• Эпигенетические часы — это алгоритмы, основанные на паттернах метилирования в различных точках генома и используемые для прогнозирования биологического возраста.
  • Это довольно новые области применения машинного обучения, и было проведено не так много исследований, чтобы определить, могут ли они обнаруживать старение, вызванное факторами образа жизни.
  • В исследовании, проведенном учеными Калифорнийского университета в Сан-Франциско, впервые было измерено влияние диеты на эпигенетическое старение на группе чернокожих женщин.
  • В этом исследовании использовались часы GrimAGE2, которые, по словам их разработчиков, были проверены с использованием когорт разных предков.

Согласно недавнему исследованию, изложенному в Открытие сети JAMAПотребление сахара увеличивает эпигенетический показатель биологического возраста у женщин, тогда как соблюдение диеты с высоким содержанием антиоксидантов или противовоспалительных продуктов снижает его.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско наблюдали за группой чернокожих и белых женщин, участвовавших в исследовании роста и здоровья Национального института сердца, легких и крови (NGHS).

Участниками были те, кто изначально зарегистрировался в возрасте от 9 до 19 лет в 1987-1997 годах и наблюдался в период с 2015 по 2019 год, когда им было 36-43 года. Исследование изначально было разработано для изучения здоровья сердца и обмена веществ, а данные о диете были доступны, поскольку участников просили заполнить 3-дневный дневник питания при последующем наблюдении.

На основе этих данных было рассчитано количество добавленного сахара в рационе, а также соблюдение средиземноморской диеты, альтернативный индекс здорового питания и новая шкала оценки питательных веществ от 0 до 24, разработанная специально для этого исследования.

Этот новый индекс питательных веществ был рассчитан с использованием данных о количестве следующих микроэлементов в рационе, включая:

  • витамин А
  • витамин Е
  • Витамин С
  • фолат
  • витамин В12
  • цинк
  • селен
  • магний
  • волокно
  • мононенасыщенные жирные кислоты
  • изофлавоны
  • сахар.

Как диета влияет на эпигенетический возраст

Эпигенетические данные 342 участников были собраны с использованием образца слюны. Половина участников были чернокожими, а половина — белыми.

Эпигенетический возраст был рассчитан с использованием алгоритма, называемого GrimAGE2. При этом изучается метилирование определенных точек генома для оценки воздействия С-реактивного белка, белка, вырабатываемого в печени в ответ на воспаление, и гемоглобина A1C, который показывает, сколько сахара было в крови.

Исследователи обнаружили, что на каждый дополнительный грамм сахара, который люди съедали в день, их показатель GrimAGE2 увеличивался на 7 дней. Они также обнаружили, что участники, которые придерживались средиземноморской диеты, индекса альтернативного здорового питания и собственного индекса питательных веществ исследователей, имели более низкие показатели GrimAGE2.

Авторы утверждают, что их результаты согласуются с предыдущими исследованиями, и подчеркивают, что это первое исследование, изучающее влияние диеты на эпигенетический возраст чернокожих женщин.

Они предполагают, что более качественная диета с большим количеством антиоксидантов и противовоспалительных питательных веществ оказывает положительное влияние на эпигенетический возраст, тогда как сахар увеличивает эпигенетический возраст.

Ограничением исследования является то, что изначально GrimAGE2 обучался на людях в возрасте 40–92 лет, а когорта, исследованная для этого исследования, была немного моложе, средний возраст составил 39,2 года.

Однако Лорна Харрис, доктор философии, профессор молекулярной генетики в Медицинском колледже и здравоохранении Эксетерского университета в Соединенном Королевстве, которая не принимала участия в исследовании, рассказала: Медицинские новости сегодня что часы старения «очень полезны».

«В настоящее время они остаются одним из немногих инструментов, которые позволяют нам измерять старение на уровне клеток и молекул у живых людей. Если мы хотим разработать вмешательства, которые взаимодействуют с клеточным старением, нам нужны инструменты, которые позволят измерить эффект наших вмешательств у живых людей. Однако следует помнить, что разные часы, такие как GrimAGE или часы метилирования, могут измерять разные аспекты физиологии клеток, не все из которых будут напрямую связаны с функциональными результатами».

– Лорна Харрис, доктор философии

Какова связь между воспалением и уровнем сахара в крови?

GrimAGE2 — это эпигенетические часы на основе машинного обучения, которые были разработаны специально для расчета подверженности генома воспалению и маркера уровня глюкозы в крови для определения эпигенетического возраста.

Оба они играют взаимосвязанную роль в старении. Однако исследование не изучало потенциальные механизмы.

Харрис предположил, что: «Вещи, которые нарушают ваш метаболизм — (например) слишком много сахара, слишком много жира — могут создать ситуацию, при которой клетки подвергаются стрессу, а стрессированные клетки могут стареть быстрее или приобретать такие черты, как выработка воспалительных факторов, которые способствуют клеточному и системному старению».

«Высокий уровень сахара в крови также может привести к появлению конечных продуктов гликирования, которые могут вызывать воспаление. Все эти факторы могут способствовать изменениям в клетках и системах, которые приводят к более быстрому старению на клеточном и, в конечном итоге, системном уровне», — пояснила она.

Кубаныч Такырбашев, доктор медицинских наук, консультант по вопросам здоровья и благополучия в НАО, не принимавший участия в этом исследовании, рассказал: МНТ: «В ходе моих (собственных) исследований я обнаружил, что при постоянном повышении уровня сахара в крови молекулы глюкозы могут связываться с белками в процессе гликирования».

«Это приводит к образованию вредных соединений, называемых AGE, которые накапливаются в тканях и ускоряют старение клеток», — пояснил он.

«Исходя из моего клинического опыта, высокое потребление сахара увеличивает выработку свободных радикалов, что приводит к окислительному повреждению ДНК, белков и липидов. Это повреждение накапливается со временем и способствует преждевременному старению клеток и тканей», — сказал Такырбашев.

Хотя результаты этого исследования были скорректированы с учетом ряда факторов, средний ИМТ когорты был высоким и составил 32,5, что коррелирует с ожирением.

Харрис сказал: «Такие вещи, как ИМТ, обычно контролируются как факторы, искажающие результаты. Однако не всегда возможно устранить все факторы, искажающие результаты, поэтому возможно, что может быть остаточный эффект, поскольку ИМТ тесно связан с резистентностью к инсулину, известной причиной старения клеток».