации из-за своего совершеннолетия.

Поскольку изменение возраста, установленного законом, раньше не проводилось, естественно, что первыми кандидатами на изменение возраста являются те, кому вредит эйджизм — дискриминация по возрасту — либо на рынке труда, либо где-либо еще.Изменение совершеннолетия человека на более молодой, т.е. изменение даты рождения, чтобы она лучше соответствовала ее биологическому возрасту, таким образом, вероятно, снизит шансы подвергнуться дискриминации из-за ее хронологического возраста.

Кто-то может разумно предположить, что с эйджизмом нужно бороться так же, как с расизмом и сексизмом, и, например, дату рождения не следует требовать от кандидата на работу в первую очередь раскрывать работодателю. Однако, поскольку расизм и сексизм все еще существуют, мне кажется, что мы не можем добиться исчезновения эйджизма с помощью нынешней политики.Некоторые могут подумать, что нам следует полностью отказаться от концепции возраста. Но возраст — даже хронологический возраст — важен для некоторых людей, таким образом запрещая людям раскрывать то, что это кажется несправедливым, даже если тогда было бы трудно дискриминировать людей из-за их возраста, если бы кандидатам на работу не разрешалось указывать или раскрывать дату рождение. [12] Поскольку текущие меры против эйджизма недостаточны, возможно, пришло время попробовать что-то новое: изменение установленного законом возраста.

В настоящее время хронологический возраст используется в качестве косвенного показателя — показателя того, насколько хорошо люди функционируют.Хотя в некоторых контекстах хронологический возраст может дать полезное приближение тех характеристик, которые имеют значение с точки зрения справедливости [13], далеко не ясно, так ли это в каждом контексте или в каждом конкретном случае. [14] Результаты исследований в области эпигенетики предполагают, что вскоре станет возможным точно рассчитать биологический возраст человека. Когда это произойдет, должен ли наш законный возраст по-прежнему основываться на том, как долго мы существуем, что во многих смыслах не имеет значения, а не на том, насколько мы на самом деле способны и хорошо функционируем?

Автор, ответственный за переписку

Joona Räsänen MSSc, MSc
[email protected]
телефон: + 47-22856721
Место работы: Департамент философии, классики, истории искусства и идей, Университет Осло, Норвегия

Примечания

[1] «69-летний голландец подает иск о понижении его возраста на 20 лет». BBC (Лондон, Великобритания) 8 ноября 2018 г. https://www.bbc.com/news/world-europe-46133262.

[2] «Эмиль Рателбанд, 69 лет, сказал, что не может изменить свой возраст по закону». BBC (Лондон, U.К.) 3 декабря 2018 г. https://www.bbc.com/news/world-europe-46425774.

[3] Бостром, Ник. «Сказка о драконьем тиране». Журнал медицинской этики 31, вып. 5 (2005): 273–7. https://doi.org/10.1136/jme.2004.009035.

[4] Ахади, Сара, Вэнью Чжоу, София Мириам Шюсслер-Фиоренца Роуз, М. Рекса Сайлани, Кевин Контрепуа, Монкия Авина, Мелани Эшленд, Энн Брюнет и Майкл Снайдер. «Личные маркеры старения и возрастные типы, выявленные с помощью глубокого продольного профилирования.» Nature Medicine 26 (2020): 83-90. Https://doi.org/10.1038/s41591-019-0719-5.

[5] Силланпяя, Элина, Миина Олликайнен, Яакко Каприо, Сяолинг Ван, Туйя Лескинен, Урхо М. Куяла и Тимо Тёрмакангас. «Физическая активность в свободное время и возраст метилирования ДНК — двойное исследование». Клиническая эпигенетика 11, 1 (2019): 12. https://doi.org/10.1186/s13148-019-0613-5.

[6] Браун, Патрик Дж., Мелани М. Уолл, Чен Чен, Морган Э. Левин, Кристин Яффе, Стивен П.Руз и Брет Р. Резерфорд. «Биологический возраст, а не хронологический возраст, связан с поздней депрессией ». J. Gerontol A Biol Sci Med Sci 73, вып. 10 (2018): 1370-1376. https://doi.org/10.1093/gerona/glx162.

[7] Мартин-Эрранц, Даниэль Э., Эрфан Ареф-Эшги, Марк Ян Бондер, Томас М. Стаббс, Сана Чуфани, Розанна Вексберг, Оливер Стегле и др. «Скрининг генов, которые ускоряют часы эпигенетического старения у людей, показывает роль метилтрансферазы h4K36 NSD1.» Genome Biology 20, № 146 (2019). Https://doi.org/10.1186/s13059-019-1753-9.

[8] Хан, Лаура К.М., Моджи Агаджани, Шаунна Л., Кларк, Робин Ф., Чан, Мохаммад В., Хаттаб, Андрей А., Шабалин, Мин Чжао и др. «Эпигенетическое старение при большом депрессивном расстройстве». Американский журнал психиатрии 175, нет. 8 (2018): 774–82. https://doi.org/10.1176/appi.ajp.2018.17060595.

[9] Кресович, Джейкоб К., Зонгли Сюй, Кэти М. О’Брайен, Кларис Р. Вайнберг, Дейл П.Сэндлер и Джек А. Тейлор. «Биологический возраст на основе метилирования и риск рака груди». Журнал Национального института рака 111, нет. 10 (2019): 1051-1058. https://doi.org/10.1093/jnci/djz020.

[10] Чен, Брайан Х. Риккардо Э. Мариони, Елена Количино, Марджолейн Дж. Петерс, Кэвин К. Уорд-Кавинесс, Пей-Чиен Цай, Николас С. Рёткер и другие. «Измерения биологического возраста на основе метилирования ДНК: метаанализ, предсказывающий время до смерти». Старение 8, вып. 9 (2016): 1844–65.https://doi.org/10.18632/aging.101020.

[11] Рясянен, Йоона. «Моральный аргумент в пользу изменения возраста». Журнал медицинской этики 45, вып. 7 (2019): 461–4. https://doi.org/10.1136/medethics-2018-105294.

[12] Рясянен, Йоона. «Дальнейшая защита изменения установленного законом возраста: ответ критикам». Журнал медицинской этики 45, вып. 7 (2019): 471–2. https://doi.org/10.1136/medethics-2019-105547.

