Зараз існує чотири покоління «годинників старіння», які прогнозують, як старіє організм, на основі різних показників. (Зображення: ktsimage via Getty Images)
Якщо ви хочете дізнатися свій хронологічний вік, просто порахуйте свічки на своєму наступному іменинному торті. Однак розрахунок вашого біологічного віку трохи складніший.
Хронологічний вік – це кількість років між вашим народженням і теперішнім часом; він повністю залежить від часу. Біологічний вік, з іншого боку, описує поступове руйнування фізіологічних та молекулярних систем людини з часом; це міра того, наскільки «старіє» тіло. Розрахунок має на меті відповісти на питання, наскільки добре функціонують ваші системи, органи та клітини порівняно із середнім, здоровим базовим показником.
«Біологічний вік, як відомо, важко визначити, оскільки це значною мірою концептуальне поняття», — сказав Ерік Сан, доцент кафедри біомедичної інженерії в Массачусетському технологічному інституті, де він запустить нову лабораторію, розпочавши роботу у 2026 році. Ця концепція вимагає від вас менше думати про чисту хронологію та більше про те, як ваше тіло працює з часом, а також про ваші ризики та вразливості до різних захворювань у майбутньому, сказав він.
Вам може сподобатися
-
Сканування мозку може розкрити ваш справжній біологічний вік
-
Старіння: Що відбувається з організмом, коли він старіє?
-
Нове дослідження ставить під сумнів використання таурину як добавки проти старіння.
Вчені розробили низку «годинників», призначених для визначення біологічного віку людей. Ось як вони працюють і чому можуть бути корисними.
Що таке «біологічний годинник старіння»?
Уявіть собі акумулятор: нові акумулятори починають зі 100% ємності, з точки зору їхньої здатності надійно утримувати заряд, але ця ємність з часом падає, оскільки акумулятор циклічно вмикається та вимикається та живить пристрої. Біологічний вік — це схоже поняття ємності, а інструменти, які дослідники та клініцисти використовують для вимірювання вашої ємності, відомі як годинники старіння, також відомі як «омічні годинники» або «тести біологічного віку».
Хоча такі годинники перебувають у розробці, наука про біологічний вік все ще перебуває на початковій стадії. Перші описи годинників старіння з'явилися в журналах у 2013 році. Відтоді дослідники розробили десятки годинників старіння, які вимірюють біологічний вік за допомогою різних показників, таких як профілі білків, функція імунної системи та епігенетичні модифікації, тобто зміни ДНК, які змінюють те, як працюють гени, не змінюючи базового коду ДНК.
Як працюють годинники старіння?
Годинники старіння зазвичай побудовані на моделях машинного навчання — статистичних моделях, які розпізнають закономірності в даних і роблять прогнози на основі цих закономірностей. Ці моделі базуються на математичному методі, який називається регресією, що прагне передбачити ймовірність подій на основі багатьох змінних та їхньої відносної важливості для прогнозу, відомих як «ваги».
Простіше кажучи, моделі множать кожну змінну на її вагу та додають усі зважені змінні, щоб отримати ймовірність. Наприклад, регресійна модель, яка прогнозує ризик раку легенів у людини, може надавати історії куріння вагу ближче до 1, оскільки вона дуже сильно корелює з раком легенів, але надаватиме впливу радону меншу вагу, ніж курінню, оскільки він не є таким прогностичним фактором для ризику раку легенів.
Ці моделі машинного навчання, що використовуються в годинниках старіння, навчаються на тисячах точок даних «біомаркерів». Біомаркери – це вимірювання певних сполук, часто, але не завжди, зі зразків крові, які діють як проксі-захід стану або біологічного процесу. Наприклад, вищі за норму рівні С-реактивного білка та кількості лейкоцитів зазвичай означають, що імунна система реагує на інфекцію. Кров є таким гарним джерелом біомаркерів, оскільки вона циркулює по всьому тілу та неминуче виявляє ознаки захворювання, пояснив Сан.
Годинники також навчаються на хронологічному віці та стані здоров'я людей, які надають зразки до набору даних.
Алгоритм аналізує ці дані та шукає закономірності — головну сильну сторону машинного навчання — перш ніж розробити набір правил для інтерпретації нових точок даних, які не були включені до вихідного набору даних. Таким чином, він може робити прогнози щодо здоров'я певної людини, навіть якщо він «не знає» її віку чи стану здоров'я. Він може просто спиратися на біомаркери та закономірності, отримані з вихідних даних.
