Процесът на стареене е обратим с възстановяването от стреса, който е предизвикал ускоряването на стареенето

Да върнем часовника назад

Ваня Милева Последна промяна на 24 април 2023 в 08:43 4071 0

Хората могат да изпитват бързо увеличаване на биологичната възраст поради стрес, но тези увеличения могат да бъдат обърнати след възстановяване от стреса
Проучване, публикувано в Cell Metabolism, показва, че хората могат да изпитат бързо увеличаване на биологичната възраст поради стрес, но процесът е обратим след прекратяването на стреса. Това противоречи на представата за еднопосочна възходяща траектория на биологичната възраст през целия живот. Изследователите са използвали часовници за ДНК метилиране, за да измерват промените в биологичната възраст в отговор на стреса и са установили, че биологичната възраст се увеличава за кратки периоди от време, но се връща към изходното ниво след възстановяване от стреса. Преходни промени в биологичната възраст също са наблюдавани по време на големи операции, бременност и тежък COVID-19 при хора или мишки, което показва, че способността за възстановяване от стрес може да играе важна роля за стареенето и дълголетието. Илюстрацията е създадена с помощта на AI Dream от НаукаOFFNews

Нови изследвания разкриват, че биологичната възраст при хора и мишки може бързо да се увеличи поради стрес, но процесът е обратим след прекратяването на стреса. Това противоречи на представата за еднопосочна възходяща траектория на биологичната възраст през целия живот. Временни промени в биологичната възраст са наблюдавани по време на тежки операции, бременност и тежък COVID-19, което предполага, че възстановяването от стрес може да бъде ключов фактор за стареенето и дълголетието.

Биологичната възраст на хората и мишките претърпява бързо нарастване в отговор на различни форми на стрес, което се обръща след възстановяване от стреса според проучване, публикувано наскоро в списание Cell Metabolism . Тези промени се случват за относително кратки периоди от време от дни или месеци, според множество независими епигенетични часовници за стареене.

„Това откритие за флуидна, променлива, гъвкава възраст е в противоречие с дългогодишната концепция за еднопосочна възходяща траектория на биологичната възраст през целия живот“, отбелязва съавторът на изследването Джеймс Уайт (James White) от Медицинския факултет на университета Дюк. „Има намеци в предишни проучвания за възможността за краткосрочни колебания в биологичната възраст, но въпросът дали тези промени са обратими досега бе неизследван. И причините за подобни промени също бяха неизвестни."

Смята се, че биологичната възраст на организмите непрекъснато нараства през целия живот, но сега е ясно, че биологичната възраст не е неизменно свързана с хронологичната възраст. Индивидите могат да бъдат биологично по-възрастни или по-млади, отколкото предполага тяхната хронологична възраст. Освен това нарастващите доказателства при моделни животни и хора показват, че биологичната възраст може да бъде повлияна от болести, лекарства, промени в начина на живот и в околната среда, наред с други фактори.

„Въпреки широко разпространеното мнение, че биологичната възраст е поне донякъде податлива, степента, до която биологичната възраст претърпява обратими промени през целия живот и събитията, които предизвикват такива промени, оставаха неизвестни“, посочва съавторът на изследването Вадим Гладишев (Vadim Gladyshev) от Brigham and Women's Hospital, Харвардско медицинско училище.

Тежкият стрес предизвиква увеличаване на биологичната възраст, което се обръща след възстановяване. Кредит: Cell Metabolism/Poganik et al.

За да запълнят тази празнина в знанията, изследователите използват силата на часовниците за ДНК метилиране, актуализирани въз основа на наблюдението, че нивата на метилиране на различни места в генома предсказуемо се променят в течение на хронологичната възраст. Те измерват промените в биологичната възраст при хора и мишки в отговор на различни стресови стимули. В един набор от експерименти изследователите хирургично свързват двойки мишки на възраст 3 месеца и 20 месеца в процедура, известна като хетерохронна парабиоза, при която се създава обща система за кръвообращение между млада и стара мишка и в случая настъпва състаряване на по-младото животно.

