СКРИНИНГ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ, БИОХИМИЧЕСКИХ И КЛЕТОЧНО-ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОРГАНИЗМА КАК МАРКЕРОВ ПРОЦЕССА СТАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА

DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-5-691-703
УДК 616-092: 591.139: 577.175.82 (043.3)

И.В. Гаврилов, В.Н. Мещанинов, Д.Л. Щербаков, В.А. Лукаш, Е.М. Варлашов

Институт медицинских клеточных технологий, Екатеринбург, Российская Федерация;
Уральский государственный медицинский университет, Екатеринбург, Российская Федерация

Резюме. Актуальность. Современная геродиагностика является функционально-метаболической основой геропрофилактики. Для характеристики темпов старения необходимы надежные показатели или биомаркеры, которые позволят точно охарактеризовать сложный механизм старения. Поиск и оценка биомаркеров старения должны быть комплексными и включать в себя экспериментальный, клинический, «омиксный» и интегративный подходы. Одним из методов, который может предварить эти подходы на скрининговой стадии, является парный и множественный корреляционный анализ, характеризующий статистическую взаимосвязь между потенциальными биомаркерами старения и календарным возрастом. Цель. Выявить с помощью корреляционного анализа изменение силы и числа корреляционных зависимостей потенциальных маркеров старения в условиях физиологического, а также ускоренного старения и при его коррекции, для обнаружения новых потенциальных маркеров процесса старения и осуществить проверку их адекватности. Материалы и методы. Работа выполнена на базе данных добровольно обследованных 5296 пациентах (3395 лиц мужского пола и 1901 лиц женского пола) в возрасте 20-90 лет, разделенных по полу, возрасту, состоянию здоровья, практически здоровые пациенты, пациенты с полиморбидной патологией, а также группа пациентов с полиморбидной патологией, получавших различные виды базовой и геропротекторной терапии. В работе изучалась возрастная динамика биохимических показателей периферической крови, включая показатели перекисного окисления липидов и антиокислительной активности (ПОЛ/АОА), клеточно-гематологические и функционально-психологические показатели при физиологическом старении, ускоренном полиморбидной патологией старении, при терапии полиморбидной патологии. Наличие взаимосвязи показателей с календарным возрастом определяли путем вычисления коэффициента парной корреляции Пирсона ® и его значимости по параметрическим критериям. Результаты исследования и их обсуждение. При старении происходило снижение аккомодации хрусталика глаза, остроты слуха, наблюдалось уменьшение показателя статической балансировки, жизненной емкости легких и показателей теста Векслера. Данные психофизиологические показатели были высококоррелированы с календарным возрастом. С увеличением возраста наблюдалось снижение содержания в периферической крови количества тромбоцитов, существенно снижалось содержание стволовых кроветворных и прогениторных клеток в сочетании с появлением значительной обратной (отрицательной) корреляционной связи с календарным возрастом, и проявлялась сильная обратная отрицательная связь между календарным возрастом и содержанием маркера CD34+. Корреляционный подход к выявлению существенных маркеров лабораторных и функционально-психологических показателей старения у практически здоровых пациентов, в условиях полиморбидной патологии и ее коррекции, позволил обнаружить наиболее значимые основные персонализированные маркеры старения для создания на их основе эффективной геродиагностической технологии, которая была верифицирована коррекционными геропрофилактическими мероприятиями, приведшими к снижению биологического возраста во всех возрастных группах у пациентов обоего пола. Выводы. 1. У пациентов среди функционально-психологических и клеточно-гематологических показателей, обнаружены те, у которых сила и (или) число корреляционных взаимосвязей с календарным возрастом существенно выше (показатели жизненной емкости легких, аккомодации хрусталика глаза, остроты слуха, статической балансировки, содержания тромбоцитов, стволовых гемопоэтических и прогениторных клеток в периферической крови), чем у стандартизированных («рутинных») биохимических показателей. 2. Положительные результаты снижения биовозраста у пациентов после коррекции геропрофилактическими мероприятиями и лечения полиморбидной патологии при условии измерения биологического возраста, рассчитанного с помощью использования выявленных нами маркеров, подтверждают предложенную концепцию поиска маркеров старения с помощью корреляционного анализа. 3. Корреляционный подход к выявлению существенных лабораторных и функционально-психологических показателей, отражающих процесс старения у практически здоровых пациентов, в условиях полиморбидной патологии и ее коррекции, основанный на приоритете достоверных различий средних арифметических величин и абсолютных величин коэффициентов корреляций, а также их числа, позволил обнаружить наиболее значимые основные персонализированные маркеры старения для пациентов мужского, женского пола, молодого и среднего, пожилого и старческого возрастов, что подтверждено результатами оценки эффективности предложенной нами геродиагностической и лечебной технологии.

Ключевые слова: скрининг, биомаркеры, старение, диагностические показатели

Конфликт интересов отсутствует.

Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Мещанинов Виктор Николаевич
mv-02@yandex.ru

Дата поступления 28.11.2018

Образец цитирования:
Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н., Щербаков Д.Л., Лукаш В.А., Варлашов Е.М. Скрининг функциональных, биохимических и клеточно-гематологических показателей организма как маркеров процесса старения человека. Вестник уральской медицинской академической науки. 2018, Том 15, №5, с. 691–703 DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-5-691-703

ЛИТЕРАТУРА
1. Анисимов В. Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения. Два тома. СПб.: Наука; 2008.
2. Мещанинов В.Н. Ястребов А.П. Старение, перекисное окисление липидов и биовозраст. Екатеринбург: ООО «Уральский следопыт»; 2005.
3. Москалев А.А. 120 лет жизни — только начало: Как победить старение? М.: Эксмо; 2015.
4. Bousquet J., Kuh D. et al Operational Definition of Active and Healthy Ageing (AHA): A Conceptual Framework. J. Nutr. Health Aging. 2015; 19 (9): 955-60.
5. Мещанинов В.Н., Щербаков Д.Л. и др. Метаболизм клеточных структур при старении и стрессе. Екатеринбург: Изд-во УГМУ; 2017.
6. Konyshev K.V., Sazonov S.V. et al. Ki67 and estrogen receptor changes in breast cancer local metastases. Virchows Archiv. 2016; 469 (S1): S61
7. Ильницкий А.Н., Прощаев К.И. Старческая астения (frailty): оксидативные и нейроиммуноэндокринные изменения. Медицина и здравоохранение. 2013; 3 (17): 37-9.
8. Кветной И.М., Пальцев М.А. Нейроиммуноэндокринные механизмы старения и возрастной патологии. С.-Пб.: Наука; 2012.
9. Baker G.T., Sprott R.L. Biomarkers of aging. Health Care (Don. Mills). 1988; 23: 223-239.
10. Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н. Оценка темпа старения животных и человека с использованием биохимических, гематологических и функциональных показателей. Здоровье, демография, экология финно-угорских народов. 2017; 3: 70-5.
11. Wagner K.H., Cameron-Smith D. Biomarkers of Aging: From Function to Molecular Biology. Nutrients. 2016; 8(6). pii: E338.
12. Khan S.S., Singer B.D. et al. Molecular and physiological manifestations and measurement of aging in humans. Aging Cell. 2017; 16 (4): 624-633.
13. Sprott R.L. Biomarkers of aging and disease: Introduction and definitions. Exp. Gerontol.2010; 45: 2-4.
14. Johnson T.E. Recent results: Biomarkers of aging. Exp. Gerontol. 2006; 41: 1243-1246.
15. Деев А.И., Бухарова Е.В. Проблема определения темпа старения человека. Проблемы старения и долголетия. 2009; 18 (1): 8-12.
16. Калинкин М.Н., Щеглова Н.Е. Микро-РНК и полиморфизм генов их биогенеза в патогенезе атеросклероза. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2017; 1: 43-50.
17. Dauber K., Becker D. et. al. Enumeration of viable CD34(+) cells by fl ow cytometry in blood, bone marrow and cord blood: results of a study of the novel BD™ stem cell enumeration kit. Cytotherapy. 2011; April: 449-458.
18. Кишкун А.А. Биологический возраст и старение: возможности определения и пути коррекции. Руководство для врачей. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008.
19. Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н. и др. Программа для ЭВМ «BIOAGE Polinom». Свидетельство РФ о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2012613817; 15.03.2012.
20. Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н. и др. Способ определения биологического возраста у женщин. Патент РФ №2617801; 26.04.2017.
21. Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н. и др. Способ определения биологического возраста у мужчин. Патент РФ №2617313; 24.04.2017.
22. Токарь А.В., Войтенко В.П. и др. Использование методики определения биологического возраста в донозологической диагностике: методические рекомендации. Киев: Институт геронтологии АМН СССР; 1990.
23. Ашмарин И.П. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. Л.: Изд-во ЛГУ; 1975.
24. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа; 1990.
25. Мещанинов В.Н., Хавинсон В.Х. и др. Использование олигопептидов в клеточно-ориентированных технологиях превентивной гериатрии. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2015; 4 (55): 116-122.
26. Фролькис В.В., Безруков В.В. Старение мозга. Л.: Наука; 1991.
27. Teunissen T.A.M., Rotink M.E., et al. Gender differences in quality of care experiences during hospital stay: A contribution to patient-centered healthcare for both men and women. Patient Educ Couns. 2016; 99 (4): 631-637.
28. Myakotnykh V.S., Gavrilov I.V. et al. Age- and sex-related differences in the lipid profile and stress response in human aging. Advances in Gerontology. 2016; 2 (6): 138-143.

Авторы
Гаврилов Илья Валерьевич
К.б.н., доцент, старший научный сотрудник лаборатории антивозрастных технологий
Доцент кафедры биохимии
given18@yandex.ru

Мещанинов Виктор Николаевич
Д.м.н., профессор, главный научный сотрудник, заведующий лабораторией антивозрастных технологий
Заведующий кафедрой биохимии
mv-02@yandex.ru

Щербаков Денис Леонидович
К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории антивозрастных технологий
Старший лаборант кафедры биохимии
cdcom2@yandex.ru

Лукаш Вячеслав Александрович
К.б.н., старший научный сотрудник лаборатории антивозрастных технологий
Доцент каф. биохимии
kafedra.biohimii@yandex.ru

Варлашов Евгений Михайлович
Лаборант-исследователь
Студент 6 курса лечебно-профилактического факультета
varlash@mail.ru

Институт медицинских клеточных технологий
620026 Российская Федерация, Екатеринбург, ул. Карла Маркса, д. 22а
Уралький государственный медицинский универтитет