Один із способів визначення біологічного віку – це за допомогою сполук, які називаються біомаркерами, в крові. Як працюють «епігенетичні годинники»?
Перші годинники старіння, як і багато їхніх наступників, базуються на епігенетиці, зокрема, на даних про метилювання ДНК. Метильні групи – це молекули, які чіпляються за певні ділянки ДНК, впливаючи на активність гена, до якого вони приєднані.
Ключовим є те, що ці ділянки можуть з часом отримувати або втрачати метильні групи. Моделі метилювання різняться в організмі, і дослідження показують, що вони змінюються передбачуваним чином з віком. Аналізуючи ці типові моделі, епігенетичний годинник може оцінити біологічний вік людини. Різниця між їхнім фактичним віком і прогнозованим віком — яка називається різницею у віці або «дельтою» — визначає, чи старіють вони швидше чи повільніше, ніж здорова норма.
У дослідженні 2024 року в журналі Epigenomics детально описано чотири покоління епігенетичних годинників:
Перше покоління: Навчалися лише на даних метилювання та вимірювали лише дельту, або різницю між хронологічним віком та обчисленим біологічним віком. Вони можуть визначити, наскільки «старшими» або «молодшими» ви виглядаєте порівняно з нормою.
Друге покоління: Додано набори даних про смертність та стан здоров'я для прогнозування ризику ранньої смертності або захворювань, пов'язаних зі старінням. Прикладом годинника другого покоління є PhenoAge, який об'єднує набори даних з біомаркерами, що вимірюють функції печінки, нирок, метаболізму та імунітету. Додаючи ці інші дані, PhenoAge може прогнозувати ризик смертності від усіх причин, серцевих захворювань, раку, хвороби Альцгеймера тощо.
Третє покоління: Оцініть як різницю у віці, так і те, як швидко чи повільно людина старіє з точки зору темпів. У той час як годинники першого покоління радше є одометром, який відстежує пройдений шлях, ці годинники третього покоління радше схожі на спідометр, який показує, як швидко ви дістанетеся до місця призначення. Прикладами є DunedinPACE та DunedinPACNI.
Четверте покоління: аналіз конкретних сайтів метилювання, які, як вважається, спричиняють деякі фізіологічні порушення, які ми називаємо старінням. Вони включають метод епігенетичного аналізу, який називається менделівською рандомізацією, яка намагається виявити причину та наслідок і визначити, чи є метилювання або деметилювання в певних сайтах причиною чи наслідком вікового порушення. Цей аналіз дозволяє цим годинникам вийти за рамки прогнозування та почати визначати корінні причини старіння, кажуть їхні розробники.
Що вимірюють інші годинники старіння?
Зміни в метилюванні ДНК та інших епігенетичних маркерах є ознаками старіння, але існує багато інших. Таким чином, інші типи годинників старіння вимірюють біомаркери цих ознак.
Наприклад, протеомні годинники шукають закономірності в білковому профілі людини, зазвичай на основі зразків крові. Оскільки білки беруть участь майже у всіх хворобливих процесах, а білки є мішенню майже кожного існуючого фармацевтичного препарату, дослідники вважають, що протеомні годинники можуть зосередитися на фактичних рушійних силах старіння, потенційно виявляючи нові мішені для втручання.
Метаболомічні годинники вимірюють та роблять прогнози на основі вашого профілю метаболітів, які є побічними продуктами метаболізму, процесу перетворення поживних речовин в енергію в організмі. Методи збору метаболомічних даних недорогі та широко доступні, що робить ці годинники корисними для масштабних популяційних досліджень.
Інші годинники базуються на транскриптоміці, тобто вони досліджують закономірності активації генів на основі циркулюючої РНК в організмі. Будучи аспірантом Стенфордського університету, Сан був співавтором дослідження 2024 року в журналі Nature про алгоритм, який знаходить транскриптомні закономірності, пов'язані з віком, у клітинах мозку.
Тим часом, годинник DunedinPACNI базується на даних про структуру мозку, отриманих за допомогою МРТ. Деякі годинники є органоспецифічними, деякі – клітинно-специфічними, а деякі поєднують інші годинники для створення «мультиомних» годинників старіння.
Для чого використовуються годинники для старіння?