[13] Липперт-Расмуссен, Каспер и Томас Сёбирк Петерсен «Изменение возраста, официальный возраст и справедливость в отношении здоровья.» Журнал медицинской этики 46 (2020): 636-637. Https://doi.org/10.1136/medethics-2020-106078.

[14] Рясянен, Йоона. «Изменение возраста в медицинских учреждениях: ответ Липперт-Расмуссену и Петерсену». Журнал медицинской этики 46, вып. 9 (2020). https://doi.org/10.1136/medethics-2020-106144.

Исследование размеров биологического возраста

Front Genet. 2019; 10: 263.

Тулейнский центр по проблемам старения, медицинский факультет, Центр медицинских наук Тулейнского университета, Новый Орлеан, Луизиана, США

Редактор: Алексей Москалев, Коми научный центр (РАН), Россия

Рецензент: Джордж А.Гаринис, Фонд исследований и технологий — Эллада, Греция; Гил Ацмон, Хайфский университет, Израиль

Эта статья была отправлена ​​в раздел «Генетика старения» журнала Frontiers in Genetics

Поступила в редакцию 3 января 2019 г .; Принято 8 марта 2019 г.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) и правообладателя (ов) и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой.Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Понятие биологического возраста все чаще и чаще используется в исследованиях старения в попытках измерить ход процесса биологического старения в отличие от простого течения времени. Было использовано несколько подходов к количественной оценке биологического возраста, включая использование биомаркеров в форме аналитов сыворотки, эпигенетических маркеров и индексов дефицита или хрупкости.Среди этих методов индекс дефицита обладает теоретической базой, основанной на системной биологии, путем включения сетей с их эмерджентными свойствами для описания сложной системы старения. Применение индекса дефицита в исследованиях старения человека указывает на повышенные энергетические потребности, создаваемые системой старения, которая теряет интеграцию. По-видимому, у мужчин и женщин ответственны разные аспекты функции митохондрий. Микробиом кишечника теряет сложность вместе с хозяином по мере увеличения биологического возраста, что, вероятно, влияет на метаболизм и иммунитет хозяина.Специфические изменения метилирования ДНК связаны с биологическим возрастом. Они предполагают снижение возможности подключения в стареющей сети на сотовом уровне. Индекс дефицита / слабости может объяснить, по крайней мере, часть отклонения в более старшем возрасте наблюдаемой смертности населения от экспоненциального роста, смоделированного уравнением Гомпертца.

Ключевые слова: индекс дефицита , индекс хрупкости, биологический возраст, сложность, сеть, микробиом кишечника, метилирование ДНК, здоровое старение

Введение

Даже для неподготовленного глаза всегда было очевидно, что разные люди стареют по-разному.На самом деле это означает, что предполагаемый возраст может отличаться от фактического хронологического возраста, основанного на обычном представлении людей в данном календарном возрасте в любое данное время и в любом месте. Субъективная оценка возраста довольно точно оценивает разрушительное действие времени и вполне адекватно совпадает с более объективными показателями (Christensen et al., 2009). Тем не менее, мы хотели бы иметь возможность ссылаться на такие объективные меры для более детального изучения аспектов старения.

Измерения старения включают, по крайней мере, три различных аспекта.Первый включает прогноз выживаемости или смертности. Другими словами, мы хотим иметь возможность связать процесс, старение, с результатом, долголетием. Это уже давно область исследований старения, и биодемографы продолжают этим заниматься. Вторая попытка связать процесс старения со способностью функционировать. Так называемое здоровое старение происходит от этого подхода. Наконец, еще одним аспектом является необходимость оценки потенциальных методов лечения или вмешательств для продления этого периода здоровья.

Есть два аспекта этого обсуждения, которые до сих пор не были подробно рассмотрены.Один из них — это приспособление к изменениям, происходящим со временем. Любая мера старения должна позволить нам учесть эту динамическую особенность процесса старения. В самом деле, этого требует способность рассматривать старение как процесс. Во-вторых, мы должны признать, что старение происходит на разных уровнях исследования: биологическом, психологическом, социологическом и т. Д. Все эти уровни касаются функционирования, но с разных точек зрения. Таким образом, наше направление должно быть применимо с этих нескольких точек наблюдения.

Наша статья посвящена биологическим или физиологическим вопросам. Однако наше направление может быть легко использовано в других дисциплинарных сферах. Наглядным примером в этом отношении является использование двух терминов, относящихся к показателю функционального старения, который мы подробно исследуем ниже. Первоначально этот показатель назывался индексом дефицита — очень общий термин. Однако к нему было добавлено название индекса слабости, чтобы объяснить его актуальность для гериатрической медицины, которая занимается немощью, инвалидностью и заболеваемостью.Подобным образом, например, можно легко построить индексы психологического старения. Различные функциональные индексы просто исследуют старение на разных уровнях организации. Это отражает системный подход к старению с присущими ему эмерджентными свойствами.

Функциональный упадок и функциональная неоднородность при биологическом старении

Физические функциональные возможности снижаются с возрастом. Это оценивается по-разному, но его влияние наиболее очевидно, когда оно рассматривается с точки зрения повседневной активности (Andersen-Ranberg et al., 1999). Когнитивные функции также становятся менее эффективными с возрастом (Park and Bischof, 2013). Это не удивительно. Однако степень снижения функции варьируется от человека к человеку в меньшей степени, и это очевидно как для физических, так и для когнитивных функций (McArdle, 2011; Lowsky et al., 2014). На более базовом уровне все физиологические функции с возрастом постепенно ухудшаются, хотя и с разной скоростью (Shock, 1967).

Дискретные биомаркеры, обычно оцениваемые по уровню циркулирующих аналитов сыворотки, также показывают изменения с хронологическим возрастом.Однако во многих случаях профили изменений во времени не являются линейными и часто имеют так называемую U-образную форму (Arbeev et al., 2011). Это говорит о том, что на более детальном уровне функциональные изменения с возрастом сложны и могут отражать операции нелинейной системы, в которой взаимодействия между компонентами делают свое присутствие известным. Важный вопрос состоит в том, как включить эту детализацию осмысленным образом, чтобы не потерять способность интерпретировать модель. Один из подходов к этой дилемме использует многомерную меру отклонения индивида от центроида популяции, которая отражает исходное или нормальное физиологическое состояние в любом данном возрасте.Эту многомерную статистику можно интерпретировать с точки зрения физиологической дисрегуляции, и она больше связана с переходом от здорового состояния к нездоровому (устойчивость), чем с выживанием в нездоровом состоянии (устойчивость) (Arbeev et al., 2019).

