Старение организма и возрастная динамика биомаркеров геродиагностики у человека
УДК 001.89.37.091
И.В. Гаврилов¹,², В.Н. Мещанинов¹,², Д.Л. Щербаков¹,², Т.Ю. Вержбицкая ¹,
Н.С. Манакова¹,², Н.М. Черепанова¹, Е.М. Варлашов¹, Е.Д. Решетников¹,²
¹ГАУЗ СО Институт медицинских клеточных технологий, г. Екатеринбург, Российская Федерация;
²ФГБОУ ВО Уральский государственный медицинский университет Минздрава России, г. Екатеринбург, Российская Федерация;
Резюме. Целью исследования было выявить и сравнить информативность основных биохимических, клеточно-гематологических и функционально-психологических биомаркеров, отражающих процессы физиологического и ускоренного (патологического) старения организма пациентов для использования в диагностике их биологического возраста. Материалы и методы. Было проведено клиническое рандомизированное параллельное контролируемое исследование, в котором изучалась возрастная динамика биохимических, включая перекисное окисление липидов и антиокислительную активность (ПОЛ и АОА), клеточно-гематологических, включая стволовые полипотентные гемопоэтические клетки CD34+, и функционально-психологических показателей организма практически здоровых людей при физиологическом старении и ускоренном полиморбидной патологией, зафиксированным по состоянию их биологического возраста (БВ). Всего обследовано добровольно 5296 пациентов: 3395 лиц мужского пола и 1901 лиц женского пола. Обследуемые пациенты имели календарный возраст (КВ) от 18 до 93 лет, были разделены по полу и по состоянию здоровья (практически здоровые пациенты и пациенты с полиморбидной патологией, имеющие ускоренное старение — в соотношении 1: 1). Результаты. Биохимические, клеточно-гематологические и функционально-психологические показатели организма в разной степени отражали темп старения и длительность предстоящей продолжительности жизни. Функционально-психологические показатели наиболее оптимально отражали темп старения организма, поскольку оказались самыми календарно-возраст-зависимыми. Биохимические и клеточно-гематологические показатели не обнаружили столь высокой возрастной зависимости, в большей степени являясь более устойчивыми и консервативными, отражали стабильность гомеостаза организма и, по-видимому, вероятную продолжительность жизни. Судя по результатам корреляционного анализа, биологический возраст, рассчитанный с использованием дополнительных производных от измеряемых базовых величин, особенно — в случае использования для этого функционально-психологических показателей, наиболее точно отражает темп старения, в отличие от биовозраста, рассчитанного с использованием только базовых показателей прямого измерения.
Ключевые слова: старение, биологический возраст, маркеры старения, клеточно-гематологические показатели, стволовые клетки
Конфликт интересов отсутствует.
Контактная информация автора, ответственного за переписку:
Гаврилов Илья Валерьевич
given18@yandex.ru
Дата поступления 26.11.2020г.
Образец цитирования:
Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н., Щербаков Д.Л., Вержбицкая Т.Ю., Манакова Н.С., Черепанова Н.М., Варлашов Е.М., Решетников Е.Д. Старение организма и возрастная динамика биомаркеров геродиагностики у человека. http://vestnikural.ru/article/1149 [Электронный ресурс] Вестник уральской медицинской академической науки. 2020, Том 17, №4, с. 272–284, DOI: 10.22138/2500-0918-2020-17-4-272-274
Введение
В настоящее время существуют несколько гипотез старения, которые имеют многочисленные фактические подтверждения своей значимости и доказывают существование различных механизмов старения [1, 2]. Предположительно механизмы старения имеют различный вклад в процесс возрастной инволюции конкретного организма: у конкретного индивида одни из них являются ведущими, другие — второстепенными [3, 4, 5, 6]. Также возможно, что в онтогенезе индивида происходит изменение в структуре механизмов старения, вклад одних может возрастать, а других снижаться. Подтверждением этих предположений является то, что до сих пор нет заметных успехов массового практического применения геропротекторов у человека [7, 8, 9]. Существующие как стандартные диагностические, так и массовые геропрофилактические мероприятия, способные в отдельных случаях показывать хорошие результаты, в среднем, как правило, малоэффективны [10].
При этом до сих пор не существует четкого понимания диагностической ценности возрастзависимых показателей. Неизвестно, равнозначны ли они, насколько адекватно отражают влияние на организм патологий и геропротекторной терапии. Соответственно непонятны возможности использования значения биологического возраста, рассчитанного с помощью таких возраст-зависимых показателей, в оценке темпа старения в условиях патологий и их коррекции. Остаются неизученными возможности исследования показателя биологического возраста в прогнозировании вероятной продолжительности жизни. В связи с этим, выяснение способности индивидуальных и группово-ориентированных маркеров старения отражать состояние здоровья и действие на организм патологий и их коррекции является актуальным направлением современной геронтологии [11, 12].
