Главная / Радикальное продление жизни / Радикальное продление жизни — часть 2. Что такое старение с точки зрения математики

Дата создания: 21 июня 2022

Обновлено: 29 декабря 2023

Радикальное продление жизни — часть 2. Что такое старение с точки зрения математики

Что такое старение с точки зрения математики

На рисунке одна и та же мышь до и после терапии с помощью FOXO4-DRI [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28340339]

После терапии на фотографии заметно, что у мышки внешний вид лучше. Лучше растет шерстка. Сами исследователи не делают вывод о том, что у мышей будто замедлилось старение, либо даже достигнуто омоложение. Но журналисты всегда работают, как испорченный телефон. В результате это исследование было представлено общественности, как замедление старения, либо омоложение. Однако, как мы поймем позже, в этом эксперименте не определялось влияние терапии FOXO4-DRI на скорость старения. Внешние изменения, либо улучшение каких-то показателей здоровья не гарантируют влияние на само старение и продолжительность жизни. Например, в следующем эксперименте альфа липоевая кислота улучшила память у мышей линии SAMP8. Однако, сократила медианную продолжительность жизни [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22785389].

Было бы старение так страшно, если бы из-за него только лишь портился внешний вид? Скорее всего нет. Тем более, что современная медицина творит чудеса. Различные процедуры, могут сделать человека визуально моложе. Старение страшно тем, что оно гарантированно убивает. А вот с этим медицина не справляется, а точнее лишь немного снижает риски умереть, но итог один. Итак, если бы старение не приводило к росту риска умереть с возрастом, то было бы оно такой серьезной проблемой? Ведь можно же быть, как голый землекоп, страшным сморщенным, но живым и здоровым. Примечание: голый землекоп живет аномально долго. И до сих пор не могут проследить, когда у него начинает расти риск умереть с возрастом [ elifesciences.org/articles/31157]. Так как он живет очень долго.

Итак, чтобы понять, что такое старение, нужно его сначала измерить. Вообще старение - это не морщины и не седые волосы. Старение - это наблюдаемый процесс, в результате которого животные и люди гарантированно умирают. Определить, что именно влияет на этот процесс - это уже вторая задача. А первая задача - это описать этот процесс с помощью методов точных наук. Лорд Келвин - ученый, который применял законы физики к любым научным и техническим проблемам, делал заключение: "Если вы не умеете это измерить, то вы не знаете, о чем вы говорите ".

На рисунке - кривая Гомпертца-Мейкхама [cdc.gov/nchs/data/nvsr/nvsr54/nvsr54_14.pdf].

Оценочная вероятность смерти человека в каждом возрасте для США в 2003 году. Уровень смертности растет экспоненциально с возрастом после 30 лет. Так в 51 год риск умереть выше, чем в 50 лет.

Таким образом, математически старение — это процесс, приводящий к росту вероятности умереть с возрастом. Важное заметить, что этот риск растет! Вероятность не дожить до 51 года у 50-летнего человека ниже, чем вероятность не дожить до 52 лет у 51-летнего.

Зачем нам знать математическое определение старения? Давайте разберем реальный эксперимент, который СМИ озвучили, как обращение старения вспять. «Барокамеры помогут продлить молодость. Израильские ученые нашли способ обратить старение вспять с помощью барокамеры». Именно таким был заголовок "сенсации" [kommersant.ru/doc/4582766]. Однако, громкий заголовок вводит в заблуждение. В исследовании речь идет не о старении, а о том, что удалось увеличить теломеры и сократить количество старых клеток у испытуемых. А риски смертности у пациентов в данном эксперименте не измеряли [aging-us.com/article/202188/text]. Следовательно, нельзя говорить о старении. Сами израильские ученые и не делали таких выводов. За них сделали выводы, как всегда, журналисты. Тем более, что известна вредная и парадоксально полезная роль старых клеток в организме долгоживущих животных в отличии от мышей [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29374361]. Старые клетки могут не только способствовать фиброзу, но и тормозить фиброз тканей [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18724938]. У эмбрионов старые клетки необходимы для заживления ран. Старые клетки могут защищать печень и сосуды от фиброза, берут на себя 90% роли очистки организма от вирусов, поглощают холестерин ЛПНП, контролируя сердечно-сосудистый риск, компенсируют в печени утраченную с возрастом функцию очистки. Удаление старых клеток способно сократить продолжительность жизни из-за интоксикации и фиброза в печени, нарушения барьеров в кровеносных сосудах [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32485135]. Обзор 2017 года делает заключение, что длина теломер лейкоцитов не связана с продолжительность жизни человека [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29186077]. А некоторые животные стареют без сокращения теломер. Клетки тетраурелии парамеции имеют ограниченный клональный жизненный период и умирают примерно после 200 делений. Однако их теломеры не сокращаются. Поэтому теломеры не могут сделать нас бессмертными [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8127914].