Резултатите разкриват, че биологичната възраст може да се увеличи за относително кратки периоди от време в отговор на стреса, но това увеличение е временно и се връща към изходното ниво след възстановяване от стреса. На епигенетични, транскриптомни и метаболитни нива, биологичната възраст на младите мишки се увеличава от хетерохронната парабиоза и се възстановява след хирургично отделяне.

„Увеличаването на биологичната възраст при въздействието на по-старата кръв е в съответствие с предишни доклади за вредни промени, свързани с възрастта при хетерохронни процедури за обмен на кръв“, обяснява първият автор Джеси Поганик (Jesse Poganik) от Brigham and Women's Hospital. „Въпреки това, обратимостта на такива промени, както наблюдавахме, все още не е докладвана. От това първоначално прозрение предположихме, че други естествено възникващи ситуации също могат да предизвикат обратими промени в биологичната възраст.

Епигенетиката

Показани са най-добре проучените епигенетични механизми: ДНК метилиране, хистонова модификация и некодираща РНК-медиирана модулация на генната експресия. Кредит: Zaidi et al. American Society for Microbiology.

Епигенетиката се занимава с изследването на фактори на околната среда, които включват или изключват гените и влияят на това как клетките ще разчитат гените. Тези промени могат да бъдат или да не бъдат наследяеми. Представката „епи-“ произлиза от гръцката επί-, която означава: над, извън, около. Един от епигенетичните механизми, който влияе всеобхватно на човешката физиология е метилирането на ДНК. Той представлява прибавянето на метилови групи (CH3) към 2 от 4-те нуклеотидни бази в молекулата на ДНК. Тази химична реакция променя функцията на ДНК, така че при по-ниски нива на метилиране гените са активни, а при по-високи – не.

Логично, временни промени в биологичната възраст настъпват и по време на тежки операции, бременност и тежък COVID-19 при хора или мишки. Например пациентите с травма са претърпели силно и бързо увеличаване на биологичната възраст след спешна операция. Но процесът е обратим и биологичната възраст се възстановява до изходното ниво дни след операцията. По същия начин, бременни жени след раждане възстановяват биологичната си възраст с различен темп и степен, а имуносупресивно лекарство, наречено тоцилизумаб, подобрява възстановяването на биологичната възраст на реконвалесцентни пациенти с COVID-19.

„Констатациите показват, че тежкият стрес увеличава смъртността, поне отчасти, чрез увеличаване на биологичната възраст“, коментира Гладишев. „Тази идея веднага подсказва, че смъртността може да бъде намалена чрез намаляване на биологичната възраст и че способността за възстановяване от стрес може да бъде важен фактор за успешното стареене и дълголетие. И накрая, биологичната възраст може да бъде полезен параметър за оценка на физиологичния стрес и неговото облекчаване.

„Нашето проучване разкрива нов слой от динамика на стареенето, който трябва да се вземе предвид в бъдещи проучвания“, подчертава Уайт. „Ключова област за по-нататъшно изследване е разбирането как преходните повишения на биологичната възраст или успешното възстановяване от такива увеличения могат да допринесат за ускореното стареене.“

Справка: “Biological age is increased by stress and restored upon recovery” by Jesse R. Poganik, Bohan Zhang, Gurpreet S. Baht, Alexander Tyshkovskiy, Amy Deik, Csaba Kerepesi, Sun Hee Yim, Ake T. Lu, Amin Haghani, Tong Gong, Anna M. Hedman, Ellika Andolf, Göran Pershagen, Catarina Almqvist, Clary B. Clish, Steve Horvath, James P. White and Vadim N. Gladyshev, 21 April 2023, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2023.03.015

Източник:  Turn Back the Clock: Reversing Stress-Induced Biological Aging
Cell Press

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Медицина

Коментари

За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !