MEDICINA
G. Tomljenović
Merenje brzine starenja
„Mlađi“ mozak - mlađe telo
„Godine su samo broj“. „Neko stari kao vino, a neko kao cipela“. Upravo je tako, kako sugerišu ove poznate izreke o starenju i različitom stepenu vitalnosti pojedinaca u istim poznijim godinama.
Hronološki (kalendarski), čitave generacije stare zajedno, idući kroz godine ujednačenim tempom koji diktira kalendarsko računanje vremena, ali biološki, starost pojedinaca u jednoj generaciji može da se razlikuje i da varira u rasponu od čak nekoliko decenija, u zavisnosti od načina života, životne sredine i individualne genetike. Brojne istraživanja koja su se bavila porodično povezanim ispitanicima pokazale su da je samo oko 25 odsto varijacija u dužini njihovog životnog veka uslovljeno genetskim faktorima, i da na zdravlje u starosti utiče dobra kombinacija genetskih i negenetskih faktora. Genetika pojedinca nije „zapis u kamenu“; ishrana, fizičko vežbanje, kvalitetno spavanje i upravljanje stresom značajni su faktori načina života koji utiču na biološku starost, kao i izloženost zagađivačima, toksinima i drugim nepovoljnim faktorima životne sredine. Drugim rečima, biološka starost je, za razliku od hronološke, kompleksniji i značajniji pokazatelj stvarnog fizičkog stanja tela, kao i opšteg zdravlja.
Novo otkriće čuvene Danidinske studije koja za sobom ima više od 1300 veoma značajnih naučnih nalaza o ljudskom zdravlju i razvoju - biološki „brzinometar” starenja nazvan DunedinPACNI - na osnovu samo jednog MRI snimka mozga može da predvidi rizik za kognitivno ošteć enje, moždanu atrofiju i demenciju, ali i druga patološka stanja i telesne bolesti koje prate starenje… |
Biološki, osoba može da bude (i značajno) mlađa ili starija u odnosu na broj godina proteklih od njenog rođenja, i zato su „biološke godine“ bolji pokazatelj potencijalne dužine života u dobrom zdravlju, kao i ukupnog životnog veka, nego što je to hronološka starost. Pored toga, uzimajući u obzir činjenicu da se starenje sve više smatra uzročnikom hroničnih bolesti koje potencijalno mogu da se spreče, pouzdana merenja biološke starosti pomogla bi u proceni intervencija namenjenih usporavanju starenja pre no što dođe do nepovratnih patoloških posledica. Praćenje i razumevanje biološke starosti moglo bi da motiviše pojedinca da menja način života s ciljem da uspori starenje i poboljša opšte zdravlje, dok zdravstvenom sistemu može da pomogne da identifikuje pojedince sa većim rizikom da razviju bolesti koje se povezuju sa starenjem (srčana oboljenja, dijabetes, artritis).
Biološki „časovnici“ kucaju
Pored različitih biomarkera (kao što su dužina telomera, obrasci metilacije DNK i drugi indikatori ćelijskog zdravlja) koji su od pomoći za određivanje biološke starosti čoveka, nedavno je razvijen još jedan napredni alat - ovog puta radiološki, MRI - koji na osnovu samo jednog snimka mozga (magnetnom rezonancom) može da predvidi tempo biološkog starenja i proceni rizike kod pojedinca za razvoj hroničnih bolesti, uključujući i demenciju.
Telomere su ponavljajući nizovi DNK na krajevima hromozoma, koji sprečavaju habanje ili slepljivanje hromozoma i time obezbeđuju genomsku stabilnost, a dužina telomera je biomarker biološke starosti koji se već dugo i obimno proučava. Telomere se, naime, prirodno skraćuju sa svakom ćelijskom deobom tokom replikacije DNK, između ostalog i pod uticajem genetskih i faktora okoline, uključujući izbor načina života. Otuda je skraćivanje telomera jedan od glavnih faktora starenja ćelija: sve kraće telomere povezuju se sa povećanim rizikom za razvoj „staračkih bolesti“ i skraćenim životnim vekom.
