Naturalne starzenie nie jest jedynym czynnikiem mającym wpływ na długość życia. Ważne jest to, jak żyjemy

W lipcu 2022 roku opublikowane pierwsze – i jak na razie jedyne – badania dotyczące wpływu naszego wieku biologicznego na długość i jakość życia. Analiza ponad 1800 kobiet w podeszłym wieku potwierdziła, że przyspieszenie wieku epigenetycznego zmniejsza szanse na życie w fizycznym i mentalnym zdrowiu do 90. roku życia. Czy można powiedzieć, że właśnie poznajemy odpowiedź na pytanie o to, ile tak naprawdę będziemy żyli?

Spis treści

1. Czym jest zegar epigenetyczny
2. Co sugerują najnowsze badania?
3. Dlaczego starzenie epigenetyczne niesie ze sobą ryzyko?
4. Jak zdefiniowano dobry stan zdrowia fizyczny i psychiczny?
5. Jak przebiegało badanie?
6. Czy wszystkie zegary epigenetyczne są tak samo dokładne?

Czym jest zegar epigenetyczny

Mianem epigenomu określa się zespół różnic i modyfikacji w ekspresji i aktywności poszczególnych genów jeżeli nie pociągają one za sobą różnic w kolejności poszczególnych nukleotydów. Modyfikacje te sterują za to innymi funkcjami DNA: m.in. jego replikacją, naprawą, poziomem ekspresji poszczególnych genów. Innymi słowy DNA i białka histonowe nadal pełnią swoje docelowe role, ale struktura powstającego białka ulega zmianie (np. poprzez różne pofałdowanie i ułożenie w przestrzeni). Dzięki różnicom epigenetycznym możliwe jest uzyskanie zmienności fenotypowej, pomimo takiego samego DNA u różnych osobników tego samego gatunku.

Do oceny tempa zmian zachodzących w danym organizmie wykorzystuje się tzw. zegary epigenetyczne, czyli testy biochemiczne bazujące na setkach różnych markerów w DNA, takie jak mechanizmy:

• Horvatha;
• Weidnera;
• Hannuma;
• Giulianiego;
• Galkina;
• McCartneya;
• de Lima Camillo.

Każdy z tych zegarów opiera się o nieco inne punkty odniesienia. Ich elementem wspólnym jest dobór markerów w taki sposób, aby w możliwie wysokim stopniu reagowały na zmiany środowiskowe modyfikujące nasz organizm na poziomie DNA.

Przyjmuje się, że zegar epigenetyczny „tyka” tym szybciej, im więcej negatywnych czynników oddziałuje na nasz organizm. Choć epigenetyka występuje naturalnie u wszystkich żywych organizmów (np. w toku starzenia się tkanek), pod wpływem negatywnych czynników zmiany zachodzą bardziej dynamicznie. Czynnikami zewnętrznymi, które przyspieszają tego typu modyfikacje mogą być na przykład:

• zmiany klimatu;
• proces wychowania;
• modyfikacje odżywiania;
• stosowanie używek.

Co ciekawe zegar epigenetyczny nie zawsze musi iść do przodu. Niekiedy jego wskazówki mogą się także cofać. „Odmłodzenie” może następować poprzez m.in. podanie odpowiedniej mieszanki leków. Badania opublikowane w 2019 roku w czasopiśmie Aging Cell wykazały, że aplikacja pacjentom dwóch leków przeciwcukrzycowych, dehydroepiandrosteronu oraz metforminy może sprawić, że nasze ciało z genetycznego punktu widzenia będzie młodsze.

Co sugerują najnowsze badania?

W dniu 27 lipca 2022 roku na łamach czasopisma JAMA Open Network multidyscyplinarny zespół badaczy wspieranych przez Herbert Wartheim School of Public Health and Human Longevity Science z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego zasugerował wpływ wieku epigenetycznego na nasze zdrowie. W szczególności zwrócono uwagę na powiązanie między przyspieszonym tykaniem zegara epigenetycznego a długością życia, oraz fizycznym i psychicznym starzeniem się.

Jeden z głównych badaczy zespołu, doktor Andrea LaCroix słusznie zwróciła uwagę, że osoby w podeszłym wieku doskonale zdają sobie sprawę z tego, że wiek rozumiany jako data urodzenia stanowi tylko liczbę i wcale nie musi znajdować odzwierciedlenia w tym, jak czujemy się na co dzień. „Ile mogłoby się zmienić, gdybyśmy potrafili precyzyjnie wyliczyć naszą długość życia i to, ile z tych lat przeżyjemy w dobrym zdrowiu”, kontynuuje.

Dlaczego starzenie epigenetyczne niesie ze sobą ryzyko?