Другой пример. Эпигенетическое омоложение по Часам Хорвата ошибочно принимают за омоложение. "Эпигенетическое старение человека впервые удалось обратить вспять" - [echo.msk.ru/blog/nplus1/2499323-echo] – пишут на сайте Радио Эхо Москвы. Откат времени по Часам Хорварта – не означает реальное омоложение. Также, как и «скручивание» пробега автомобиля назад не омолаживает автомобиль. Последние научные работы [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27638422] [biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.27.493700v1] показали нулевой или даже отрицательный потенциал эпигенетического «омоложения» на животных. 

А теперь кейс для закрепления материала. Удалось откатить эпигенетический возраст по часам Хорвата на 2 года вспять с помощью физических тренировок совместно с диетой [medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.07.20148098v1]. Обратили ли в этом эксперименте старение вспять? Порассуждайте почему это означает, либо не означает, что старение обратилось вспять? 

Для ленивых дам ответ. В этом исследовании не измеряли влияние такой терапии на скорость старения. А почему эпигенетическое омоложение не означает омоложение, рекомендую почитать статью "Как будто омолодили гормоном роста, или почему эпигенетика молодеет, а человек все также стареет и умирает"

Не только старение приводит к смерти, но и другие болезни, которыми болеют и молодые.

Модель смертности Гомперца на основе экспоненциальной функции описывает математически процесс смертности людей. Не будем вдаваться в математику, чтобы читатель не заскучал. Для математиков рекомендую читать вот это исследование [genetics.org/content/204/3/905]. В нем ученые из Канадского Университета Макгила в очередной раз показали, что на риски умереть влияет на только старение, но и так называемая базовая уязвимость. Если бы мы не старели, на нас действовала бы только базовая уязвимость. Например, уязвимость к вирусам, к избытку питания, к малоподвижному образу жизни, к холоду, стрессы. Базовая уязвимость также приводит к болезням и к смерти. Достаточно вспомнить всем известный Covid-19.

Поэтому риск умереть есть и у молодых людей. Вот только, если бы не было старения, то математически риск умереть не увеличивался бы с возрастом, а человек по расчетам биоинформатика Александра Фединцева в среднем жил бы около 1000 лет. Старение приближает нашу смерть на порядок. Мы не живем больше 100-115 лет

Кривые дожития стареющих и гипотетических нестареющих людей. Автор рисунка Александр Фединцев – биоинформатик. Синяя кривая - это популяция стареющих людей. Зеленая кривая - это нестареющие люди с риском смерти эквивалентным риску смерти 20-го человека. Красная кривая – это нестареющие люди с риском смерти эквивалентным риску смерти 60-го человека.

Еще одна причина, почему важно понимать, что такое базовая уязвимость - это то, что снижая базовую уязвимость можно увеличивать продолжительность жизни. Не так сильно, как нам хотелось бы, но можно. Так шимпанзе стареют с такой же скоростью, как и люди, но живут меньше. У людей ниже базовая уязвимость, лучше условия жизни, что снижает их уязвимость к внешним воздействиям: стрессам, вирусам и так далее [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34135334].

Уже, упомянутые выше канадские ученые определили, что несмотря на то, что в многочисленных экспериментах, в которых мышам с помощью различных генных модификаций продлевали жизнь, все эти результаты были достигнуты без влияния на скорость старения [genetics.org/content/204/3/905].

А только лишь за счет влияния на базовую уязвимость. Например, у мышей нокаут генов, кодирующих рецепторы гормона роста, защищал от уязвимости к избытку калорий в рационе питания [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27688483]. На графике продление жизни с помощью сокращения базовой уязвимости в отличии от замедления скорости старения легко определить. Продление жизни с помощью сокращения базовой уязвимости графически выглядит, как параллельный сдвиг кривой выживания вправо. Продление жизни с помощью замедления скорости старения графически выглядит, как изменение наклона кривой выживания - кривая становится более пологой и обозначена пунктирной линией. 

А теперь давайте рассмотрим известные эксперименты, в которых удавалось увеличить продолжительность жизни животным.

Генетическая сверхэкспрессия белка FGF-21 [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23066506].

На графике видно, что хоть генетическая сверхэкспрессия белка FGF-21 увеличила продолжительность жизни мышей, но кривая выживания мышей с сверхэкспрессией белка FGF-21 просто сдвинулась параллельно вправо без уменьшения угла наклона вправо. А значит - это снижение базовой уязвимости без влияния на скорость старения. 

Аналогично не наблюдается влияния на скорость старения, а лишь наблюдается снижение базовой уязвимости в экспериментах с эпигенетическим омоложением прогерийных мышей [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27984723], продлением жизни в результате сокращения калорийности питания [ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7501958], продлением жизни с помощью аэробных нагрузок [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1278267]. 

