آیا دانشمندان می توانند زمان مرگ انسان را با «ساعت پیری» پیش بینی کنند؟

سن چیزی فراتر از تعداد سالهایی است که از تولد شما گذشته است. استرس، خواب و رژیم غذایی از جمله عواملی هستند که بر سازگاری بدن با سوختگی های ناشی از زندگی روزمره تأثیر می گذارند. این عوامل می تواند روند پیری را سریعتر یا کندتر از متولدین یک روز کند. از این رو سن بیولوژیکی می تواند بسیار متفاوت از دوران تاریخی باشد. ساعت ها پیری آنها در تلاش برای یافتن سن بیولوژیکی هستند و در این زمینه پیشرفت خوبی داشته اند.

سن بیولوژیکی نشانگر بهتری از وضعیت است سلامت جسمانی و حتی بهتر از دوران تاریخی می تواند زمان مرگ شما را نشان دهد. اما محاسبه آن کمی دشوار است. در دهه گذشته، دانشمندان برای ساخت دستگاهی به نام ساعت پیری سخت کار کرده اند. ساعت پیری می تواند ویژگی های فیزیکی شما را اندازه گیری کند و عدد سن بیولوژیکی شما را بدست آورد.

ساعت پیری چیست؟

ایده مهم ساعت های قدیمی این است که می توانند نشان دهند که اندام های شما چقدر فرسوده هستند و بنابراین می توانند تخمین بزنند که چند سال دیگر را در سلامت سپری خواهید کرد. دقت صدها ساعت قدیمی که در دهه گذشته تکامل یافته اند متفاوت است. محققان هنوز با یک سوال مهم دست و پنجه نرم می کنند: جوان بودن بیولوژیک یعنی چه؟

اکثر ساعت‌های قدیمی بر اساس یک مدل، سن بیولوژیکی افراد را پیر می‌کنند ویژگی های اپی ژنتیکبه خصوص برچسب های شیمیایی به نام گروه متیل اندازه گیری به صورت لایه در DNA وجود دارند و بر کار ژن ها تأثیر می گذارند. الگوی متیلاسیون در هزاران نقطه از جهان با افزایش سن تغییر می کند، اما هیچ علت خاصی شناسایی نشده است.

برخی از این ساعت‌ها با ارزیابی تغییرات بدن فرد در طول زمان، چرخه زندگی را پیش‌بینی می‌کنند، در حالی که برخی دیگر مدل‌های کاربردی‌تری دارند که شبیه به سرعت سنج و اندازه گیری سرعت پیری. طرفداران این ساعت ها اغلب سعی می کنند با کمک این ابزار نشان دهند که روش های ضد پیری می تواند افراد را از نظر بیولوژیکی جوان تر کند. اما هنوز اطلاعات کافی برای نتیجه گیری درست در مورد این ادعاها نداریم.

ردیابی زمان

اولین ساعت پیری اپی ژنتیک در طول سال 2011 زمانی طراحی می شود که «استیو هورواتاو از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس، خواست تا در مطالعه ای با برادر دوقلویش مارکوس شرکت کند. این مطالعه به دنبال نشانگرهای اپیزوتیک در نمونه های بزاق برای تعیین گرایش جنسی داوطلبان بود.

مثالی که استیو هوروات آورده است، گرایش جنسی او را نشان نمی دهد. اما تحقیقات بیشتر ارتباط بین سن و ویژگی های اپی ژنتیک را پیدا کرده است. خود او که این تحقیق را انجام می داد متوجه این موضوع شد مدل های متیلاسیون آنها می توانند سن یک فرد را با خطای پنج ساله تعیین کنند.

از آن زمان، هوروات روی ساعت های قدیمی کار می کند. او در سال 2013 ساعت کرواتی که هنوز هم یکی از بهترین ساعت های پیری است. این ساعت حتی می تواند سن هر عضو بدن را به صورت جداگانه اندازه گیری کند. هوروات از این داده ها برای متیلاسیون استفاده می کند 8000 نمونه ساختاری که نشان دهنده 51 نوع بافت و سلول است. او با این اطلاعات الگوریتمی را آموزش می دهد که می تواند سن بیولوژیکی فرد را از روی نمونه سلولی پیش بینی کند.

محققان دیگر ساعت های مشابهی ساخته اند و امروزه صدها ساعت قدیمی وجود دارد. اما هوروات از آن قدردانی می کند کمتر از 10 ساعت برای ارزیابی وضعیت تغذیه، سبک زندگی یا مکمل هایی که ممکن است بر پیری تأثیر بگذارند، به طور گسترده در مطالعات انسانی مورد استفاده قرار گرفته اند.

اندازه گیری سن

ساعت های قدیمی به ما چه می گویند؟ بستگی دارد. بیشتر ساعت ها برای دوران تاریخی من پیش بینی می کنم. مورگان لوین از دانشکده پزشکی ییل در کانکتیکات گفت: “من فکر نمی کنم این هدف اصلی باشد.” – چون می توانیم از مردم بپرسیم چند سال دارند.