По-видимому, ведущие механизмы старения пациента можно также (от обратного) выявить по эффективности действия на него геропрофилактических воздействий. Однако, известный в медицине способ «диагностики путем назначения пробной терапии» для подбора пациенту геропрофилактических воздействий (терапия ex juvantibus) не во всем оправдан по экономическим, этическим и другим соображениям [1, 2, 6, 10].
Ведущие механизмы старения пациента, по нашему представлению, должны отражаться на состоянии его основных, доступных медицине и реабилитологии, устойчивых, простых и надежных в измерении («рутинных») показателей, таких как биохимические, включая свободно-радикальные, клеточно-гематологические, включая представления о клетках-предшественниках — стволовых клетках, и неинвазивные функционально-психологические.
Цель исследования
Выявить и сравнить информативность основных биохимических, клеточно-гематологических и функционально-психологических биомаркеров, отражающих процессы физиологического и ускоренного (патологического) старения организма пациентов для использования в диагностике их биологического возраста.
Материалы и методы
Было проведено клиническое рандомизированное параллельное контролируемое исследование, в котором изучалась возрастная динамика биохимических, включающих ПОЛ и АОА, клеточно-гематологических с исследованием содержания стволовых полипотентных гемопоэтических клеток CD34+ в крови и функционально-психологических показателей при физиологическом и ускоренном полиморбидной патологией старении. Исследование было выполнено в лаборатории антивозрастных технологий Института медицинских клеточных технологий (ИМКТ) (г. Екатеринбург) в период с 2012 по 2020 гг. Всего добровольно обследовано 5296 пациентов (включая повторные обследования): 3395 лиц мужского пола и 1901 лиц женского пола. У пациентов, привлеченных для клинических исследований, получали информированное согласие. Обследуемые пациенты имели КВ от 18 до 93 лет, были разделены по полу и по состоянию здоровья (практически здоровые пациенты и пациенты с полиморбидной патологией, имеющие ускоренное старение — в соотношении 1: 1), а также в части исследования обсуждение результатов проводилось с учетом возрастных групп (18-39 лет — молодой, 40-59 лет — средний, 60-93 лет — пожилой и старческий).
Группа практически здоровых пациентов (испытуемых) была составлена из пациентов профилактических осмотров — не беременных, не предъявляющих жалоб на момент обследования и имеющих клинико-диагностические показатели (общий анализ крови и мочи, ЭКГ, рентгенологические показатели грудной клетки) в пределах референсных значений.
Группа пациентов с ускоренным старением были составлена из пациентов, имеющих полиморбидную патологию: несколько хронических нозологий 1-2 степени (стадии) тяжести в стадии стойкой ремиссии. У пациентов женского пола преобладали поражения межпозвоночных дисков поясничного и других отделов с радикулопатией, последствия внутричерепной травмы, церебральный атеросклероз, органическое эмоционально лабильное расстройство, осложненная катаракта, другие старческие катаракты. У пациентов мужского пола преобладали последствия внутричерепной травмы, постконтузионный синдром, органическое эмоционально лабильное астеническое расстройство, поражения межпозвоночных дисков поясничного и других отделов с радикулопатией, церебральный атеросклероз, болезни мужских половых органов, легкие когнитивные расстройства и гипертензивная энцефалопатия.
Критерием исключения пациентов из исследования служило наличие у них любых видов острых патологий, обострений хронических патологий, инфекционных заболеваний, травм, операций в предшествующий исследованию календарный 1 год, выраженной психической патологии, выраженных нарушений двигательных функций (в частности, ходьбы) и других состояний, не позволяющих проведение им оценки биологического возраста по нашим методикам с легкими функциональными нагрузками.
У пациентов женского и мужского пола разного возраста в сыворотке крови, забранной из кубитальной вены после подписания информированного согласия, после центрифугирования на центрифуге медицинской СМ-6МТ (ELMI, г. Рига, Латвия) при 2,5 тыс. об./мин. в течение 10-12 минут определяли стандартизированные биохимические показатели на автоматическом биохимическом и иммуноферментном анализаторе Chem Well (Combi, Awareness Technologi, США) и COBAS c111 (Roche Diagnostics, Германия): общий белок, альбумин, глобулины, α1-, α2-, β-, γ-глобулины, креатинин, мочевая кислота, мочевина, глюкоза, лактат, общие липиды, триглицериды (ТГ), холестерин(ХС), холестерин липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), холестерин липопротеинов низкой плотности (ХС ЛПНП), холестерин липопротеинов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП), активность аминотрансферазы (АСТ), аланинаминотрансферазы (АЛТ); на спектрофотометре сканирующем UNICO-2802 (UNICO, Япония): пептиды средней молекулярной плотности (СМП), показатели перекисного окисления липидов и антиокислительной активности (ПОЛ и АОА) — диеновые конъюгаты (ДК), а также в цельной стабилизированной антикоагулянтом крови — активность каталазы и пероксидазы эритроцитов, перекисную резистентность эритроцитов (ПРЭ), осмотическую резистентность эритроцитов (ОРЭ); на люминометре — фотометре Lucy 3 с двойным диспенсером и встроенным компьютером (Anthos Labtec Instruments, США): светосумму хемилюминесценции (ХЛS), амплитуду хемилюминесценции (ХЛh) сыворотки крови в качестве дополнительного показателя ПОЛ/АОА.
