Badania przeprowadzone przez Stanford Medicine wskazują na znaczące zmiany w poziomie molekularnym i mikrobiologicznym w organizmie w połowie lat 40. i na początku lat 60., co może mieć wpływ na zdrowie i ryzyko chorób związanych ze starzeniem się.
Jeśli kiedykolwiek miałeś wrażenie, że wszystko w twoim ciele rozpada się na raz, być może nie było to tylko twoją wyobraźnią. Nowe badanie Stanford Medicine pokazuje, że liczba wielu cząsteczek i mikroorganizmów dramatycznie wzrasta lub spada w wieku 40 i 60 lat.
Naukowcy ocenili wiele tysięcy różnych cząsteczek u osób w wieku od 25 do 75 lat, a także ich mikrobiomy – bakterie, wirusy i grzyby żyjące w nas i na naszej skórze – i odkryli, że liczebność większości cząsteczek i drobnoustrojów nie ulega zmianie w sposób stopniowy i chronologiczny. W ciągu naszego życia przechodzimy raczej dwa okresy szybkich zmian, średnio w wieku około 44 i 60 lat. Niedawno w czasopiśmie opublikowano artykuł opisujący te odkrycia. Starzenie się natury.
„Nie zmieniamy się stopniowo w czasie; zachodzą naprawdę dramatyczne zmiany” – powiedział dr Michael Snyder, kierownik katedry genetyki i główny autor badania. „Okazuje się, że połowa lat 40. to czas dramatycznych zmian, podobnie jak początek lat 60. I jest to prawdą niezależnie od klasy cząsteczek, na którą patrzysz.”
Pierwszym autorem badania był dr Xiaotao Shen, były doktorant ze Stanford Medicine. Shen jest obecnie adiunktem na Uniwersytecie Technologicznym Nanyang w Singapurze.
Te duże zmiany prawdopodobnie wpływają na nasze zdrowie – liczbę cząsteczek z nimi związanych choroba sercowo-naczyniowa wykazały znaczące zmiany w obu punktach czasowych, a zmiany związane z funkcją odpornościową zmieniły się u osób po 60. roku życia.
Nagłe zmiany liczby
Snyder, lekarz medycyny Stanford W. Ascherman, profesor genetyki FACS i jego współpracownicy do przyjrzenia się tempu zmian molekularnych i mikrobiologicznych zainspirowała się obserwacją, że ryzyko rozwoju wielu chorób związanych z wiekiem nie rośnie stopniowo z biegiem lat . Na przykład ryzyko dla Alzheimera i chorób układu krążenia gwałtownie wzrasta w starszym wieku, w porównaniu ze stopniowym wzrostem ryzyka u osób poniżej 60. roku życia.
Naukowcy wykorzystali dane od 108 osób, które obserwowali, aby lepiej zrozumieć biologię starzenia się. Wcześniejsze spostrzeżenia tej samej grupy ochotników biorących udział w badaniu obejmują odkrycie czterech różnych „wiekotypy”, co pokazuje, że nerki, wątroby, metabolizm i układ odpornościowy starzeją się w różnym tempie u różnych osób.
W nowym badaniu przeanalizowano uczestników, którzy co kilka miesięcy przez kilka lat oddawali krew i inne próbki biologiczne; naukowcy prześledzili w tych próbkach wiele różnych rodzajów cząsteczek, m.in RNAbiałek i metabolitów, a także zmiany w mikrobiomach uczestników. Naukowcy prześledzili związane z wiekiem zmiany w ponad 135 000 różnych cząsteczek i drobnoustrojów, uzyskując łącznie prawie 250 miliardów różnych punktów danych.
Odkryli, że liczebność tysięcy cząsteczek i drobnoustrojów ulega zmianom, zwiększając się lub zmniejszając — około 81% wszystkich badanych cząsteczek wykazywało nieliniowe wahania liczby, co oznacza, że w pewnym wieku zmieniały się one bardziej niż w innych. Kiedy szukali skupisk cząsteczek o największych zmianach ilościowych, odkryli, że transformacje te zachodziły najczęściej w dwóch okresach: gdy ludzie byli w połowie lat 40. i gdy byli na początku 60. roku życia.
