La casa editrice Alpina Non-Fiction pubblica il libro Counterclockwise della giornalista scientifica Polina Loseva. TASS pubblica un estratto su come gli scienziati cercano i segni dell'invecchiamento nel corpo.
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Nel 2001 è apparso il primo “indice di fragilità”, uno dei più semplici indicatori di invecchiamento. I ricercatori hanno testato un ampio campione di persone per cinque segni di fragilità: perdita di peso involontaria, forza di presa debole, camminata lenta, sensazione di stanchezza e inattività. Coloro che soddisfano almeno tre criteri, gli autori del criterio considerato fragile. Avevano un rischio maggiore di cattiva salute, ospedalizzazione e morte. A coloro che corrispondevano solo a una o due caratteristiche veniva assegnato uno stato di fragilità intermedio. Questo criterio unico nel suo genere non consentiva ancora di valutare il rischio esatto per ciascuno dei soggetti, ma con il suo aiuto era già possibile misurare i rischi per la popolazione nel suo complesso e per i suoi singoli gruppi.
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Successivamente, sulla base di questa idea, è cresciuta un'intera foresta di indici di fragilità. Da allora, il numero di funzionalità è diventato notevolmente maggiore e può raggiungere centinaia, ma il principio rimane lo stesso. Ogni caratteristica è un parametro che:
a) è un difetto di salute (e non una proprietà di uno stile di vita, come il fumo);
b) si verifica più spesso con l'età;
c) si verifica almeno l'1% delle persone nella popolazione.
La somma dei segni dovrebbe coprire diverse aree del lavoro del corpo, cioè non solo la condizione fisica, ma anche la salute mentale e psicologica di una persona. In effetti, questi indici misurano il numero di carenze / lesioni nel corpo umano, motivo per cui a volte vengono chiamati indici di difetti. Ciascuno di dozzine o centinaia di tratti viene valutato su una scala da 0 a 1 e il soggetto riceve un punteggio di fragilità che cresce con l'invecchiamento del corpo.
L'indice di fragilità è la quintessenza dell'approccio medico all'invecchiamento, che considera la vecchiaia come un insieme di malattie legate all'età. Pertanto, tali indici sono spesso utilizzati nel lavoro medico e sono utili per prevedere, ad esempio, la necessità di una persona anziana per la terapia intensiva. In rari casi lavorano anche per i giovani, poiché ogni difetto, ogni malattia legata all'età compromette seriamente il loro tasso di sopravvivenza. Tuttavia, con il loro aiuto è difficile prevedere qualcosa di diverso dal rischio di morte, quindi per persone relativamente sane sono di scarsa utilità. Inoltre, gli indici di fragilità non ci dicono nulla sulla causa dell'invecchiamento e misurano solo le sue conseguenze.
Tuttavia, il principio stesso - usare non un parametro, ma la somma dei marcatori - è certamente vero, perché tiene conto dell'eterogeneità della popolazione. E ora i ricercatori stanno cercando di costruire modelli multivariati per stimare l'età biologica.
Ad esempio, nello studio americano CALERIE, che è dedicato alla restrizione calorica, gli scienziati tracciano 18 diversi segni: dalla quantità di colesterolo e di emoglobina alla salute delle mucose. Per ognuno di loro, hanno costruito una curva di cambiamento da 26 a 38 anni e hanno costruito un modello che prevede l'età biologica in base alla somma dei cambiamenti in tutti i parametri, moltiplicati per determinati coefficienti. I tentativi di stimare l'età biologica di ogni singolo partecipante hanno dimostrato che la popolazione anche dei giovani è molto eterogenea. Secondo gli sperimentatori, l'età biologica dei soggetti, che secondo i loro passaporti hanno 38 anni, può essere dai 30 ai 50. In questo studio, è particolarmente importante che gli scienziati lavorino con giovani sani in cui il rischio di morte o sviluppo di malattie è quasi impossibile da stimare. Probabilmente,nel prossimo futuro apparirà un indicatore di età così complesso. L'unica domanda è quali parametri specifici saranno inclusi in esso.
Ci considera
Cosa significano 5, 10 o anche 100 parametri rispetto alla complessità dell'organizzazione del corpo umano? Per non preoccuparsi di scegliere i biomarcatori più accurati, un certo numero di scienziati utilizza un approccio fondamentalmente diverso per il calcolo dell'età biologica: l'intelligenza artificiale. Ultimamente, ci sono stati molti lavori in cui i medici insegnano alle reti neurali a diagnosticare un'ampia varietà di malattie, quindi perché non applicarle all'invecchiamento?