Značajnu vezu sa životnim vekom i starenjem ima i DNK metilacija, inače jedan od najčešćih i najproučavanijih epigenetskih procesa, za koje je karakteristično da menjaju aktivnost (ekspresiju) gena ali bez promene samog genetskog koda. Epigenetske promene, koje mogu da budu uzrokovane različitim faktorima okoline (ishrana, stres, izloženost toksinima…), od uticaja su na „uključivanje" ili "isključivanje" gena, i mogu da se nasleđuju. S obzirom na to da su promene u obrascima metilacije DNK povezane i sa prirodnim procesom starenja kao i sa razvojem „staračkih bolesti“, obrasci metilacije DNK mogu da se koriste za predviđanje biološke starosti, pa i dužinu životnog veka. Štaviše, istraživači su razvili „epigenetske časnovnike“ koji uz pomoć obrazaca metilacije DNK procenjuju biološku starost, često dajući tačniji prikaz fiziološkog stanja pojedinca nego njegova hronološka starost. Epigenetski „časovnici“ zasnovani na metilaciji DNK, poput GrimAge i PhenoAge, koriste se za predviđanje životnog veka, perioda vremena do pojave bolesti (kao što su kardiovaskularna oboljenja i rak) i drugih zdravstvenih posledica starenja.
DunedinPACNI je novi moćan istraživački alat (algoritam) za procenu brzine starenja mozga koji, pre svega, može da predvidi rizik od demencije i drugih bolesti starenja, godinama pre nego što se pojave simptomi. Poseban značaj ovog algoritma je to što on, takođe, povezuje strukturu mozga sa ukupnim tempom starenja tela, odnosno starenjem svih organskih sistema, pružajući dragocene uvide u dugoročnu zdravstvenu putanju pojedinca.
DunedinPACNI (Dunedin Pace of Aging Calculated from NeuroImaging) razvijen je u okviru jedinstvene novozelandske i međunarodne Danidin studije, „Multidisciplinarnog istraživanja o ljudskom zdravlju i razvoju“ - DMHDRU (Dunedin Multidisciplinary Health and Development Study), koje se smatra globalno najdetaljnijom studijom te vrste na svetu. Reč je dugoročnoj studiji koja više od pet decenija prati 1.037 osoba rođenih 1972. i 1973. godine u gradu Danidin (Dunidin), na Novom Zelandu. Studija je globalno poznata po sveobuhvatnom prikupljanju podataka i značajnom uticaju na zdravstvenu politiku na Novom Zelandu i u inostranstvu, budući da je na osnovu nje dosad objavljeno više od 1300 veoma značajnih naučnih radova i izveštaja.
Jedinstveni Danidin algoritam
Ranije pomenuti GrimAge i PhenoAge zapravo su deo čitave grupe algoritmima razvijenih načina za merenje biološkog starenja, ali većina tih „bioloških časovnika“ ne prati pojedinca kroz vreme, već se oslanja na takozvane unakrsne podatke, prikupljene od više ljudi u različitom životnom dobu. Na osnovu Danidin studije koja nema taj nedostatak zato što je longitudinalna (prati pojedince kroz vreme), takođe je pre nekoliko godina razvijen sličan epigenetski biomarker starenja koji koristi podatke o DNK metilaciji iz uzoraka krvi (nazvan DunedinPACE).
DANIDINSKA STUDIJA |
„Danidinska multidisciplinarna studija o zdravlju i razvoju“, sa sedištem na Univerzitetu Otago, na Novom Zelandu, detaljno je istraživanje ljudskog zdravlja, razvoja i ponašanja, na kome danas rade timovi nacionalnih i međunarodnih naučnika. Prvog aprila 1972. i 31. marta 1973. godine započeto je praćenje života 1037 beba koje su tada rođene u (nekadašnjem) porodilištu „Kraljica Marija“, u Danidinu. Od tog vremena do danas, akcija je prerasla u istraživanje koje je već u svojoj šestoj deceniji, i nastoji da odgovori na pitanja o tome kako rane godine života ljudi tokom razvoja i starenja utiču na njihovo mentalno i fizičko zdravlje.