Nasz wiek chronologiczny (ang. chronological age) jest wyrażony poprzez datę urodzenia. Mierzy się go w bardzo prosty sposób – od momentu przyjścia na świat do chwili obecnej. W przeciwieństwie do wieku epigenetycznego nie może on przyspieszyć, ani zwolnić. Zegar epigenetyczny może, ale nie musi pokrywać się z naszym wiekiem biologicznym. Jeśli Twój organizm był w przeszłości często i z dużym natężeniem eksponowany na różnego rodzaju czynniki ryzyka, istnieje spora szansa, że wiek komórek, tkanek, a nawet całych organów będzie w istocie większy niż wynikałoby to z kalendarza. To samo może nastąpić jeśli Twój organizm jest po prostu predystynowany do zmian, np. z uwagi na historię i obciążenia rodzinne.

Efektem przyspieszonego strarzenia ię na poziomie DNA jest zwiększone ryzyko:

• nowotoworu;
• chorób sercowo-naczyniowych, np. choroba wieńcowa;
• chorób neurodegeneracyjnych, np. choroba Parkinsona.

Badania przeprowadzono z wykorzystaniem czterech różnych zegarów epigenetycznych – Horvatha, Hannuma, Pheno i Grima. Wstępne ustalenia sugerują, że każde przyspieszenie molekularnego starzenia się o 5 do 8 lat wiąże się ze zmniejszonym prawdopodobieństwem dożycia 90. roku życia w pełnym zdrowiu fizycznym i mentalnym aż o 20-32%.

LaCroix komentuje, że długość życia w zdrowiu z roku na rok staje się coraz istotniejsza. Postępy medycyny sprawiają, że żyjemy coraz dłużej, a dane demograficzne sugerują, że liczba osób, które osiągną imponujący wiek 90 lat tylko w samych Stanach Zjednoczonych wzrośnie aż czterokrotnie - z 1,9 miliona w 2016 roku do 7,6 miliona w 2050 roku.

Obecnie za maksymalny wiek na potrzeby badań przyjmuje się 85 lat. Wiele sugeruje jednak, że ta granica zostanie przesunięta. Testy epigenetyczne mogą okazać się szczególnie istotne w kontekście kobiet, ponieważ zwykle przeżywają one 90-letnich mężczyzn w proporcji 3 do 1.

Jak zdefiniowano dobry stan zdrowia fizyczny i psychiczny?

Na potrzeby badań przyjęto następujące definicje dobrego fizycznego i psychicznego stanu zdrowia:

• dla zdrowia fizycznego – brak odpowiedzi w kwestionariuszu sugerujących na znaczne lub częściowe problemy z wejściem na jedno półpiętro schodów lub klocek do ćwiczeń;
• dla zdrowia mentalnego – brak odpowiedzi w kwestionariuszu sugerujących na umiarkowane lub znaczne problemy z pamięcią albo występowanie objawów choroby Alzheimera lub Parkinsona;

Jako dobre zdrowie przyjęto też brak orzeczenia lekarskiego sugerującego występowanie objawów zbliżonych do demencji, począwszy od początku badania aż do osiągnięcia przez pacjentkę 90. roku życia.

Jak przebiegało badanie?

Naukowcy podjęli się przeprowadzenia badania prospektywnego (polega ono na ocenie czynnika ryzyka i jego potencjalnym wpływie na rezultat badań w przyszłości) na 1813 kobietach, które brały udział w długofalowym eksperymencie Women’s Health Initiative. To program społeczny ufundowany przez National Health, Lung and Blood Institute, który zaczął się jeszcze w 1993 roku.

Miał on na celu jak najdokładniejsze zidentyfikowanie strategii zapobiegania chorobom serca, osteoporozy oraz nowotworu piersi i jelita grubego. Sumarycznie inicjatywa Women’s Health Initiative został zrealizowany na ogromną skalę i objął aż 161,808 kobiet w wieku postmenopauzalnym w USA.

W ramach badania wyodrębniono 3 grupy pacjentów, które objęto niezależnym studium pomocniczym – pierwsze dotyczyło nowotworu pęcherza moczowego, drugie chorób sercowo-naczyniowych, trzecie choroby wieńcowej. Każde studium pomocnicze zostało także wykorzystane do analizy wieku epigenetycznego. Spośród wszystkich badanych osób:

• 464 kobiety osiągnęły wiek 90 lat bez wyraźnych zmian w zdrowiu fizycznym i mentalnym;
• 420 kobiety wprawdzie osiągnęły wiek 90 lat, ale wiązało się to z istotnym pogorszeniem stanu fizycznego lub psychicznego;
• 929 kobiet nie dożyło 90 roku życia.

Wiek uczestniczek badania na starcie programu wynosił od 70 do 72 lat, a ich stan zdrowia był regularnie oceniany nawet po przekroczeniu 90. roku życia lub do chwili śmierci.

