Videnskaben om aldring - del 1 af 2

 Videnskaben om aldring

Del 1 af 2. Anden del kommer.

Mit navn er Dr. Morgan Levine. Jeg studerer aldring, og min bog hedder True Age. Min interesse for aldring startede, da jeg var ret ung, fordi min far var ret gammel, da jeg blev født. Han var midt i 50'erne, og jeg blev meget bevidst om aldringsprocessen fra en ung alder. På et tidspunkt, hvor de fleste børn ikke overvejede deres forældres sygdomsrisiko og dødelighed, var det noget, jeg altid var bekymret for.

Da jeg gik på universitetet, lærte jeg, at der var et helt videnskabeligt felt, der fokuserede på at forsøge at forstå aldringsprocessen og potentielt endda gribe ind i den. Denne opdagelse drev mig virkelig til at arbejde med aldringsvidenskaben.

Min nuværende forskning fokuserer på at forsøge at kvantificere eller måle aldring. Kan vi tage alle de cellulære og molekylære ændringer, som mennesker har gennemgået, og give dem en fornemmelse af, hvordan de klarer sig med hensyn til aldringsprocessen? Ældes de langsommere, end vi ville forvente, eller hurtigere, end vi ville forvente?

Vi ældes alle, men vi ældes ikke alle i samme tempo. Mit laboratorium er interesseret i, om vi kan sætte et tal på det, om vi kan måle, hvor hurtigt eller langsomt en given person ældes. Vi mener, at dette er kritisk, fordi det sandsynligvis har konsekvenser for fremtidig sygdomsrisiko, den resterende forventede levetid og andre aspekter, som folk bekymrer sig om i forhold til deres helbred.

Jeg tror, ​​at mange mennesker ikke er klar over, hvor meget magt vi rent faktisk har over vores aldringsproces. Mange mennesker antager, at deres forventede levetid eller risiko for sygdomme som kræft eller hjertesygdomme skyldes genetiske eller uundgåelige faktorer. Men vi har meget større evne til at modulere disse risici, eller i det mindste tidspunktet for, hvornår sygdomme kan opstå. Ved at hjælpe folk med at forstå aldringens biologi og hvorfor det er vigtigt for sygdom, mener vi, at dette kan give folk mulighed for at tage meningsfulde skridt til at bremse aldring og øge det, vi kalder sundhedsspændvidde - deres forventede levetid fri for sygdom.

Sådan måler vi alder: Biologisk versus kronologisk  

De fleste mennesker tænker på alder eller aldring i form af kronologisk tid. Vi ved alle, hvor mange år vi har levet, og vi måler normalt vores aldring i form af den tid - måneder, dage og år siden vi blev født. Vi lægger stor vægt og betydning på dette mål, men det er ikke dette tal, der tæller. Grunden til, at vi er blevet så fikserede på kronologisk alder, er, at det er knyttet til det, vi betragter som den biologiske aldringsproces.

Over tid nedbrydes levende systemer som mennesker eller enhver anden organisme og bliver mindre funktionelle. Vi tænker på dette som den biologiske aldringsproces. Hvordan fungerer vores celler dårligere, end de gjorde før, og hvordan har vores kroppe ændret sig over tid? Det vigtige er, at denne proces i modsætning til kronologisk tid potentielt er formbar.

Vi ved dette ved at se på forskellige arter. Man kan sammenligne en 10-årig hund med et 10-årigt menneske, og det er tydeligt, at den hastighed, hvormed deres kroppe er blevet forringet over den tid, er ret forskellig. Selv blandt mennesker kan man se på to personer, der er 50 år gamle kronologisk, og de ser måske ikke ens ud med hensyn til generel sundhedstilstand eller generel aldringsrate. Så det bliver vigtigt at forstå den biologiske aldringsproces, hvor langt vi hver især har divergeret over tid, og hvad dette kan betyde for vores fremtidige helbred.

Hvordan aldring ser ud på tværs af arter

Der er en debat i feltet om, hvorvidt aldring er universel, og om alle organismer rent faktisk ældes. De fleste forskere mener, at aldring er et universelt træk ved levende systemer, og at levende systemer i sagens natur ændrer sig og forfalder over tid. Men nogle organismer gør dette i et så langsomt tempo - det, vi kalder ubetydelig senescens - at vi ikke kan observere aldring i disse systemer.

