Учени от Станфордския университет в Съединените щати откриха, че стареенето е много по-случайно, отколкото се смяташе досега, появявайки се в различни части на тялото и по различно време, вероятно много преди дори да си помислим за това, пише The Washington Post.

Стареенето "в същото време е нещо лично, нещо, което се случва на уникално молекулярно ниво във всеки от нас и процесът може да бъде частично под наш контрол", се казва в текста, позоваващ се на това изследване.

След като разберем как остаряват нашите органи, може да успеем да забавим или ускорим този процес, в зависимост от това как живеем.

Наскоро изследователи от Станфордския университет започнаха да се чудят защо идентични лабораторни мишки, отгледани с една и съща ДНК и отгледани в идентични условия, се оказаха толкова различни в напреднала възраст.

Някои мишки могат да се справят с когнитивните тестове и да се състезават на колелата си. Други ще забравят простите задачи и ще куцукат от място на място. Генетично те остават неразличими, но годините на здрача им едва ли биха могли да бъдат по-различни.

Опитите на учените да разгадаят какво се случва вътре в тези мишки предефинират начина, по който мислим за стареенето. Той отвори нова област на изследване на това, което учените наричат ​"стареене на органи", което разглежда как различните части на тялото ни изглежда започват да стареят по-рано от други, засягайки какви заболявания развиваме и колко дълго живеем.

Изследването предполага, че стареенето не е строго временно, а не само за минути и години.

Някога считано за постоянен, предвидим спад, засягащ всичко в телата ни навсякъде и наведнъж, стареенето е много по-случайно, отколкото някога сме смятали, започвайки в различни части на тялото ни по различно време, вероятно много преди дори да си помислим стареене.

Освен това е лично, случва се на уникално молекулярно ниво във всеки от нас и процесът може да бъде частично под наш контрол. След като разберем как нашите собствени органи стареят, може да сме в състояние да спрем или ускорим този процес чрез начина, по който живеем. 

Използвайки усъвършенствана молекулярна биология, генетика и големи данни за анализ на кръвни проби от хора, учените могат да разберат, че някои от нас „остаряват със сърцето“, което означава, че сърцата ни изглеждат много по-стари от останалата част от телата ни, или ние „остаряваме с мозъците”, със сравнително стар мозък в нашите черепи, или ако имаме късмет, може да сме „млади мозъци” - с мозък, сравнително по-млад от всеки друг орган, който притежаваме. Или можем да бъдем „остаряващи в мускулите“, но „младежи в черния дроб“. Почти всеки орган може първи да покаже признаци на екстремно стареене.

Последствията за нашето здраве са значителни.

В едно от най-големите досега изследвания върху стареенето на органите при хора, учените от Станфорд откриха, че по-възрастните хора с „остарели сърца“ са много по-склонни да развият сърдечна недостатъчност, отколкото други хора, докато по-младите хора с мозък са с около 80 процента по-малка вероятност да развият деменция в по-късните години, отколкото хората със средни или стари мозъци.

Резултатите подчертават „колко сложно е остаряването“, каза Хамилтън Се-Хуи О, защитил докторска степен и който ръководи проучването, докато е бил в Станфорд. Те също така представляват едно от първите и потенциално най-практични изводи от по-широката и често силно рекламирана наука за човешкото стареене.

Най-новият начин да мислим за биологичната възраст

„Можете да вземете животни, които са генетично идентични, които се отглеждат в едни и същи клетки с една и съща храна и еднакво боравене, всичко за тях е абсолютно същото, но те показват различни молекулярни промени с възрастта и различен функционален спад и заболявания по различно време“, каза Тони Уис-Корей, директор на Инициативата на Фил и Пени Найт за мозъчна устойчивост в Станфордския университет и старши автор на скорошното изследване на Станфорд за стареенето на органите.

Това, което разделя животните, изглежда е тяхната биологична възраст, концепция в основата на изследването на стареенето на органите. Всички ние имаме, разбира се, хронологична възраст, според датата на нашето раждане. И учените от години усъвършенстват определението за отделна биологична възраст, която отбелязва колко добре функционират телата ни. Нашата биологична възраст може да бъде по-стара или по-млада от възрастта ни на раждане.

„Всички познаваме 50-годишни, които не изглеждат на тази възраст, за добро или за лошо“, каза Томас Рандо, молекулярен биолог и директор на Центъра за изследване на широки стволови клетки към Калифорнийския университет в Лос Анджелис, който изучава стареенето и дълголетието. Биологичната възраст на тези хора вероятно ще се различава от техните календарни години.

През последното десетилетие учените започнаха да използват силата на машинното обучение и сложните нови биотехнологии, за да създадат „часовници“, предназначени да определят биологичната възраст. Тези часовници разчитат на анализ на кръвни и други тъканни проби от хиляди хора и животни от всички възрасти.

Анализирайки тези проби, учените са се фокусирали върху приликите по възраст, фокусирайки се върху специфични модели на генна активност или молекулярни нива, които обикновено се наблюдават при определени възрасти. След това тези модели могат да се използват като биомаркери на биологичната възраст.

Ако генната активност на 40-годишен съвпада с тази, наблюдавана при повечето други 40-годишни, например, този човек би бил биологично на 40. Но ако неговите генни модели приличат повече на тези на типичен 30-годишен или 50-годишен, той би се считал, че биологично не отговаря на възрастта си на раждане.

Десетки домашни тестове вече обещават да определят биологичната възраст от тампон от бузите или друга проба. Никой от тях не е одобрен от Администрацията по храните и лекарствата. Цените достигат до 500 долара за брой. И много учени се притесняват, че разчитат на силно опростени и ненадеждни интерпретации на първоначално разработените от тях и техни колеги алгоритми за стареене на часовника.

„Направих доста“ от тестовете без рецепта, каза Нир Барзилай, директор на Института за изследване на стареенето към Медицинския колеж „Алберт Айнщайн“ в Ню Йорк. „Показаха ми, че съм с 20 години по-млад до три години по-възрастен“ от действителната ми възраст от 68 години“, обясни той.

Но по-дълбока, по-неразрешима загриженост е, че тестовете за биологична възраст „направи си сам“ предлагат една единствена оценка за това как цялото тяло остарява. Все по-ясно става, че стареенето не работи по този начин.

Бързо или бавно стареене

Едно от първите големи изследвания на стареенето на органи се появи през 2020 г. в списание Nature, като Уайс-Кори и други изследователи проследяват генната активност и други клетъчни промени в 17 органа от лабораторни мишки от всички възрасти. Резултатите показват, че някои от органите на гризачите остаряват по-бързо или по-бавно, от мишка на мишка, орган на орган и дори от една клетка в друга в рамките на един и същи орган.

Това откритие засили нарастващото усещане сред учените, че „стареенето не е линейно“, каза Уайс-Кори.

„Това проучване с мишки и други също намекнаха, че последователността на стареенето на органите може да повлияе на здравето през целия живот, като бързо стареещите органи влияят върху по-късния риск от заболяване, а също така, че стареенето може по някакъв начин да бъде „заразно“, с органите, които остаряват най-рано, да освобождават биохимикали които рязко са започнали да стареят другаде в тялото. Но, разбира се, мишките не сме ние, така че следващата очевидна стъпка беше да повторим изследването с мишки при хора и да видим дали резултатите ще бъдат подобни. Имаше обаче пречки“, обясни той.

Не е възможно да се получат тъканни проби от определени органи, като мозъка, при живи хора. Така че Уайс-Кори и неговите колеги трябваше да измислят различен подход от този, който бяха използвали с мишките.

За проучване, представено на корицата на Nature през 2023 г., те се спират на протеините, „градивните елементи на живота“, каза Уайс-Кори.

Създадени в клетките по време на генната експресия и постоянно освобождавани в кръвния поток, десетки хиляди протеини преминават през телата ни през цялото време. Но някои са уникални за определени органи. Някои гени в чернодробните клетки, например, произвеждат протеини, които могат да идват само от черния дроб. Същото важи и за гените в невроните и белодробните клетки и т.н. Предишни изследвания са категоризирали тези специфични за органите протеини, някои от които вече се използват за проверка на здравето на хората по време на стандартни кръвни тестове.

С тези данни учените събраха записи от съществуващи здравни бази данни, които включват кръвни проби от около 5700 мъже и жени от различни възрасти. Използвайки данните, сложни модели за машинно обучение създадоха молекулярни сигнатури, свързани с възрастта, за всеки от 11 органа: сърце, бели дробове, артерии, мозък, мазнини, имунна система, черва, бъбреци, черен дроб, мускули и панкреас.

В този момент учените можеха да идентифицират прототипния черен дроб на 40-годишен от този на 50-годишен по моделите на протеини в техните кръвни потоци. Те биха могли също така да идентифицират пропуски между възрастовите характеристики на органите на хората и тяхната действителна хронологична възраст.

Оказа се, че органите на много хора са относително стари. Около 20 процента от почти 5700 мъже и жени са имали поне един орган, който е бил значително по-стар от възрастта им на раждане, според техните плазмени протеини. Тези засегнати органи се различават от човек на човек, създавайки това, което учените нарекоха „възрастов тип“. Хората, чиито сърца са били изключително стари, в сравнение с другите им органи, са били сърдечни възрастни, докато тези с напреднала мастна тъкан са "дебели стари".

Може би най-важното е, че всеки остарял орган е свързан със значително повишен риск от свързани заболявания.

Хората със сърдечно-съдови заболявания, независимо дали са на средна възраст или по-възрастни, са имали до 250 процента по-голяма вероятност да развият сърдечна недостатъчност през следващите години в сравнение с други хора, като тези с мускулна възраст са изложени на повишен риск от проблеми с походката и, добре, разбирате идеята.