در سال 2018، لوین، هوروات و همکارانش بر اساس 9 نشانگر زیستی از جمله سطح قند خون و گلبول های سفید خون یک ساعت جدید ساختند. آنها از اطلاعات هزاران آمریکایی استفاده کردند که در طول سال ها مورد بررسی قرار گرفته اند. این ساعت «DNA PhenoAgeاین نامگذاری شده است و به گفته لوین، در ارزیابی سن بیولوژیکی بهتر از ساعت های مبتنی بر سن تاریخی عمل می کند.

این ساعت می گوید افزایش یک ساله عملکردی که لوین آن را می نامد سن “فنوتیپ” یا «وحی»، دلایل 9 درصد افزایش خطر مرگ ناشی از علل مختلف، به ویژه سرطان، دیابت یا بیماری قلبی است. اگر سن بیولوژیکی شما بزرگتر از سن تاریخی شما باشد، می توان فرض کرد که شما سریعتر از حد متوسط ​​پیر می شوید.

اما دانیل بلسکی از دانشگاه کلمبیا می گوید که ممکن است این درست نباشد. زیرا عوامل متعددی باعث می شود که سن بیولوژیکی فرد از سن تاریخی او بالاتر رود. بلسکی و همکاران 954 داوطلب بین سنین 20 تا اواسط 40 سالگی، آنها ابزاری ساخته اند که می تواند با دقت بیشتری ارزیابی کند. پیری بیولوژیکی برای محاسبه. محققان با مطالعه شاخص های بیولوژیکی کار اندام های مختلف را مورد مطالعه قرار دادند. آنها سپس یک شتاب سنج اپی ژنتیکی ساختند که چگونگی تغییر این مقادیر را در طول زمان پیش بینی می کند.

یکی دیگر از ساعت های قدیمی محبوب توسط هوروات و همکارانش ساخته شده است و به نام “گریم ایجهوروات ادعا می کند که این ساعت بهترین ابزار برای پیش بینی مرگ و میر است و او آن را روی خون خود آزمایش کرد. او می گوید که نتایج مربوط به سن او دو سال پیش است، اما وقتی شش ماه پیش دوباره آزمایش را انجام داد، GrimAge مطابقت دارد. به سن او چهار سال بیشتر نشان داد. این بدان معنا نیست که او چهار سال از زندگی خود را از دست داده است، اما هوروات معتقد است که میزان پیری افزایش یافته است.

ساعت های تقلبی برای پیری

تعدادی از ساعت‌های دیگر نتایج را تغییر می‌دهند تا نشان دهند که سرعت پیری معمولاً پس از مصرف مکمل‌ها کند می‌شود. اما در بسیاری از موارد می توان گفت که این تغییر به این دلیل است که بسیاری از ساعت ها مستعد پیری اپی ژنتیک هستند. خطاهای تصادفی هستند.

مشکل این است که گروه های متیل در همه جا روی سطح بدن قرار دارند و در طول زمان تغییرات جزئی ایجاد می کنند و این تغییرات با خطا در ارزیابی متیلاسیون بزرگتر می شوند. لوین می گوید که این مشکل در نهایت بسیار بزرگ خواهد شد و می تواند منجر به اشتباه محاسباتی برای چندین دهه شود.

برای حل این مشکل، محققان در تلاشند تا ساعت های قدیمی موجود را تجزیه کرده و آنها را با هم مقایسه کنند. هدف محققان این است که بفهمند هر ساعت چه چیزی را اندازه گیری می کند و چگونه می توانند ساعت بهتری در آینده ایجاد کنند. لوین و همکارانش می خواهند این اشتباهات را از بین ببرند. آنها همچنین می خواهند بدانند که ساعت های قدیمی به ما چه می گویند. در واقع سن بیولوژیکی پایین تر به چه معناست؟ و چگونه می توان از این اطلاعات استفاده کرد؟

لوین می گوید که اگرچه ساعت های قدیمی احتمالاً می توانند نشانگر خوبی برای نمایشگر باشند سلامت عمومی آنها شما هستید، اما آنقدر دقیق نیستند که بتوان اغلب به آنها تکیه کرد. هوروات ادعا می کند که می توان از این ساعت ها در نقدها استفاده کرد بالینی برای نشان دادن میزان سلامتی یک فرد و خطر ابتلا به چه بیماری هایی به پزشکان استفاده شود.

هوروات می‌گوید: «ساعت‌های اپی ژنتیک هرگز جایگزین ویژگی‌های بالینی نمی‌شوند، اما به ارزش آن‌ها می‌افزایند. «فکر می‌کنم تا پنج سال دیگر ساعت‌هایی بر اساس نمونه‌های خونی خواهیم داشت که می‌توانند در آزمایش‌های بالینی با ارزش بالا استفاده شوند.

امروزه با رعایت رژیم غذایی سالم، پرهیز از سیگار و ورزش منظم می توان تا حدی از عوارض پیری پیشگیری کرد. برای اینکه بدانیم این استراتژی‌ها برای ما خوب هستند، نیازی به ساعت‌های قدیمی نداریم.