For at se, hvor hurtigt forskellige organismer ældes, ser vi på det, vi kalder overlevelseskurver. Ser vi en øget risiko for dødelighed i en population som en funktion af tid? Vi tænker på det som den samlede hastighed, hvormed en art, et dyr eller en plante ældes.

Aldring under overfladen

Når vi tænker på ændringer forbundet med alderdom, tænker vi på funktionelle ændringer - ting, vi kan se i os selv og i mennesker omkring os. Dette inkluderer, hvor hurtigt du kan løbe eller gå, din evne til at gå op ad trapper, eller hvor meget energi du har. Vi tænker også på rynker, grånende hår eller hårtab og de sygdomme, der manifesterer sig med aldring. Men det er ikke her, aldring starter. Det er fremkomsten eller manifestationerne af aldring.

Vi tror, ​​at aldring starter på et meget lavere niveau, på det molekylære og cellulære niveau. Hvis jeg spørger nogen, hvor gamle de er, er deres umiddelbare svar normalt antallet af lys, de pustede ud på deres sidste fødselsdag, eller tallet på deres kørekort eller pas. Det tal har ikke meget betydning, bortset fra at det tilfældigvis er korreleret med biologisk aldring, hvilket er det, vi virkelig bekymrer os om.

Kan vi måle aldring?

Biologisk alder refererer til den grad, i hvilken din biologi har ændret sig over en given tidsperiode. Vi mener, at disse ændringer er maladaptive og fører til mere dysfunktion, mere tilbagegang og i sidste ende mere sygdom. Et vigtigt fokus i aldringsvidenskaben er at kunne kvantificere eller estimere denne proces – om vi kan måle biologisk alder.

Der er tre store fordele ved at kvantificere aldring. Den første er at forstå aldringsvidenskaben – hvorfor systemer ældes, hvad der fører til det, og hvordan man kan gribe ind. Den anden er, at det giver et endepunkt for kliniske forsøg eller anden forskning, der forsøger at gribe ind i aldringsprocessen, for at afgøre, om disse interventioner er succesfulde. Den tredje, som de fleste mennesker er mest interesserede i, er, at det giver individer en forståelse af deres generelle helbred og er vigtigt for risikostratificering.

Risikostratificering betyder at forstå, hvem der kan have større risiko for at udvikle aldersrelaterede sygdomme. Derfra kan folk arbejde med en læge eller revurdere livsstils- og adfærdsfaktorer for at se, om de kan bremse denne proces og overvåge den i realtid. Der er ikke én rigtig måde at gøre dette på, og forskellige typer data kan bruges.

Nogle tilgange bruger funktionelle evner eller antallet af diagnosticerede sygdomme som indikatorer for, hvor meget en person har ændret sig over tid. Et andet koncept er det, vi kalder fænotypisk alder, (en organismes fænotype, altså dens observerbare træk som højde, øjenfarve, blodtype, og adfærd, som er et resultat af samspillet mellem dens gener (genotype) og miljøet) som afspejler ændringer på et fysiologisk niveau. Disse er målinger, man typisk får under et årligt lægebesøg via en blodprøve. Disse målinger indfanger organfunktion, herunder lever- og nyrefunktion, metabolisk sundhed, lipider og til en vis grad inflammation og immunprofiler.

Når vi sætter disse sammen, kan vi generere et samlet tal, der viser på et holistisk fænotypisk niveau sammenlignet med andre mennesker på deres alder. Dette giver os en idé om, hvordan forskellige organsystemer arbejder sammen for at skabe generel sundhed. Der er også mere specifikke måder at måle aldring på molekylært eller cellulært niveau, hvor vi dykker ned i variabler, der kan repræsentere, hvor aldringen rent faktisk starter.

Vi mener, at disse målinger er vigtige, fordi de indfanger fysiologiske ændringer, der går forud for den dysfunktion, der ses ved sygdom. Vi mener, at det er prædiktivt for fremtidig risiko for sygdom, og at det er tæt nok på sygdom til, at det rent faktisk kan fortælle dig, hvordan du klarer dig.