Praćenje zdravlja Danidinskih beba ni izdaleka nije bilo zamišljeno kao dugotrajna studija. Prvobitna ideja je bila da se izdvoji grupa jednogodišnje dece koju je od rođenja vodila pedijatrica dr Bakfild, čije je glavno interesovanje bio uticaj novih visokotehnoloških intervencija pri porođaju na razvoj deteta, odnosno procena tog uticaja kad deca napune tri godine. Bakfildova je takođe trebalo da, u saradnji sa psihologom dr Filom Silvom, prouči prirodu i rasprostranjenost nekih razvojnih i zdravstvenih problema kod trogodišnjaka, kao i faktore rizika povezane sa tim problemima. Dr Silva je, međutim, pri pregledu trogodišnjaka, te 1975. došao je do zabrinjavajućih nalaza o drugim neotkrivenim problemima (sa sluhom, vidom, jezikom, ponašanjem…), te je odlučio da detaljnije pogleda podskup pedijatrijskih pacijenata dr Bakfild, beba rođenih u periodu od godinu dana (1972/1973), čije su majke još živele u Danidinu. Srećom, 90 odsto roditelja beba koje su ispunjavale traženi kriterijum, njih 1037, bilo je raspoloženo da dovede svoju decu na procenu zdravlja i razvoja. I, sve ostalo je istorija…
Danidinska studija vremenom je razvijena ponajviše zahvaljujući vizionarskoj pronicljivosti dr Silve, njegovoj odlučnosti i sposobnosti da mobiliše učešće zajednice i obezbedi izuzetno finansiranje projekta. Dr Fil Silva, koji je bio i direktor Studije do svog penzionisanja 1999. godine, napisao je brojne izveštaje i objavio radove o širokom spektru tema vezanih za zdravlje i razvoj ispitivane grupe. Za zasluge u zdravstvu i obrazovanju 1994. proglašen je za Oficira Britanske imperije (OBE).
U Danidinskoj studiji učestvuje 535 muškaraca i 502 žene, uključujući i 12 blizanaca. Njihov razvoj procenjen je u dobu od tri godine, a zatim u petoj, sedmoj, devetoj, 11, 13, 15, 18, 21, 26, 32, 38, 45. godini i, poslednji put, u 52. godini (2024. godine). Pri proceni starosti od 38 godina, samo jedna trećina učesnika istraživanja je još živela u Danidinu, dok se većina ostalih raselila po Novom Zelandu, Australiji… Oni se, međutim, za potrebe studije uvek vraćaju u Danidin, iz bilo kog dela sveta, učestvuju u zdravstvenim intervjuima, fizičkim testovima, stomatološkim pregledima, analizama krvi, kompjuterskim anketama. Longitudinalne studije često imaju stopu napuštanja veću od 40 odsto, ali studija u Danidinu je potpuni izuzetak u tom pogledu.
|
|
Novi alat, DunedinPACNI, omogućava, međutim, da se brzina starenja procenjuje bez analize biomarkera, a na osnovu samo jednog MRI snimka mozga, i to dok je osoba još relativno zdrava. Ovaj radiološki „brzinometar biološkog starenja“, koji je razvio tim naučnika sa američkih univerziteta Djuk i Harvard, i Univerziteta Otago na Novom Zelandu, već u srednjim godinama neke osobe (oko 45-te) može da proceni njen rizik od hroničnih bolesti koje se obično javljaju decenijama kasnije, što može da bude jak motiv za promenu načina života i ishrane radi poboljšanja zdravlja. U poznijim godinama, on može da predvidi da li će osoba razviti demenciju ili druge staračke bolesti, godinama pre pojave simptoma, što opet uvećava šanse za usporavanje toka tih bolesti.
Za potrebe razvoja prethodno pomenutog algoritma, DunedinPACE, istraživači u Danidinu su tokom 20 godina prikupljali podatke o 19 različitih biomarkera u više organskih sistema. Tokom te dve decenije su, na svakih nekoliko godina, kod ispitanika beležili promene u krvnom pritisku, indeksu telesne mase, nivou glukoze i holesterola, funkciji pluća i bubrega, i drugim merama - čak i povlačenju desni, i karijesu. Koristeći opšti obrazac promena u ovim zdravstvenim markerima, kroz godine, generisali su rezultat koji im je omogućio da za svakog učesnika studije izračunaju veoma precizan rezultat brzine starenja. Koristeći ovu bogatu bazu podataka, nastavili su da razvijaju model mašinskog učenja koji do isto tako precizne procene brzine starenja i rizika za pojavu bolesti može da dođe i samo na osnovu jednog snimka mozga magnetnom rezonancom, već u 45. godini života ispitanika.
Novi algoritam je, naime, dizajniran za procenu stope starenja korišćenjem informacija iz MRI skeniranja mozga koje je prikupljeno od 860 učesnika studije u Danidinu u vreme kad su imali 45 godina. Algoritam, inače, analizira specifične strukturne karakteristike mozga kao što su debljina korteksa, zapremina sive mase i zapremina subkortikalnih i cerebelarnih regiona, i na osnovu tih merenja daje rezultat. Viši (tj. lošiji) rezultati DunedinPACNI-ja ukazuju na brži tempo starenja, dok niži rezultati ukazuju na sporije starenje. Algoritam je testiran i na drugim skupovima podataka, analizom MRI snimaka mozga ispitanika u Velikoj Britaniji, SAD, Kanadi i Latinskoj Americi.
I mozak, i telo
U studiji kojom je DunedinPACNI početkom jula predstavljen u časopisu Nature Aging, kao posebno značajna navodi se činjenica da taj algoritam procenjuje ne samo brzinu starenja mozga već i drugih organskih sistema, to jest da je veoma dobar pokazatelj rizika ne samo za neurodegenerativne već i za druge bolesti i stanja koja obično prate starenje, uključujući kognitivni pad i demenciju, niz hroničnih bolesti, kao i fizičku krhkost i smrtnost. Ovo nije teško objasniti s obzirom na to da je DunedinPACNI izveden iz longitudinalnih procena višestrukih biomarkera, te otuda može da predviđa pogoršanja zdravlja u svim organskim sistemima, a ne samo u mozgu.
Kad je o rezultatima reč, pokazalo se da su osobe sa lošijim DunedinPACNI pokazateljima imale značajno veću verovatnoću da razviju demenciju i dožive kognitivno oštećenje u kasnijem životu, što su kod tih osoba potvrdili i kognitivni testovi, i brže smanjivanje hipokampusa, regiona mozga ključnog za pamćenje. U jednoj analizi na uzorku sa drugog geografskog područja, istraživači su ispitali snimke mozga kod 624 osobe starosti od 52 do 89 godina, koje je severnoamerička studija o riziku za Alchajmerovu bolest označila kao osobe sa povišenim rizikom. Oni za koje je DunedinPACNI nezavisno procenio da najbrže stare, i prema izvornoj studiji su imali za 60 odsto veću verovatnoću da razviju demenciju u kasnijim godinama, i potvrđeno su počeli da prijavljuju probleme sa pamćenjem i razmišljanjem ranije od onih koji su dobili rezultate o sporijem starenju.
Istraživači su takođe otkrili da su osobe čiji su rezultati na DunedinPACNI testu ukazivali na brže starenje mozga imali veću verovatnoću da pate od pogoršanja zdravlja uopšte, ne samo u moždanim funkcijama. Oni su bili krhkiji i skloniji zdravstvenim problemima povezanim sa starenjem, kao što su srčani udari, moždani udari i bolesti pluća.
U grupi koja je imala najlošije DunedinPACNI rezultate - tj. pokazatelje najbržeg starenja, u poređenju sa ispitanicima sa prosečnom stopom starenja - zabeležena je i 18 odsto veća verovatnoća da već u narednih nekoliko godina dobiju dijagnozu neke hronične bolesti. Još alarmantnije, osobe koje najbrže stare, mereno DunedinPACNI-jem, imale su za 40 odsto veću verovatnoću i za smrtni ishod u tom vremenskom okviru, od onih koji su sporije starili.