Negli Stati Uniti, questo viene fatto da un gruppo di ricercatori guidati dallo scienziato Alex Zhavoronkov. Formano l'intelligenza artificiale su un'ampia varietà di segni dell'invecchiamento. Ad esempio, nel 2018, gli hanno insegnato come misurare l'età di una persona da una fotografia di un viso. Riconoscendo l'occhio e la pelle circostante, il programma ha determinato l'età con una precisione da due a cinque anni. Allo stesso tempo, la caratteristica più significativa si è rivelata essere le rughe nell'angolo dell'occhio: non appena sono state chiuse nelle fotografie, per la rete neurale, gli anziani hanno iniziato a sembrare bambini piccoli.
Nel 2019, il gruppo di Zhavoronkov ha effettuato esami del sangue. I parametri misurati assomigliano a un test biochimico standard: la quantità di diversi globuli, la concentrazione di proteine, grassi, glucosio e prodotti metabolici - urea, creatinina (un prodotto metabolico nei muscoli, che di solito viene escreto dai reni), bilirubina (emoglobina di scarto). E ancora, l'intelligenza artificiale ha determinato l'età dei soggetti con una precisione di sei anni.
Lungo la strada, si è scoperto che per diversi generi e gruppi etnici è necessario tenere conto di un diverso insieme di indicatori. Ad esempio, la concentrazione di sodio ha svolto un ruolo importante nel calcolo dell'età dei sudcoreani, ma non dipendeva in modo significativo dall'età degli europei dell'est. E questa è un'altra caratteristica da tenere presente quando si ha a che fare con l'età biologica: vale la pena verificare ogni volta sulla base di quale campione è stato sviluppato il metodo per determinarla. Ciò che rende vecchio il vecchio cinese non funziona necessariamente per l'indiano.
Il prossimo in linea sono i microbi. Nonostante il fatto che non siamo ancora sicuri di come esattamente diversi rappresentanti della microflora intestinale influenzino la salute umana, l'intelligenza artificiale li ha già contati. Confrontando il numero relativo di diversi tipi di batteri nell'intestino degli esseri umani, la rete neurale ha imparato a determinare l'età con una precisione di circa quattro anni.
È interessante notare che la relazione di alcuni microbi con la determinazione dell'età non dipendeva dal fatto che fossero benefici per la salute o, al contrario, dannosi. In questo senso, i batteri "favorevoli all'invecchiamento" sembrano particolarmente curiosi. Questi sono probabilmente gli stessi abitanti intestinali di nuova acquisizione di cui abbiamo parlato nel capitolo "Microbi" e che conservano la necessaria diversità all'interno dell'organismo che invecchia e mantengono l'infiammazione al livello desiderato. Ma è possibile anche un'altra spiegazione: questi microbi possono essere un riflesso non tanto della vecchiaia quanto dello stile di vita della generazione che è ormai entrata nella vecchiaia: bassa attività fisica, alto consumo di zuccheri e alimenti trasformati. E se questo è vero, in futuro gli scienziati dovranno adattare il metodo per determinare l'età, non solo in base al sesso o alla razza,ma anche dalla generazione e dal suo modo di vivere.
Il lavoro sull'intelligenza artificiale amplierà sicuramente il campo visivo e rivelerà ciò che manca ai metodi classici. Allo stesso tempo, non tutti i parametri misurati soddisfano i criteri per i biomarcatori. Pertanto, una rete neurale in grado di determinare l'età di una persona risulta essere funzionalmente molto utile, ma solleva molte domande da un punto di vista biologico.
Quali dei parametri che l'IA tiene in considerazione sono davvero importanti? Quali sono legati alle cause dell'invecchiamento e che riflettono solo lo stile di vita? Ora l'intelligenza artificiale è guidata da un algoritmo per noi incomprensibile e produce previsioni non supportate, come il rabdomante greco. Per avere motivo di credere alle sue previsioni, dobbiamo ancora isolare e testare i principali indicatori su cui si basa.
Difficoltà di conversione
L'elenco dei potenziali marcatori dell'età biologica non finisce qui. I detriti di DNA che circolano nel sangue, la quantità di residui di zucchero sulle proteine extracellulari e persino le caratteristiche del cervello nelle scansioni MRI sono proposti come candidati. Uno studio recente ha calcolato l'età del cervello in base alla quantità di ossigeno consumato per unità di glucosio. La scomposizione del glucosio senza la partecipazione dell'ossigeno era considerata un segno "infantile" e la respirazione con ossigeno completo era considerata un "adulto". Questo metodo prevedeva l'età con una precisione di soli 8,5 anni, ma il cervello delle donne era, in media, quattro anni più giovane del cervello degli uomini. Esistono molti di questi esempi e il numero di candidati biomarcatori continua a crescere.