Определение суммарного содержания стволовых гемопоэтических клеток и прогениторных клеток по маркеру CD34+ в периферическойй крови производилось после обработки лизирующим эритроциты раствором «BD FACS» (США), выделения кариоцитов центрифугированием и их промывки «BD CellWash» (США) на проточном цитофлуориметре «BD FACS Canto II» Becton & Dickinson (США) с использованием моноклональных антител [13].
В цельной стабилизированной антикоагулянтом крови на гематологическом анализаторе определяли гематологические показатели (лейкоциты (WBC), эритроциты (RBC), гемоглобин (HGB), гематокрит (HCT), средний объем эритроцита (MCV), среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCH), средняя концентрация гемоглобина в эритроците (MCHC), анизоцитоз эритроцитов (RDW-CV), анизоцитоз эритроцитов (RDW-SD), тромбоциты (PLT), ширина распределения тромбоцитов по объему (PDW), средний объем тромбоцита (MPV), коэффициент крупных тромбоцитов (P-LCR), тромбокрит (PCT), нейтрофилы (NEUT), незрелые гранулоциты (IG), лимфоциты (LYMPH), моноциты (MONO), эозинофилы (EO), базофилы (BASO), нейтрофилы (NEUT), незрелые гранулоциты (IG), лимфоциты (LYMPH), моноциты (MONO), эозинофилы (EO), базофилы (BASO), нормобласты (NRBC)).
Также определяли функционально-психологические показатели организма человека (артериальное давление систолическое (АДС), артериальное давление пульсовое (АДП), диапазон Q-T на электрокардиограмме, скорость распространения пульсовой волны (СПВ), задержка дыхания на вдохе (ЗДвдох), задержка дыхания на выдохе (ЗДвыдох), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), аккомодация хрусталика глаза (АГ), острота слуха при частоте 4000 гц (ОС), статическая балансировка (СБ), субъективная оценка здоровья (СОЗ), Тест Векслера (ТВ)).
Статистически значимо изменяющаяся с возрастом часть полученных данных использовалась для построения математических моделей по оценке темпов старения человека, определения ведущих механизмов старения и индивидуального прогнозирования эффективности геропрофилактических воздействий. Для определения темпа старения пациентов с помощью математических моделей рассчитывали их БВ, который интегрировал значения возрастзависимых показателей и отражал процесс старения организма.
Для определения темпа старения пациентов использовали разработанные способы определения БВ: основанные на полиномиальном уравнении (патенты: «Программа для ЭВМ «BIOAGE Polinom», 2012613817, опубликовано 24.04.2012; «Способ определения биологического возраста у женщин» № 2617801, Заявка № 2016129651. Приоритет от 19 июля 2016 г.; «Способ определения биологического возраста у мужчин» № 2617313, Заявка № 2016129302. Приоритет от 18 июля 2016 г.) и основанные на уравнении множественной линейной регрессии [14, 15, 16].
Статистическая обработка результатов
Полученные данные подвергали статистической обработке с использованием непараметрических и параметрических критериев статистики. Удаление выпадающих значений из совокупностей проводили с достоверностью р<0,05. Для каждой совокупности вычисляли среднюю арифметическую величину, стандартную ошибку средней величины. Для оценки статистически значимых отличий между сравниваемыми группами использовали параметрический t-критерий Стьюдента для связанных и несвязанных совокупностей и непараметрический критерий Вилкоксона для связанных совокупностей. Наличие взаимосвязи показателей определяли путем вычисления коэффициента парной корреляции Пирсона ® и его значимости по параметрическим критериям. Статистическую обработку проводили на персональном компьютере с процессором Intel Core Duo 1,3 GHz в операционной среде Microsoft Windows 10 в программе Ехсеl 2010. Критерием достаточных статистически знчимых различий сравниваемых средних величин считали р<0,05.
Результаты и обсуждение
Для выявления маркеров старения и оценки их диагностической значимости у пациентов мужского и женского пола изучена возрастная динамика биохимических показателей сыворотки крови, в том числе ПОЛ и АОА, клеточно-гематологических и функционально-психологических показателей в условиях физиологического и ускоренного старения (табл. 1, 2, 3).