Другой подход, использующий дискретные биомаркеры, объединяет их в алгоритмы прогнозирования (Levine, 2013; Belsky et al., 2015). Часто эти алгоритмы включают хронологический возраст. Это делает их отличными предсказателями смертности (Levine, 2013).Это неудивительно, поскольку уравнение Гомперца ясно показывает, что выживаемость уменьшается экспоненциально с возрастом (Гаврилов, Гаврилова, 1991). Важным применением этого подхода является его использование для прогнозирования функциональных нарушений в раннем возрасте, которые, вероятно, будут связаны со здоровьем в более позднем возрасте, как в поперечном, так и в продольном режиме (Belsky et al., 2015). Это имеет особое значение для клинических испытаний методов лечения и вмешательств, которые могут изменить процесс старения.

меток метилирования ДНК также были собраны в массивы, предсказывающие хронологический возраст (Hannum et al., 2013; Horvath, 2013). В их различных интерпретациях они называются часами метилирования ДНК. Необычайное совпадение назначенного возраста с использованием этих эпигенетических предикторов с фактическим хронологическим возрастом неудивительно, зависит от тяжелой зависимости от хронологического возраста выбора меток метилирования и самого алгоритма прогнозирования. Это обусловливание иногда бывает незаметным (Levine et al., 2018). Ценность этих эпигенетических предикторов заключается в их способности определять календарный возраст для образцов неизвестного происхождения. Не было обнаружено, что они предсказывают смертность, или когда они это делают, размеры эффекта крошечные и наблюдаются только с очень большими размерами выборок, обычно собираемых в метаанализах (Chen et al., 2016).

Использование алгоритмов прогнозирования, основанных на биомаркерах, применительно к людям молодого и среднего возраста вполне уместно. В конце концов, оценка эффективности терапевтического средства или вмешательства может быть разумно применена к таким людям, прежде чем они продвинутся слишком далеко по траектории старения.Кроме того, мы хотели бы иметь возможность оценивать потенциальный результат на ранней стадии, прежде чем спустя много лет будут наблюдаться поздние эффекты на выживаемость. Тем не менее, важно в конечном итоге проверить любой алгоритм прогнозирования в соответствии с «золотым стандартом» в исследованиях старения, а именно выживанием. Уравнение Гомперца – Мейкхема является отправной точкой для вывода единственного универсального термина для старения, если использовать термин из физики (Azbel, 2002). Таким образом, выживаемость или смертность всегда будут «мерилом» в исследованиях старения.Несомненно, это послужило толчком для многих крупных открытий в этой области (Jazwinski, 1996).

Уравнение Гомперца скрывает внутреннюю загадку. Несмотря на экспоненциальный рост, который изображает уравнение, всегда есть отклонение, которое оно игнорирует, когда исследуются отдельные, реальные значения. Кроме того, существует систематическое отклонение от фактических показателей смертности, которое становится очевидным для людей в возрасте около 90 лет. Это отклонение в конечном итоге становится плато примерно после 105 лет (Barbi et al., 2018).

Нисходящее моделирование системы старения

Организмы демонстрируют сложное адаптивное поведение и взаимодействуют с окружающей средой. Это результат их организации, которая возникает из множества простых, самоорганизующихся местных взаимоотношений. Они работают в интерактивных массивах, которые управляются нелинейной динамикой. Другими словами, эти массивы отображают эмерджентные свойства. Аристотель уже признал это, заявив: «Целое больше, чем сумма его частей.«Взаимодействия на более низком уровне порождают объекты или свойства более высокого уровня: взаимодействия молекул образуют клетки, взаимодействия клеток образуют ткани, взаимодействия тканей приводят к органам, взаимодействия органов приводят к возникновению организма и так далее.

Захвата компонентов на любом уровне организации недостаточно, чтобы прийти к поведению в этом масштабе. Также необходимо учитывать взаимодействия, которые делают систему сложной, нелинейной и, следовательно, неопределенной в этом масштабе.Этого легче всего достичь с точки зрения сверху вниз. Сделав это заявление, важно признать, что здесь должен использоваться подход «сверху вниз», минус один уровень, потому что уровень определяется его взаимодействующими компонентами.

Индексы дефицита представляют собой несложный способ описания поведения сложной системы старения. Индексы дефицита имеют долгую историю в исследованиях старения человека и в гериатрии (Rockwood et al., 1999; Mitnitski et al., 2001). Их даже применяют для понимания старения грызунов (Rockwood et al., 2017). Индекс дефицита строится на основе ряда признаков, симптомов, отметок и проявлений. Число может быть относительно небольшим, около двадцати или намного большим, если оно является статистически достаточным. Эти дефициты должны охватывать множество различных организмов или физиологических систем. Индекс дефицита получается путем суммирования подсчитанных дефицитов и деления на общее количество оцененных дефицитов. Увеличение количества оцениваемых дефицитов улучшает показатели индекса дефицита (Mitnitski et al., 2017).

В последнее время индекс дефицита приобрел сильную теоретическую основу. Дефициты представлены компонентами сети, в которых они могут быть повреждены или неповреждены (дефицит per se ) (Rutenberg et al., 2018). По определению компоненты соединены ребрами. У некоторых из них больше ребер, чем у других, поэтому они играют более важную роль в сети. Повреждение в этой сети, частичное или полное, распространяется по сети или системе из-за краев.Этот рациональный, основанный на системной биологии характер индекса дефицита отличает его от других количественных показателей биологического возраста. Кроме того, индекс дефицита не сложен математически, в отличие от большинства других показателей, и он позволяет прогнозировать смертность без включения хронологического возраста в качестве одного из элементов.

