Pohled na různé procesy stárnutí a jejich vliv na naše zdraví.
Věk je komplexní pojem a nelze jej vyjádřit jediným číslem. Dva lidé stejného věku se mohou velmi lišit – jeden může být zdravý, druhý nemocný nebo trpět chronickými onemocněními. Ani uvnitř lidského těla nemusí být věk jednotný. Některé části těla mohou být zdravé a ještě dlouho funkční, zatímco jiné orgány již mohou být na pokraji selhání. Odborníci tvrdí, že vaječníky stárnou tak rychle, že ženy ve třicátých letech jsou již geriatrické.
Dobrým příkladem je srovnání lidského těla s automobilem – oba vyžadují pečlivou péči. Pokud lak automobilu není poškrábaný, může vydržet desítky let. Motor může fungovat po celý život, pokud je pravidelně dobře udržován. Brzdové destičky se opotřebovávají velmi rychle a pneumatiky by se měly měnit každých pár let, ale novou spojku budete možná potřebovat až v polovině života. Servisní knížka a kontrolky na palubní desce vám připomenou termín další údržby.
V budoucnu by mohlo existovat, podobně jako u automobilů, také „kontrolní palubní deska“ pro lidské zdraví, která by nám poskytovala důležité zdravotní údaje a plány údržby. Odborníci pracují na vývoji takových technologií, aby mohli lépe sledovat a udržovat naše zdraví.
Hodiny pro měření procesu stárnutí
Když vědec Steve Horvath představil svůj takzvaný Horvathův hodiny, byl to krok tímto směrem. Hodiny jsou nástrojem pro měření biologického stárnutí na základě epigenetiky, tj. měnících se vzorců metylace a jiných typů modifikací DNA, které se s věkem mění. Koncept jeho hodinek je založen na skutečnosti, že vzorce metylace DNA se s věkem mění. Tyto epigenetické vzorce korelují s procesem stárnutí a mohou sloužit jako biomarkery pro odhad biologického věku – tedy jako lepší měřítko toho, jak rychle stárneme, než chronologický věk.
Od roku 2013, kdy Horvath představil první multisystémové hodiny, se rozhořel závod o efektivnější metody kvantifikace rychlosti a dopadů stárnutí na lidské tělo. Studie z roku 2022 pomocí několika biomarkerů prokázala, že různé části lidského těla stárnou na buněčné úrovni různou rychlostí. Studie provedená na zdravých dospělých ukázala, že rychlost obměny určitých typů lidských buněk, z níž lze odvodit délku života buněk, se pohybuje od 2 dnů u jednoho typu bílých krvinek až po 90 let u nervových buněk.
Vědci se neshodují na tom, jak nejlépe měřit biologické stárnutí orgánů. A navzdory pokračujícímu výzkumu neexistuje žádná publikovaná, ověřená, systémově specifická epigenetická hodiny. Skupina vědců z univerzity v Melbourne nyní vyvinula nový druh biologických hodin pro stárnutí, které nejsou založeny na epigenetických měřeních.
Nová možnost boje proti nemocem?
„Stárnutí jednoho tělesného systému, jednoho orgánového systému, může selektivně silně ovlivnit stárnutí jiných systémů,“ říká Andrew Zalesky, neurovědec z univerzity v Melbourne. On a tým vědců posunuli tuto systémově orientovanou měření biologického věku o krok dále v nedávné studii publikované v časopise Nature Medicine. Tím, že zmapovali selektivní účinky orgánů stárnoucích různou rychlostí na sebe navzájem, vytvořili nový způsob, jak kvantifikovat a potenciálně bojovat proti riziku chronických onemocnění souvisejících s věkem.
Vědci také zjistili souvislosti mezi rychlostí stárnutí jednotlivých orgánů a životním stylem a demografickými faktory, jako je blízkost zelených ploch, které bývají spojeny s „mladšími“ plícemi. Zjistili také kauzální souvislosti mezi mírou stárnutí jednotlivých orgánů. Například stárnutí plic může vést k vyšší míře stárnutí srdce, což může mít zase vliv na míru stárnutí jiných tělesných systémů.
