Старение — сложный и многоэтапный процесс, проявляющийся как прогрессирующая деградация частей и систем организма, которое ведет к развитию хронических возрастных болезней, например рака, диабета, сердечно-сосудистых и так далее, а в итоге смерти от них. Ученым было трудно свести процесс старения к одному числу, например биологическому возрасту. Однако авторам нового исследования — сотрудникам сингапурской биотехнологической компании Gero PTE, онкологического центра Roswell Park в Буффало (США) и российских МФТИ и Курчатовского института — удалось выяснить максимально возможный возраст человека, изучив связь между старением и потерей способности восстанавливаться после стресса. Результаты опубликовали в журнале Nature Communications.
Многие типы биологических часов, подразумевающие совокупную эффективность сна, бодрствования и приемов пищи, предполагают большее количество прожитых лет для тех, кто ведет здоровый образ жизни и не имеет вредных привычек. Но до сих пор оставалось неизвестным, как быстро со временем меняется биологический возраст каждого человека и можно ли отличить временные колебания от истинного тренда изменения этого показателя. «Старение человека проявляет универсальные черты, общие для сложных систем, находящихся на грани распада. Наша работа демонстрирует, как концепции, заимствованные из физических наук, можно использовать в биологии для исследования различных аспектов старения с целью принятия эффективных мер против него», — рассказал Петр Федичев, соучредитель и генеральный директор Gero.
Ученые использовали данные анализов крови, хранящиеся в Британском Биобанке, для расчета единственной переменной — «индикатора динамического состояния организма» (DOSI, dynamic organism state indicator). Он оказался связана с такими факторами, как возраст, заболевания и образ жизни. Этот показатель с возрастом увеличивался пропорционально времени, необходимому для восстановления после стресса, то есть отображал физиологическую устойчивость организма. Под стрессом понимали любое отклонение от привычного состояния: изнуряющие тренировки, частый недосып, простуда, другие болезни и прочее.
Ученые охарактеризовали динамику физиологических показателей на временных шкалах продолжительности жизни человека минимальным набором из двух параметров. Первый — мгновенное значение, часто называемое биологическим возрастом, в этой работе оно проиллюстрировано индексом состояния динамического организма (DOSI). Оно связано со стрессами, образом жизни и хроническими заболеваниями и может быть вычислено на основе стандартного анализа крови. Другой параметр — устойчивость — введен впервые и отражает динамические свойства колебаний состояния организма: он показывает, насколько быстро значение DOSI возвращается к норме после пережитого стресса / © Nature Communications
Здоровые люди оказались очень устойчивыми, а вот ее утрата коррелировала с наличием хронических болезней и повышенным риском смерти от всех причин. Скорость восстановления ожидаемо снижалась с возрастом: если 40-летним здоровым взрослым участникам исследования на возвращение к «норме» требовалось около двух недель, то 80-летним — до шести недель. Свои выводы авторы работы подтвердили на основе двух разных видов биологических измерений: параметров анализа крови, с одной стороны, и уровней физической активности, записанных с помощью носимых устройств, с другой.
Как показали расчеты, окончательная потеря способности к восстановлению происходит к 120-150 годам. Снижение устойчивости организма наблюдали даже у людей, не страдающих серьезными хроническими заболеваниями, — это и привело к увеличению диапазона колебаний физиологических показателей. По мнению исследователей, прогнозируемая потеря устойчивости даже у самых здоровых и «успешно стареющих» людей может объяснить, почему в мире не растет максимальная продолжительность жизни, в то время как средний ее показатель повышается в последние десятилетия.
Следовательно, нельзя заметно продлить жизнь посредством лишь предотвращения или лечения болезней, но без остановки самого процесса старения, который остается главной причиной утраты физиологической устойчивости. «Наша работа — концептуальный прорыв, поскольку она определяет и разделяет роли фундаментальных факторов долголетия человека: старение, определяемое как прогрессирующая потеря жизнестойкости, и связанные с возрастом болезни — «исполнители смерти» — после утраты устойчивости. Это объясняет, почему даже самые эффективные профилактика и лечение возрастных заболеваний могут улучшить только среднюю, но не максимальную продолжительность жизни», — отметил Андрей Гудков, соавтор исследования и соучредитель Genome Protection, Inc.
Понятие устойчивости организма дает еще и представление о том, как можно определить биологический возраст по анализу крови: расчет должен включать несколько стрессовых событий и время восстановления. Для здоровых людей период наблюдения составляет несколько месяцев и должен увеличиваться с возрастом. В течение этого периода для надежного определения биологического возраста потребуется несколько точек данных за время восстановления, то есть в идеале одно измерение за несколько дней.
