Der Sachbuchverlag Alpina veröffentlicht das Buch Gegen den Uhrzeigersinn der wissenschaftlichen Journalistin Polina Loseva. TASS veröffentlicht einen Auszug darüber, wie Wissenschaftler nach Zeichen des Alterns im Körper suchen.
Verlag * Alpina Sachbuch *.
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Im Jahr 2001 erschien der erste „Fragilitätsindex“, einer der einfachsten Marker für das Altern. Die Forscher testeten eine große Stichprobe von Menschen auf fünf Anzeichen von Zerbrechlichkeit: unbeabsichtigten Gewichtsverlust, schwache Griffstärke, langsames Gehen, Müdigkeit und Inaktivität. Diejenigen, die mindestens drei Kriterien erfüllen, werden von den Autoren des Kriteriums als fragil eingestuft. Sie hatten ein höheres Risiko für Krankheit, Krankenhausaufenthalt und Tod. Denjenigen, die nur einem oder zwei Merkmalen entsprachen, wurde ein mittlerer Fragilitätsstatus zugewiesen. Dieses einzigartige Kriterium ermöglichte es noch nicht, das genaue Risiko für jedes Subjekt zu bewerten, aber mit seiner Hilfe war es bereits möglich, die Risiken für die gesamte Bevölkerung und ihre einzelnen Gruppen zu messen.
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Basierend auf dieser Idee wuchs später ein ganzer Wald von Fragilitätsindizes. Seitdem ist die Anzahl der Merkmale erheblich größer geworden und kann Hunderte erreichen, aber das Prinzip bleibt dasselbe. Jede Funktion ist ein Parameter, der:
a) ist ein Gesundheitsfehler (und keine Eigenschaft eines Lebensstils wie Rauchen);
b) tritt mit zunehmendem Alter häufiger auf;
c) tritt mindestens 1% der Bevölkerung auf.
Die Summe der Zeichen sollte verschiedene Bereiche der Körperarbeit abdecken, dh nicht nur die körperliche Verfassung, sondern auch die geistige und psychische Gesundheit einer Person. Tatsächlich messen diese Indizes die Anzahl der Mängel / Verletzungen im menschlichen Körper, weshalb sie manchmal als Defektindizes bezeichnet werden. Jedes von Dutzenden oder Hunderten von Merkmalen wird auf einer Skala von 0 bis 1 bewertet, und das Subjekt erhält eine Fragilitätsbewertung, die mit zunehmendem Alter des Körpers zunimmt.
Der Fragilitätsindex ist die Quintessenz des medizinischen Ansatzes zum Altern, bei dem das Alter als eine Reihe von altersbedingten Krankheiten betrachtet wird. Daher werden solche Indizes häufig in der medizinischen Arbeit verwendet, und sie können beispielsweise den Bedarf einer älteren Person an Intensivpflege gut vorhersagen. In seltenen Fällen arbeiten sie auch für junge Menschen, da jeder Defekt, jede altersbedingte Krankheit ihre Überlebensrate ernsthaft beeinträchtigt. Mit ihrer Hilfe ist es jedoch schwierig, etwas anderes als das Todesrisiko vorherzusagen, so dass sie für relativ gesunde Menschen von geringem Nutzen sind. Darüber hinaus sagen Fragilitätsindizes nichts über die Ursache des Alterns aus und messen nur deren Folgen.
Dennoch ist das Prinzip selbst - nicht einen Parameter, sondern die Summe der Marker zu verwenden - sicherlich richtig, da es die Heterogenität der Bevölkerung berücksichtigt. Und jetzt versuchen Forscher, multivariate Modelle zu erstellen, um das biologische Alter abzuschätzen.