На основании наличия у показателей в условиях физиологического старения линейной статистически значимой возрастной динамики по средним значениям и их статистически значимой корреляции с КВ им присваивался статус – «маркер старения».
Установлено, что возрастная динамика проявлялась в известной степени среди всех групп изученных нами показателей. У практически здоровых пациентов из 16 биохимических показателей выделены маркеры старения: 8 (50%) у женщин (альбумины, мочевая кислота, ТГ, ХС ЛПВП, мочевина, глюкоза, ХС ЛПОНП, глобулины) и 6 (37,5%) у мужчин (альбумины, общий белок, мочевина, глюкоза, ХС ЛПОНП, АЛТ); из 5 показателей ПОЛ и АОА выделены маркеры старения: 4 (80%) у женщин (ХЛS и ДК сыворотки крови, каталаза и пероксидаза эритроцитов) и 2 (40%) у мужчин (ХЛS, ХЛh сыворотки крови); из 22 гематологических показателей выделены маркеры старения: 5 (22,7%) у женщин (СОЭ, RBC, RDW, ОРЭ, MCV) и 11 (50%) у мужчин (СОЭ, RDW, HGB, RBC, ПРЭ, HCT, MCH, MID%, PLT, PDW, PCT%); из 15 функционально-психологических показателей выделены маркеры старения: 11 (73,3%) у женщин (АДП, СПВ, ЗДвдох, ЗДвыдох, ЖЕЛ, АК, ОС, СБ, СОЗ, ТВ, Q-T) и 10 (66,7%) у мужчин (АДС, СПВ, ЗДвдох, ЖЕЛ, АК, ОС, СБ, СОЗ, ТВ, Q-T).
Для выяснения степени связи информативности маркеров старения с календарным возрастом их условно разделили на позитивные и негативные. Позитивными маркерами старения обозначили показатели, которые имели общую однонаправленную (либо уменьшающуюся, либо увеличивающуюся) с возрастом динамику при физиологическом и ускоренном старении. Негативные маркеры старения, соответственно, показатели, которые не имели общей динамики при физиологическом и (или) ускоренном старении.
Для изучения возрастной динамики показателей в условиях ускоренного старения привлекали пациентов с полиморбидной патологией. Полиморбидная патология является моделью ускоренного старения, что было подтверждено в клинических исследованиях на пациентах мужского и женского пола по состоянию БВ [7, 8, 10, 11]. В возрасте 20-39 лет у пациентов мужского пола с полиморбидной патологией БВ выше, чем у практически здоровых пациентов того же пола и возраста на +19,2% (p<0,001), у пациентов женского пола с полиморбидной патологией БВ выше, чем у практически здоровых пациентов того же пола и возраста на +22,2% (p<0,001).
Установлено, что часть показателей имела общую динамику при физиологическом и ускоренном старении (имели признаки позитивных маркеров старения), а часть — нет (являлись негативными маркерами старения) (табл. 1, 2, 3).
Таблица 1
Изменение наиболее значимых биохимических показателей-маркеров периферической крови в условиях физиологического и ускоренного старения человека
Table 1
Changes in the most significant biochemical indicators of markers of peripheral blood in the conditions of physiological and accelerated aging of man
Показатели / Indicators | Пациенты / Patient | Старение / Aging | Отличие в %, достоверность / Difference %, reliability | |
физиологическое / physiological | ускоренное / accelerated | |||
Общийбелок, г/лсывороткикрови / Total protein, g/l of blood serum | женщины / women | 70,99 ± 0,65 | 73,03 ± 0,49 | +2,9% * |
мужчины / men | 73,67 ± 0,92 | 71,01 ± 0,21 | -3,6% ** | |
