«Баланс разных цитокинов»: в ННГУ рассказали о работе иммунологических часов для измерения биологического возраста

С возрастом в организме человека развиваются реакции неспецифического воспаления, уровень которого является маркером биологического старения. На измерении этого показателя основан принцип созданных российскими и итальянскими учёными иммунологических часов, которые позволяют определить биологический возраст человека, то есть реальное состояние его организма. Об этом в интервью RT рассказала доктор биологических наук, профессор, директор Института биологии и биомедицины ННГУ им. Н.И. Лобачевского Мария Ведунова в рамках мероприятия, проходившего в Десятилетие науки и технологий при поддержке нацпроекта «Наука и университеты». Специалист также объяснила, какие факторы ускоряют биологическое старение: помимо генетики, в этом большую роль играет образ жизни.

• Gettyimages.ru
• © Dimitri Otis

— Мария Валерьевна, учёные из Института биологии и биомедицины ННГУ совместно с учёными Болонского университета разработали иммунологические часы, которые позволяют оценить возраст иммунитета и определить ускоренное старение организма. Расскажите подробнее о том, что из себя представляет сама разработка? С какой целью были созданы подобные часы и как они функционируют?

— Чтобы объяснить это, нужно напомнить, как функционирует наша иммунная система. Иммунитет — это, прежде всего, компоненты иммунной системы, циркулирующие в кровотоке и других средах организма. Важный элемент иммунитета — цитокины, это небольшие пептидные молекулы, которые обеспечивают обмен информацией между клетками. Условно говоря, одни цитокины подают клеткам сигнал тревоги, сообщают о наличии угрозы, например, инфекционного возбудителя. А другие, напротив, успокаивают иммунные клетки, подавая сигнал о том, что опасность миновала. И по балансу разных цитокинов можно понять не только иммунный статус, но и возраст конкретного человека.

Дело в том, что с возрастом развиваются реакции неспецифического воспаления, по уровню которого и можно определить возраст организма. Чтобы определить это, мы анализируем 48 различных цитокинов, каждый из них играет свою роль. Благодаря работе биоинформатиков ННГУ разработана модель иммунологического возраста, основанная всего на восьми показателях.

• © Пресс-служба Проектного офиса Десятилетия науки и технологий

— Если календарный возраст — это возраст человека, который измеряется количеством прожитых лет, прошедших с даты его рождения, то что подразумевается под биологическим?

— Любой человек хочет жить не просто долго, но ещё и качественно, оставаться востребованным и активным как можно дольше. Поэтому сейчас многие большое внимание обращают на проблему биологического возраста, а также на способы его коррекции. Для этого важно научиться останавливать развитие деструктивных процессов в организме. Основные заболевания, связанные именно с возрастом, это онкология, нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, сердечно-сосудистые заболевания и сахарный диабет второго типа. Эти болезни детерминированы генетически — но проявляются, как правило, именно в пожилом возрасте.

При этом возраст — не единственный фактор, влияющий на то, начнётся заболевание или нет, большую роль играют также условия и образ жизни. Это впервые было показано при исследованиях разлучённых однояйцевых близнецов, которые росли и жили в разных условиях. Оказалось, что после 40 лет они могут выглядеть и чувствовать себя очень по-разному, хотя генетически идентичны друг другу.

Так что, когда мы говорим о биологическом возрасте, мы, по сути, говорим о том, насколько у человека активны возраст-зависимые заболевания относительно его «паспортного» возраста. Именно это и показывают иммунные часы.

— Чем созданные вами иммунные часы будут отличаться от эпигенетических часов, которые позволяют определить биологический возраст ткани, клетки или органа благодаря меткам в ДНК?

— Отличие в методике определения. В случае с эпигенетическими часами показателем служат метки на цепочке ДНК, которые изменяются по мере биологического старения. Это наши молекулярные часы, работа которых основана на тех процессах, которые идут по мере старения организма и ДНК.

• Gettyimages.ru
• © RUNSTUDIO

Иммунные часы дают другой уровень определения биологического возраста, поскольку огромное количество возраст-зависимых процессов организма завязаны так или иначе на иммунитете. То есть, иммунитет — это система, которая интегрировано отражает состояние организма. Разные системы и органы стареют неравномерно.