Щоб годинники старіння були корисними, «вони повинні бути як прогностичними — здатними передбачати майбутнє — так і реагувати на втручання», — сказав доктор Ден Хендерсон, лікар первинної медичної допомоги в лікарні Brigham and Women's та викладач медицини в Медичній школі Гарвардського університету. Іншими словами, годинники повинні точно прогнозувати ризик захворювання пацієнтів та змінюватися у відповідь на ефективне лікування; якщо лікування працює, «вік» людини має зменшуватися.
Наразі Сан вважає, що найкорисніші застосування годинників старіння залишаються в лабораторії. Він сказав, що ці інструменти можуть реально допомогти визначити, чи дійсно лікування впливає на процес старіння. Замість того, щоб роками спостерігати за учасниками дослідження, щоб побачити, як лікування впливає на їхній стан здоров'я, вчені можуть робити надійні прогнози на основі зразків, взятих до та невдовзі після лікування.
ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
— Новий інструмент оцінює ваш імунний «вік» і передбачає ризик захворювання
— Новий тест на «біологічне старіння» прогнозує ваші шанси померти протягом наступних 12 місяців
—Біологічне старіння може бути зумовлене не тим, що ми думали
Ні Хендерсон, ні Сан не вважають, що сучасні годинники старіння готові для клінічного використання. У даних все ще забагато шуму, забагато потенціалу для помилкових висновків про те, що керує старінням і що з ним пов'язано, розповів Хендерсон Live Science. Якби годинники старіння використовувалися, щоб допомогти лікарям визначити, який курс лікування потрібен пацієнту, хибнопозитивні результати могли б призвести до непотрібного медичного втручання.
Сан розповів Live Science, що, на його думку, майбутні годинники, адаптовані для пацієнтів, матимуть схожість з вже існуючими причинно-наслідковими годинниками четвертого покоління.
«Це будуть не просто біомаркери того, як старіє весь ваш організм чи навіть окремі системи», – сказав він, – «але кілька біомаркерів для різних функцій в межах органу».
Застереження
Ця стаття призначена лише для ознайомлення та не є метою надання медичних порад.
Патрік Салліван, автор Live Science
Патрік Салліван є професійним письменником і редактором з 2009 року та створює контент про охорону здоров'я з 2015 року. Він мешкає в Нью-Джерсі, є батьком двох дітей і доглядає за постійно мінливою кількістю домашніх кроликів. Коли він не за письмовим столом, його зазвичай можна знайти на килимку для йоги, килимку для бразильського джиу-джитсу або ж блукає лісом.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Сканування мозку може розкрити ваш справжній біологічний вік
Старіння: Що відбувається з організмом, коли він старіє?
Нове дослідження ставить під сумнів використання таурину як добавки проти старіння.
Хіміотерапія може зробити здорові клітини крові «старими»
«Я був приголомшений даними»: Псилоцибін демонструє властивості проти старіння в ранньому дослідженні
Спеціальний захист може допомогти людським яйцеклітинам залишатися свіжими з віком організму (Новини у світі старіння)
Старіння: Що відбувається з організмом, коли він старіє?
Сканування мозку може розкрити ваш справжній біологічний вік
«Я був приголомшений даними»: Псилоцибін демонструє властивості проти старіння в ранньому дослідженні
Нове дослідження ставить під сумнів використання таурину як добавки проти старіння.
Комбінація препаратів для лікування раку збільшує тривалість життя мишей на 30%
Теплові хвилі можуть прискорити процес старіння Останні новини
«Справді безпрецедентне відкриття»: у Перу виявлено 3000-річний різнокольоровий фреску з рибами, зірками та богами
«Туманність Метелик» розправляє крила на вражаючому новому знімку телескопа Джеймса Вебба
«Зараз саме час»: ураган 6-ї категорії може бути запроваджено за новою шкалою інтенсивності штормів
«Годинники старіння» можуть передбачити ризик захворювань та передчасної смерті. Ось що потрібно знати.
Засоби для випрямлення волосся без формальдегіду все ще можуть загрожувати здоров'ю, згідно з дослідженням
70-мільйонну гіперкарніву, яка харчувалася динозаврами, названо на честь єгипетського бога ОСТАННІ СТАТТІ
1. Лоугаріма: «Зникаюче озеро» в Північній Ірландії, яке таємничим чином висихає та знову наповнюється протягом кількох годин
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-news-explainer,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com