Neue Erkenntnisse über das Altern: Biologisches vs. Chronologisches Alter
Forschung zeigt, wie das biologische Alter die Gesundheit und Sterberisiken beeinflusst.
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Inhaltsverzeichnis
- Biologisches Alter vs. Chronologisches Alter
- Epigenetische und Proteomische Uhren
- Entwicklung neuer Altersuhren
- Studienpopulation
- Proteine messen und Qualität sichern
- Untersuchung der Sterblichkeit
- Neue Altersuhren erstellen
- Validierung der Altersuhren und Untersuchung ihrer Auswirkungen
- Ergebnisse der Altersuhren für Midlife und Spätleben
- Zusammenhänge zwischen Änderungen im biologischen Alter und Sterblichkeit
- Faktoren, die das biologische Alter im späteren Leben beeinflussen
- Die Auswirkungen von Altersuhren auf zukünftige Forschungen
- Stärken und Einschränkungen der Studie
- Fazit
- Originalquelle
Im 20. Jahrhundert haben die Leute in den USA länger gelebt, im Schnitt 30 Jahre mehr. Das ist zwar positiv, aber bedeutet auch, dass mehr Menschen mit altersbedingten Gesundheitsproblemen zu kämpfen haben. Das kann zu einer höheren Sterblichkeit, weniger Zeit in guter Gesundheit, schlechterer Lebensqualität und steigenden Gesundheitskosten führen. Um diese Probleme anzugehen, brauchen wir Forschung, um zu verstehen, wie Alterung funktioniert, damit wir Wege finden, um Menschen zu helfen, länger gesund zu leben.
Biologisches Alter vs. Chronologisches Alter
Menschen altern unterschiedlich, was bedeutet, dass es nicht reicht, einfach zu zählen, wie viele Jahre jemand schon lebt (chronologisches Alter). Forscher haben einen neuen Begriff eingeführt, das "biologische Alter", das den körperlichen Zustand einer Person betrachtet, statt nur ihr Alter. So können wir besser einschätzen, wie gut jemand im Alter funktionieren kann, egal wie alt er biologisch ist.
Um das biologische Alter von jemandem zu bestimmen, haben Wissenschaftler Altersuhren entwickelt. Diese verwenden verschiedene biologische Marker wie Veränderungen in DNA, Proteinen und anderen Molekülen im Körper. Altersuhren stimmen normalerweise gut mit dem chronologischen Alter gesunder Menschen überein. Bei Menschen mit Gesundheitsproblemen können diese Uhren jedoch ein jüngeres oder älteres Alter anzeigen. Forscher haben herausgefunden, dass Altersuhren helfen können, Personen zu identifizieren, die schneller altern als ihr chronologisches Alter, was auf ein höheres Risiko für altersbedingte Krankheiten hinweisen könnte. Sie können auch helfen festzustellen, ob Anti-Aging-Behandlungen wirksam sind.
Epigenetische und Proteomische Uhren
Die am intensivsten erforschten Altersuhren nennt man epigenetische Uhren. Beliebte Beispiele sind die Horvath-Uhr und die Hannum-Uhr. Wir verstehen aber nicht vollständig, wie diese Uhren funktionieren und welche spezifischen Aspekte des Alterns sie widerspiegeln. Kürzlich wurden neue Tests entwickelt, die viele Proteine in einer kleinen Blutprobe gleichzeitig messen können. Ein solcher Test ist der SomaScan-Assay, der es Wissenschaftlern ermöglicht, sogenannte proteomische Altersuhren zu erstellen.
Diese proteomischen Altersuhren sind wichtig, weil sie Proteinmarker verwenden, die eng mit altersbedingten Krankheiten verbunden sind. Da Proteine in den meisten von der FDA zugelassenen Medikamenten eine Rolle spielen, könnten diese Altersuhren auch helfen, potenzielle Ziele für Anti-Aging-Medikamente zu identifizieren. Den gesamten Alterungsprozess zu betrachten, könnte nützlicher sein, als sich nur auf eine spezifische Krankheit zu konzentrieren, da dies helfen könnte, mehrere altersbedingte Probleme gleichzeitig zu verhindern.
Entwicklung neuer Altersuhren
Es wurden mehrere proteomische Altersuhren entwickelt, die auf den SomaScan-Assays basieren. Allerdings haben die meisten dieser Studien nicht genügend vielfältige Populationen einbezogen. Proteine, die mit dem Altern verbunden sind, können stark variieren, je nach Rasse und sozioökonomischem Status einer Person. Ausserdem basierten frühere Altersuhren auf Einzelmessungen, sodass neue Uhren entwickelt werden müssen, die über die Zeit aus einer breiten Teilnehmergruppe Daten sammeln.
Eine Studie hatte zum Ziel, neue Altersuhren zu entwickeln, indem Daten von Teilnehmern aus der Midlife- und Spätlebensphase gesammelt wurden. Die Forscher wollten untersuchen, wie diese Uhren mit dem Sterberisiko einer grossen Gruppe von schwarzen und weissen Männern und Frauen zusammenhängen.
