Разработана методика определения биологического возраста

Исследователи из Женского госпиталя имени Питера Брайэма (Brigham and Women’s Hospital), Бостон, США, разработали метод, позволяющий оценить биологический возраст и скорость старения у лабораторных мышей с учетом генетических факторов и пищевых предпочтений. Ученые полагают, что полученные результаты, опубликованные в журнале «Cell Metabolism», могут стать основой разработки нового исследовательского подхода, направленного на изучение процессов старения.

Скорость старения определяется множеством факторов: диетой, генетическими особенностями, влиянием окружающей среды и др. Все они влияют на продолжительность жизни. Но для того, чтобы понять, в какой степени каждый из этих факторов ускоряет или замедляет старение, ученые должны принимать во внимание данные точного биомаркера. Такой показатель должен зависеть не от хронологического, а от биологического возраста.

Традиционные часы, измеряя время, отмеряют хронологический возраст. Биологический же возраст можно измерить с помощью эпигенетических часов, которые отражают темп старения организма. Для разработки таких «часов» исследователи отобрали образцы крови у 141 лабораторной мыши и выделили 90 участков генома, метилирование которых может определять скорость старения. К метилированным фрагментам ученые относили все участки, в которых произошли химические превращения, называемые метилированием, что влияло на получение информации из ДНК. Затем исследователи оценили эффективность искусственных вмешательств, направленных на увеличение продолжительности жизни и замедление старения, таких как ограничение калорийности питания и блокирование заданных генов. Кроме того, они анализировали достоверность показателей эпигенетических часов, полученных после введения полипотентных стволовых клеток.

Авторы работы надеются, что разработанная ими методика будет полезна для исследователей, которые в лабораторных условиях изучают процессы старения. В настоящее время оценка влияния отдельного фактора занимает большое количество времени и требует значительных материальных затрат. Использование эпигенетических часов позволит проводить подобные исследования значительно быстрее и в бóльших объемах. Ученые подчеркнули, что их разработка является востребованным инструментом среди специалистов для изучения того, как изменения в питании, окружающей среде и генетической информации влияют на состояние здоровья и продолжительность жизни. Они полагают, что в будущем можно будет использовать данный биомаркер старения для поиска новых стратегий, направленных на увеличение продолжительности жизни, а также выявление состояний, способствующих омоложению.

• Brigham and Women’s Hospital (2017) Biological age-predicting ‘epigenetic clock’ for studying how to extend lifespan. ScienceDaily, April 5 (http://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170405101901.htm).
• Petkovich D.A., Podolskiy D.I., Lobanov A.V. et al. (2017) Using DNA methylation profiling to evaluate biological age and longevity interventions. Cell Metabol., March 21 [Epub. ahead of print].

Юлия Котикович

Почему в пожилом возрасте учиться тяжелее, чем в молодости?

Чем старше становится человек, тем слабее его мотивация к получению новых знаний. Ученые Квинслендского университета (The University of Queens­land), Австралия, в ходе нового исследования предположили, что причиной этого могут быть возрастные изменения в структуре головного мозга. Так, согласно их выводам, опубликованным в журнале «Neuron», основные нейронные сети, ответственные за обучение и стремление к достижению цели, склонны к постепенному разрушению у людей пожилого возраста.

Автор работы доктор Дж. Бертран-Гонсалес (J. Bertran-Gonzalez) отметил, что вопросы пластичности структур головного мозга при старении описаны в ходе проведения исследований, посвященных изучению пространственной памяти и ориентированию на местности. Цель данной работы — изучение подобной пластичности, однако при процессах, направленных на достижение определенной цели, что является более важным в повсе­дневной жизни и потенциально определяет способность к выживанию. Изучение возрастных изменений может быть первым шагом для понимания причин снижения мотивации и даже развития когнитивных нарушений вплоть до деменции.