U narednim decenijama se statistički očekuje globalno udvostručenje broja osoba starijih od 65 godina, što će do 2050. godine biti gotovo četvrtina svetske populacije. |
Rezultati primene DunedinPACNI testiranja pokazali su nesumnjivo ubedljivu vezu između starenja mozga i starenja tela. Takođe, korelacije između brzine starenja i rizika za demenciju bile su podjednako jake i u drugim demografskim i socioekonomskim grupama, uključujući uzorke iz Latinske Amerike (što je područje sa koga inače nema dovoljno istraživačkih podataka), kao i učesnike iz Ujedinjenog Kraljevstva (sa niskim prihodima, ili koji nisu bele rase). Otuda je i ovaj naučni rad, novo otkriće Danidin studije, veoma važan, imajući u vidu da ljudi širom sveta žive duže, te da će biti i sve više slučajeva hroničnih bolesti povezanih sa starenjem, uključujući i demenciju. U narednim decenijama se statistički očekuje globalno udvostručenje broja osoba starijih od 65 godina, što će do 2050. godine biti gotovo četvrtina svetske populacije.
Novi biološki „brzinometar starenja“, DunedinPACNI, mogao bi u budućnosti da osigura ranije otkrivanje osoba koje su možda na putu ka Alchajmerovoj bolesti, kao i procenu intervencija za zaustavljanje te bolesti - a bez (više)decenijskog praćenja stanja i pre nego što oštećenje mozga postane preobimno. Pored toga, novi dijagnostički alat će naučnicima pomoći da bolje razumeju zašto ljudi sa određenim faktorima rizika, kao što su loš san ili različiti mentalni poremećaji, stare različitim tempom u poređenju sa osobama bez tih rizika. Dotad, potrebna su dodatna istraživanja kako bi se DunedinPACNI unapredio i od istraživačkog alata - još je u istraživačkoj fazi i nije široko primenjen u kliničkoj praksi - do alata za praktičnu primenu u zdravstvu. Autori studije, ali i šira naučna javnost ocenjuju, međutim, da je potencijal DanidinPACNI algoritma za personalizovanu prevenciju i rano reagovanje još jedan veliki korakom ka personalizovanoj medicini neurodegenerativnih bolesti.
NIZ OTKRIĆA O ČOVEKU |
Generišući ogromnu količinu podataka koji su predmet brojnih istraživanja, Danidinska studija ima za rezultat i brojne publikacije u različitim oblastima medicine, a na osnovu nje je snimljena i dokumentarna serija pod nazivom „Predvidi moju budućnost: ko sam ja?“, koju je kod nas nedavno prikazala TV Insajder.
Neki od primera tih posebnih naučnih radova jesu: upotreba kanabisa i njene posledice; oralno zdravlje (i otkriće da je kanabis novi faktor rizika za parodontopatiju); temperament i ličnost (impulsivnost, neasertivnost i depresija); nasilno i antisocijalno ponašanje (uključujući vezu između agresije u detinjstvu i nasilja kod odraslih); zdravlje i starenje (veza između različitih faktora poput stresa, upale i strukture mozga sa fizičkim i kognitivnim starenjem); socijalni i ekonomski ishodi (uticaj samokontrole u detinjstvu na ishode u odraslom dobu, poput fizičkog zdravlja, finansijskog uspeha i kriminalnog ponašanja); roditeljstvo između generacija (kako se roditeljske prakse prenose kroz generacije).
Podstudije Danidinske studije jesu „Studija porodične zdravstvene istorije“, koja je obuhvatila roditelje učesnika studije, kako bi se saznalo o zdravlju članova porodice (2003-2006); „Studija roditeljstva“ koja se fokusira na učesnika studije i njegovo prvo trogodišnje dete; „Studija sledeće generacije“, koja je obuhvatila potomke učesnika studije nakon što su napunili 15 godina i posmatrala način života, ponašanje, stavove i zdravlje današnjih tinejdžera (s ciljem da se proceni kako su se oni promenili u odnosu na učesnike studije kao 15-godišnjake (1987-88). Sve u svemu, Danidinska studija pruža zdravstvene informacije o tri generacije istih 1037 porodica. |
G. Tomljenović
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
