• Если межиндивидуальный разброс много больше, чем изменения показателя с возрастом, при этом показатель имеет разнонаправленные изменения (как ИМТ), то такой показатель имеет сомнительную ценность. Или надо делать множественные поправки и изучать отдельно БВ разных соматотипов.
• В связи с тем, что мы измеряем старение (например, если под снижением жизнеспособности подразумевается производная от времени предстоящей жизни), то измерять его можно только временными показателями.
• Я предлагаю еще один критерий отбора показателей БВ, а именно в различных популяциях, но с приблизительно одной ПЖ, морбидностью и причинами смертности эти показатели должны или могут иметь одинаковую зависимость от возраста.
Немаловажно, что если мы измеряем объем икроножной мышцы или уровень общего холестерина в какой-то популяции, например, жителей Эфиопии, то вряд ли эти показатели, будут соответствовать показателям жителей Архангельска, и скорее даже возрастная динамика у них будет различной.
Основные ошибки при составлении батарей тестов для определения БВ человека:
• Берутся показатели, изменения которых не зависят от времени жизни (возраста человека).
• Используются показатели, имеющие меньшую динамику во времени, чем межиндивидуальный разброс.
• Рекомендуются показатели, изменяющиеся в зависимости от патологических процессов, а не от времени, но в связи с тем, что когорта, прожившая большее время, имеет большее количество патологии, чем более молодая, создается ложная видимость параметра зависимости от времени.
• Потребителю предлагаются показатели, имеющие разнонаправленные изменения в онтогенезе или больше зависящие от внешних факторов, времени суток, текущей физической нагрузки, физиологического состояния, условий проживания и т. д.
В последнее время обсуждение БВ ушло на уровень молекулярных биологов. Сегодня они предлагают оценивать: эпигенетические часы, длину теломеров, транскрипционные предикторы, протеомические показатели и показатели метаболомики. Также предлагаются различные комбинации всех этих показателей. Однако истинная ценность их как биомаркеров старения остается до конца неясной и требует подтверждения[15].
Популяризуемые на сегодня маркеры старения в основном никакого отношения к этому самому старению не имеют и зависят от возможностей лабораторий, которые предлгают такие услуги. В предлагаемых населению так называемых маркерах старения, на мой взгляд, присутствует конфликт интересов. Пока не будет учтена методология отбора самих критериев БВ, результата в измерении старения не будет.
Модели для изучения старения
И кого мы тут только не увидим. Наиболее часто используются различные грызуны: мыши, крысы, золотистые хомячки. Используют клеточные культуры червей, плодовых мушек, ночниц Бранда, рыбок данио рерио.
Интересное и модное сегодня как модель животное – голый землекоп. Эти животные (Heterocephalus glaber) образуют эусоциальные колонии, состоящие из одной размножающейся самки, нескольких размножающихся самцов и сексуально незрелых взрослых особей с определенным механизмом контроля процесса размножения в колонии[16]. Сегодня на эту модель многие геронтологи делают ставки, справедливо указывая, что при похожих размерах с мышью он живет в 10 раз дольше. Это животное интересно тем, что оно эусоциально, как и человек, и таких видов в природе очень мало, но само понятие эусоциальности имеет множество критериев и находится в процессе дискуссии.
Но подобных больших разбросов по ПЖ вроде бы очень похожих животных даже внутри одного семейства также очень много. Например, у рукокрылых (Chiroptera), а это большой отряд плацентарных млекопитающих, единственный, представители которого способны к активному полету, такой разброс составляет 10 раз. Этот второй по величине после грызунов отряд включает в себя 1200 видов, что составляет 1/5 от общего числа ныне живущих видов млекопитающих. Например, вампир обыкновенный (десмод) при малом весе, около 29 грамм, имеет максимальную (зарегистрированную) ПЖ 29,2 года. Первые опыты П. И. Бахметьева по анабиозу рукокрылых вызвали огромный интерес аж в 1901 году в связи с проблемой долголетия людей.
Моделей становится больше и больше, вот последнее поступление – рыбка Nothobranchius furzeri (Нотобранх Фурцера), вид лучеперых рыб. Рыбка названа в честь натуралиста-исследователя Ричарда Фурцера из Родезии, обнаружившего вид в национальном парке Гонарежу в Зимбабве. Она живет в полузасушливых районах в сезонных водоемах, пересыхающих в сухой сезон. Когда водоем пересыхает, все рыбки погибают и остается только икра в латентном состоянии в сухой грязи. У рыбки короткая ПЖ (3–4 месяца), секвенирован ее геном, и есть очевидные признаки старения. Этот комплекс из трех факторов говорит, что у данной рыбки большие перспективы в модельных исследованиях старения будущего. Но насколько это будет отражать старение человека или любого другого долгоживущего вида, непонятно.