Даже в пределах одного органа этот процесс может идти с разной скоростью — так, в мозгу сначала стареют гиппокамп, мозжечок, префронтальная кора, а потом уже остальные отделы. Мы можем заметить это даже в быту — у пожилых людей снижается способность ориентироваться в пространстве, координация движений, за которые отвечают эти древние отделы головного мозга.

Сейчас существует большое количество часов по отдельным системам организма, однако эпигенетические и иммунологические характеризуют состояние всего организма.

— Как именно цитокины позволяют определить биологический возраст человека?

— Во-первых, они позволяют определить общий уровень воспаления в организме, который тесно ассоциирован со старением. Многие связанные с возрастом заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, атеросклероз, сахарный диабет протекают на фоне воспаления. Кроме того, сами стареющие клетки организма тоже провоцируют воспаление, выбрасывают очень много воспалительных медиаторов, что в свою очередь провоцирует воспаление в ещё не затронутых этим процессом здоровых клетках.

Биологический возраст — это фактическое состояние организма, не связанное с паспортным возрастом. Есть заболевания, которые ускоряют старение и смерть — например, люди с синдромом Дауна умирают примерно в 40 лет от тех заболеваний, которые у обычных людей развиваются только к 70–80 годам. Это явление называется возрастной акселерацией.

— Какие ещё научные методы используются для определения биологического возраста человека?

— Таких методов очень много, в некоторых в качестве маркера используется состояние сосудов, их эластичность. Есть и очень простые методики — например, измеряется сила сжатия руки, потому что с возрастом у людей развивается саркопения, снижается мышечная масса. Также есть методики, основанные на определении того, насколько у человека хорошая координация движений и скорость реакции.

В ННГУ работают когнитивные часы, на которых каждый человек может измерить свой когнитивный возраст. Метод основан на том, что с возрастом меняется скорость реакции и восприятие цвета. На нашем сайте есть подробная инструкция и программа для определения скорости старения мозга. Нужно будет решить правильно или ложно простое математическое равенство и различить цвет фигуры на фоне такого же оттенка. Ну и, конечно, собственные эпигенетические часы, о которых мы говорили ранее.

• Gettyimages.ru
• © shapecharge

— Недавно немецкие учёные выяснили, что замедление метаболизма, возникающее при ограничении потребления калорий, замедляет и старение на клеточном уровне. При дефиците рациона клетки медленнее считывают собственные гены ДНК. Не опасен ли такой метод избежать старения? Какой, по вашему мнению, образ жизни нужно вести человеку, чтобы замедлить преждевременное старение организма?

— Это очень интересная работа, вообще сейчас ведётся много исследований, направленных на поиск связи между снижением калорийности питания и продолжительностью жизни. В экспериментальных условиях это действительно даёт очень хорошие результаты. При этом ограничение калорийности рациона не должно сопровождаться ограничением потребления витаминов, микроэлементов, незаменимых аминокислот, жиров и т. д. Мы живём в интересное время, когда часть населения планеты умирает от голода, часть — от ожирения, и только менее трети человечества питается нормально. Несомненно, избыточный вес — это прямой путь к возрастной акселерации.

При ожирении включается множество механизмов преждевременного старения — они связаны с нарушением обмена вещество, развитием гипоксии и воспаления. Например, воспаление возникает из-за обилия в кровотоке белковых молекул, которые вынуждены транспортировать в больших объёмах молекулы жиров, которые клетки уже просто не могут принять. Липопротеины низкой плотности можно сравнить с грузовичками, которые возят продукты от магазина к магазину, но везде у них отказываются принять груз. Рано или поздно такой «товар» портится и становится антигеном для иммунной системы — развивается воспаление.

Так что умеренное питание, не превышающее по калорийности потребности организма, это один из ключевых способов продлить жизнь.

— А какие ещё факторы способны ускорить старение?

 — Конечно, к таким факторам относится плохое состояние окружающей среды, загрязнённая экология. Также сильно влияет низкая стрессоустойчивость, потому что стресс тоже относится к сильным факторам старения. Кроме того, возрастную акселерацию провоцируют почти все хронические заболевания — сердечно-сосудистые, почечная недостаточность, бессонница, и, конечно, СПИД и так далее.

Источник