I gennemsnit forventer vi, at folk får et år i fænotypisk alder for hvert år i kronologisk alder. Hvis du målte dig selv hvert år på din fødselsdag, ville du forvente, at den ville stige med et år hvert år. Ideelt set ville fænotypisk alder dog stige langsommere end kronologisk alder, hvilket vi betragter som en opbremsning eller en afmatning af aldringsprocessen.

Langsom aldring for at forlænge helbredet

Der er ingen rigtig eller forkert alder at begynde at måle fænotypisk alder i. Vi siger altid, at det aldrig er for sent. Nogle mennesker tror, ​​at de allerede er for gamle eller allerede har en sygdom, så det er måske ikke det værd. Men vi finder, at der stadig er en stor grad af formbarhed i fænotypisk aldring gennem hele levetiden.

Folk i alle aldre kan overvåge dette, og du får allerede disse målinger under dine årlige lægebesøg. Det er relativt nemt at indtaste disse værdier i en algoritme for at generere en yderligere variabel ud over det, læger normalt ser på. Typisk fokuserer læger på, om biomarkører er i et unormalt eller højrisikoområde, men der er et helt spektrum af, hvordan din fysiologi opfører sig. Selv hvis du ikke har krydset en højrisikotærskel, er det værdifuldt at vide, om du er tættere på den end forventet for din alder, eller hvor hurtigt du nærmer dig den. Dette kan give dig yderligere information ud over traditionelle risikomål.

På grund af hvordan fænotypisk alder og andre biologiske aldersmål blev udledt, vil den gennemsnitlige person have en biologisk alder, der matcher deres kronologiske alder.

I en population ville man forvente en normalfordeling, hvor de fleste mennesker forudsiges at have omkring den samme fænotypiske alder, som de har kronologisk. Men vi ved, at der også er spredning på begge sider. For eksempel, når vi ser på den amerikanske befolkning, er standardafvigelsen omkring fem år. Selvom der er ekstreme outliers, der ser ud til at være 10 eller endda 20 år ældre eller yngre end forventet, falder de fleste mennesker inden for plus eller minus fem år af deres kronologiske alder.

Hvis du allerede har fået taget en årlig blodprøve, kan du sandsynligvis beregne din fænotypiske alder gratis. Online-beregnere viser de ni nødvendige biomarkører, som er offentligt tilgængelige. Du kan indtaste værdier fra nylige laboratorietests og modtage et fænotypisk aldersestimat for dig. Så hvis du får regelmæssige helbredstjek, er det noget, du allerede kan gøre. Hvis ikke, kan du besøge en læge eller et laboratorium, der tilbyder blodbaserede tests til en relativt lav pris. Over tid kan du ændre adfærd og se, om disse ændringer afspejles i din biologiske alder år for år.

Aldring er den største risikofaktor for de fleste sygdomme, som folk bekymrer sig om, herunder hjertesygdomme, kræft og diabetes. Forskere mener, at i stedet for at behandle hver sygdom individuelt, kan vi forhindre eller mindske virkningen af ​​mange sygdomme, hvis vi sænker aldringshastigheden og den fysiologiske tilbagegang. Det giver ikke kun folk et længere liv, men et sundere og mere funktionelt liv så længe som muligt..

Sådan måler vi alder: Epigenetisk

Folk i feltet er kommet frem til, hvad vi kan kalde kendetegn ved aldring. Et af disse kendetegn, som mit laboratorium især er meget interesseret i, er konceptet epigenetik. Epigenetik er måske ikke et udtryk, som alle er bekendt med. Vi kender alle genetik, vores DNA-sekvens, der giver anledning til vores forskellige gener. Men epigenetik er, hvad jeg kan lide at tænke på som cellens operativsystem. Det er det, der giver hver celle dens forskellige definerende fænotypekarakteristika.

Selvom cellerne i din hud og cellerne i din hjerne stort set har præcis det samme DNA, er det epigenomet, der gør dem forskellige. Det giver dem deres overordnede funktion og struktur. Epigenomet er noget, der er blevet studeret i videnskaben i en del årtier nu, men selve programmet eller systemet er så komplekst, at vi kun lige er begyndt at forstå betydningen af ​​mange af disse ændringer, vi ser.