Мы построили индекс дефицита, который мы называем индексом слабости-34 (FI ₃₄ ), состоящий из 34 переменных здоровья и функций (Kim et al., 2013). Ссылка на слабость в названии подчеркивает важность индекса как показателя относительного здоровья.FI ₃₄ является хорошим предиктором смертности (Kim et al., 2013), поэтому он является мерой биологического возраста, как определено ранее. Она увеличивается экспоненциально с календарным возрастом, как и следовало ожидать от предиктора смертности (Kim et al., 2013). Более того, он различает разные модели старения, и он передается по наследству (Kim et al., 2013). FI ₃₄ также фиксирует индивидуальную изменчивость или неоднородность старения среди людей (Kim and Jazwinski, 2015). Хотя он постоянно увеличивается с хронологическим возрастом в популяции, он показывает различия между людьми в поперечном и продольном разрезе.

Метаболические параметры биологического возраста

Известно, что с календарным возрастом энергетический обмен замедляется. Мы ожидаем такого же расхода энергии при физической активности, поскольку люди старшего возраста обычно менее активны, чем молодые. Однако это снижение распространяется и на скорость метаболизма в покое (RMR), и, таким образом, общие энергетические затраты ниже у пожилых людей (Kim and Jazwinski, 2015). RMR относится к энергии, необходимой для поддержания основных функций организма, и составляет 60–70% от общих затрат энергии.

Снижение RMR с хронологическим возрастом, которое наблюдается в целом, проявляется по-разному в зависимости от биологического возраста человека (Kim et al., 2014). Как это ни парадоксально, более высокий FI ₃₄ у подростков положительно коррелирует с более высоким RMR. Так обстоит дело у мужчин и женщин, и эта связь сохраняется после корректировки состава тела, уровней гормонов щитовидной железы, инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) и уровней циркулирующей креатинкиназы (CK). Таким образом, по-видимому, существует метаболическая компенсация ухудшения здоровья и потери интегрированной функции, на что указывает увеличение дефицита.Поврежденные компоненты или узлы в сетевой модели индекса дефицита равносильны потере ребер или соединений, которые измеряют функциональную интеграцию системы.

Открытие того, что RMR увеличивается с биологическим возрастом, вызывает вопрос о природе основного механизма (ов). Хотя эта взаимосвязь встречается как у мужчин, так и у женщин, эти механизмы фенотипически различаются. У мужчин существует положительная ассоциация CK с FI ₃₄ при увеличении RMR (Kim et al., 2014). Этого не наблюдается у женщин, у которых вместо этого существует отрицательная ассоциация массы без жира, связанная с увеличением FI ₃₄ и RMR, которая не обнаруживается у мужчин. Таким образом, у мужчин, по-видимому, задействовано повреждение тканей, предполагаемое увеличением CK, тогда как у женщин это потеря мышечной массы.

Генетический анализ был применен для доступа к основным механизмам на более детальном уровне. У самцов ЦК были связаны с регуляторными вариантами в генах XRCC6 и LASS1 (Kim et al., 2016б). XRRC6 кодирует белок Ku70, который может связываться с Bax, предотвращая связывание Bax с митохондриями и инициируя апоптотический каскад, который приведет к высвобождению креатинкиназы из клеток, таким образом увеличивая CK. У женщин, по-видимому, задействован другой механизм. Регуляторные варианты в UCP2 и UCP3 связаны с FI ₃₄ , и эта ассоциация не обнаружена у мужчин (Kim et al., 2016a). Эти два гена кодируют белки внутренней мембраны митохондрий, которые называются белками разобщения.Они функционируют как перевозчики. Вариация UCP2 предвещает переключение субстрата, используемого для дыхания, с глюкозы на глутамат (Vozza et al., 2014) по мере увеличения FI ₃₄ . Существует взаимодействие между RMR и вариантом UCP3 в положительной ассоциации с FI ₃₄ , что указывает на усиление дыхания (Kim et al., 2016a), так что больше энергии расходуется при увеличении FI ₃₄ . Соответствующий вариант UCP3 связан с более высоким коэффициентом риска смертности, к которому мы вернемся позже.

Микробиота кишечника при биологическом старении

Энергетический метаболизм не может быть адекватно изучен без учета микробиоты кишечника (Kim and Jazwinski, 2018). Эти симбиотические обитатели нашего пищеварительного тракта обрабатывают нашу диету, улучшая ее усвоение. Они также производят широкий спектр сигнальных молекул. Воздействие микробиоты кишечника выходит за рамки метаболизма и влияет на воспаление и иммунитет, что приводит к возрастным дегенеративным нарушениям, связанным с нездоровым старением.Микробиота кишечника демонстрирует относительную стабильность у разных людей, но может сильно различаться у разных людей. Состав функционального микробиома основного кишечника относительно постоянен у людей в разных географических регионах и в хронологическом возрасте. Однако общее разнообразие и изменчивость микробиоты кишечника увеличивается с возрастом. Это увеличение неоднородности в составе микробиоты кишечника отражает увеличение индивидуальных вариаций физических и когнитивных способностей хозяина во время старения, как отмечалось ранее.

Поскольку взаимосвязь энергетического метаболизма и хронологического возраста диаметрально отличается от взаимосвязи с биологическим возрастом, важно также изучить микробиоту кишечника в последнем контексте. Интересно, что богатство (α-разнообразие) или внутрииндивидуальные вариации микробиоты кишечника снижаются в зависимости от биологического возраста (FI ₃₄ ), при этом разница в хронологическом возрасте практически отсутствует (Maffei et al., 2017). В то же время определенные сети совместного изобилия бактерий становятся очевидными с увеличением биологического возраста, что может быть связано со слабостью или нездоровым старением.Эти сети совместного изобилия могут быть ответственны за метаболические изменения и воспалительные реакции, которые характерны для нездорового старения, нарушая полезные взаимодействия микробиома кишечника с сигнальными путями хозяина. Другими словами, микробиом является неотъемлемой частью сети, которую описывает индекс дефицита. Действительно, уменьшение богатства кишечной микробиоты с биологическим возрастом отражает потерю компонентов этой сети и поддерживаемых ими связей.

Эпигенетический интерфейс между стареющим организмом и окружающей средой

Эпигеном часто описывают как интерфейс между организмом и окружающей средой.Микробиота кишечника общается со своим хозяином посредством различных сигнальных путей и эпигенетических механизмов (Kim and Jazwinski, 2018). Один из этих эпигенетических механизмов, который был подробно исследован в контексте биологического старения, — это метилирование ДНК.

Полногеномный анализ отдельных сайтов метилирования ДНК и метилированных областей у старых близнецов выявил связь с биологическим возрастом метилирования ДНК в сайтах CpG в промоторе гена PCDHGA3 (Kim et al. al., 2018). Этот ген принадлежит к кластеру генов протокадгерина на хромосоме 5. Метилирование в этом большом кластере генов связано с возрастом и возрастными фенотипами, и оно может модулировать экспрессию генов. Протокадгерины — это белки клеточной адгезии, которые, по-видимому, также участвуют во внутриклеточной передаче сигналов. Идентификация метилирования ДНК протокадгерина как потенциального игрока в биологическом старении имеет важное значение, поскольку вызывает в воображении сетевую модель индекса дефицита. В этом случае протокадгерины опосредуют взаимодействия между клетками, которые являются компонентами сети на этом уровне организации, приводя к образованию тканей с их эмерджентными свойствами.

Специфическое метилирование ДНК протокадгерина, описанное выше, которое связано с биологическим возрастом, не то же самое, что метки метилирования ДНК, выбранные по их тесной связи с хронологическим возрастом, называемые часами метилирования ДНК (см. Ранее). Эти часы метилирования ДНК плохо работают как предикторы смертности, наряду с возрастом и FI ₃₄ (Kim et al., 2017). Для людей старше 60 лет и хронологический возраст, и FI ₃₄ являются важными показателями риска смертности, в то время как часы метилирования ДНК по крайней мере в трех различных версиях — нет ().Интересно, что для лиц в возрасте ≥90 лет только FI ₃₄ остается прогностическим фактором смертности. Предостережение, применимое к этим дразнящим наблюдениям, состоит в том, что они ждут повторения с более крупными выборками в других популяциях. Важно отметить, что наблюдаемая смертность начинает отклоняться от экспоненциального роста смертности, моделируемого уравнением Гомпертца, в возрасте 90 лет и плато в возрасте 105 лет (Barbi et al., 2018). Таким образом, FI ₃₄ может учитывать по крайней мере часть фактической смертности, которая не учитывается уравнением Гомперца, после календарного возраста 90 лет.

Кокса пропорциональные опасности смерти. Цензурированные данные о выживаемости 262 субъектов в возрасте 60–103 лет из исследования здорового старения в Луизиане (LHAS) представлены в виде Z-баллов. Возраст, FI ₃₄ , возраст метилирования ДНК (возраст DNAm), разница в возрастном ускорении (возрастная разница) и остаточная величина возрастного ускорения (возрастной остаток) включены как ковариаты в регрессии, как указано. (A) Все 262 испытуемых, (B) Только дети старшего возраста ( N = 161). ^∗ p <0.05; ^∗∗ p <0,01; и ^∗∗∗ p <0,001. Этот рисунок был воспроизведен из Jazwinski and Kim (2017) в соответствии с международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Недавно было обнаружено, что несколько часов метилирования ДНК и составных биомаркеров предикторов возраста плохо коррелируют друг с другом (Belsky et al., 2018). Авторы пришли к выводу, что, таким образом, они могут не измерять одни и те же аспекты старения.Однако FI ₃₄ , по-видимому, превосходит часы метилирования ДНК и сам хронологический возраст в более старшем возрасте, когда все они сравниваются вместе. Еще предстоит увидеть, как FI ₃₄ работает при оценке вместе с хронологическим возрастом и алгоритмами биомаркеров, чтобы определить, вносят ли они дополнительную информацию, связанную с фенотипической изменчивостью биологического возраста.

Заключительные замечания

Сетевая модель индекса дефицита учитывает системный взгляд на биологический возраст и объясняет сложность стареющего организма, принимая во внимание, что компоненты сети (системы) взаимодействуют друг с другом.Повреждение этих компонентов — это то, что количественно определяет индекс дефицита. Это повреждение может быть частичным или полным. Поврежденные компоненты равносильны ослаблению или потере взаимодействия между ними. Таким образом, ущерб распространяется по сети. Скомпрометированные взаимодействия снижают интеграцию системы. Таким образом, сложность уменьшается с увеличением биологического возраста (), и это результат повреждения и потери компонентов и взаимодействий между ними. Эта модель распространяется на все уровни организации, от молекул до клеток, тканей, органов и организмов.Важно отметить, что хозяин и микробиом теряют сложность вместе с биологическим возрастом. Таким образом, микробиота кишечника — это просто еще один компонент сети старения.

Концептуализация индекса дефицита / хрупкости как сетевого описания сложной стареющей системы. Сложность снижается в зависимости от биологического возраста. Результатом является потеря компонентов сетей на различных уровнях организации, что приводит к более слабой интеграции из-за потери соединений. Система старения состоит из хозяина и его кишечного микробиома, причем эпигеном представляет собой поверхность раздела между ними.Утрата целостной функции стареющей системы требует энергетических затрат для ее функционирования. Это приводит к увеличению скорости метаболизма в покое (RMR), связанной с прогрессирующим биологическим возрастом. RMR — это затраты энергии на поддержание основных функций организма. На его долю приходится 60–70% дневных энергетических затрат.

Увеличение RMR с биологическим возрастом или нездоровым старением означает, по определению, что больше энергии тратится на поддержание основных функций организма. Конечно, это может означать, что для физической активности доступно меньше энергии, если общий расход энергии остается постоянным или уменьшается, как в случае с населением (Kim and Jazwinski, 2015).Механизмы, лежащие в основе увеличения RMR, различаются у мужчин и женщин, но в каждом из них задействованы разные аспекты функции митохондрий. Возникает вопрос, как эти изменения относятся к сети, описываемой индексом дефицита. Одна из возможностей состоит в том, что увеличение RMR компенсирует, по крайней мере, до некоторой степени, дальнейшую потерю сложности сети. Другой альтернативой является то, что повышенный RMR — это просто «затраты на ведение бизнеса», поскольку сеть теряет сложность. Мы поддерживаем последнюю интерпретацию.Как упоминалось ранее, вариант UCP3 , который взаимодействует с RMR в ассоциации с FI ₃₄ , также связан с увеличением коэффициента риска смертности. Это говорит о том, что увеличение RMR не оказывает благоприятного воздействия на выживаемость, как можно было бы ожидать, если бы увеличение энергии поддерживало статус-кво.

