Страница 2 из 7
Темпы старения у разных людей одного возраста могут существенно отличаться. Отличаются они и для разных систем и органов в пределах одного организма. Старение одной системы вызывает изменения во многих других. Например, старение сердечно-сосудистой системы может способствовать нейродегенерации и когнитивным[11] нарушениям, болезням печени и почек. Метаболический синдром[12] влияет на старение иммунной системы. Таким образом, помимо возраста по паспорту (календарного, хронологического) у каждого человека есть биологический возраст, определяемый индивидуальной скоростью его старения. Темпы старения зависят от генетических особенностей человека и в значительной степени от взаимодействия факторов внешней среды с системами поддержания гомеостаза (постоянства) внутренней среды организма.
Когда говорят о скорости старения, в классической биогеронтологии[13], как правило, имеют в виду изменение средней и максимальной продолжительности жизни у модельных животных. Однако продолжительность жизни человека так велика, что исследовать показатели его долголетия под влиянием образа жизни, диеты, различных лекарств, генных и клеточных терапий долго и затратно. Поэтому возникла идея выявить взаимосвязь с возрастом различных физиологических[14] и метаболических изменений, мониторинг которых помог бы в оценке эффективности антивозрастной терапии.
Принятая в современной медицине физиологическая норма для многих показателей изменяется при старении. Это создает предпосылки для того, чтобы наблюдать и измерять возрастные отклонения. В то же время нарастает уровень стохастичности (случайности) отклонений, что обусловливает сложности в интерпретации данных о скорости старения.
Биомаркеры старения – это измеряемые параметры, которые воспроизводимо качественно и количественно изменяются при старении человека.
Диагностические биомаркеры старения имеют большой потенциал для ранней диагностики и прогноза развития хронических возрастзависимых заболеваний, а также наблюдения за эффективностью их профилактики и лечения.
Многие возрастзависимые патологии развиваются длительное время в скрытой форме. На ранних стадиях развития болезни ее клинические проявления оказываются неспецифическими, то есть общими с другими возрастными изменениями. При этом чем раньше выявляются подобные отклонения от нормы, связанные с риском конкретного заболевания, тем эффективнее профилактика, тем вероятнее успех в предотвращении опасных для жизни состояний.
Р. Батлер, директор и основатель Национального института старения США, в 2004 году выделил несколько критериев, которым должны отвечать биомаркеры старения. Во-первых, они должны меняться с возрастом. Во-вторых, позволять предвидеть ранние стадии конкретного возрастзависимого заболевания. И, наконец, быть доступными для большинства пациентов по стоимости и минимально инвазивными – не требовать серьезного вмешательства в организм или болезненной процедуры. На их основе мы можем прогнозировать ускоренное или замедленное старение индивида, отслеживать эффективность процедур, направленных на профилактику старения, таких как изменение диеты, образа жизни, увеличение физической активности, действенность геропротекторных[15] препаратов.
Биомаркеры старения представляют собой общий качественный и количественный индикатор функционального состояния человека, и в этом их ключевое отличие от факторов риска конкретных возрастзависимых патологий (сахарного диабета 2-го типа, сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера[16] или Паркинсона[17]), которым будет посвящена отдельная глава нашей книги.
Как отмечает профессор университета Джорджа Мейсона Анча Баранова, главное в биомаркере – максимальная предсказательная сила. Поэтому биомаркер вовсе не обязан иметь известную функциональную связь с процессом, который по нему оценивают. Например, до сих пор не ясна функция используемых в клинике онкомаркеров CEA[18] и PSA[19] или биологическое значение маркера сахарного диабета HbA1c[20]. Однако это нисколько не уменьшает их значение в выявлении серьезных заболеваний.
При поиске потенциальных биомаркеров выяснилось, что достаточно трудно выбрать какой-либо один показатель в качестве биомаркера старения, который удовлетворял бы всем этим критериям. Каждый биомаркер имеет как свои преимущества, так и ограничения. Поэтому оценка биомаркеров скорости старения должна быть комплексной.
В настоящее время развиваются подходы, в которых предлагается использовать совокупность нескольких десятков биомаркеров.