Epigenomet beskrives normalt som kemiske modifikationer. Der findes forskellige former for disse. Den, der måske studeres mest inden for aldring, eller i det mindste med hensyn til at forsøge at kvantificere aldring, er DNA-methylering. Grundlæggende er DNA-methylering et kemisk mærke, der tilføjes til specifikke dele af dit genom. Du har A, C, G og T, og DNA-methylering tilføjes, når du har et C ved siden af ​​et G.

Når det tilføjes, lukker det den del af genomet af. Genomet folder sig ind om sig selv, og den del er ikke længere tilgængelig. Det er sådan, cellerne ved, hvilke dele af genomet de skal have adgang til og ikke have adgang til, og dette er forskelligt for alle de forskellige celletyper.

Fra molekylære fejl til systemisk tilbagegang

Vi ved også, at dette epigenetiske program, eller DNA-methyleringsmønstre, i høj grad omdannes med aldring. Selvom en hudcelle burde have et specifikt mønster, bliver mønsteret rodet sammen, når folk ældes. Vi tror, ​​at dette giver anledning til dysfunktion i hudcellerne, eller de mister deres essentielle identitet, deres evne til at udføre deres specifikke opgave.

Hver celle i vores krop har en meget specifik funktion, og denne funktion er dikteret af epigenomet. Problemet er, at med aldring bliver epigenomet omdannet enten på grund af stress eller tilfældige fejl. Det, dette producerer, er, at hver celle mister sin identitet og ikke fungerer på den måde, den oprindeligt var tiltænkt.

Over tid, efterhånden som flere og flere celler bliver dysfunktionelle, kan man forestille sig, hvordan dette producerer dysfunktion på organniveau og i sidste ende på hele systemniveau.

En form for epigenetik er DNA-methylering, som er en kemisk modifikation af forskellige steder i genomet. Du har A, C, G og T som de forskellige nukleotider i vores DNA, og når du har et C ved siden af ​​et G, kan de have dette kemiske tag, der kan slukke for regioner i genomet.

Forskere har fundet ud af, at mønsteret af disse kemiske tags ændrer sig ret dramatisk med aldring. Ved hjælp af maskinlæring og AI har vi været i stand til at forudsige, hvor gammel en person ser ud, baseret på disse mønstre af kemiske tags, eller DNA-methylering. Dette er blevet omtalt som det epigenetiske ur, som er en måde at kvantificere biologisk alder baseret på gevinster eller tab i metylering i specifikke regioner i genomet. Vi mener, at ændringer på dette niveau, det vi betragter som det molekylære niveau, giver anledning til de ændringer, vi ser på det fænotypiske eller fysiologiske niveau. Over tid bliver celler mindre funktionelle. De er mindre tilbøjelige til at repræsentere det, de oprindeligt var beregnet til at gøre. Vi ser dette i mange sygdomme. Et eksempel er kræft.

Celler, der har hurtigere epigenetiske ændringer, kan være mere tilbøjelige til at blive kræftfremkaldende. Mit laboratorium har vist, at når man måler ting som et epigenetisk ur, er det meget accelereret i tumorer sammenlignet med normalt væv. Vi ser også, at de organer i vores krop, der er mere tilbøjelige til at udvikle kræft, synes at ældes epigenetisk i et hurtigere tempo end celler, der er mindre tilbøjelige til kræft.

Mange mennesker spekulerer måske på, hvordan de kan få målt deres epigenetiske alder eller finde ud af, hvad det epigenetiske ur siger om dem. Lige nu findes der direkte-til-forbruger-produkter, der kan tilbyde dette. Dette er dyrere end almindelige laboratorietests, fordi det er afhængig af mere avanceret teknologi til at måle disse ændringer.

Typisk, hvis man bruger et direkte-til-forbruger-produkt til at måle epigenetisk alder, gøres dette enten gennem en blod- eller spytprøve. Spørgsmålet er, om det er en god indikator for, hvordan forskellige systemer eller organer ældes generelt, fordi epigenetisk alder kan måles i forskellige celletyper og organer.

Når det er sagt, har et epigenetisk ur målt i blod vist sig at være en god indikator for den resterende forventede levetid og sygdomsrisiko. Med tiden vil disse algoritmer blive bedre til at forudsige aldring generelt ved hjælp af epigenetiske målinger.