Místo toho, aby se spoléhali na epigenetické hodiny stárnutí k měření biologického věku, vědci z Melbourne odvodili své „hodiny“ z britské biobanky, rozsáhlého souboru dat, ve kterém se od roku 2006 shromažďují genetické a zdravotní údaje 500 000 lidí. Ve své nejnovější studii vědci vyvinuli nový způsob měření biologického věku, který je založen na datech z mozkových skenů a fyziologických fenotypů nebo charakteristik. Na základě dat zdravých dospělých vycvičili modely strojového učení, aby předpovídaly věk různých částí těla. Porovnáním tohoto věku s chronologickým věkem mohl model rozpoznat, zda například srdce, plíce nebo ledviny byly starší nebo mladší, než je typické pro určitý věk. Tato mezera byla využita k odvození orgánově specifických metod měření biologického věku v sedmi tělesných a třech mozkových systémech.
Každý rok, kdy srdce biologicky stárne, se věk mozku zvyšuje o 27 dní.
Vědci tak například zjistili souvislosti mezi stárnutím srdce a mozku. Každý rok, kdy srdce biologicky stárne, se věk mozku zvyšuje o 27 dní. Vědci také zjistili souvislosti mezi biologickým věkem různých systémů a 16 chronickými onemocněními, včetně artrózy, cukrovky a rakoviny. Tyto korelace sice neprokazují, že určitá nemoc nebo určitý faktor životního stylu způsobuje stárnutí orgánu nebo naopak, ale mohly by být užitečné pro rozluštění složitých interakcí mezi těmito tělesnými systémy.
Skutečnou výzvou je přejít od fragmentovaného přístupu ke zdravotní péči – jeden lékař na jeden orgán – k novému definování zdraví jako dynamické sítě interakcí mezi tkáněmi a orgánovými systémy. To znamená, že lékaři by se mohli soustředit na konkrétní orgány, které stárnou rychleji než okolní systémy, a tak potenciálně zpomalit proces stárnutí nebo zastavit nemoci. Lepší pochopení variací biologického věku by také mohlo lékařům pomoci vyvinout terapie pro lidi na základě jejich individuálních rizikových faktorů.
Abychom zůstali u přirovnání s autem: když auto stárne, vše podléhá opotřebení. Kdy je třeba vyměnit výfuk nebo jinou důležitou součást, pokud se objeví známky toho, že se brzy něco pokazí? Přesný a cenově dostupný test biologického stárnutí je trumfem mechanika, který rozpozná, že směs vzduchu a paliva není správná, ještě než si všimnete podivného zápachu. Odstranění tohoto problému by snížilo spotřebu paliva, zlepšilo plynulost jízdy a zabránilo opotřebení motoru. Bez dobrého mechanika (nebo přesného a cenově dostupného měřiče stárnutí) si možná všimneme, že něco není v pořádku, až když je příliš pozdě nebo příliš drahé to opravit. Ale kterému měřiči stárnutí, kterému „mechanikovi“ můžeme opravdu věřit?
Reference
- Nie, C., Li, Y., Li, R., Yan, Y., Zhang, D., Li, T., Li, Z., Sun, Y., Zhen, H., Ding, J., Wan, Z., Gong, J., Shi, Y., Huang, Z., Wu, Y., Cai, K., Zong, Y., Wang, Z., Wang, R., . . . Xu, X. (2022). Distinct biological ages of organs and systems identified from a multi-omics study. Cell Reports, 38(10), 110459. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.110459
- Seim, I., Ma, S. & Gladyshev, V. N. (2016). Gene expression signatures of human cell and tissue longevity. Research Gate, 2(1). https://doi.org/10.1038/npjamd.2016.14
- Tian, Y. E., Cropley, V., Maier, A. B., Lautenschlager, N. T., Breakspear, M. & Zalesky, A. (2023). Heterogeneous aging across multiple organ systems and prediction of chronic disease and mortality. Nature Medicine, 29(5), 1221–1231. https://doi.org/10.1038/s41591-023-02296-6