In der amerikanischen Studie CALERIE, die sich der Kalorienreduzierung widmet, verfolgen Wissenschaftler beispielsweise 18 verschiedene Anzeichen: von der Menge an Cholesterin und Hämoglobin bis zur Gesundheit der Schleimhäute. Für jeden von ihnen erstellten sie eine Änderungskurve von 26 bis 38 Jahren und ein Modell, das das biologische Alter basierend auf der Summe der Änderungen aller Parameter, multipliziert mit bestimmten Koeffizienten, vorhersagt. Versuche, das biologische Alter jedes einzelnen Teilnehmers abzuschätzen, haben gezeigt, dass die Bevölkerung selbst junger Menschen sehr heterogen ist. Den Experimentatoren zufolge kann das biologische Alter der Probanden, die laut Reisepass 38 Jahre alt sind, zwischen 30 und 50 Jahre liegen. In dieser Studie ist es besonders wichtig, dass Wissenschaftler mit jungen gesunden Menschen arbeiten, bei denen das Risiko des Todes oder der Entwicklung von Krankheiten kaum abzuschätzen ist. Wahrscheinlich,In naher Zukunft wird ein derart komplexer Altersmarker erscheinen. Die Frage ist nur, welche spezifischen Parameter darin enthalten sein werden.
Er betrachtet uns
Was bedeuten 5, 10 oder sogar 100 Parameter im Vergleich zur Komplexität der Organisation des menschlichen Körpers? Um sich keine Gedanken über die Auswahl der genauesten Biomarker zu machen, verwenden eine Reihe von Wissenschaftlern einen grundlegend anderen Ansatz zur Berechnung des biologischen Alters - künstliche Intelligenz. In letzter Zeit gab es viele Arbeiten, in denen Ärzte neuronale Netze lehren, um eine Vielzahl von Krankheiten zu diagnostizieren. Warum also nicht auf das Altern anwenden?
In den USA wird dies von einer Gruppe von Forschern unter der Leitung des Wissenschaftlers Alex Zhavoronkov durchgeführt. Sie trainieren künstliche Intelligenz auf einer Vielzahl von Zeichen des Alterns. Zum Beispiel brachten sie ihm 2018 bei, wie man das Alter einer Person anhand eines Gesichtsfotos misst. Durch das Erkennen des Auges und der umgebenden Haut bestimmte das Alter mit einer Genauigkeit von zwei bis fünf Jahren. Gleichzeitig stellte sich heraus, dass das wichtigste Merkmal Falten im Augenwinkel waren: Sobald sie für das neuronale Netz auf Fotografien geschlossen waren, sahen ältere Menschen wie kleine Kinder aus.
Im Jahr 2019 nahm die Gruppe von Zhavoronkov Blutuntersuchungen auf. Die von ihnen gemessenen Parameter ähneln einem biochemischen Standardtest: die Menge verschiedener Blutzellen, die Konzentration von Proteinen, Fetten, Glukose und Stoffwechselprodukten - Harnstoff, Kreatinin (ein Stoffwechselprodukt in den Muskeln, das normalerweise über die Nieren ausgeschieden wird), Bilirubin (Abfallhämoglobin). Und wieder bestimmte künstliche Intelligenz das Alter der Probanden mit einer Genauigkeit von sechs Jahren.
Dabei stellte sich heraus, dass für verschiedene Geschlechter und ethnische Gruppen unterschiedliche Marker berücksichtigt werden müssen. Beispielsweise spielte die Natriumkonzentration eine wichtige Rolle bei der Berechnung des Alters der Südkoreaner, hing jedoch nicht wesentlich vom Alter der Osteuropäer ab. Und dies ist ein weiteres Merkmal, das beim Umgang mit dem biologischen Alter berücksichtigt werden muss: Es lohnt sich, jedes Mal zu überprüfen, anhand welcher Stichprobe die Methode zur Bestimmung des Alters entwickelt wurde. Was die alten Chinesen alt macht, funktioniert nicht unbedingt für die Inder.
Als nächstes folgen Mikroben. Obwohl wir uns immer noch nicht sicher sind, wie genau verschiedene Vertreter der Darmflora die menschliche Gesundheit beeinflussen, hat die künstliche Intelligenz sie bereits gezählt. Durch den Vergleich der relativen Anzahl verschiedener Arten von Bakterien im Darm des Menschen hat das neuronale Netzwerk gelernt, das Alter mit einer Genauigkeit von etwa vier Jahren zu bestimmen.