Intervention i aldring uden overoptimering

En række mennesker er blevet interesserede i epigenetiske ure og er begyndt at overvåge deres epigenetiske alder over tid. Ligesom målinger som fænotypisk alder eller andre biologiske aldersindikatorer giver dette folk en måde at spore deres aldringsproces og finde ud af, hvordan de kan ændre deres sundhedsadfærd for at forsøge at optimere den.

Vi ved stadig ikke præcis, hvad ændringer i epigenetisk alder repræsenterer. Hvis nogen sporer det, ændrer noget ved deres livsstil eller tilføjer en ny rutine og derefter ser en ændring i epigenetisk alder, er det ikke klart, hvad der drev det, eller om det repræsenterer en reel ændring i aldringsraten, versus fænotypiske eller fysiologiske målinger, hvor vi ved lidt mere om, hvad disse markører repræsenterer.

Når det er sagt, er der stor interesse i det videnskabelige samfund for at finde ud af, hvad der driver disse epigenetiske ændringer, og hvordan vi kan manipulere og intervenere. Vi mener, at pointen med intervention kan være bedre på dette niveau, da vi mener, at aldring starter på et molekylært niveau, så vi forstår, hvad der driver ændringer i epigenetisk alder, og hvad det repræsenterer funktionelt.

En spændende ting ved epigenetiske ure er, at de synes relevante for en bred vifte af sygdomme. De er impliceret i kræft, hvor celler, der synes mere accelererede i epigenetisk alder, synes mere tilbøjelige til kræft. Vi ser også dette i sygdomme som Alzheimers sygdom, diabetes og nogle lungesygdomme. Det bemærkelsesværdige er, at dette fænomen ikke er sygdomsspecifikt og kan være en samlende drivkraft for sygdom på tværs af linjen.

Det, der er mest spændende for mig ved at studere epigenomet og det epigenetiske ur, er, at dette er et kraftfuldt værktøj til at forstå cellulære ændringer, der kan bidrage til en bred vifte af sygdomme på tværs af forskellige væv. Vi ser den samme signatur og det samme fænomen uanset hvilke celletyper, vi ser på.

En anden spændende ting er, at denne proces ser ud til at være noget, vi kan gribe ind i. Vi ved, at det går begge veje og muligvis kan vendes om. En bekymring, jeg har med folk, der konstant overvåger deres biologiske alder, er, at folk vil have lyst til at bruge dette til biohacking. Vi kan gøre dette til en vis grad, men vi skal huske, at ingen af ​​disse målinger er perfekte. Vi har ikke målt biologisk alder perfekt, og den måling, du bruger, kan give forskellige svar.

Folk bør ikke overoptimere til en specifik biologisk aldersmål. Hvis de ting, du gør, er gode for helbredet, såsom kost, motion, søvn og stress, og du ser det afspejlet i din biologiske alder, kan du være sikker på, at det sandsynligvis er et reelt resultat.

Bekymringen er, at folk vil prøve behandlinger eller kosttilskud, der er rettet mod ét tal, og det er ikke målet. I sidste ende er det vigtigt for folk at indse, hvor meget magt de har til at påvirke, hvordan de ældes, og deres risiko for sygdom. Vores risiko for sygdom er ikke skrevet i vores gener. Ja, vi vil alle blive ældre, og det kommer vi ikke til at stoppe, men den hastighed, hvormed det sker, og hvor længe du opretholder dit helbred og optimale funktionsevne, afhænger i høj grad af, hvad du gør i hverdagen.

Er aldring en sygdom?

Der er megen debat inden for aldringsvidenskaben om, hvorvidt aldring er en sygdom, der bør behandles, som vi behandler sygdomme. Min personlige holdning er, at aldring ikke er en sygdom i sig selv, men at det er den proces, der bidrager mest til mange af de sygdomme, vi bekymrer os om. Når det er sagt, synes jeg, vi bør gribe ind og forsøge at behandle eller i det mindste bremse aldringshastigheden, men vi bør ikke tænke på det som en sygdom, for der er ikke et klart punkt, hvor man siger, at man er blevet ældre et bestemt niveau, så man nu har en sygdom. Og vi ældes alle fra det øjeblik, vi bliver født, til det tidspunkt, vi dør. Og i sidste ende er det vigtige, hvordan vi bremser denne proces på en måde, der vil forhindre mange af de sygdomme, som folk forsøger at behandle.