В данном исследовании ученые поместили группы молодых и старых лабораторных мышей внутрь специальной тренировочной камеры и обучали их нажимать на два рычага, что сопровождалось получением различных поощрений. При нажатии на один рычаг животное получало съедобные гранулы со вкусом зерна, на второй — со сладким вкусом. После того, как мыши научились нажимать определенные рычаги для того, чтобы получить желаемую пищу, они были перемещены в другую камеру, в которой был свободный доступ только к гранулам со вкусом зерна. В течение часа лабораторные животные могли есть неограниченное количество несладких гранул, а затем снова были помещены в первую камеру. Ученые оценивали, какое количество молодых и старых мышей после возвращения в первоначальные условия подходили ко второму рычагу для получения сладких гранул.

Проанализировав поведение лабораторных животных, исследователи поменяли рычаги: при нажатии на первый мыши получали сладкие гранулы, а на второй — пищу со вкусом зерна. Оказалось, что молодые мыши (возраст — 2–3 мес) очень быстро приспосабливались к изменениям, в то время как пожилые животные (возраст — 20–22 мес) демонстрировали признаки растерянности и долгое время не могли отличить рычаги для получения определенных гранул. Такие наблюдения позволили ученым утверждать, что старым лабораторным мышам было тяжело усваивать новые знания. Однако имело ли место различие в нейронных сетях мышей двух групп?

Для ответа на этот вопрос исследователи проанализировали срезы головного мозга мышей с помощью иммунофлюоресцентного анализа. Они выявили, что разрушение специфических нейронных сетей, именуемых межнейронными парафасцикулярно-­холинергическими путями, которые ответственны за обработку и хранение новой информации, приводило к нарушению процессов обучения. После локализации проблемной зоны ученые проанализировали поведение молодых мышей, подвергшихся искусственному повреждению описанных цепей, и выявили, что их способность к получению новой информации значительно ухудшилась и соответствовала возможностям, которые демонстрировали старые животные.

Дж. Бертран-Гонсалес напомнил, что люди пожилого возраста часто отмечают изменения в своем когнитивном поведении, которые могут приводить к огромным проблемам в повседневной жизни, включая нарушение способности к самообслуживанию. Полученные результаты являются доказательством необходимости изучения проблемы снижения мотивации к обучению у людей в пожилом возрасте, поскольку в будущем такие изменения могут приводить к глубоким когнитивным нарушениям. Ученые отметили, что изучаемые ими структуры головного мозга оказались особенно чувствительны к старению, что может являться причиной снижения когнитивной мотивации. Очень важно научиться выявлять такую проблему на ранней стадии и разработать стратегию, способствующую сохранению пластичности действий, направленных на достижение цели, что позволило бы людям пожилого возраста не изменять свою привычную повседневную активность и радоваться жизни как можно дольше. Авторы работы полагают, что именно межнейронные парафасцикулярно-­холинергические пути являются той структурой мозга, которую обычно упускают из внимания при изучении возрастных расстройств, характеризующихся нарушением внимания и памяти. Вероятно, снижение мотивации к обучению следует рассматривать как отдельное состояние, коррекцию которого для уменьшения риска развития дальнейших когнитивных нарушений требуется начинать при первом его выявлении.

• Bertran-Gonzalez J., Matamales M., Skrbis Z. et al. (2016) Aging-related dysfunction of striatal cholinergic interneurons produces conflict in action selection. Neuron, Apr. 20 [Epub ahead of print].
• Olson S. (2016) Teaching the aging human brain new tricks is hard; faulty brain circuits lead to demotivation. Medicaldaily, Apr. 20 (http://www.medicaldaily.com/new-tricks-human-brain-alzheimers-disease-382692).

Юлия Котикович

Чем старше человек, тем меньше верхних звуковых частот он может слышать

Чем старше человек, тем меньше верхних звуковых частот он может слышать. Этот принцип полицейские в западных странах использовали для того, чтобы разгонять толпы подростков именно таким высокочастотным звуком, который слышат они, но не слышат взрослые (за редкими исключениями). Но впоследствии подростки сумели обратить феномен себе на службу: они ставят на телефон специальный рингтон и могут принимать смс-ки во время уроков, пока учителя ничего не подозревают.

Отчасти, с этим связан тот факт, что пожилых людей раздражает тяжелая музыка.