Es ist interessant, dass die Beziehung bestimmter Mikroben zur Bestimmung des Alters nicht davon abhing, ob sie gesundheitsfördernd oder im Gegenteil schädlich waren. In diesem Sinne wirken die "alterungsfreundlichen" Bakterien besonders neugierig. Dies sind wahrscheinlich die gleichen neu erworbenen Darmbewohner, über die wir im Kapitel "Mikroben" gesprochen haben und die die notwendige Vielfalt innerhalb des alternden Organismus bewahren und die Entzündung auf dem gewünschten Niveau halten. Es ist aber auch eine andere Erklärung möglich: Diese Mikroben spiegeln möglicherweise weniger das Alter als vielmehr den Lebensstil der Generation wider, die inzwischen ins Alter eingetreten ist: geringe körperliche Aktivität, hoher Verbrauch von Zucker und verarbeiteten Lebensmitteln. Und wenn dies zutrifft, müssen Wissenschaftler in Zukunft die Methode zur Bestimmung des Alters anpassen, nicht nur abhängig von Geschlecht oder Rasse.sondern auch von der Generation und ihrer Lebensweise.
Künstliche Intelligenz wird sicherlich das Sichtfeld erweitern und aufzeigen, was klassische Methoden vermissen. Gleichzeitig erfüllen nicht alle gemessenen Parameter die Kriterien für Biomarker. Ein neuronales Netzwerk, das das Alter einer Person bestimmen kann, erweist sich daher als sehr nützlich, wirft jedoch aus biologischer Sicht viele Fragen auf.
Welche der von AI berücksichtigten Parameter sind wirklich wichtig? Welche hängen mit den Ursachen des Alterns zusammen und welche spiegeln nur den Lebensstil wider? Jetzt wird künstliche Intelligenz von einem Algorithmus geleitet, der für uns unverständlich ist und nicht unterstützte Vorhersagen liefert, wie der griechische Wahrsager. Um Grund zu der Annahme seiner Vorhersagen zu bekommen, müssen wir die Hauptmarker, auf die er sich verlässt, noch isolieren und testen.
Konvertierungsschwierigkeiten
Die Liste der potenziellen Marker des biologischen Alters endet hier nicht. Als Kandidaten werden im Blut zirkulierende DNA-Trümmer, die Menge an Zuckerresten auf extrazellulären Proteinen und sogar die Merkmale des Gehirns bei MRT-Scans vorgeschlagen. Eine kürzlich durchgeführte Studie berechnete das Alter des Gehirns anhand der Menge an Sauerstoff, die pro Glukoseeinheit verbraucht wird. Der Abbau von Glukose ohne Beteiligung von Sauerstoff wurde als "kindisches" Zeichen angesehen, und die vollständige Sauerstoffatmung wurde als "Erwachsener" angesehen. Diese Methode prognostizierte das Alter mit einer Genauigkeit von nur 8,5 Jahren, aber das Gehirn von Frauen war im Durchschnitt vier Jahre jünger als das von Männern. Es gibt viele solcher Beispiele, und die Zahl der Biomarkerkandidaten wächst weiter.
Das Problem ist, dass ihre Vorhersagen nicht gut miteinander übereinstimmen. Und wenn innerhalb jeder Gruppe die Marker immer noch auf einen gemeinsamen Nenner gebracht werden können - zum Beispiel können alle Arten von epigenetischen Uhren gleichermaßen kalibriert werden -, bleiben die Unterschiede zwischen den Gruppen tiefgreifend. In verschiedenen Studien verhalten sie sich unterschiedlich: In einigen Studien sagen Hannams (aber nicht kroatische) Uhren das Risiko verminderter geistiger und motorischer Fähigkeiten voraus, in anderen Arbeiten sind nur kroatische Uhren mit dem Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Fettleibigkeit verbunden. In der dritten Studie ist der Fragilitätsindex bei der Bestimmung des biologischen Alters viel genauer als die Methylierungsstunden, und in der vierten Studie konnte keiner der Marker eines der Alterszeichen genau genug vorhersagen.
