Заглянув внутрь человеческого тела с помощью новейших технологий, ученые обнаружили нечто неожиданное: органы стареют с разной скоростью. Этот феномен получил название «органоспецифическое», или «мозаичное», старение. Более того, сегодня врачи не просто знают об этом факте, они учатся измерять биологический возраст каждого органа в отдельности по анализу крови.
Что такое биологический возраст
Это показатель фактического износа организма и уровня его физиологического развития. В отличие от хронологического (паспортного) возраста он отражает состояние здоровья, скорость обмена веществ и сохранность функций органов.
Как измерить возраст печени? Нам поможет протеомика!
Исследование, опубликованное в Nature в 2023 году, показало, что у 18–20% людей по крайней мере один орган стареет значительно быстрее, чем остальное тело. А у 1,5–2% людей наблюдается ускорение сразу нескольких органов. Такие люди находятся в группе крайне высокого риска преждевременной смерти и возрастных заболеваний, но как узнать об этом риске?
Не так давно возник новый и важный раздел молекулярной биологии, изучающий полный набор белков организма (его называют протеомом), их структуру, функции, взаимодействия и модификации. Состав белков меняется постоянно под воздействием внешних факторов и болезней. Это значит, что, определяя уровни разных белков, врачи могут заподозрить, что с тем или иным органом что-то не так.
Когда орган стареет или начинает болеть, он меняет свой метаболизм и начинает выбрасывать в кровь специфические белки. Например, клетки мозга, находящегося в стрессе, выделяют белок NEFL. Почки сигналят о проблеме белками интерлейкина-18 или BDNF. В своей совместной работе китайские и американские исследователи составили карту, где каждому из 11 органов соответствует уникальный набор из 5–20 белков-маркеров.
Как создаются органные часы
Ученые берут образцы крови у тысяч людей разного возраста с известным состоянием здоровья. С помощью машинного обучения (ИИ) они создают своеобразные органные часы – алгоритм, который по концентрации специфических белков вычисляет, сколько лет этому органу с точки зрения биохимии. Затем эти часы тестируют на новых участниках исследования, сравнивая прогноз с реальными болезнями.
В 2023 году в журнале Nature Aging было опубликовано совместное исследование китайских, американских и британских ученых, в котором авторы проанализировали данные более 50 000 человек из соответствующих стран. Это очень хорошая выборка с учетом того, что участники исследования проживали на трех разных континентах и даже в трех разных частях света, а также представляли три крупные популяционные когорты – европеоидов, азиатов и афро-американцев. Исследование доказало: протеомные часы невероятно точны. Они предсказывают развитие конкретных болезней за 5–10 лет до появления симптомов.
Какие же органы чаще всего оказываются самыми старыми в теле? Вверху списка – почки, сердце, сосуды и мозг. Так происходит чаще всего, но не всегда.
Сердечно-сосудистая система лидирует как самая уязвимая. Сосуды начинают накапливать микроповреждения едва ли не с подросткового возраста, если человек ведет сидячий образ жизни и неправильно питается. Иммунная система (особенно тимус) стареет одной из первых уже к 40 годам, снижая выработку новых Т-клеток.
Что такое тимус
Это главный орган иммунной системы. Он расположен в верхней части грудной клетки, прямо за грудиной. В тимусе происходит созревание и «обучение» Т-лимфоцитов, которые защищают организм от вирусов, бактерий и раковых клеток.
У каждого конкретного человека, однако, есть своя ахиллесова пята, и исследование показало, что ускоренное старение в большой степени персонализировано.
У одного человека быстрее всего стареет мозг, и вероятность Альцгеймера у него выше в 3 раза. У другого проблема в печени, хотя он и не пьет. Возможно, виновник – перенесенный гепатит или генетика. Его риск цирроза очень высок, а вот сердце – как у космонавта. У третьего на 15 лет старше его хронологического возраста мышцы и жировая ткань, и, если вовремя не вмешаться, это приведет к саркопении и диабету.
Очень выразительная статистика
Как подсчитали ученые, ускоренное старение сердца (всего на 4 года опережение нормы) повышает риск хронической сердечной недостаточности на 250%.
Ускоренное старение мозга (+5 лет к паспортному возрасту) коррелирует с 60-процентным ростом риска развития болезни Альцгеймера в ближайшие 10 лет.
Старые почки (+10 лет) увеличивают риск гипертонии и смертности от всех причин на 40%.
Почему же наш организм так рассинхронизирован?
Унаследованный человеком набор генов может сделать конкретный орган слабым звеном. Есть мутации, которые защищают легкие, но ускоряют старение почек. Есть варианты генов, которые заставляют сосуды стареть быстрее из-за неправильного обмена холестерина.
Однако самые мощные факторы – это все-таки образ жизни и экология (внешние воздействия). Хорошая новость состоит в том, что в отличие от генов ими можно управлять.
Печень страдает от алкоголя и слишком жирной пищи, легкие – от курения и смога, мозг – от хронического недосыпа и стресса (постоянно повышенный кортизол буквально съедает гиппокамп).
И, наконец, на возраст органа влияют болезни.
Старение органа и болезнь – это своего рода курица и яйцо. Например, гипертония повреждает сосуды почек, почки стареют и начинают хуже фильтровать кровь, вследствие чего давление растет еще больше, а почки стареют еще быстрее.
Ожирение ведет к воспалению в жировой ткани, воспаление атакует поджелудочную железу, бета-клетки, вырабатывающие инсулин, стареют быстрее, отсюда – диабет.
Но если старение органа можно измерить, его потенциально можно замедлить. Стареющий слишком быстро орган можно даже частично омолодить, однако волшебной таблетки с таким эффектом не существует.
Что работает уже сейчас, а что заработает завтра
Универсальные советы работают не «вообще для здоровья», а для конкретных органов.
Для мозга прежде всего необходимо спать 7–8 часов в сутки. Сон – это своеобразный сеанс очистки мозга от токсинов. Кардионагрузки повышают уровень нейротрофического фактора (BDNF), необходимого для нервных клеток.
Для сосудов и сердца необходимы интервальные тренировки и отказ от трансжиров. Молодость сосудов – это эластичность, которая напрямую зависит от оксида азота, вырабатываемого при физической нагрузке.
Для печени прекрасное средство – кофе. 2–3 чашки в день снижают риск заболеваний этого весьма уязвимого органа.
Полученные учеными знания об органоспецифическом старении могут уже довольно скоро изменить процедуру диагностики.
Для начала пациент приходит в клинику, сдает кровь на протеомный анализ (тест «Органный возраст»). Результат, допустим, такой: у пациента, которому 45 лет, возраст почек – 65 лет, остальных органов – 43 года.
С результатами анализов пациент идет к врачу, который не говорит «бросьте курить и принимайте статины». Он говорит: «У вас старение почек. Мы назначаем вам препарат, снижающий внутриклубочковое давление в почках, который для сердца был бы бесполезен, а для почек – жизненно необходим».
Кроме того, уже сейчас разрабатываются лекарства (например, дазатиниб+кверцетин), которые вычищают старые (сенесцентные) клетки из конкретных тканей. Скоро мы сможем проводить чистку только в состарившемся органе, не трогая молодые.
Человечество долго искало формулу вечной молодости. Казалось, что, если мы победим рак, инфаркты и болезнь Альцгеймера – мы победим старость.
Концепция мозаичного старения дает нам более сложный, но и более оптимистичный взгляд. Ваше сердце может быть моложе вас, а ваш мозг может омолодиться через правильный сон, даже если почки требуют вмешательства врача.
Иллюстрации Дмитрия Петрова с использованием нейрогенераций Кандинский 5.1