Будет интересно определить, какая из альтернатив, упомянутых выше, относится. В любом случае нет никаких сомнений в том, что выживание, наряду с хорошими показателями здоровья, поддерживается надежной сетью, которая сохраняет свою сложность.Недавно было обнаружено (Miller et al., 2018), что люди с большей функциональной связью в своей центральной исполнительной сети демонстрируют лучшее кардиометаболическое здоровье, чем люди с более низкой связью. Так было, несмотря на наличие психосоциального стресса, что является убедительным примером устойчивости. Фактор роста BDNF способствует нейрогенезу в головном мозге и может повысить сопротивляемость человека (Cahn et al., 2017). BDNF в этом случае будет способствовать генерации новых нейронов, возможно, для замены поврежденных, чтобы сохранить сложность нейросхемы мозга нетронутой.

Вклад авторов

SJ написал первый черновик и внес окончательные правки. СК прокомментировал первый черновик.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Сноски

Финансирование. Исследования лабораторий авторов, содержащиеся в этом мини-обзоре, были поддержаны грантами Национальных институтов здравоохранения (AG022064, AG027905 и GM103629), Попечительского совета Луизианы через Фонд передового опыта в области здравоохранения Millennium Trust (HEF [2001- 2006] -02), и Фонд RC / EEP Совета попечителей Луизианы через Тулейн-LSU CTRC при временной университетской больнице LSU.

