Старение — не число: почему люди одного возраста стареют по-разному на молекулярном уровне

Восьмилетнее наблюдение за 335 женщинами показало: активность генов и уровень метаболитов меняются у каждого по своей траектории. Даже если большинство движется в одном направлении, всегда есть те, кто идет в противоположном.

Люди одного хронологического возраста могут переживать совершенно разные молекулярные изменения с возрастом, показало новое исследование.

«Молекулярное старение динамично и уникально для каждого человека, — сказала соавтор исследования Джулия Эль-Сайед Мустафа, исследователь вычислительной геномики из Королевского колледжа Лондона. — Даже если вы и ваш друг родились в один день, активность некоторых ваших генов может усиливаться, в то время как те же гены у вашего друга — ослабевать». То же самое относится к метаболитам — малым молекулам, которые образуются в ходе химических процессов организма, необходимых для здоровья.

Генетика, воздействие окружающей среды и суточные биологические ритмы могут объяснить часть этих различий, говорят исследователи.

Результаты, опубликованные в четверг (3 сентября) в журнале Science, могут усложнить попытки оценить старение одним показателем. Например, оценки «биологического возраста» измеряют истинное клеточное и физическое здоровье организма, определяя, насколько он «старше» хронологического возраста. Ученые разработали «часы старения», использующие молекулярные маркеры, такие как химические метки на ДНК, для оценки биологического возраста.

Но новое исследование показывает, что «биологическое старение — это не столько фиксированный балл, сколько меняющийся набор молекулярных траекторий», — сказал Рагхав Сехгал, научный сотрудник Йельской медицинской школы, не участвовавший в новой работе. «Ни одно число не может полностью охватить множество систем, которые стареют с разной скоростью», — написал он Live Science в электронном письме.

Больше, чем моментальный снимок

В исследовании ученые в течение восьми лет наблюдали за 335 женщинами в возрасте от 32 до 80 лет из долгосрочной когорты TwinsUK. Когорта включает однояйцевых и разнояйцевых близнецов, а также подробные данные о здоровье и биологии, собранные для изучения того, как генетика и среда влияют на здоровье.

Каждая женщина посетила клинику как минимум трижды в период с 2009 по 2017 год, с медианным интервалом в шесть лет между первым и последним визитами. При каждом визите исследователи брали образцы крови и измеряли активность генов и уровни метаболитов.

«Большинство исследований старения делают лишь «моментальный снимок», сравнивая разных людей в один момент времени, — сказала Эль-Сайед Мустафа. — В этом исследовании у нас несколько измерений, поэтому мы можем видеть, как активность генов и уровни метаболитов меняются со временем у одного и того же человека».

Из более чем 16 000 генов и 915 метаболитов, которые были проанализированы, 5 061 ген и 181 метаболит значительно менялись со временем. Из этих генов подавляющее большинство — 5 036 — демонстрировали последовательное увеличение или снижение по всей группе. То же касалось 45 метаболитов.

Многие из этих генов были задействованы в путях, связанных с иммунной функцией, метаболизмом и возрастными заболеваниями, включая болезни сердца и нейродегенеративные расстройства.

При этом «даже когда гены или метаболиты большинства людей двигались в одном направлении, мы все равно находили группы, которые двигались в противоположную сторону», — сказала соавтор исследования Керрин Смолл, профессор геномики из Королевского колледжа Лондона. То есть даже если в среднем активность определенных генов изменялась в одном направлении, всегда находились люди, которые выбивались из общей картины.

Например, среди 136 метаболитов уровни менялись от человека к человеку. Метаболит, который у одной женщины рос, у другой мог падать, а у третьей почти не менялся со временем. Одной из устойчивых закономерностей было то, что общий метаболитный профиль каждой женщины со временем становился все менее похожим на ее прежний профиль.

Что формирует эти изменения?

На молекулярные изменения, судя по всему, влияли несколько факторов. У однояйцевых близнецов паттерны экспрессии генов, как правило, были более похожими, чем у разнояйцевых, что указывает на сильную роль генетики. Разные типы иммунных клеток также демонстрировали разные модели активности генов с возрастом, что говорит о неравномерности возрастных изменений иммунной системы.

Молекулярные сигналы также менялись в зависимости от времени суток и сезона, когда брали образцы крови. Около четверти генов и метаболитов показали сезонные сдвиги, включая изменения, связанные с производством энергии и иммунной активностью, а до 40% метаболитов менялись в зависимости от 24-часовых внутренних часов организма.

Исследователи также обнаружили неожиданное снижение уровня пер- и полифторалкильных веществ (ПФАС), включая ПФОА и ПФОС, в крови. Часто называемые «вечными химикатами», ПФАС — синтетические соединения, используемые в различных продуктах, таких как антипригарная посуда и упаковка для пищевых продуктов. Их снижение в исследовании, вероятно, связано с ограничениями на их использование в Великобритании, полагают авторы. Уровни ПФАС в крови также были связаны с изменениями в некоторых генах и метаболитах, хотя исследование не могло доказать, что сами химикаты вызывали эти изменения.

Команда обнаружила более 100 000 ассоциаций между генами и метаболитами, что указывает на то, что изменения в определенных генах идут рука об руку с изменениями конкретных метаболитов. Это подчеркивает, насколько взаимосвязаны биологические процессы организма и насколько сложным на самом деле является старение.

«Я бы не назвал старение непредсказуемым, но оно, безусловно, более индивидуализировано и зависит от контекста, — сказал Сехгал. — Понимание этих индивидуальных траекторий однажды может помочь исследователям отличить здоровое старение от молекулярных изменений, связанных с болезнью, но до такого применения еще далеко».

Исследование было наблюдательным, включало только женщин и опиралось исключительно на образцы крови, поэтому для проверки этих закономерностей в более широких популяциях потребуются более крупные и разнообразные исследования. Теперь исследователи планируют отслеживать молекулярные изменения около 15 лет — дольше, чем восемь лет в текущей работе. В будущем, предположил Сехгал, оценки старения смогут сочетать широкие показатели биологического возраста с более персонализированными измерениями иммунного, метаболического, мозгового и сердечно-сосудистого старения.

Возраст без числа: почему старение не укладывается в один показатель

Современная наука о старении переживает важный сдвиг. Десятилетиями исследователи искали универсальные маркеры — молекулярные «часы», которые могли бы точно сказать, насколько человек биологически стар. Новое исследование показывает: такие часы, возможно, никогда не будут точными — потому что старение не единый процесс.

Организм — это не один механизм, а тысячи взаимосвязанных систем, каждая из которых стареет со своей скоростью. Иммунная система может изнашиваться быстрее метаболической. Печень может быть «моложе» сердца. Любая попытка свести это к одному числу неизбежно теряет детали.

Персональная траектория старения зависит от триады факторов: генетика, среда и время. Однояйцевые близнецы стареют похоже — но не одинаково. Сезон и время суток, когда берут образец, меняют картину. Даже «вечные химикаты» в крови оставляют свой след.

Практический вывод: вместо поиска идеального числа ученым стоит сосредоточиться на понимании индивидуальных путей. Тогда появится возможность отличать нормальные изменения от ранних признаков болезни — не по средним показателям, а по конкретному человеку.

Источники: El-Sayed Moustafa, J. S. et al. (2026). Longitudinal Dynamics of gene expression and metabolomics in an aging population cohort. Science, 393(6815). DOI: 10.1126/science.aed6452; комментарии Джулии Эль-Сайед Мустафы, Керрин Смолл и Рагхава Сехгала.