Эксперимент, где удалось влиянием на 1 ген хоть не замедлить старение мышей, но зато его ускорить - это генная модификация мышей, в которой оказывали влияние на каспазу-2. Каспазы – ферменты, расщепляющих белки, имеющие ключевую роль в апоптозе. 

Дефицит каспазы-2 усиливает возрастную потерю костной массы, по крайней мере, частично за счет усиления резорбции кости.

Нокаут каспазы-2 ускоряет скорость старения [pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17188333]. 

Вывод:

В уравнение Гомпертца R(t) = A*e ^(G*t) есть базовая уязвимость (А). Её значение меняется также, как меняется риск смертности по hazard ratio. И если этой моделью описать все известные изменения в экспериментах на млекопитающих [genetics.org/content/204/3/905] и человеке, то мы увидим, что меняется только базовая уязвимость А. Но скорость старения (G) всегда постоянна у одного вида животных. У людей в экспериментах удаётся снижать риск смертность по Hazard Ratio - максимум примерно в 8 раз. Но даже такое изменение риска смертности приводит лишь к изменению в 8 раз базовой уязвимости (А) в уравнение Гомпертца, но опять же не приводит к изменению скорости старения (G). Тогда, если меняется только лишь базовая уязвимость (А), то чтобы продлить жизнь в два раза, согласно этому уравнению, нужно сократить риск смертности в 2000 раз.

Если все эксперименты воспроизводимо повлияли только на базовую уязвимость (А), то подобные эксперименты, вероятно,  никогда не приведут к продлению жизни в 2 раза, если не изменится скорость старения (G). Так как сократить риск смерти по Hazard Ratio в 2000 раз - это маловероятно.

Дело в том, что если бы организм не старел, то риск умереть с возрастом бы не повышался. Тогда добавим в эту модель R(t) = A*e ^(G*t)  вместо G нолик, и риск умереть в каждый отдельный момент времени с возрастом изменяться не будет. Это отсутствие старения. Мы же хотим, чтобы риск умереть в каждый момент времени с возрастом не менялся. Чтобы риск был постоянным.

Математика описывает старение, как процесс имеющий ускорение смертности. И это логично. Так как уберём ускорение смертности (G) и будем нестареющими, будем вымирать перманентно. Другое дело - это то, что вызывает такое ускорение смертности. Исследования подсказывают, что у разных животных причины могут быть разными [onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1474-9726.2007.00348.x]. Поэтому общего определения причинам старения может и не быть, и их может быть много у каждого вида животных, и они могут отличаться в зависимости от вида животного. Но хорошо, что их все можно описать математически. Математическое описание позволяет понять, с чем мы имеем дело. То есть мы либо дальше пытаемся ещё на немного все менее эффективно снизить смертность по Hazard Ratio и все слабее продлевать жизнь, или меняем, либо вообще отменяет возрастное ускорение смертности (G).

Факторы смерти могут быть разные. У разных животных. Их может быть много. Но все они либо влияют на риск смертности (А), либо на возрастное ускорение смертности (G). Лечение факторов, которые влияют только на риск смертности (А), но не влияют на возрастное ускорение смертности (G), никогда на практике не даст даже хотя бы двукратного продления жизни. А нам пока на мышах известны воспроизводимо только такие [genetics.org/content/204/3/905].

Если у 20 летнего человека,  вероятность умереть в течении года 0.0001. Тогда, обнулив у него него возрастное ускорение смертности, можно получить ожидаемую продолжительности жизни примерно в 1000 лет. ОПЖ = 1/0.0001 = 1000 лет. Вот почему важно избавиться от возрастного ускорения смертности.

Знаете ли вы, что сайт nestarenie.ru — объективно один из самых популярных в России ресурсов про старение и долголетие - в Яндексе, в Гугле, по количеству, качеству и лояльности аудитории. nestarenie.ru имеет потенциал, чтобы стать одним из самых популярных сайтов о борьбе со старением не только в России, но и в мире. Для этого нужны деньги. Я призываю всех сделать пожертвования, а также убедить своих друзей поступить аналогично.

      • Карта Viza (доллары): 4215 8901 1587 0138 для переводов за пределами РФ
      • Карта МИР в Сбере (рубли):  2202 2032 1501 6686 (МАЙЯВИ Ч.) - на территории РФ

Узнайте подробнее помочь развитию блога.

Тераностика старения - сервис продления жизни.


Обязательно оставляйте свои комментарии под статьей, которую Вы читаете. Это очень важно для нас.

Предлагаем Вам оформить почтовую подписку на самые новые и актуальные новости, которые появляются в науке, а также новости нашей научно-просветительской группы, чтобы ничего не упустить. Обязательно оставляйте свои комментарии под статьей, которую вычитаете. Это очень важно для нас.

Автор статьи

Веремеенко Дмитрий Евгеньевич

Телефон:

+7 (925) 924-43-28

Почта:

Dmitriy-tae@yandex.ru


Исследователь, изобретатель, сфера деятельности - data science в медицине
Основатель проекта, изучающего терапии, направленные на увеличение продолжительности жизни человека (nestarenie.ru/slb-expert_.html)
Со-основатель IT сервиса продления жизни https://nestarenie.expert/
Основатель форума о продлении жизни Nestarenie Camp (nestarenie.ru/camp.html)
Со-автор книги "Бонусные годы" (nestarenie.ru/kniga-3.html)
Создатель справочного блога о старении человека (nestarenie.ru)


Социальные сети:





11 комментариев

Чтобы подписаться на комментарии, прочитайте Согласие с рассылкой и Политику конфиденциальности

Комментируя, вы принимаете условия соглашения.

  1. Максим (58-й-183см-70кг-талия 78см)
    27 февраля 2023, 06:54

    Дмитрий, это что шутка какая-та?! Фейковое фото?
    Я подумал, что это какая-то мужеподобная 80-ти летняя латиноамериканка.

    Легендарная гимнастка выиграла медаль Кубка мира в 47 лет. Оксана отменила старение?
    news.sportbox.ru/Vidy_sporta/gimnastika/spbnews_NI1792378_Legendarnaja_gimnastka_vyigrala_medal_Kubka_mira_v_47_let_Oksana_otmenila_starenije

  2. Сергей
    30 июня 2022, 14:16

    Дмитрий, я не находил у Вас описаний влияния дыхания обедненной кислородом газовой смесью на ПЖ (тр.Фролова, Самоздрав и т. д. ) Результаты улучшения качества жизни я наблюдаю у знакомого, даже уменьшается процент седых волос, но результат очень медленный и увеличит ли это ПЖ?

    1. Дмитрий Веремеенко
      30 июня 2022, 15:04

      Рекомендует только врач. Я не врач, но делюсь данными исследований.
      Отрезайте у ссылок http:

      Не известно. Исследования не проводились.

      Но стоит заметить, многое, что улучшает качество жизни, сокращает жизнь

  3. Петр
    23 июня 2022, 12:20

    Дмитрий! В слове каспаза заметил ошибку. Также правильно писать “прямо” а не прям .

    1. Дмитрий Веремеенко
      24 июня 2022, 03:56

      Рекомендует только врач. Я не врач, но делюсь данными исследований.
      Отрезайте у ссылок http:

      каспазу исправил))

      1. Sergey
        24 июня 2022, 10:45

        “Красная кривая – это нестареющие люли” – здесь тоже поправьте)

        1. Дмитрий Веремеенко
          24 июня 2022, 16:09

          Рекомендует только врач. Я не врач, но делюсь данными исследований.
          Отрезайте у ссылок http:

          ок

  4. Георгий
    22 июня 2022, 09:23

    По моему мнению, продолжительность жизни зависит от сексуальной жизни – прекращение сексуальной жизни приводит к снижению выработке детотворных гормонов, которые активизируют весь организм. Мне – 87, и я это чувствую , Никакая зарядка не может заставить работать системы организма, как это делает сексуальная активность.

    1. Максим (58-й -183см-70кг-талия 78см)
      24 июня 2022, 06:52

      А разве прекращение сексуальной жизни равно снижению выработке детотворных гормонов?

      Мне безразличны такие социальные штампы как: либидо, потенция, фертильность, “мужская сила” и прочее, но в регулярных моих анализах все эти гормоны около верхнего рефренса.

  5. Виктор С.
    22 июня 2022, 09:07

    В статье подходы к критической оценке новостей об омоложении и старении.Автор мог бы и итоги подвести.. “для ленивых”. Это бы время сэкономило и снизило “базовую уязвимость” читателя. Статья смотрится не законченной, но спасибо. Хотелось бы узнать и о исследованиях по скорости старения.
    P.S. Хотелось бы узнать и о успехах в изучении и влиянии на скорость старения подробнее.
    И о Лорде Келвине «Если вы не умеете это измерить, то вы не знаете, о чем вы говорите ». Это скорее пожелание, чем правда, т.к. даже если мы можем/умеем что-то измерить, это не значит, что мы знаем, о чем говорим. Но измерить, это уже хорошо.

    1. Дмитрий Веремеенко
      22 июня 2022, 12:00

      Рекомендует только врач. Я не врач, но делюсь данными исследований.
      Отрезайте у ссылок http:

      Спасибо за коммент. Само по себе измерение старения нам не много даёт. Но когда мы измеряем влияние на скорость старения конкретный метод потенциального омолодениы и т.п., то что помогает нам понять – действительно ли этот метод влияет на старение или нет.

Свежие комментарии