Альбумин, г/лсывороткикрови / Albumen, g/l of blood serum | женщины / women | 48,3 ± 0,2 | 46,7 ± 1,4 | -3,4% * |
мужчины / men | 49,4 ± 0,3 | 47,8 ± 0,7 | -3,1% * | |
Глобулины, г/лсывороткикрови / Globulins, g/l of blood serum | женщины / women | 22,9 ± 0,4 | 22,9 ± 1,2 | -0,4% |
мужчины / men | 21,9 ± 0,3 | 21,5 ± 0,8 | -1,9% | |
Пептиды средней молекулярной плотности (СМП), отн. ед. Есывороткикрови / Peptides average molecular density (AMD), relative units U of blood serum | женщины / women | 0,263 ± 0,005 | 0,293 ± 0,003 | +11,4% *** |
мужчины / men | 0,289 ± 0,006 | 0,284 ± 0,001 | -1,7% | |
Аспартатаминотрансфераза (АСТ), Е/лсывороткикрови / Aspartate aminotransferase (AST), U/l of blood serum | женщины / women | 21 ± 0,3 | 20,9 ± 0,4 | -0,5% |
мужчины / men | 21,7 ± 0,5 | 21,6 ± 0,4 | -0,2% | |
Аланинаминотрансфераза (АЛТ), Е/лсывороткикрови / Alanine aminotransferase (ALT), U/l of blood serum | женщины / women | 13,6 ± 0,3 | 15,1 ± 0,5 | +10,9% ** |
мужчины / men | 18,4 ± 0,7 | 20,3 ± 0,6 | +10,4% * | |
Глюкоза, мМоль/лсывороткикрови / Glucose, mmol/l blood serum | женщины / women | 4,99 ± 0,04 | 5,11 ± 0,06 | +2,4% |
мужчины / men | 5,11 ± 0,06 | 4,91 ± 0,04 | -3,8% ** | |
Триглицериды, мМоль/лсывороткикрови / Triglycerides, mmol/l blood serum | женщины / women | 1,27 ± 0,02 | 1,38 ± 0,03 | +8,7% ** |
мужчины / men | 1,26 ± 0,04 | 1,97 ± 0,05 | +57,3% *** | |
Холестеринобщий, мМоль/лсывороткикрови / Total cholesterol, mmol/l blood serum | женщины / women | 4,93 ± 0,04 | 4,92 ± 0,06 | -0,1% |
мужчины / men | 4,52 ± 0,06 | 5,09 ± 0,05 | +12,6% *** | |
Мочеваякислота, мкМоль/лсывороткикрови / Uric acid, μmol/l blood serum | женщины / women | 213,5 ± 3,2 | 237,7 ± 5,8 | +11,4% *** |
мужчины / men | 313,5 ± 5,9 | 318,3 ± 5,9 | +1,6% | |
Мочевина, мМоль/лсывороткикрови / Urea, mmol/l blood serum | женщины / women | 5,4 ± 0,3 | 5,3 ± 0,6 | -1,9% |
мужчины / men | 7,6 ± 0,3 | 6,6 ± 0,5 | -13% | |
Светосумма хемилюминесценции (ХЛ S) сыв. крови, отн. ед./ Light sum of chemiluminescence (CL S) ser. blood, rel. units | женщины / women | 5603 ± 239 | 5758 ± 127 | +2,8% |
мужчины / men | 4824 ± 462 | 6108 ± 78 | +26,6% *** | |
Амплитуда (максимальная) хемилюминесценции (ХЛ h) сыв. крови, отн. ед. / Amplitude (maximum) chemiluminescence (CL h) ser. blood, rel. units | женщины / women | 60 ± 3,5 | 58,5 ± 1,6 | -2,6% |
мужчины / men | 78,4 ± 4,5 | 71,7 ± 0,7 | -8,5% | |
Диеновыеконъюгаты (ДК) сыв. крови, Епридлиневолны 232 нм / 213 нм / Diene conjugates (DC) serum. blood, E at a wavelength of 232 nm / 213 nm | женщины / women | 1,48 ± 0,05 | 1,86 ± 0,05 | +25,5% *** |
мужчины / men | 1,61 ± 0,09 | 1,74 ± 0,03 | +8,1% | |
Каталаза, мккат/ггемоглобинаэритроцитовцельнойкрови / Catalase, μkat / g hemoglobin of erythrocytes whole blood | женщины / women | 2,91 ± 0,07 | 2,32 ± 0,05 | -20,2% *** |
мужчины / men | 2,59 ± 0,1 | 2,09 ± 0,02 | -19,6% *** | |
Пероксидаза, мккат/ггемоглобинаэритроцитовцельнойкрови / Peroxidase, μkat / g hemoglobin of erythrocytes whole blood | женщины / women | 27,52 ± 0,7 | 32,23 ± 0,63 | +17,1% *** |
мужчины / men | 27,88 ± 0,98 | 35,6 ± 0,32 | +27,7% *** | |
Примечание: статистическая значимость p<0,05 — *, p<0,01 — **, p<0,001 — ***.