Ссылки

• Andersen-Ranberg K., Christensen K., Jeune B., Skytthe A., Vasegaard L., Vaupel J. W. (1999). Снижение физических способностей с возрастом: перекрестное исследование близнецов старшего возраста и долгожителей в Дании.
  Возраст Старение
  28 год
  373–377. 10.1093 / старение / 28.4.373
  [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Арбеев К. Г., Украинцева С. В., Акушевич И., Кульминский А. М., Арбеева Л. С., Акушевич Л. и др. (2011). Возрастные траектории физиологических показателей применительно к здоровому образу жизни. мех. Aging Dev.
  132
  93–102. 10.1016 / j.mad.2011.01.001
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Арбеев К. Г., Украинцева С. В., Багли О., Жбанников И. Ю., Коэн А. А., Кульмински А. М. и др. (2019). «Физиологическая дисрегуляция» как многообещающий показатель устойчивости и устойчивости в исследованиях старения и новый индикатор доклинических заболеваний.
  J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci.
  74
  462–468. 10.1093 / gerona / gly136
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Azbel M.Ю. (2002). Точный закон может проверить биологические теории смертности.
  Exp. Геронтол.
  37
  859–869. 10.1016 / S0531-5565 (02) 00060-8
  [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Барби Э., Лагона Ф., Марсили М., Ваупель Дж. У., Вахтер К. У. (2018). Плато человеческой смертности: демография пионеров долголетия.
  Наука
  360
  1459–1461. 10.1126 / science.aat3119
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Бельски Д. В., Каспи А., Хаутс Р., Коэн Х. Дж., Коркоран Д. Л., Данезе А. и др. (2015). Количественная оценка биологического старения у молодых людей.
  Proc. Natl. Акад. Sci. США
  112
  E4104 – E4110. 10.1073 / pnas.1506264112
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Бельски Д. В., Моффит Т. Э., Коэн А. А., Коркоран Д. Л., Левин М. Э., Принц Дж. А. и др. (2018). Одиннадцать теломер, эпигенетические часы и составные биомаркеры количественного определения биологического старения: измеряют ли они одно и то же?
  Am. J. Epidemiol.
  187
  1220–1230. 10.1093 / aje / kwx346
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Кан Б. Р., Гудман М. С., Петерсон К. Т., Матури Р., Миллс П. Дж. (2017). Йога, медитация и здоровье души и тела: повышенный уровень BDNF, пробуждение кортизола и изменение экспрессии маркеров воспаления после трехмесячного ретрита по йоге и медитации.
  Фронт. Гм. Neurosci.
  11: 315. 10.3389 / fnhum.2017.00315
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Chen B.Х., Мариони Р. Э., Количино Э., Питерс М. Дж., Уорд-Кэвинесс К. К., Цай П. С. и др. (2016). Измерения биологического возраста на основе метилирования ДНК: метаанализ, предсказывающий время до смерти.
  Старение
  8
  1844–1865 гг. 10.18632 / старение.101020
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Christensen K., Thinggaard M., McGue M., Rexbye H., Hjelmborg J. V., Aviv A., et al. (2009). Восприятие возраста как клинически полезного биомаркера старения: когортное исследование.
  BMJ
  339: b5262.10.1136 / bmj.b5262
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. (1991). Биология продолжительности жизни: количественный подход .
  Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Harwood Academic Publisher. [Google Scholar]
• Ханнум Г., Гуинни Дж., Чжао Л., Чжан Л., Хьюз Г., Садда С. и др. (2013). Профили метилирования по всему геному позволяют количественно оценить скорость старения человека.
  Мол. Ячейка
  49
  359–367. 10.1016 / j.molcel.2012.10.016
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Хорват С.(2013). Возраст метилирования ДНК человеческих тканей и типов клеток.
  Genome Biol.
  14: R115. 10.1186 / gb-2013-14-10-r115
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Язвински С. М. (1996). Долголетие, гены и старение.
  Наука
  273
  54–59. 10.1126 / science.273.5271.54 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Язвински С. М., Ким С. (2017). Метаболические и генетические маркеры биологического возраста.
  Фронт. Genet.
  8:64
  10.3389 / fgene.2017.00064 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Kim S., Язвински С. М. (2015). Количественные показатели здорового старения и биологического возраста.
  Healthy Aging Res.
  4:26. 10.12715 / har.2015.4.26
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Язвински С. М. (2018). Микробиота кишечника и здоровое старение: мини-обзор.
  Геронтология
  64
  513–520. 10.1159 / 0004
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Майерс Л., Равуссин Э., Черри К. Э., Язвински С. М. (2016a). Однонуклеотидные полиморфизмы, связанные с генами митохондриальных разобщающих белков UCP2 и UCP3, влияют на метаболизм митохондрий и здоровое старение у женщин недолетнего возраста. Биогеронтология
  17
  725–736. 10.1007 / s10522-016-9643-y
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Саймон Э., Майерс Л., Хамм Л. Л., Язвински С. М. (2016b). Гены запрограммированной гибели клеток связаны с повышенным уровнем креатинкиназы у нездоровых мужчин недолетнего возраста.
  Геронтология
  62
  519–529. 10.1159 / 000443793
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Майерс Л., Вайкофф Дж., Черри К. Э., Язвински С. М. (2017).Индекс хрупкости превосходит возраст метилирования ДНК и его производные как индикатор биологического возраста.
  GeroScience
  39
  83–92. 10.1007 / s11357-017-9960-3
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Уэлш Д. А., Черри К. Э., Майерс Л., Язвински С. М. (2013). Связь здорового старения с долголетием родителей.
  Возраст
  35 год
  1975–1982 гг. 10.1007 / s11357-012-9472-0
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Kim S., Welsh D.A., Ravussin E., Welsch M. A., Cherry K. E., Myers L. и др. (2014). Повышение уровня метаболизма в состоянии покоя при ухудшении здоровья у детей старшего возраста может быть связано со снижением мышечной массы и функции у женщин и мужчин, соответственно.
  J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci.
  69
  650–656. 10.1093 / gerona / glt150
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ким С., Вайкофф Дж., Моррис А. Т., Суккоп А., Эйвери А., Дункан Г. Э. и др. (2018). Метилирование ДНК, связанное со здоровым старением пожилых близнецов. Геронауки
  40
  469–484. 10.1007 / s11357-018-0040-0
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Левин М. Э. (2013). Моделирование скорости старения: может ли расчетный биологический возраст предсказать смертность более точно, чем хронологический возраст?
  J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci.
  68
  667–674. 10.1093 / gerona / gls233
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Левин М. Э., Лу А. Т., Квач А., Чен Б. Х., Ассимес Т. Л., Бандинелли С., и другие. (2018). Эпигенетический биомаркер старения для продолжительности жизни и здоровья.
  Старение
  10
  573–591. 10.18632 / старение.101414
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Ловски Д. Дж., Ольшанский С. Дж., Бхаттачарья Дж., Голдман Д. П. (2014). Неоднородность здорового старения.
  J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci.
  69
  640–649. 10.1093 / gerona / glt162
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Maffei V. J., Kim S., Blanchard E., IV, Luo M., Язвински С. М., Тейлор С. М. и др. (2017). Биологическое старение и микробиота кишечника человека.
  J. Gerontol. Биол. Sci. Med. Sci.
  72
  1474–1482. 10.1093 / gerona / glx042 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• McArdle J. J. (2011). Продольный динамический анализ познания в группе исследования здоровья и выхода на пенсию.
  Adv. Стат. Анальный.
  95
  453–480. 10.1007 / s10182-011-0168-z
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Miller G.Э., Чен Э., Армстронг К. К., Кэрролл А. Л., Озтюрк С., Ридленд К. Дж. И др. (2018). Функциональная связь в центральной исполнительной сети защищает молодежь от кардиометаболических рисков, связанных с насилием в районе.
  Proc. Natl. Акад. Sci. США
  115
  12063–12068. 10.1073 / pnas.1810067115
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Митницкий А., Хоулетт С. Э., Роквуд К. (2017). Неоднородность старения человека и ее оценка.
  J. Gerontol. Биол.Sci. Med. Sci.
  72
  877–884. 10.1093 / gerona / glw089
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Митницкий А. Б., Могильнер А. Дж., Роквуд К. (2001). Накопление дефицита как косвенный показатель старения.
  ScientificWorldJournal
  1
  323–336. 10.1100 / tsw.2001.58
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Парк Д. К., Бишоф Г. Н. (2013). Старение разума: нейропластичность в ответ на когнитивные тренировки.
  Dialogues Clin. Neurosci.
  15
  109–119. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Роквуд К., Блоджетт Дж. М., Теу О., Сан М. Х., Феридуни Х. А., Митницкий А. и др. (2017). Индекс хрупкости, основанный на накоплении дефицита, позволяет количественно оценить риск смертности у людей и мышей.
  Sci. Реп.
  7: 43068. 10.1038 / srep43068
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Роквуд К., Стадник К., Макнайт К., Макдауэлл И., Хеберт Р., Хоган Д. Б. (1999). Краткий клинический инструмент для классификации слабости у пожилых людей. Ланцет
  353
  205–206. 10.1016 / S0140-6736 (98) 04402-X
  [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Рутенберг А. Д., Митницкий А. Б., Фаррелл С. Г., Роквуд К. (2018). Объединение старения и хрупкости с помощью сложных динамических сетей.
  Exp. Геронтол.
  107
  126–129. 10.1016 / j.exger.2017.08.027
  [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Шок Н. У. (1967). Физическая активность и «скорость старения».
  Кан. Med. Доц. J.
  96
  836–842. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Vozza A., Паризи Г., Де Леонардис Ф., Ласорса Ф. М., Кастенья А., Аморезе Д. и др. (2014). UCP2 транспортирует метаболиты C4 из митохондрий, регулируя окисление глюкозы и глутамина.
  Proc. Natl. Акад. Sci. США
  111
  960–965. 10.1073 / pnas.1317400111
  [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Пожилой биологический возраст по сравнению с хронологическим возрастом связан с повышенным риском рака груди

Исследования показывают, что каждые 5 лет биологического возраста женщины старше ее хронологического возраста риск рака груди увеличивается на 15%.

Хотя это звучит как большой рост, важно помнить, что в среднем у женщины риск рака груди составляет 12,5% только потому, что она женщина. Таким образом, если 12,5% -ный риск женщины увеличивается на 15%, это означает, что женщина, биологический возраст которой на 5 лет старше ее хронологического возраста, имеет 14,3% -ный риск развития рака груди.