Wyniki badań pokazały, że zegar epigenetyczny wiązany z długowiecznością był całkowicie niezależny od innych, bardziej powszechnych, cech, które wyróżniały kobiety dożywające w dobrym stanie zdrowia 90. roku życia. Do takich cech można zaliczyć:

• przynależność do rasy białej;
• brak lub mniejsza liczba chorób współistniejących na moment rozpoczęcia badania;
• wyższe wykształcenie;
• brak uzależnienia od palenia papierosów;
• większa aktywność fizyczna (spacery kilka razy w tygodniu - choć ta przesłanka nie jest oczywista).

Wśród innych zależności determinujących długowieczność badacze wskazali brak pochodzenia hiszpańskiego. Jedynie 66 pacjentek rasy czarnej osiągnęło 90 lat życia, a spośród osób białych, ale pochodzenia hiszpańskiego lub latynoamerykańskiego - zaledwie 27 osób. Niestety, badania nie potwierdzają jednoznacznie pozytywnej korelacji z nawykiem aktywności fizycznej. Długość życia ponad 90 lat występowała:

• zarówno u badanych, które spacerowały od 2 do 3, jak również od 4 do 6 razy w tygodniu;
• u osób, których BMI (relacja wagi do wzrostu) wykazywało prawidłową masę ciała, ale także nadwagę;
• u kobiet, które spożywały od 1 do 7 drinków alkoholowych w tygodniu (badania nie specyfikowały objętości oraz zawartości alkoholu w napoju).

Związek między zdrowymi nawykami a dłuższą średnią życia występuje, ale trudno zdefiniować go jednoznacznie. Jako przykład warto wskazać, że zaledwie 6 osób ze zbyt niską masą ciała dożyło 90. roku życia, ale aż 99 ze stwierdzoną otyłością (BMI większe lub równe 30). To samo dotyczy aktywności fizycznej. Okazuje się, że w pełnym zdrowiu do 90. roku życia dożyło znacznie mniej kobiet, które spacerowały 7 razy w tygodniu lub częściej (tylko 37 osób) niż 2-3 razy w tygodniu (144 osoby). Wszystko wskazuje na to, że zbyt intensywne dbanie o zdrowie wcale nie cofa zegara epigenetycznego tak, jak można by tego oczekiwać.

Wyraźna zależność jest za to widoczna między ilością wypalanych paczek papierosów oraz ilością chorób współistniejących. W obu przypadkach im pacjentki były zdrowsze, tym więcej z nich osiągnęło 90. rok życia.

Kwestionariusz dotyczący stanu zdrowia był przeprowadzony w ustalonych interwałach – tuż po rozpoczęciu badania, po upływie roku, następnie co trzy lata i po 2005 roku znów w rocznych odstępach.

Czy wszystkie zegary epigenetyczne są tak samo dokładne?

Okazuje się, że w zależności od przyjętej metody pomiaru wynik badań może być istotnie różny. Te same osoby badane przy pomocy czterech różnych zegarów mogą być predystynowane do długowieczności lub nie. Najwięcej w pełni zdrowych osób wskazał zegar Horvath, dalszej kolejności wystąpiły zegar Grim, zegar Hannum oraz zegar Pheno.

Z powyższego podsumowania można wyprowadzić wniosek, że duże znaczenie dla wartości badań na dużej grupie pacjentów może mieć typ pomiaru zmian epigenetycznych oraz przyjęcie ujednoliconych standardów. Tylko badając wszystkich pacjentów w taki sam sposób możemy liczyć na informacje zwrotne, które przyniosą realną korzyść społeczeństwu.

Doktor Purva Jain, pierwsza autorka publikacji, która stanowiła także jej kluczowy dorobek naukowy podczas obrony dysertacji doktorskiej, zwraca uwagę na innowacyjność przeprowadzonych badań. Jak twierdzi, „wstępne badania potwierdzają, że istnieje pozytywna korelacja między przyspieszonym działaniem zegara epigenetycznego a wcześniejszym zgonem. Istnieją także przesłanki, które pozwalają sądzić, że zwolnienie zegara występowało u osób, które żyły najdłużej. Niestety, to dopiero pierwsze badanie, które w sposób prospektywny analizuje związek między wolniejszym starzeniem się organizmu na poziomie molekularnym a osiągnięciem 90. roku życia w dobrym zdrowiu. Z pewnością potrzebne będą dalsze badania, które potwierdzą te tezy.”

Autorka dodaje, że w przyszłości będziemy mogli wykorzystać testy zegara epigenetycznego do zidentyfikowania osób, które mają mniejszą szansę dożycia podeszłego wieku bez istotnych zmian fizycznych i mentalnych. Ta wiedza może być kluczowa w odpowiednio wcześnie podjętej profilaktyce zdrowotnej i przyczyni się do większej dbałości o zdrowie osób starszych.