Таблица 2
Изменение наиболее значимых клеточно-гематологических показателей-маркеров цельной периферической крови в условиях физиологического и ускоренного старения человека
Table 2
Changes in the most significant cellular and hematological markers of whole peripheral blood under conditions of physiological and accelerated aging of humans
Показатели / Indicators | Пациенты / Patient | Старение / Aging | Отличие в %, достоверность / Difference %, reliability | |
физиологическое / physiological | ускоренное / accelerated | |||
CD 34+ (1/1000 кариоцитов) / CD 34+ (1/1000 karyocytes) | женщины / women | 0,0162 ± 0,003 | 0,0137 ± 0,002 | -15,4% * |
мужчины / men | 0,0183 ± 0,002 | 0,0118 ± 0,002 | -35,5%, * | |
Скоростьоседанияэритроцитов (СОЭ), мм/ч / Erythrocyte sedimentation rate (ESR), mm / h | женщины / women | 7,85 ± 0,61 | 10,82 ± 0,47 | +35,5% *** |
мужчины / men | 3,91 ± 0,33 | 6,51 ± 0,1 | +66,7%, *** | |
Эритроциты, х 1012/л / Erythrocytes, х 1012/l | женщины / women | 3,65 ± 0,06 | 3,64 ± 0,04 | -0,2% |
мужчины / men | 4,24 ± 0,08 | 4,11 ± 0,01 | -3,3% | |
Гемоглобин, г/л /Hemoglobin, g/l | женщины / women | 124,4 ± 1,5 | 125,4 ± 1,1 | +0,8% |
мужчины / men | 142,6 ± 1,7 | 137,5 ± 0,4 | -3,6% ** | |
Гематокрит, % / Hematocrit, % | женщины / women | 38,93 ± 0,25 | 38,58 ± 0,46 | -0,9% |
мужчины / men | 44,55 ± 0,33 | 43,53 ± 0,15 | -2,3% | |
Однородностьэритроцитов, отн. ед. / Uniformity of erythrocytes, rel. units | женщины / women | - | - | - |
мужчины / men | 12,7 ± 0,09 | 13,56 ± 0,26 | +6,7% ** | |
Среднийобъемэритроцита, фл / Average erythrocyte volume, fl | женщины / women | 84,7 ± 0,37 | - | - |
мужчины / men | 87,0 ± 0,48 | 85,9 ± 2,9 | -1,3% | |
Среднеесодержаниегемоглобинавэритроците, пг / Average hemoglobin content in erythrocyte, pg | женщины / women | 25,8 ± 0,15 | - | - |
мужчины / men | 26,8 ± 0,16 | 26,7 ± 1,00 | -3% | |
Лимфоциты, ×109/л / Lymphocytes, ×109/l | женщины / women | 2,32 ± 0,05 | - | - |
мужчины / men | 2,93 ± 0,07 | 2,94 ± 0,34 | +0,1% | |
Тромбоциты, ×109/л /Platelets, ×109/l | женщины / women | 262,4 ± 5,3 | - | - |
мужчины / men | 251,7 ± 5,7 | 246,1 ± 8,5 | -2,2% | |
Осмотическаярезистентностьэритроцитов (ОРЭ), % гемолиза / Osmotic resistance of erythrocytes (ORE),% of hemolysis | женщины / women | 4,47 ± 0,22 | 4,72 ± 0,18 | +5,7% |
мужчины / men | 4,29 ± 0,29 | 5,51 ± 0,1 | +28,2% ** | |
Перекиснаярезистентностьэритроцитов (ПРЭ), % гемолиза / Peroxide resistance of erythrocytes (PRE),% of hemolysis | женщины / women | 2,44 ± 0,11 | 2,17 ± 0,08 | -11,2% * |
мужчины / men | 2,28 ± 0,15, | 1,78 ± 0,03 | -21,9% *** | |
Примечание: статистическая значимость p<0,05 — *, p<0,01 — **, p<0,001 — ***.
На основании изучения динамики показателей-маркеров в условиях физиологического и ускоренного старения у пациентов были определены позитивные и негативные маркеры старения.
У пациентов женского пола позитивными маркерами старения были 19 показателей (биохимические — 8: альбумин, мочевая кислота, ТГ, ХС ЛПВП, ХЛS, ДК, каталаза и пероксидаза эритроцитов; гематологические — 1: СОЭ; функционально-психологические — 10: АДП, СПВ, ЗД вдох, ЗД выдох, ЖЕЛ, АК, ОС, СБ, СОЗ, ТВ), негативными маркерами старения были 7 показателей (биохимические — 4: глобулины, ХС ЛПОНП, глюкоза, мочевина; гематологические — 2: ОРЭ, RBC; функционально-психологические — 1: диапазон Q-T в электрокардиограмме).
