• глутоксалацетат трансфераза;
• фибриноген крови;
• триглицериды крови;
• фосфолипиды крови;
• креатинин крови;
• мочевая кислота крови;
• кариесный зубной индекс.
Все перечисленные показатели практически в произвольных сочетаниях используются теми или иными школами для определения БВ. Число используемых показателей также значительно варьируется от 37 для Лейпцигского университета до 3 в некоторых тестах Финляндского университета Jyvaskyla.
Не удается однозначно ответить на вопрос, какое же число показателей оптимально для определения БВ. Ясно, однако, что увеличение числа показателей более 10–15 мало что дает в отношении точности определения БВ, небольшое же число показателей БВ (3–4) не позволяет дифференцировать типы и профиль старения.
Новые биомаркеры старения
В ходе старения происходит накопление клеточных изменений, обусловленных либо стохастическими дефектами, либо регулируемыми процессами развития. Эти процессы, как правило, можно измерить хронологически, хотя часто они и не полностью коррелируют с календарным временем: измеренный таким образом биологический возраст зависит часто от внешних параметров, таких как генетический фон, болезни и образ жизни.
Длина теломер хроматина лейкоцитов была предложена в качестве маркера биологического возраста.
Несколько других молекулярных методов могут быть использованы для оценки возраста человека: возрастзависимые делеции митохондриальной ДНК, перестановки ДНК в Т-клетках, белковые изменения, такие как рацемизация аспарагиновой кислоты и конечных продуктов гликирования. Однако все эти биомаркеры имеют относительно низкую точность и практические ограничения.
Новые перспективы открывает изучение эпигенетического «ландшафта» хроматина. В частности, процессы метилирования ДНК (DNAm) хорошо известны для оценки изменений хроматина клеток при старении. До сих пор неясно, как эпигенетические модификации регулируются во время старения или они скорее отражают повышенное отклонение локальных уровней DNAm из-за потери контроля в конкретных локусах? Некоторые сайты ДНК показывают почти линейные изменения DNAm во время старения и поэтому могут быть использованы для прогнозирования возраста. Количественная модель старения предполагает использование значений DNAm для 71 сайта ДНК. В настоящее время разработана методика определения БВ, которая требует измерения уровней DNAm только на трех сайтах ДНК. Примечательно, что на эти возрастные изменения влияют клинические заболевания и образ жизни, что указывает на то, что они больше свидетельствуют о биологическом возрасте, чем о хронологическом. Эффективность и точность метода достигает 3,5 года (для определения активности теломеразы – 5 лет) и, видимо, является на настоящее время наилучшей для определения БВ методами in vitro.
В целом, однако, методы биохимии и генетики до настоящего времени значительно уступают по точности и информативности многим старым методам определения функционального ресурса органов и систем, что точнее отражает смысл старения: оно проявляется на уровне целостного организма, а не отдельных его органов и тканей.
Метод определения биовозраста используется для различных практических целей:
• показатель БВ можно и нужно использовать как альтернативный демографическому показателю возрастной смертности;
• для оценки доклинических изменений здоровья;
• для компьютерного мониторинга работоспособности и психоэмоционального состояния как элемента превентивно-персонализированного подхода к управлению здоровьем;
• показана связь биологического и когнитивного возраста;
• проводилась оценка БВ как показателя профессиональных вредностей;
• показано изменение показателей БВ и ускоренное старение у ликвидаторов последствий радиационных аварий;
• метод БВ предложен для оценки системной организации и онтогенетических изменений развития;
• как показатель уровня здоровья и экологического благополучия человека.
Можно выделить 4 группы БМ в зависимости от их вариабельности:
• БМ, отражающие собственно БВ и слабо подверженные влияниям болезней и тренировок (скорость пульсовой волны, расстояние ближнего зрения, верхняя граница слышимости и др.);
• БМ, подверженные тренировкам, и поэтому на них можно опираться в профилактических курсах антистарения (жизненная емкость легких, физическая и психическая работоспособность и пр.);
• БМ «патологического» БВ, подлежащие лечебным влияниям (артериальное давление, ожирение, холестерин и сахар крови и пр.);
• БМ с высоким индивидуальным разбросом (вес, морфометрические данные, биохимические данные и пр.).
БМ делятся на группы по сложности и временным затратам:
• БМ для рядовых пользователей, без специальной аппаратуры (ЧСС и ЧД в покое и при нагрузке, расстояние ближнего зрения, число приседаний, время задержки вдоха, тест Шульте, тест баланса и т. п.);
• БМ для рядовых пользователей, но требующие бытовых приборов (например, тонометра, глюкометра, динамометра и пр.);
• БМ для клинического врача (показатели ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ЭКГ, ЭЭГ, данные клинического и биохимического анализа крови и пр.);
• БМ для врача/(биолога)-исследователя (специальные тесты метилирования генома и активности ферментов репарации ДНК).