Il problema è che le loro previsioni non sono d'accordo tra loro. E se all'interno di ogni gruppo i marker possono ancora essere portati a un denominatore comune - per esempio, tutti i tipi di orologi epigenetici possono essere calibrati allo stesso modo - allora le differenze tra i gruppi rimangono profonde. In diversi studi, si comportano in modo diverso: da qualche parte, gli orologi di Hannam (ma non quelli croati) predicono il rischio di ridotte capacità mentali e motorie, in altri lavori solo gli orologi croati sono associati al rischio di malattie cardiovascolari e obesità. Nel terzo studio, l'indice di fragilità è molto più accurato nel determinare l'età biologica rispetto alle ore di metilazione e nel quarto nessuno dei marcatori è stato in grado di prevedere nessuno dei segni dell'età con sufficiente precisione.
Forse il punto è nella stretta "specializzazione" della maggior parte dei marcatori biologici, che sono indicativi solo nella "loro" area. Le concentrazioni di lipidi sono strettamente associate all'obesità, la risonanza magnetica del cervello - con intelligenza, lunghezza dei telomeri - con la rigenerazione e così via. Ma, in tal caso, possiamo giudicare i rischi per l'organismo nel suo insieme dall'età di un organo o sistema di organi?
A rigor di termini, non siamo sicuri che tutte le parti del corpo umano invecchino alla stessa velocità, e per parlarne, dobbiamo avere un parametro di invecchiamento comune per tutti. Ad esempio, dal punto di vista epigenetico, la maggior parte dei tessuti (anche se non tutti) hanno circa la stessa età, ma il numero di cellule senescenti in essi è diverso.
In questo senso, è interessante osservare i pazienti che hanno subito una trasfusione di sangue o un trapianto di organi - dopo di che, nei loro corpi si trovano cellule di diverse età biologiche. Le misurazioni mostrano che essere nello stesso corpo non appiana la differenza di età. E se il donatore era più giovane del ricevente, le sue cellule continuano a vivere nel loro tempo, rimanendo più giovani dei tessuti circostanti, almeno secondo l'orologio epigenetico.
In un modo o nell'altro, non esiste ancora un'unica misura per tutti gli organi, così come non esiste un singolo biomarcatore adatto a tutti gli esperimenti. Ogni parametro utilizzato risolve il suo problema specifico; in alcuni studi, i ricercatori cercano specificamente marcatori separati per diverse aree della vita del corpo. E questo ha una sua logica: più il parametro specifico misuriamo, meglio comprendiamo come si forma e sotto l'influenza di cui può cambiare.
Quando proviamo a trovare un marker per l'intero organismo, sorge immediatamente la domanda: cosa stiamo misurando esattamente? I telomeri indicano se le cellule sono pronte per la divisione, l'orologio epigenetico indica quanto bene una cellula sta riparando il suo DNA o quanto bene i geni vengono mantenuti liberi. Questi due indicatori non coincidono quasi mai tra loro nelle previsioni. Forse questo suggerisce che ogni marker misura lo spessore del proprio pilastro dell'invecchiamento - e quindi non ha senso cercare di collegarli insieme.
Questo è probabilmente il problema dei biohacker, che stanno cercando di misurare molti parametri del proprio corpo e di adattarli a valori "ottimali". Esiste un numero incredibile di marcatori e ciascuno di essi individualmente può non significare nulla (così come ogni singola regione del DNA metilato non è praticamente associata all'età biologica) o dare risultati che non coincidono con altre previsioni. Pertanto, è improbabile che un giorno saremo in grado di trovare un parametro specifico che risponderà a tutte le nostre domande.
Ci troviamo in un vicolo cieco: è impossibile trovare un marker, uguale per tutti, e molti marker più piccoli sono ancora poco coerenti tra loro e non forniscono spiegazioni biologiche. Questo è lo stesso problema che affronta i combattenti contro l'invecchiamento: sembra che non siamo più destinati ad aprire una pillola magica, e difficilmente è possibile aggiustare tutto in parte, come suggerisce Aubrey de Gray. L'elenco delle modifiche che abbiamo compilato nelle pagine di questa parte non lascia speranze per una facile riparazione. Nella parte successiva si cercherà di trovare una via di mezzo e si parlerà di come la ricerca delle cause dell'invecchiamento aiuti a scoprire cosa se ne può fare e quale ricetta per l '"elisir di giovinezza" sembra oggi più plausibile.
