Vydavateľstvo Alpina Beletria vydáva knihu Proti smeru hodinových ručičiek od vedeckej novinárky Poliny Losevovej. TASS publikuje výňatok o tom, ako vedci hľadajú príznaky starnutia v tele.
Vydavateľstvo * Beletria Alpina *.
Zhromaždite ich všetky
V roku 2001 sa objavil prvý „index krehkosti“, jeden z najjednoduchších ukazovateľov starnutia. Vedci testovali veľkú vzorku ľudí na päť príznakov krehkosti: neúmyselné chudnutie, zlú priľnavosť, pomalú chôdzu, pocit únavy a nečinnosť. Tí, ktorí spĺňajú aspoň tri kritériá, autori kritéria považovali za krehké. Mali vyššie riziko zlého zdravia, hospitalizácie a smrti. Tí, ktorí zodpovedali iba jednej alebo dvom charakteristikám, dostali status strednej nestability. Toto prvé kritérium svojho druhu zatiaľ neumožňovalo posúdenie presného rizika pre každý subjekt, ale s jeho pomocou bolo už možné zmerať riziká pre obyvateľstvo ako celok a jeho jednotlivé skupiny.
Propagačné video:
Neskôr, na základe tejto myšlienky, vzrástol celý les indexov nestability. Od tej doby sa počet funkcií výrazne zvýšil a môže dosiahnuť stovky, ale princíp zostáva rovnaký. Každá vlastnosť je parameter, ktorý:
a) je poruchou zdravia (a nie vlastnosťou životného štýlu, ako je fajčenie);
b) vyskytuje sa častejšie s vekom;
c) vyskytuje sa najmenej 1% ľudí v populácii.
Súčet znakov by mal pokrývať rôzne oblasti práce tela, to znamená nielen fyzickú kondíciu, ale aj duševné a psychologické zdravie človeka. V skutočnosti tieto indexy merajú počet nedostatkov / poranení v ľudskom tele, preto sa niekedy nazývajú indexmi defektov. Každý z desiatok alebo stoviek znakov sa hodnotí na stupnici od 0 do 1 a subjekt dostáva skóre krehkosti, ktoré rastie s vekom tela.
Index nestability je kvintesenciou lekárskeho prístupu k starnutiu, ktorý považuje vek za súbor chorôb súvisiacich s vekom. Preto sa tieto ukazovatele často používajú pri lekárskej práci a dokážu predpovedať napríklad potrebu intenzívnej starostlivosti staršieho človeka. V zriedkavých prípadoch pracujú aj pre mladých ľudí, pretože každý nedostatok, každé ochorenie súvisiace s vekom vážne ovplyvňuje mieru ich prežitia. S ich pomocou je však ťažké predvídať čokoľvek iné ako riziko úmrtia, takže pre relatívne zdravých ľudí je málo užitočný. Indexy nestability navyše nehovoria nič o príčine starnutia a merajú iba jeho dôsledky.
Samotný princíp - použiť nie jeden parameter, ale súčet markerov - je však určite pravdivý, pretože zohľadňuje rôznorodosť obyvateľstva. Vedci sa teraz snažia zostaviť viacrozmerné modely na odhad biologického veku.
Napríklad v americkej štúdii CALERIE, ktorá sa venuje obmedzeniu kalórií, vedci sledujú 18 rôznych príznakov: od množstva cholesterolu a hemoglobínu po zdravie slizníc. Pre každú z nich zostavili krivku zmien vo veku od 26 do 38 rokov a vytvorili model, ktorý predpovedá biologický vek na základe súčtu zmien vo všetkých parametroch vynásobených určitými koeficientmi. Pokusy odhadnúť biologický vek každého jednotlivého účastníka ukázali, že populácia aj mladých ľudí je veľmi heterogénna. Podľa experimentátorov môže byť biologický vek osôb, ktoré podľa svojich pasov majú 38 rokov, od 30 do 50 rokov. V tejto štúdii je obzvlášť dôležité, aby vedci pracovali s mladými zdravými ľuďmi, u ktorých je takmer nemožné odhadnúť riziko úmrtia alebo vývoja chorôb. pravdepodobnev blízkej budúcnosti sa objaví taký komplexný vekový ukazovateľ. Jedinou otázkou je, aké konkrétne parametre budú v nej zahrnuté.
Považuje nás
Čo znamenajú 5, 10 alebo dokonca 100 parametrov v porovnaní so zložitosťou organizácie ľudského tela? Aby sa neobávali výberu najpresnejších biomarkerov, mnoho vedcov používa pri výpočte biologického veku - umelej inteligencie zásadne odlišný prístup. V poslednej dobe existuje veľa prác, v ktorých lekári učia neurónové siete na diagnostikovanie širokého spektra chorôb, tak prečo ich neuplatňovať na starnutie?
