ГЛАВА 10
БИОМАРКЕРЫ СТАРЕНИЯ. БИОЛОГИЧЕСКИЙ И ХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ ВОЗРАСТ

Значение проблемы биомаркеров старения состоит в выявлении факторов, способствующих преждевременному и (или) ускоренному старению, с одной стороны, и в оценке эффективности применения средств профилактики преждевременного старения - с другой.

В соответствии с точкой зрения, что биологический возраст представляет собой степень возрастных изменений биологических возможностей организма на каждом этапе онтогенеза, биологический возраст определяют как длительность предстоящей жизни или как вероятность смерти в определенный период (Коркушко и др., 2002).

Наряду с интегральным биологическим возрастом организма в целом часто предлагают определять биологический возраст его систем - нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной и др., даже клеточный биологический возраст (Коркушко и др., 2002). Выделяют также психологический, интеллектуальный, социальный возраст человека. При физиологическом старении индивидуума его календарный и биологический возраст совпадают, тогда как расхождение в показателях биологического и календарного возраста свидетельствует о степени постарения индивидуума (или его замедления).

Преждевременное старение может быть обусловлено как генетическими (эндогенными) факторами, например мутациями в некоторых генах при синдромах прогерии, так и внешними (экзогенными) факторами, включающими профессиональные вредности (химические, токсические вещества, канцерогены, ионизирующую радиацию, электромагнитные поля низкой частоты (50 Гц), тяжелую неквалифицированную физическую работу), экологические факторы (загрязнение окружающей среды) и вредные привычки (злоупотребление алкоголем, табакокурение).

Для определения биологического возраста индивида обычно используют батарею тестов, определяющих функциональное состояние организма и его систем (Войтенко и др., 1984; Dean, 1986, 1998; McClearn, 1997; Ingram et al., 2001). Существует большое количество (более 40) таких методик, что свидетельствует об отсутствии единого подхода к измерению биологического возраста. Вместе с тем термин "биомаркер старения" прочно вошел в геронтологическую литературу. Под ним понимают "биологический параметр организма, который либо один, либо в сочетании с другими параметрами в отсутствие болезни лучше предсказывает функциональную способность в некотором отдаленном возрасте, чем хронологический возраст" (Baker, Sprott, 1988, p. 223).

В ряде работ обсуждаются критерии, которым должны удовлетворять биомаркеры старения. Так, по мнению R. Arking (1991), биомаркеры должны:

а) изменяться с возрастом со скоростью, которая отражает скорость старения;

б) отражать физиологический возраст;

в) позволять постоянно контролировать изменения какого-либо важного для организма процесса;

г) быть существенными для поддержания здоровья;

д) служить предиктором продолжительности жизни и/или

е) служить ретроспективным маркером старения;

ж) быть легко воспроизводимыми;

з) отражать изменения, происходящие за относительно короткое время;

и) быть измеримыми у разных видов животных;

к) быть нелегальными и желательно неинвазивными и минимально травматичными.

Очевидно, что достаточно трудно выбрать показатель в качестве биомаркера старения, который удовлетворял бы всем этим критериям (McClearn, 1997).

Ниже приведены критерии, которым должны удовлетворять биомаркеры старения с точки зрения специалистов Геронтологического исследовательского центра Национального института старения США в Балтиморе (Ingram et al., 2001).

Критерии биомаркеров старения (Ingram et al., 2001, с изменениями)

1. Нелегальны.

2. Легко воспроизводимы.

3. Легко выявляют существенные нарушения в течение относительно короткого времени.

4. Существенны для эффективного поддержания здоровья и предупреждения болезней.

5. Существенная стабильность индивидуальных различий.

6. Отражают измеряемый параметр, который может быть предсказан в Солее позднем возрасте.

7. Существенные лонгитудинальные возрастные изменения соответствуют данным, полученным в поперечных исследованиях.

8. Отражают некоторые фундаментальные биологические процессы старения и обмена.

9. Должны быть высоко воспроизводимы при сравнении животных разных видов.

10. Скорость возрастных изменений пропорциональна различиям в продолжительности жизни среди различных видов.

0. В. Коркушко и соавт. (2002) на основании литературных данных и собственных многолетних исследований также сформулировали ряд требований, которым должны удовлетворять тесты, используемые для определения биологического возраста.

1. Тесты должны нести информацию о функциональном состоянии организма, системы обменных процессов, регуляторных особенностях организма.

2. Тест должен коррелировать с возрастом. Чем выше корреляция с календарным возрастом, тем надежнее тест,

3. Тест должен не только иметь количественную оценку, но и быть надежным. Под надежностью понимается постоянство, воспроизводимость установленных на его основе индивидуальных различий.