Ползите от младия мозък

Но набор от около 5700 участници в проучването, макар и по-голям от много биологични изследвания, беше твърде малък, за да могат изследователите да се задълбочат в съществуването или ефектите на младите органи.

И така, за най-новото проучване, публикувано през юни, повечето от същите учени се обърнаха към огромния набор от данни в Биобанката на Великобритания, събирайки кръвни и здравни досиета от около 44 530 мъже и жени на възраст от 40 до 70 години, когато се присъединиха към биобанката.

Изследователите са анализирали кръвта за протеини, предизвикващи стареене на органи, сравняват биологичната възраст на същите 11 органа с действителната възраст на хората и също така проверяват за болести или смъртни случаи сред хората през следващото десетилетие. (Проучването е в етап на предпечат, което означава, че не е напълно рецензирано, но авторите очакват рецензията и публикуването да бъдат завършени скоро.)

Асоциациите се оказаха още по-силни в тази по-голяма група. Около 33 процента от мъжете и жените са имали поне един орган, който е „изключително“ стар в сравнение с действителната им възраст. Други 26 процента са имали два или повече изключително стари органа, а някои дори осем.

Изследователите отново откриха връзки между възрастта на органите и болестта, както и продължителността на живота. Хората със сърдечно-съдови заболявания са изложени на риск от сърдечна недостатъчност и предсърдно мъждене; белите дробове развиват хронична обструктивна белодробна болест; а за хората с чернодробна възраст това е хронично чернодробно заболяване.

Но ефектите от стареенето на мозъка са били най-поразителни.

Хората с изключително стари мозъци са били 3,4 пъти по-склонни да развият болестта на Алцхаймер от всички останали, докато, от друга страна, тези с относително млади мозъци са имали 81 процента по-малък риск от Алцхаймер, отколкото хората с мозъци на същата възраст като тях.

Ползите от младостта на мозъка се разпростират и върху дълголетието, като мозъците, които са млади, обикновено надживяват възрастните. Всъщност старият мозък от всички органи е „най-силно предсказващ смъртността“, пишат авторите на изследването, „което предполага, че мозъкът може да е централен регулатор на продължителността на живота на хората“.

Промяна на възрастта на нашите органи

Може би най-важната констатация в новото проучване обаче е, че възрастта на органа „изглежда гъвкава“, казват изследователите.

Когато екип от учени сравняват възрастта на органите на хората с техния начин на живот в новото проучване, те откриват, че тези, които често пушат, пият или ядат преработени меса, са склонни към ускорено стареене на органи, докато всеки, който редовно спортува или яде мазна риба, е много по-склонен има вероятност да има млади органи.

Интересното е, че приемането на естроген също значително повлиява стареенето на органите при жени в менопауза, установиха изследователите. Жените, които са използвали допълнителен естроген, са имали сравнително млада имунна система, черен дроб и артерии, в сравнение с тези, които не са.

Защо и как диетата, упражненията, хормоните, определен начин на живот и медицински възможности влияят на стареенето на органите не е ясно.

Всъщност все още е невъзможно да се определи с точност защо нашите органи остаряват с различна скорост. Може да е генетика, начин на живот, късмет или всичко или нито едно от тях.

И все пак познаването на нашия възрастов тип може да ни помогне при вземането на някои от решенията ни за здравето.  Някой, който знае, че е със сърдечна възраст, например, дори и без настоящи симптоми, вероятно трябва да помисли за по-чести сърдечни изследвания и промени в диетата и упражненията, като намаляване на ултрапреработените храни и ходене за поне 30 минути на ден, докато на възрастен мускул може да се препоръча да започне тренировка с тежести, за която е известно, че изгражда мускулно здраве на клетъчно ниво.

Изследването на стареенето на органите „е наистина интересно, защото предполага, че може да е възможно да се даде по-голяма детайлност на начина, по който някой остарява в различни системи“, каза Морган Ливайн, който е главен изследовател в Altos Lab в Сан Диего и е един от световните експерти по "часовници за биологично стареене". Той не участва в новото изследване.

Кръвните тестове за диагностициране на възрастов тип може да са на хоризонта, въпреки че може да минат години, преди да бъдат валидирани от здравните власти и да бъдат налични като част от стандартните здравни тестове. „Винаги се нуждаем от повече проучвания“, категорични са учените, като отново казват, че потребителските тестове, които се продават, може да пристигнат много по-рано, но може да не са надеждни. 

Надеждата е, че тези тестове ще покажат коя от частите на тялото ни - сърцето, мозъка, бъбреците, кожата, мазнините, червата или нещо друго - остарява най-бързо и какво можем да направим по въпроса, ако изобщо можем да го направим.

Идеята, че можем да променим начина, по който остаряваме, е „това, което е наистина вълнуващо“ в това изследване, категорични са изследователите.