V USA to robí skupina vedcov vedená vedcom Alexom Žavoronkovom. Tréningy umelej inteligencie na rôzne príznaky starnutia. Napríklad v roku 2018 ho naučili, ako zmerať vek osoby z fotografie tváre. Rozpoznaním oka a okolitej pokožky program určil vek s presnosťou na dva až päť rokov. Zároveň sa ukázalo, že najvýznamnejšou vlastnosťou sú vrásky v kútiku oka: hneď ako boli uzavreté na fotografiách, staršie osoby začali vyzerať ako malé deti ako nervové siete.
V roku 2019 skupina Žavoronkov absolvovala krvné testy. Parametre, ktoré merali, sa podobajú štandardnému biochemickému testu: množstvo rôznych krviniek, koncentrácia bielkovín, tukov, glukózy a metabolických produktov - močovina, kreatinín (metabolický produkt vo svaloch, ktorý sa zvyčajne vylučuje obličkami), bilirubín (odpadový hemoglobín). A znovu, umelá inteligencia určovala vek subjektov s presnosťou na šesť rokov.
Popri tom sa ukázalo, že pre rôzne pohlavia a etnické skupiny je potrebné zohľadniť odlišný súbor markerov. Napríklad koncentrácia sodíka zohrala dôležitú úlohu pri výpočte veku juhokórejských občanov, ale významne nezávisla od veku východoeurópanov. A to je ďalšia vlastnosť, ktorú je potrebné mať na pamäti, keď sa zaoberáme biologickým vekom: stojí za to skontrolovať zakaždým, na základe ktorej vzorky sa vyvinula metóda na jej stanovenie. To, čo robí staré čínske roky, nemusí pre Indov nevyhnutne platiť.
Ďalšie v rade sú mikróby. Napriek tomu, že si stále nie sme istí, ako presne rôzni predstavitelia črevnej mikroflóry ovplyvňujú ľudské zdravie, umelá inteligencia ich už počítala. Porovnaním relatívneho počtu rôznych druhov baktérií v črevách človeka sa nervová sieť naučila určovať vek s presnosťou asi štyri roky.
Je zaujímavé, že vzťah určitých mikróbov k určovaniu veku nezávisel od toho, či boli prospešné pre zdravie alebo naopak škodlivé. V tomto zmysle sa zdá, že baktérie „priateľské na starnutie“sú zvláštne. Pravdepodobne sú to tí istí novo nadobudnutí črevní obyvatelia, o ktorých sme hovorili v kapitole „Mikróby“a ktorí si zachovávajú potrebnú diverzitu v starnúcom organizme a udržiavajú zápal na požadovanej úrovni. Možné je však aj ďalšie vysvetlenie: tieto mikróby môžu byť odrazom nie tak vysokého veku ako životného štýlu generácie, ktorá teraz vstúpila do vysokého veku: nízka fyzická aktivita, vysoká spotreba cukrov a spracovaných potravín. A ak je to pravda, vedci budú musieť v budúcnosti prispôsobiť metódu určovania veku nielen v závislosti od pohlavia alebo rasy,ale aj z generácie a spôsobu života.
Umelá spravodajská práca určite rozšíri zorné pole a odhalí, čo klasickým metódam chýba. Súčasne nie všetky parametre, ktoré sa merajú, spĺňajú kritériá pre biomarkery. Neurónová sieť schopná určiť vek človeka sa preto javí ako veľmi užitočne funkčná, ale vyvoláva mnoho otázok z biologického hľadiska.
Ktoré z parametrov, ktoré AI berie do úvahy, sú skutočne dôležité? Ktoré súvisia s príčinami starnutia a ktoré odrážajú iba životný štýl? V súčasnosti sa umelá inteligencia riadi algoritmom, ktorý je pre nás nepochopiteľný a vytvára nepodporované predpovede, ako je napríklad grécky blázon. Aby sme získali dôvod veriť jeho predpovedi, musíme ešte izolovať a otestovať hlavné ukazovatele, na ktoré sa odvoláva.
Problémy s konverziou
Zoznam potenciálnych markerov biologického veku tu nekončí. Ako kandidáti sa navrhujú nečistoty DNA cirkulujúce v krvi, množstvo zvyškov cukru na extracelulárnych proteínoch a dokonca aj vlastnosti mozgu pri skenovaní MRI. Jedna nedávna štúdia vypočítala vek mozgu podľa množstva kyslíka spotrebovaného na jednotku glukózy. Rozklad glukózy bez účasti kyslíka sa považoval za „detinský“znak a úplné dýchanie kyslíkom sa považovalo za „dospelý“. Táto metóda predpovedala vek s presnosťou iba 8,5 rokov, ale mozgy žien boli v priemere o štyri roky mladšie ako mozgy. Existuje mnoho takýchto príkladov a počet kandidátov na biomarker neustále rastie.