Основанием для использования животных в геронтологии является предположение, что, когда процессы старения в живых организмах станут более ясны, прояснится и со старением у человека. Но это предположение построено только на рациональном мышлении. И вот пример, авторами было высказано предположение, что различие в чувствительности к кислороду между клетками мыши и человека объясняет их разные темпы старения[17]. Для подтверждения этой гипотезы они культивировали клетки 16 видов грызунов с различными сроками жизни в 3 % и 21 % кислорода и сравнивали их темпы роста. Неожиданно фибробласты, полученные от лабораторных штаммов мыши, были единственными клетками, демонстрирующими исключительную чувствительность к кислороду. Фибробласты хомячка, ондатры, капибары, паки, белки, бобра, голого землекопа и диких пойманных мышей были слабо чувствительны к кислороду, тогда как клетки крысы, песчанки, оленя, мыши, бурундука, морской свинки и шиншиллы не показали разницы в скорости роста при разном уровне кислорода. Авторы пришли к выводу, что чувствительность фибробластов к кислороду напрямую не связана с видовой ПЖ.
Одна из частых моделей для изучения старения – это плодовая мушка. Недавно один из известных биологов вырастил короткоживущую мушку буквально у себя на кухне, что подтверждает, на мой взгляд, только то, что этот показатель у мушки довольно легко варьирует.
Наиболее широко в экспериментальной геронтологии используют в качестве воздействия на модель ограничение калорийности питания. В качестве моделей, на которых изучают ограничение питания, иногда используют даже приматов, например, макак резусов. И тут встает интересный казус: чтобы изучить, как повышается смертность только в зависимости от возраста, животных надо поместить в идеальные условия вольера, но это не будут естественные условия обитания. Тогда встает вопрос, что же мы изучаем? Отвечаю, мы изучаем не ПЖ примата, а ПЖ приматов в искусственных условиях, в которых мы исключаем фактор среды естественного обитания. Т. е. мы создаем условия для продления жизненного цикла обезьяны и достижения ею того возраста, который, как правило, не встречается в дикой природе.
За более чем 80 лет таких модельных работ много раз было показано, что ограничение питания увеличивает ПЖ моделей. Даже уже существует общепринятое высказывание: ешьте меньше, живете дольше. Но так ли это и для всех ли это действует? Детям в Африке явно не подходит, ВОЗ на сегодня тратит в два раза больше средств на борьбу с голодом и с его последствиями, чем на борьбу с ожирением.
Если взять базу pubmed, то там есть исследования на любой вкус и с любыми результатами, но в доброй половине статей есть различные искажения и ошибки. А если их глубоко проанализировать, то дизайн исследования крайне спорен. Например, ученые сравнивают ограниченных по калорийности животных с теми, кто имеет неограниченный доступ к кормушке, или берут короткоживущие линии, которые хорошо реагируют на большинство воздействий, тогда как долгоживущие линии практически не реагируют на воздействие[18].
У всех долгоживущих моделей уже нашли какие-то особенности, на изучение которых делают ставки: например, голый землекоп имеет длинную цепочку гиалуроновой кислоты, и он живет в условиях гипоксии (вероятно, и в гиперкапнии), с которой связывают его долгую жизнь. У десмода другая особенность – активированы мобильные генетические элементы транспозоны[19] и т. д.
У мыши, выведенной в Университете Алабамы, активирована мутация, приводящая к митохондриальной дисфункции, в результате появляются морщинистая кожа и обширная алопеция (потеря волос) в течение нескольких недель. Когда функция митохондрий восстанавливается путем выключения гена, ответственного за дисфункцию митохондрий, мышь возвращается к гладкой коже и густой шерсти, неотличимой от здоровой мыши того же возраста. У людей также с возрастом наблюдается снижение функции митохондрий во время старения. Истощение ДНК в митохондриях также связано с человеческими митохондриальными заболеваниями, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом, возрастными неврологическими расстройствами и онкопатологией. Эта модель мыши тоже интересна, но связь мышей и человека тут самое слабое звено в рассуждениях[20].
Подумайте сами над следующим примером: учеными показан рост ПЖ специально созданных больных мышей (с 290 до 335 суток) с помощью антиоксиданта SkQ1. Вещество мыши получали в течение 100 дней. Авторы показали замедленное появление признаков старения, таких как алопеция, потеря массы тела и других[21]