Маркеры общей смертности
Ряд изменяющихся с возрастом показателей коррелирует с повышением смертности от всех причин. Понижение уровня АЛТ крови ниже 14–17 Ед/Л повышает общую смертность.
Уровень альбумина ниже 35 г/л выраженно повышал общий риск смерти по сравнению с уровнем выше 43 г/л; содержание альбумина в крови ниже 43 г/л связано со снижением активности в повседневной жизни и повышением общей смертности. Низкий уровень альбумина способствует возникновению и усилению дегенеративных процессов. Понижение альбумина крови может влиять на течение многих воспалительных, ишемических и пролиферативных заболеваний.
У лиц старше 60 лет с низким риском ССЗ и нормальной работой почек скорость клубочковой фильтрации выше 110 мл/мин/1,73 м2 увеличивает риск смерти от всех причин в 4 раза, как и снижение менее 90 мл/мин/1,73 м2, что повышает риск смерти на 40 %, особенно если это сочетается с альбуминурией.
Снижение содержания витамина В12 и связанное с этим повышение уровня гомоцистеина ведет к ускоренному старению мозга и развитию когнитивных нарушений, в том числе болезни Альцгеймера, ухудшению памяти и психическим расстройствам. К сожалению, терапия витамином В12 не улучшает когнитивные функции человека, так как не увеличивает его содержание в коре головного мозга. Уровень метилкобаламина в возрасте 60–80 лет в 12 раз ниже, чем в возрастной группе до 20 лет. С возрастом повышается уровень гидроксикобаламина из-за более низкого уровня антиоксиданта глутатиона.
Инсулиноподобный фактор роста (ИФР-1 или соматомедин С) участвует в процессах роста и развития клеток и в дифференцировке стволовых клеток. Он является важнейшим посредником действия соматотропного гормона, обеспечивая почти все его физиологические эффекты в периферических тканях. Повышение уровня гормона роста показывает более высокую общую смертность из-за рака толстой кишки, сердечно-сосудистых, цереброваскулярных и респираторных заболеваний. Очень низкий ИФР-1 повышает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
Тироксин и другие гормоны щитовидной железы стимулируют рост и развитие, белковый, жировой и углеводный обмены. Чем выше уровень ТТГ, тем активнее окисляются липопротеины низкой плотности (ЛПНП). Даже при нормальных уровнях гормонов щитовидной железы (Т3 и Т4) количество ТТГ выше 1,5 мЕд/л повышает риск смерти от ишемической болезни сердца у женщин в 1,5 раза. У лиц старше 80 лет при пониженной концентрации тироксина отмечено снижение общей смертности.
8-оксо-2-дезоксигуанозин (8-oxo-dGn) является маркером повреждения ДНК и окислительного стресса, поскольку гуанин обладает самым низким среди азотистых оснований потенциалом ионизации и наиболее подвержен повреждениям; чем выше уровень фермента, восстанавливающего ДНК, тем больше продолжительность жизни.
В возрасте 70–75 лет содержание ферментов репарации PARP1 и PARP2 уменьшается в 2 раза по сравнению с 20–25 годами. Чем выше активность PARP1 у млекопитающих одного вида, тем больше у них продолжительность жизни.
Резюме
Достаточно ясно, что основным для феномена старения является снижение с возрастом общей жизнеспособности организма. При этом жизнеспособность целостного организма можно рассматривать как сумму (интеграл) жизнеспособностей его частей – органов и систем, что адекватно их состоянию – функциональному ресурсу в данном возрасте. Показатели такого ресурса – биомаркеры (БМ) старения или БМ биовозраста (БВ).
Биологический возраст (БВ) – это суммарный остаточный функциональный резерв организма в данном возрасте, выражаемый в годах.
Обычно он рассчитывается в отношении к среднестатистической возрастной норме и выражается в годах, которым статистически соответствует данный БМ (парциальный БВ органов и систем организма) или их совокупность (БВ целостного организма).
БМ старения могут являться любые показатели, значительно и закономерно снижающиеся с возрастом у всех представителей вида и имеющие малый индивидуальный разброс.
Набор БМ для вычисления БВ организма обрабатывают обычно по методу множественной линейной корреляции. Другой метод – вычисление среднего БВ по отдельным имеющимся парциальным БВ, что дает возможность сравнивать старение различных систем организма.