Vielleicht liegt der Punkt in der engen "Spezialisierung" der meisten biologischen Marker, die nur in "ihrem" Bereich indikativ sind. Lipidkonzentrationen sind eng mit Fettleibigkeit, MRT des Gehirns - mit Intelligenz, Telomerlänge - mit Regeneration usw. verbunden. Aber wenn dies so ist, können wir die Risiken für den gesamten Körper anhand des Alters eines Organs oder Organsystems beurteilen?
Genau genommen sind wir uns nicht sicher, ob alle Teile des menschlichen Körpers gleich schnell altern, und um darüber zu sprechen, müssen wir einen gemeinsamen Alterungsparameter für alle haben. Beispielsweise sind epigenetisch gesehen die meisten Gewebe (wenn auch nicht alle) ungefähr gleich alt, aber die Anzahl der seneszenten Zellen in ihnen ist unterschiedlich.
In diesem Sinne ist es interessant, Patienten zu beobachten, die sich einer Bluttransfusion oder Organtransplantation unterzogen haben - danach befinden sich Zellen unterschiedlichen biologischen Alters in ihrem Körper. Messungen zeigen, dass der Altersunterschied den Altersunterschied nicht ausgleicht. Und wenn der Spender jünger als der Empfänger war, leben seine Zellen in ihrer eigenen Zeit weiter und bleiben jünger als das umgebende Gewebe - zumindest gemäß der epigenetischen Uhr.
Auf die eine oder andere Weise existiert noch kein einziges Maß für alle Organe, so wie es keinen einzigen Biomarker gibt, der für alle Experimente geeignet ist. Jeder verwendete Parameter löst sein spezifisches Problem. In einigen Studien suchen Forscher gezielt nach separaten Markern für verschiedene Bereiche des Körperlebens. Und dies hat seine eigene Logik: Je spezifischer die Parameter sind, die wir messen, desto besser verstehen wir, wie sie gebildet werden und unter deren Einfluss sie sich ändern können.
Wenn wir versuchen, einen Marker für den gesamten Organismus zu finden, stellt sich sofort die Frage: Was genau messen wir tatsächlich? Telomere zeigen an, ob Zellen zur Teilung bereit sind, die epigenetische Uhr zeigt an, wie gut eine Zelle ihre DNA repariert oder wie gut Gene ungedreht bleiben. Diese beiden Marker stimmen in Vorhersagen fast nie überein. Vielleicht deutet dies darauf hin, dass jeder Marker die Dicke seiner eigenen Alterungssäule misst - und es dann sinnlos ist, zu versuchen, sie miteinander zu verbinden.
Dies ist wahrscheinlich das Problem von Biohackern, die versuchen, viele Parameter ihres Körpers zu messen und auf "optimale" Werte einzustellen. Es gibt unglaublich viele Marker, und jeder von ihnen kann einzeln nichts bedeuten (so wie jede einzelne Region methylierter DNA praktisch nicht mit dem biologischen Alter assoziiert ist) oder Ergebnisse liefern, die nicht mit anderen Vorhersagen übereinstimmen. Daher ist es unwahrscheinlich, dass wir eines Tages einen bestimmten Parameter finden können, der alle unsere Fragen beantwortet.
Wir befinden uns in einer Sackgasse: Es ist unmöglich, einen Marker zu finden, der für alle gleich ist, und viele kleinere Marker stimmen immer noch schlecht miteinander überein und liefern keine biologischen Erklärungen. Dies ist das gleiche Problem, mit dem Kämpfer gegen das Altern konfrontiert sind: Es scheint, dass wir nicht mehr dazu bestimmt sind, eine magische Pille zu öffnen, und es ist kaum möglich, alles in Teilen zu reparieren, wie Aubrey de Gray vorschlägt. Die Liste der Änderungen, die wir auf den Seiten dieses Teils zusammengestellt haben, lässt keine Hoffnung auf eine einfache Reparatur. Im nächsten Teil werden wir versuchen, einen Mittelweg zu finden und darüber zu sprechen, wie die Suche nach den Ursachen des Alterns hilft, herauszufinden, was damit gemacht werden kann und welches Rezept für das "Elixier der Jugend" heute am plausibelsten erscheint.
