Мы все знаем кого-то, кто, кажется, бросает вызов старению — людей, которые выглядят моложе своих сверстников, несмотря на то, что они одного возраста. В чем их секрет? Ученые из Университета Осаки (Япония), возможно, нашли способ количественно оценить эту разницу. Включив пути метаболизма гормонов (стероидов) в модель, управляемую ИИ, они разработали новую систему для оценки биологического возраста человека, меру того, насколько хорошо постарело его тело, а не просто подсчет лет с момента рождения.
Используя всего пять капель крови, этот новый метод анализирует 22 ключевых стероида и их взаимодействия, чтобы обеспечить более точную оценку здоровья. Прорывное исследование команды, опубликованное в Science Advances, предлагает потенциальный шаг вперед в персонализированном управлении здоровьем, позволяя на более ранней стадии выявлять возрастные риски для здоровья и проводить индивидуальные вмешательства.
Раскрытие признаков старения организма
Старение — это не только количество прожитых лет — оно формируется генетикой, образом жизни и факторами окружающей среды. Традиционные методы оценки биологического возраста опираются на общие биомаркеры, такие как метилирование ДНК или уровни белка , но эти подходы часто упускают из виду сложные гормональные сети, которые регулируют внутренний баланс организма.
«Наши тела полагаются на гормоны для поддержания гомеостаза, поэтому мы подумали, почему бы не использовать их в качестве ключевых индикаторов старения?» — говорит доктор Цюи Ван, соавтор исследования. Чтобы проверить эту идею, исследовательская группа сосредоточилась на стероидных гормонах , которые играют решающую роль в метаболизме, иммунной функции и реакции на стресс.
Новая модель на базе искусственного интеллекта
Команда разработала модель глубокой нейронной сети (DNN), которая включает пути метаболизма стероидов, что делает ее первой моделью ИИ, которая явно учитывает взаимодействия между различными молекулами стероидов. Вместо того, чтобы смотреть на абсолютные уровни стероидов, которые могут сильно различаться у разных людей, модель изучает соотношения стероидов, предоставляя более персонализированную и точную оценку биологического возраста.
«Наш подход уменьшает шум, вызванный индивидуальными различиями в уровне стероидов, и позволяет модели сосредоточиться на значимых закономерностях», — объясняет доктор Цзы Ван, соавтор и соавтор этой работы. Модель была обучена на образцах крови сотен людей, что показало, что биологические возрастные различия имеют тенденцию увеличиваться по мере того, как люди становятся старше — эффект, который исследователи сравнивают с расширением реки по мере ее течения.
Ключевые идеи и выводы
Одно из самых поразительных открытий исследования касается кортизола, стероидного гормона, который обычно ассоциируется со стрессом. Исследователи обнаружили, что при удвоении уровня кортизола биологический возраст увеличивается примерно в 1,5 раза. Это говорит о том, что хронический стресс может ускорить старение на биохимическом уровне, что подтверждает важность управления стрессом для поддержания долгосрочного здоровья.
«Стресс часто обсуждается в общих чертах, но наши результаты дают конкретные доказательства того, что он оказывает измеримое влияние на биологическое старение», — говорит профессор Тошифуми Такао, автор-корреспондент и эксперт в области аналитической химии и масс-спектрометрии.
Исследователи полагают, что эта модель биологического возраста на основе ИИ может проложить путь к более персонализированному мониторингу здоровья. Будущие приложения могут включать раннее выявление заболеваний, индивидуальные программы оздоровления и даже рекомендации по образу жизни, разработанные для замедления старения.
Взгляд вперед
Хотя исследование представляет собой значительный шаг вперед, команда признает, что биологическое старение — сложный процесс, на который влияют многие факторы, помимо гормонов. «Это только начало», — говорит доктор З. Ван. «Расширяя наш набор данных и включая дополнительные биологические маркеры, мы надеемся еще больше усовершенствовать модель и раскрыть более глубокое понимание механизмов старения».
С постоянными достижениями в области ИИ и биомедицинских исследований мечта о точном измерении — и даже замедлении — биологического старения становится все более осуществимой. Однако на данный момент возможность оценить свою «скорость старения» с помощью простого анализа крови может стать революционным достижением в области профилактической медицины.