Mange mennesker tror, ​​at aldringsfeltet fokuserer på konceptet om udødelighed eller at kurere død eller kurere aldring. Det er lidt i marginaliteten i forhold til, tror jeg, meget af den videnskab, der foregår. Og det, feltet fokuserer på, er, hvordan vi kan forebygge aldringssygdomme og holde folk sunde så længe som muligt. Og hvis det ender med at øge den forventede levealder, er det næsten en bonus. Men målet er ikke udødelighed.

Vores kroppe er sat op til at fungere på en meget specifik måde. Dette er noget, vi har udviklet, men over tid falder denne funktion. Og det er det, vi ser i form af manifestationer af sygdom, sygdomme, når din krop har nået en dysfunktionel tilstand med hensyn til én type proces. Og grunden til, at vores kroppe når til det punkt, er på grund af alle de ændringer, vi tror, ​​der akkumuleres som en funktion af denne aldringsproces.

Ganske vist kan der være andre ting, såsom en infektion eller genetisk prædisposition, der kan give folk en sygdom, men de fleste sygdomme, såsom kræft, hjerte-kar-sygdomme og Alzheimers sygdom, er progressivt tab af funktion i vores forskellige systemer, som vi tror er direkte drevet af aldringsprocessen. Hvis vi kan finde ud af, hvordan vi kan bremse vores aldringshastighed internt, har videnskaben vist, at dette sandsynligvis også vil manifestere sig i vores ydre udseende.

Hvordan sygdom opstår

Levende systemer er virkelig bemærkelsesværdige. Gennem evolutionen har vi udviklet os til at have denne smukke koordinering og specificitet, der gør os til dem, vi er. Så celler har specifikke roller, vores organer er sat op til at fungere på en bestemt måde, og dette giver os virkelig liv.

Men alle disse ting, der bestemmer funktionen af ​​disse organer og celler, forringes med tiden. Vi tænker på dette som de molekylære ændringer, der gør det muligt for celler at fungere på en bestemt måde, der omskrives med aldring. Og nu mister celler deres specificitet, de bliver mere dysfunktionelle. Efterhånden som du akkumulerer flere dysfunktionelle celler i dine væv og organer, fungerer disse organer ikke længere, som de oprindeligt var beregnet til. Over tid, når dine organer begynder at dysfunktionere, begynder du at se dette på hele kroppens niveau.

Vi begynder at se et generelt fald i vores større funktionelle aspekter. Så vores evne til at løbe efter en bus, eller vores evne til at høre vores ven sige noget til os, disse større funktionelle egenskaber forringes med tiden på grund af alle disse små ændringer, der akkumuleres på molekylært og cellulært niveau.

Levende systemer er også bemærkelsesværdige, fordi vi er åbne systemer, så vi kan optage energi fra vores miljø og bruge den til at opretholde os selv. Så generelt vil ikke-levende systemer nedbrydes med hensyn til denne entropiske ændring med en forholdsvis konstant hastighed. Men vores systemer har tilpasset sig til at have en buffer, modstandsdygtighed.

Vi kan bruge energi til at opretholde vores funktion og struktur i meget længere tid, men over tid vil dette til sidst blive overmandet, og vi vil stadig se denne dysregulering og funktionelle tilbagegang, da vi også ser et tab af modstandsdygtighed.

Aldring er virkelig personificeret af dysfunktion, og vi ser meget af dette i de sygdomme, der har tendens til at opstå med aldring. Så et godt eksempel er en sygdom som diabetes, hvor vi ser dysfunktion med hensyn til vores metaboliske sundhed, hvor vi får denne ophobning af glukose i hele vores kredsløb.

Men der er andre aldringssygdomme, der også er forbundet med dysfunktion. Så ting som kræft er vores egne dysfunktionelle celler, der ikke opfører sig, som de oprindeligt var tiltænkt. Mange aldringssygdomme kan tilskrives dysfunktion, tilbagegang i specifikke organsystemer.

Så noget som diabetes kan betragtes som en tilbagegang i vores stofskiftesystem. Ting som Alzheimers sygdom er fald i dysfunktion i vores centralnervesystem. Og en anden aldringssygdom kaldet sarkopeni, som er den muskelsvind, vi ser med aldring, kan betragtes som tilbagegang i flere systemer, herunder vores stofskiftesystem og også vores bevægeapparat.

Anden del følger