Таблица 3
Изменение наиболее значимых функционально-психологических показателей-маркеров организма в условиях физиологического и ускоренного старения человека
Table 3
Changes in the most significant functional and psychological indicators-markers of the body in conditions of physiological and accelerated aging of a person
Показатели / Indicators | Пациенты / Patient | Старение / Aging | Отличие в %, достоверность / Difference %, reliability | |
физиологическое / physiological | ускоренное / accelerated | |||
Артериальное давление систолическое (АДС), мм рт.ст. / Systolic blood pressure (BPS), mm Hg | женщины / women | 121,8 ± 0,5 | 129,7 ± 0,8 | +6,5% *** |
мужчины / men | 128,6 ± 0,7 | 128 ± 0,3 | -0,5% | |
Артериальноедавлениепульсовое (АДП), ммрт.ст./Pulse arterial pressure (APP), mm Hg | женщины / women | 44,2 ± 0,4 | 52 ± 0,6 | +17,6% *** |
мужчины / men | 47,4 ± 0,6 | 48,7 ± 0,2 | +2,6% * | |
Диапазон Q-T наэлектрокардиограмме, c / Q-T range on electrocardiogram, sec | женщины / women | 0,369 ± 0,001 | 0,361 ± 0,001 | -2,2% *** |
мужчины / men | 0,355 ± 0,002 | 0,351 ± 0,001 | -1,1% * | |
Скорость распространения пульсовой волны, м/с / Pulse wave propagation speed, m/sec | женщины / omen | 4,62 ± 0,03 | 5,13 ± 0,03 | +10,9% *** |
мужчины / men | 4,8 ± 0,06 | 5,03 ± 0,02 | +4,9% *** | |
Задержкадыханиянавдохе (ЗДвдох), с / Holding the breath while inhaling (HBinhale), sec | женщины / women | 40,2 ± 0,6 | 30,1 ± 0,6 | -25,2% *** |
мужчины / men | 58,2 ± 0,9 | 45,2 ± 0,4 | -22,3% *** | |
Задержкадыханиянавыдохе (ЗДвыдох), с / Holding breath on exhalation (HBexhalation), s | женщины / women | 25,2 ± 0,3 | 21,7 ± 0,4 | -14% *** |
мужчины / men | 30,4 ± 0,4 | 25,4 ± 0,2 | -16,4% *** | |
Жизненная емкость легких, (ЖЕЛ), л / Lung vital capacity, (VC), l | женщины / women | 2692,2 ± 30,5 | 2362 ± 37,6 | -12,3% *** |
мужчины / men | 4205,3 ± 43,9 | 3722,1 ± 23,2 | -11,5% *** | |
Аккомодацияглаза (АК), дптр / Eye accommodation (AC), diopters | женщины / women | 5,13 ± 0,11 | 4,51 ± 0,13 | -12,2% *** |
мужчины / men | 5,34 ± 0,14 | 4,47 ± 0,05 | -16,2% *** | |
Остротаслуха (ОС), дБпричастоте 4000 гц / Hearing acuity (HA), dB at 4000 Hz | женщины / women | 17,4 ± 0,4 | 25,5 ± 0,8 | +46,6% *** |
мужчины / men | 23,2 ± 0,8 | 35,7 ± 0,5 | +53,6% *** | |
Статическаябалансировка (СБ), секунды / Static balancing (SB), seconds | женщины / women | 10,9 ± 0,3 | 4,3 ± 0,1 | -60,7% *** |
мужчины / men | 21,8 ± 0,9 | 7,7 ± 0,1 | -64,7% *** | |
Субъективнаяоценказдоровья (СОЗ), отн. ед. / Subjective health assessment (SHA), rel. units | женщины / women | 10,1 ± 0,2 | 16,6 ± 0,3 | +65% *** |
мужчины / men | 9,5 ± 0,3 | 15,5 ± 0,1 | +64% *** | |
ТестВекслера (ТВ), отн. ед. / Wechsler test (TW), rel. units | женщины / women | 51,2 ± 0,5 | 40,3 ± 0,7 | -21,3% *** |
мужчины / men | 46,7 ± 0,7 | 36,8 ± 0,3 | -21,3% *** | |
Примечание: статистическая значимость p<0,05 — *, p<0,01 — **, p<0,001 — ***.
У пациентов мужского пола позитивными маркерами старения оказались 14 показателей (биохимические — 2: общий белок, альбумин, ХЛS; гематологические — 3 СОЭ, HGB, RDW; функционально-психологические — 9: АДС, СПВ, ЗДвдох, ЖЕЛ, АК, ОС, СБ, СОЗ, ТВ), негативными маркерами старения — 13 показателей (биохимические — 4: АЛТ, ХС ЛПОНП, глюкоза, мочевина, ХЛh; гематологические — 8: ПРЭ, RBC, HCT, MCH, MID%, PLT, PDW, PCT; функционально-психологические — 1: диапазон Q-T).
Таким образом, среди функционально-психологических показателей преобладали позитивные маркеры старения, имеющие общую динамику при физиологическом и ускоренном старении. Среди биохимических и клеточно-гематологических показателей преобладали негативные маркеры старения, у которых отсутствовала какая-либо однонаправленная динамика с увеличением КВ как при физиологическом, так и при ускоренном старении. Следует заметить в сопоставлении с нашими предыдущими данными, что у человека (мужчин) общими маркерами старения оказались: 1 позитивный (альбумин), 2 негативных (MID% и PLT) [7].