Исследование было опубликовано в Интернете 22 февраля 2019 г. в журнале JNCI: Journal of the National Cancer Institute . Прочтите аннотацию к публикации «Биологический возраст на основе метилирования и риск рака груди.”

Хронологический возраст по сравнению с биологическим возрастом

Ваш хронологический возраст — это количество лет, которое вы прожили. Ваш биологический возраст — это возраст вашего тела, основанный на ряде факторов, в том числе на том, как изменились ваши хромосомы с течением времени.

В этом исследовании ученые измерили метилирование ДНК, чтобы рассчитать биологический возраст женщины.

ДНК означает дезоксирибонуклеиновую кислоту, вещество, которое является основным компонентом хромосом.Метилирование ДНК — это химическое изменение ДНК, которое является частью нормального процесса старения. Метилирование ДНК, которое происходит по аномальным образцам, то есть некоторая ДНК, которая не должна метилировать, и ДНК, которая не должна метилировать, связана с раком.

Ученые считают, что на метилирование ДНК и биологический возраст может влиять воздействие окружающей среды, например, солнечный свет, автомобильные выхлопные газы, алкоголь и химические вещества в продуктах питания, пластике и воде.

В этом исследовании исследователи оценили биологический возраст женщин с помощью трех различных мер, называемых «эпигенетическими часами».«Эпигенетика — это изучение изменений, которые происходят в живом существе, вызванных изменениями в экспрессии генов, а не изменениями самих генов. Эпигенетические часы измеряют метилирование в определенных местах ДНК.

Как проводилось это исследование

Исследователи использовали образцы крови 2764 женщин в исследовании сестер, чтобы извлечь ДНК и измерить метилирование с помощью трех эпигенетических часов. Затем они оценили биологический возраст женщин.

Ни у одной из женщин не был диагностирован рак при взятии образцов крови.

Сестринское исследование, проводимое Национальным институтом наук об окружающей среде (NIEHS), входящим в состав Национальных институтов здравоохранения (NIH), с 2003 по 2009 год охватило более 50 000 женщин из США и Пуэрто-Рико. у женщины, участвовавшей в исследовании, была сестра, у которой был диагностирован рак груди. Поскольку у сестер общие гены, окружающая среда и опыт, исследователи надеются определить факторы риска рака груди, а также способы предотвратить болезнь.

Из 2764 женщин, участвовавших в этом исследовании, у 1566 в конечном итоге был диагностирован рак груди. Диагноз ставился в среднем примерно через 6 лет после взятия образцов крови.

Затем исследователи сравнили хронологический возраст каждой женщины с ее предполагаемым биологическим возрастом.

Результаты

Исследователи обнаружили, что женщины, чей биологический возраст был старше их хронологического возраста, имели повышенный риск развития рака груди.Это увеличение риска было статистически значимым, а это означает, что это, вероятно, произошло из-за разницы в биологическом и хронологическом возрасте, а не просто случайно.

«Мы обнаружили, что если ваш биологический возраст старше вашего хронологического возраста, риск рака груди увеличивается. Верно и обратное. Если ваш биологический возраст меньше вашего хронологического возраста, у вас, возможно, снизился риск развития рака груди. , — сказал автор-корреспондент Джек Тейлор, доктор медицины., Доктор философии, руководитель группы молекулярной и генетической эпидемиологии NIEHS. «Однако мы еще не знаем, как воздействия и факторы образа жизни могут повлиять на биологический возраст и можно ли обратить этот процесс вспять».

Исследователи отметили, что использование метилирования ДНК для измерения биологического возраста может помочь врачам лучше понять, кто подвержен риску развития рака и других возрастных заболеваний.

Что это значит для вас

Тесты на метилирование ДНК

не проводятся рутинно, и иногда людям, не являющимся учеными, трудно интерпретировать результаты.

Тем не менее, исследования показывают, что определенные питательные вещества, включая фолат, холин, витамин B12 и витамин B6, играют роль в метилировании ДНК. Многие исследователи считают, что употребление большего количества этих питательных веществ может помочь поддерживать нормальный процесс метилирования ДНК. Хотя все эти питательные вещества доступны в виде добавок, большинство диетологов считают, что получение питательных веществ из пищи — лучший вариант.

Фолиевая кислота — это витамин B, содержащийся в темно-зеленых листовых овощах, таких как шпинат или зелень, а также в мясе, морепродуктах, молочных продуктах и ​​других продуктах питания.Шпинат, печень, спаржа и брюссельская капуста — это продукты с самым высоким содержанием фолиевой кислоты. Национальный институт здравоохранения рекомендует взрослым женщинам и мужчинам потреблять 400 микрограммов (мкг) фолиевой кислоты в день.

Холин — это важное питательное вещество, содержащееся в мясе, птице, рыбе, молочных продуктах, яйцах и овощах семейства крестоцветных, таких как брокколи. Холин является источником метильных групп, необходимых для метилирования ДНК. Национальный институт здравоохранения рекомендует взрослым женщинам потреблять 425 миллиграммов (мг), а взрослым мужчинам — 550 мг холина в день.

Витамин B12 естественным образом содержится в продуктах животного происхождения, включая рыбу, мясо, птицу, яйца, молоко и молочные продукты. Говяжья печень и моллюски содержат одни из самых высоких уровней витамина B12. NIH рекомендует взрослым женщинам и мужчинам потреблять 2,4 мкг витамина B12 в день.

Витамин B6 содержится в различных продуктах питания, включая рыбу, говяжью печень и другие мясные субпродукты, картофель и другие крахмалистые овощи, а также фрукты, не являющиеся цитрусовыми. Нут (бобы гарбанзо), тунец и лосось содержат одни из самых высоких уровней витамина B6.NIH рекомендует взрослым потреблять от 1,3 до 1,7 мг витамина B6 в день.

Важно помнить, что, хотя более высокий биологический возраст по сравнению с хронологическим возрастом связан с увеличением риска рака груди, абсолютное увеличение риска составляет всего около 2% — с 12,5% до 14,3% для средней женщины, чей биологический возраст на 5 лет старше ее хронологического возраста.

Также важно знать, что метилирование ДНК — это сложный биологический процесс, и необходимо провести гораздо больше исследований, прежде чем мы полностью поймем этот процесс и то, как оно может повлиять на риск рака.