Приведем пример, поясняющий необходимость комплексного подхода, хотя он и из другой области. Если нам предложат оценить, что изображено на компьютерной фотографии, но вместо целой картинки дадут посмотреть лишь кусочек в пару десятков пикселей[21], сможем ли мы это сделать? Вероятно, нет. Так и выявление наследственной предрасположенности к различным заболеваниям требует анализа сотен тысяч однонуклеотидных полиморфизмов ДНК[22], а степень старения организма должна оцениваться по отклонениям от нормы многих тысяч показателей крови, мочи, слюны, кожи, физиологических параметров тела, когнитивных функций. Исследования подтвердили, что многомаркерный алгоритм дает более достоверную картину изменений, чем основанный на каком-либо одном маркере.
В настоящий момент можно выделить четыре основных подхода к разработке биомаркеров старения человека: клинический, экспериментальный, «омиксный» и интегративный.
Советский геронтолог В.М. Дильман в 1987 году опубликовал книгу «Четыре модели медицины», в которой обосновал использование достаточно простых методов оценки преждевременного старения организма, применимых в повседневной клинической практике. Повышенная масса тела или, точнее, содержание жира в теле, которое косвенно может быть рассчитано по показателю роста, массы тела и данных измерения толщины кожно-жировых складок, позволяет судить о склонности к целому ряду серьезных заболеваний (сердечно-сосудистым, сахарному диабету 2-го типа, инсульту[23], остеоартриту[24], гипертонической болезни[25]). Общий уровень в крови липопротеидов[26] и триглицеридов[27] – маркер предрасположенности к атеросклерозу, коронарной болезни сердца[28], инфаркту миокарда[29], панкреатиту[30]. Отклонение от нормы уровня холестерина[31] и холестерина в составе липопротеидов низкой плотности[32] – предрасположенность к атеросклерозу, коронарной болезни сердца. Превышение над нормой количества глюкозы в плазме крови натощак (≥ 6,1) и через 2 часа после приема внутрь 75 г глюкозы[33] (≥ 11,1) говорит о сахарном диабете 2-го типа. Величина артериального давления сигнализирует о вероятности сердечно-сосудистых заболеваний, риске инсульта, коронарной болезни сердца.
11
Когнитивные нарушения – снижение памяти, умственной работоспособности и др.
12
Метаболический синдром – увеличение массы жира вокруг внутренних органов, снижение чувствительности периферических тканей к инсулину и повышенная выработка инсулина, ведущие к развитию ожирения, сахарного диабета 2-го типа и артериальной гипертонии.
13
Биогеронтология – наука о процессах старения и путях борьбы с ним.
14
Механические, физические и биохимические функции живых организмов.
15
Геропротекторные препараты – общее название для группы веществ, в отношении которых обнаружена способность увеличивать продолжительность жизни животных и замедлять старение.
16
Болезнь Альцгеймера – дегенеративное заболевание центральной нервной системы, характеризующееся постепенной потерей памяти и когнитивных способностей.
17
Болезнь Паркинсона – хроническое заболевание нервной системы у пожилых людей, при котором наблюдается замедленность движений, скованность и дрожание мышц.
18
Канцеро-эмбриональный антиген – маркер на колоректальный рак, рак молочной железы, легких, желудка, поджелудочной железы, мочевого пузыря, почек, некоторых опухолей щитовидной железы, шейки матки, яичников, печени.
19
Простатический специфический антиген – маркер рака предстательной железы.
20
Гликированный гемоглобин – часть всего гемоглобина, циркулирующего в крови, которая оказывается химически связана с глюкозой.
21
Пиксель – наименьший элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике.
22
Отличия последовательности ДНК размером в один нуклеотид (одну букву) в геноме.
23
Инсульт – острое нарушение мозгового кровообращения.
24
Остеоартрит – хроническое заболевание суставов.
25
Гипертония – заболевание, характеризующееся повышением артериального давления.
26
Липопротеиды – состоящий из белка и липида.
27
Триглицериды – природные органические соединения, состоящие из глицерина и жирных кислот.
28
Коронарная болезнь – заболевание сосудов, питающих сердце.
29
Инфаркт миокарда – кислородное голодание и гибель клеток сердечной мышцы.
30
Панкреатит – воспаление поджелудочной железы.
31
Холестерин – одна из разновидностей липидов, жирный спирт.
32
«Плохой» холестерин крови, предрасполагающий к развитию атеросклероза.
33
Глюкоза – виноградный сахар, моносахарид, играющий ключевую роль в энергетическом метаболизме клеток.