Была оценена также возможность оценки темпа старения и вероятной продолжительности жизни пациентов по биологическому возрасту (БВ), рассчитанному с использованием биохимических, клеточно-гематологических и функционально-психологических показателей в условиях физиологического и ускоренного старения. Используя исходные (базовые) и показатели соотношения (рассчитанные из базовых показателей посредством их перемножения или деления) практически здоровых пациентов были созданы уравнения расчета вариантов БВ. Корреляция этих 2-х различных вариантов оценки БВ с КВ представлены на рисунке 1 (только в группе практически здоровых людей).
У практически здоровых пациентов максимальный коэффициент корреляции БВ с КВ был расчитан при использовании базовых изначально полученных путем измерений показателей и производных от них показателей функционально-психологических показателей (у мужчин 0,873±0,005, p<0,001; у женщин 0,844±0,009, p<0,001).
Рисунок 1. Корреляция календарного (КВ) и биологического возраста (БВ) пациентов мужского и женского пола (имеющих физиологический тип старения), рассчитанных с помощью базовых и производных от них показателей: биохимических, клеточно-гематологических и функционально-психологических / Correlation of calendar (CV) and biological ages (BV) of male and female patients (with a physiological type of aging), calculated using basic and derived indicators: biochemical, cellular-hematological and functional-psychological
Биологический возраст, рассчитанный с использованием производных функционально-психологических показателей, максимально коррелирует с КВ в отличие от БВ, рассчитанного с использованием биохимических и клеточно-гематологических показателей. БВ, рассчитанный с использованием позитивных маркеров старения, в отличие от БВ, рассчитанного с использованием негативных маркеров старения, отражает темп старения не только в условиях физиологического старения, но и в условиях ускоренного старения, а также терапии старения. БВ в определенной степени призван прогностически отражать вероятную продолжительность жизни человека.
Заключение
Биохимические показатели, включающие ПОЛ и АОА, клеточно-гематологические показатели, включающие стволовые полипотентные гемопоэтические клетки CD34+ и функционально-психологические показатели организма в разной степени отражают темп старения и будут прогнозировать меру предстоящей продолжительности жизни. Среди функционально-психологических показателей обнаружено больше маркеров старения, которые хорошо отражали темп старения организма. Среди биохимических и клеточно-гематологических показателей, наоборот, чаще встречались маркеры предстоящей продолжительности жизни, которые в большей степени отражали устойчивые гомеостатические возможности организма. Среди функционально-психологических показателей, наоборот, преобладали позитивные маркеры старения, имеющие однонаправленную с возрастом динамику при физиологическом и ускоренном старении. Среди биохимических и клеточно-гематологических показателей преобладали негативные маркеры старения, у которых отсутствовала однонаправленная динамика при физиологическом и ускоренном старении.
Биологический возраст, рассчитанный с использованием интегральных функционально-психологических показателей, наиболее оптимально отражал темп старения, в отличие от биовозраста, рассчитанного с использованием биохимических и клеточно-гематологических показателей.
Статья подготовлена при частичной финансовой поддержке Гранта Ученого совета ФГБОУ ВО ГМУ Минздрава России, протокол № 8 от 15 мая 2020 года.
ЛИТЕРАТУРА
- Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения в 2 т. 2-е изд. перераб. и доп. С.-Пб. Наука. 2008
- López-Otín C., Blasco M.A., Partridge L. et al. The hallmarks of aging. // Cell. 2013. Vol. 153. № 6. P.1194-1217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039.
- Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. Является ли старение болезнью? Точка зрения биодемографов // Успехи геронтологии. 2017. Т. 30. № 6. С. 841-842.
- Голубев А.Г. Является ли старение болезнью? Точка зрения биогеронтолога: старость ≠ болезнь // Успехи геронтологии. 2017. Т. 30. № 6. C.845-847.
- Москалев А.А. Является ли старение болезнью? Точка зрения генетика // Успехи геронтологии. 2017. Т. 30. № 6. С. 843-844.
- Мякотных В.С. Является ли старение болезнью? Точка зрения гериатра // Успехи геронтологии. 2017. Т. 30. № 6. С. 848-850.
- 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. С. 70-75.
- Гаврилов И.В., Мещанинов В.Н., Щербаков Д.Л. и др. Скрининг функциональных, биохимических и клеточно-гематологических показателей организма как маркеров процесса старения человека // Вестник Уральской медицинской академич
- Мещанинов В.Н., Щербаков Д.Л., Лукаш В.А. Метаболизм клеточных структур при старении и стрессе. Монография // Екатеринбург, 2017.
- Мещанинов В.Н., Ткаченко Е.Л., Гаврилов И.В. и др. Медици