4. Информативность того или иного показателя, используемого для определения биологического возраста, зависит от его связи с другими показателями. Чем меньше корреляционная связь одного показателя с другим, тем выше информационное значение каждого из них в оценке биологического возраста.

5. Тесты должны быть пригодны для применения у лиц любого возраста и по возможности просты, быстро выполнимы.

6. В комплекс предлагаемых тестов следует включать функциональные нагрузки.

7. Применение комплекса тестов с последующим расчетом биологического возраста на основании уравнения множественной регрессии дает возможность более точно определить биологический возраст, чем на основании какого-нибудь одного теста.

Как подчеркивает G. Е. McClearn (1997), каждый биомаркер старения имеет свои как преимущества, так и ограничения. И он же меланхолично замечает, что сладкая "песня сирен" о том, что "золотой стандарт" показателей старения будет найден, должна быть оставлена без внимания.

Л. М. Белозерова (1999) классифицирует методы определения биологического возраста по периодам онтогенеза, различая методы, относящиеся к периоду развития и к периодам зрелости и старения, а также по набору1 маркеров или по включению маркеров, отражающих адаптационные возможности организма (табл. 74), и подчеркивает, что все методы, за исключением методов Киевского института геронтологии и методов физической работоспособности, не получили широкого распространения в связи с необходимостью использования специального оборудования и знания авторских изменений даже в общепринятых методиках исследований.

Классификация методов определения биологического возраста (Белозерова, 1999)

По периодам онтогенеза:

период развитая

периоды зрелости и старения

По набору маркеров:

анатомические маркеры

физиологические маркеры

анатомические и физиологические маркеры

физиологические и биохимические маркеры

физиологические и иммунологические маркеры

По включению маркеров, отражающих адаптационные возможности организма:

использование функциональных проб в виде физических нагрузок

использование функциональной пробы в виде сахарной кривой после нагрузки сахаром

использование маркеров в состоянии покоя

В. М. Дильман (1987), полагая, что не существует возрастной нормы, а существует идеальная (оптимальная) норма, свойственная каждому индивидууму в 20-25 лет, для определения биологического возраста предлагал определять 5 параметров:

1) массу тела или, точнее, содержание жира в теле, которое косвенно может быть рассчитано по показателю роста, массы тела и данных измерения толщины кожно-жировых складок;

2) уровень в крови пре-- и -липопротеидов и триглицеридов;

3) уровень холестерина и -холестерина (холестерина в составе липопротеидов высокой плотности);

4) количество сахара в крови натощак и через 2 часа после приема внутрь 100 г глюкозы;

5) величину артериального давления.

Л. М. Белозеровой (1998, 1999) разработан ряд методов определения биологического возраста по параметрам физической и умственной работоспособности, которые, как она полагает, наиболее адекватны для этой цели. Изучение этими методами темпа старения мужчин и женщин показало, что темп возрастных изменений выше у мужчин по сравнению с женщинами во все периоды онтогенеза. Женщины имеют более медленный темп возрастных изменений в периоды созревания, зрелости и старения по сравнению с мужчинами, причем это различие наиболее ярко проявляется в возрасте 29-59 лет.

Ю. И. Плачинда и А. И. Нягу (2002) предложили способ определения жизнеспособности организма с учетом календарного возраста и коэффициентов риска летального исхода в связи с тем или иным заболеванием. Рассчитываемый по специальной формуле уровень жизнеспособности отражает темп старения и, как полагают авторы, может быть использован для прогнозирования предстоящей продолжительности жизни.

В России проблема поиска биомаркеров старения с целью определения биологического возраста человека наиболее успешно разрабатывается в Пермской государственной медицинской академии (Белозерова, 1998, 1999), Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии РАМН (Bashkireva, Artamonova, 2000) и группой исследователей из Московского государственного медико-стоматологического университета и Института системного анализа РАН (Донцов и др., 2002). Этими коллективами разработаны и апробированы наборы тестов для определения биологического возраста. В. Н. Никитина (1997) выявила признаки ускоренного старения у моряков дальнего плавания, подвергающихся воздействию низкочастотных электромагнитных полей. Н. Н. Рыжман и В. П. Андрианов (2001), использовав методику определения биологического возраста, разработанную В. П. Войтенко и соавт. (1984) в Институте геронтологии АМН СССР (Киев), установили, что увеличение продолжительности службы офицерами Военно-морского флота отрицательно сказывается на их биологическом возрасте, причем проходившие службу на Северном флоте имели биологический возраст больший своих сверстников, служивших на Тихоокеанском флоте. Важным результатом исследований, выполненных в Санкт-Петербургском ИБГ СЗО РАМН, стало установление эффективности профилактического применения пептидных регуляторов для профилактики преждевременного старения у лиц, работающих в условиях профессиональной вредности, с помощью мониторинга биомаркеров старения (Khavinson, 2OQ2).

Дизайн сайта разработан KN Graphics