Problém je v tom, že ich predpovede sa navzájom dobre nezhodujú. A ak v rámci každej skupiny môžu byť markery stále uvedené do spoločného menovateľa - napríklad je možné kalibrovať všetky typy epigenetických hodín rovnako - potom rozdiely medzi skupinami zostávajú hlboké. V rôznych štúdiách sa správajú inak: v niektorých štúdiách Hannamove (ale nie Croatove) hodinky predpovedajú riziko znížených mentálnych schopností a pohybových schopností, v inej práci sú iba Croatove hodinky spojené s rizikom kardiovaskulárnych chorôb a obezity. V tretej štúdii je index krehkosti omnoho presnejší pri určovaní biologického veku ako v metylačných hodinách a vo štvrtej štúdii nebol žiadny z markerov schopný dostatočne presne predpovedať žiadny z príznakov veku.
Možno ide o úzku „špecializáciu“väčšiny biologických markerov, ktoré sú indikatívne iba v „ich“oblasti. Koncentrácie lipidov sú úzko spojené s obezitou, MRI mozgu - s inteligenciou, dĺžkou telomeru - s regeneráciou a tak ďalej. Ak je to tak, môžeme posúdiť riziká pre celé telo podľa veku jedného orgánu alebo orgánového systému?
Presne povedané, nie sme si istí, či všetky časti ľudského tela starnú rovnakým tempom, a aby sme o tom mohli hovoriť, musíme mať spoločný parameter starnutia pre všetkých. Napríklad epigeneticky je väčšina tkanív (aj keď nie všetky) približne rovnakých vekových skupín, ale počet senescentných buniek v nich je iný.
V tomto zmysle je zaujímavé pozorovať pacientov, ktorí podstúpili krvnú transfúziu alebo transplantáciu orgánov - potom sa v ich telách nachádzajú bunky rôzneho biologického veku. Merania ukazujú, že byť v rovnakom tele nevyrovnáva vekový rozdiel. A ak bol darca mladší ako príjemca, jeho bunky naďalej žijú vo svojom vlastnom čase a zostávajú mladší ako okolité tkanivá - aspoň podľa epigenetických hodín.
Tak či onak, jediné opatrenie pre všetky orgány ešte neexistuje, rovnako ako neexistuje jediný biomarker vhodný pre všetky experimenty. Každý použitý parameter rieši svoj špecifický problém; v niektorých štúdiách vedci špecificky hľadajú samostatné markery pre rôzne oblasti života tela. A to má svoju vlastnú logiku: čím konkrétnejší parameter merame, tým lepšie rozumieme jeho formovaniu a pod vplyvom ktorého sa môže zmeniť.
Keď sa pokúsime nájsť jeden marker pre celý organizmus, okamžite vyvstáva otázka: čo presne vlastne meráme? Teloméry naznačujú, či sú bunky pripravené na rozdelenie, epigenetické hodiny naznačujú, ako dobre bunka opravuje svoju DNA alebo ako sú gény udržiavané nezaujaté. Tieto dva markery sa v predpovedi takmer nikdy nezhodujú. Možno to naznačuje, že každý ukazovateľ meria hrúbku svojho vlastného piliera starnutia - a potom nemá zmysel sa ich snažiť navzájom prepojiť.
Toto je pravdepodobne problém biohackerov, ktorí sa snažia zmerať veľa parametrov svojho tela a prispôsobiť ich „optimálnym“hodnotám. Existuje neuveriteľný počet markerov a každý z nich jednotlivo nemusí znamenať nič (rovnako ako každá jednotlivá oblasť metylovanej DNA nie je prakticky spojená s biologickým vekom) alebo poskytuje výsledky, ktoré sa nezhodujú s inými predpoveďami. Preto je nepravdepodobné, že jedného dňa dokážeme nájsť jeden konkrétny parameter, ktorý bude zodpovedať všetky naše otázky.
Nachádzame sa na slepej uličke: nie je možné nájsť jeden marker, rovnaký pre všetkých a mnoho menších markerov je stále zle vzájomne konzistentných a neposkytujú biologické vysvetlenia. Je to ten istý problém, s ktorým sa konfrontujú bojovníci proti starnutiu: zdá sa, že už nie sme predurčení otvoriť jednu magickú pilulku, a je ťažko možné opraviť všetko po častiach, ako naznačuje Aubrey de Gray. Zoznam zmien, ktoré sme zostavili na stránkach tejto časti, neponecháva žiadnu nádej na ľahkú opravu. V ďalšej časti sa pokúsime nájsť strednú cestu a porozprávať sa o tom, ako hľadanie príčin starnutia pomáha zistiť, čo s tým možno urobiť a ktorý recept na „elixír mladosti“sa dnes javí ako najpravdepodobnejší.