Chociaż wiele badań skupiało się na tym, jak różne cząsteczki zwiększają się lub zmniejszają wraz z wiekiem i jak wiek biologiczny może różnić się od wieku chronologicznego, bardzo niewiele z nich przyglądało się tempu starzenia biologicznego. Być może nie jest zaskakujące, że na początku lat 60. zachodzi tak wiele dramatycznych zmian, stwierdziła Snyder, ponieważ wiadomo, że wiele zagrożeń związanych z wiekiem i innymi zjawiskami związanymi z wiekiem wzrasta w tym momencie życia.
Duże skupisko zmian w połowie lat 40. było dla naukowców pewnym zaskoczeniem. Początkowo zakładali, że menopauza lub okres okołomenopauzalny powoduje duże zmiany u kobiet objętych ich badaniem, wypaczając całą grupę. Kiedy jednak podzielili grupę badaną według płci, odkryli, że zmiana zachodzi również u mężczyzn po czterdziestce.
„To sugeruje, że chociaż menopauza i okres okołomenopauzalny mogą przyczyniać się do zmian obserwowanych u kobiet po czterdziestce, prawdopodobnie istnieją inne, bardziej znaczące czynniki wpływające na te zmiany zarówno u mężczyzn, jak i kobiet. Identyfikacja i badanie tych czynników powinno być priorytetem przyszłych badań” – powiedział Shen.
Zmiany mogą mieć wpływ na ryzyko zdrowotne i chorobowe
U osób po czterdziestce zaobserwowano istotne zmiany w liczbie cząsteczek związanych z metabolizmem alkoholu, kofeiny i lipidów; choroba sercowo-naczyniowa; oraz skórę i mięśnie. U osób po 60. roku życia zmiany dotyczyły metabolizmu węglowodanów i kofeiny, regulacji układu odpornościowego, czynności nerek, chorób układu krążenia oraz skóry i mięśni.
Możliwe, że niektóre z tych zmian można powiązać ze stylem życia lub czynnikami behawioralnymi występującymi w tych grupach wiekowych, a nie z czynnikami biologicznymi, stwierdziła Snyder. Na przykład zaburzenia metabolizmu alkoholu mogą wynikać ze zwiększonego spożycia alkoholu u osób po czterdziestce, co często jest stresującym okresem życia.
Zespół planuje zbadać czynniki napędzające te skupiska zmian. Naukowcy stwierdzili jednak, że niezależnie od przyczyn istnienie tych skupisk wskazuje na potrzebę zwracania uwagi na swoje zdrowie, zwłaszcza w wieku 40 i 60 lat. Może to wyglądać jak zwiększenie aktywności fizycznej w celu ochrony serca i utrzymania masy mięśniowej w obu grupach wiekowych lub zmniejszenie spożycia alkoholu po czterdziestce, gdy spada zdolność metabolizowania alkoholu.
„Jestem głęboko przekonany, że powinniśmy próbować dostosować swój styl życia, póki jesteśmy jeszcze zdrowi” – powiedziała Snyder.
Odniesienie: „Nieliniowa dynamika profili multiomicznych podczas starzenia się człowieka” autorstwa Xiaotao Shena, Chuchu Wanga, Xin Zhou, Wenyu Zhou, Daniela Hornburga, Si Wu i Michaela P. Snydera, 14 sierpnia 2024 r., Starzenie się natury.
DOI: 10.1038/s43587-024-00692-2
Badanie zostało sfinansowane ze środków Narodowe Instytuty Zdrowia (granty U54DK102556, R01 DK110186-03, R01HG008164, NIH S10OD020141, UL1 TR001085 i P30DK116074) oraz Inicjatywa Stanford Data Science.