Studienpopulation
Die Studie umfasste Teilnehmer aus einer laufenden Untersuchung, die 1987 gestartet wurde. Die Forscher rekrutierten zunächst fast 16.000 Freiwillige im Alter von 45 bis 64 Jahren aus vier Standorten in den USA. Im Laufe der Jahre haben sie den Kontakt zu diesen Teilnehmern aufrechterhalten, um fortlaufend Gesundheitsinformationen zu sammeln.
Die Studie konzentrierte sich auf Blutproben, die zu zwei verschiedenen Zeitpunkten entnommen wurden: während der Midlife (Alter 46-70) und im späteren Leben (Alter 66-90). Die Blutproben wurden sorgfältig verarbeitet und gelagert, um ihre Integrität für die Analyse zu gewährleisten.
Proteine messen und Qualität sichern
In der Studie wurden Blutproben analysiert, um Proteine mittels der SomaScan-Technologie zu messen. Vor der Analyse wurden bestimmte unzuverlässige Proteine von der Analyse ausgeschlossen, um sicherzustellen, dass die endgültigen Daten den biologischen Zustand der Teilnehmer genau widerspiegelten.
Um gesunde Teilnehmer zu bewerten, definierten die Forscher "gesund" als Personen ohne schwerwiegende altersbedingte Krankheiten, die zu einem frühen Tod führen könnten. Dazu gehörten Menschen ohne schwere Nierenprobleme, Krebs, Lungenerkrankungen, Herzprobleme, Diabetes und Bluthochdruck. Sie identifizierten Tausende gesunder Teilnehmer sowohl in der Midlife als auch im späteren Leben.
Untersuchung der Sterblichkeit
Um zu verstehen, wie das biologische Alter die Sterblichkeit beeinflusst, verfolgten die Forscher über viele Jahre die Todesfälle unter den Teilnehmern. Sie sammelten Daten aus Nachverfolgungsanrufen und nahmen Kontakt zu lokalen Krankenhäusern und staatlichen Registern auf, um die Todesfälle im Blick zu behalten. Die Sterblichkeit wurde nach Ursache klassifiziert, einschliesslich Todesfällen durch verschiedene Krankheiten.
Die Forscher sammelten auch Informationen über die Demografie, den Lebensstil und die Krankengeschichte der Teilnehmer. Dazu gehörten Faktoren wie Alter, Geschlecht, Rasse, Bildungsgrad, Raucherstatus, Alkoholkonsum und körperliche Aktivität.
Neue Altersuhren erstellen
Nachdem gesunde Teilnehmer identifiziert wurden, entwickelten die Forscher neue Altersuhren. Sie wählten einen Teil gesunder Teilnehmer aus, um die Altersuhren zu entwickeln, und wandten sie dann auf den Rest der Teilnehmer an, um die Ergebnisse zu vergleichen.
Für die Teilnehmer in der Midlife verwendeten die Forscher verschiedene Methoden zur Analyse der Proteine und zur Konstruktion der Altersuhren, wobei sie bestätigten, dass die resultierenden Uhren gut mit dem chronologischen Alter übereinstimmten. Sie verglichen ihre Ergebnisse auch mit zuvor veröffentlichten Altersuhren.
Für Teilnehmer im späteren Leben schlossen sie Personen mit kontrolliertem Bluthochdruck als gesunde Individuen ein. Dies erweiterte die Gruppe gesunder Teilnehmer, ohne die Wirksamkeit der Altersuhr zu beeinträchtigen.
Validierung der Altersuhren und Untersuchung ihrer Auswirkungen
Nachdem die Altersuhren entwickelt wurden, prüften die Forscher ihre Genauigkeit, indem sie sie mit dem chronologischen Alter verglichen und die Beziehung zur Sterblichkeit verstanden. Sie erstellten eine Formel, um zu berücksichtigen, wie sehr das biologische Alter von dem chronologischen Alter abweichen könnte.
Durch die Analyse der Altersuhren fanden sie heraus, dass das biologische Alter einen erheblichen Hinweis auf das Risiko, aus verschiedenen Gründen zu sterben, darstellt. Besonders auffällig war, dass das biologische Alter mit einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für Herzkrankheiten, Krebs und Atemwegserkrankungen in Verbindung stand.
Ergebnisse der Altersuhren für Midlife und Spätleben
Sowohl in der Midlife als auch im späteren Leben fanden die Forscher heraus, dass die neuen Altersuhren gut mit dem chronologischen Alter übereinstimmten. Die Altersuhren zeigten starke Zusammenhänge mit dem Sterberisiko, was bedeutet, dass ein höheres biologisches Alter ein höheres Sterberisiko anzeigte.
Für die Teilnehmer in der Midlife hatte jeder, der Anzeichen beschleunigten Alterns zeigte, ein erhöhtes Risiko, an Herzkrankheiten und Atemwegserkrankungen zu sterben. Im späteren Leben zeigten die Altersuhren ähnliche Ergebnisse, wobei höhere biologische Alter das Sterberisiko in allen Bereichen erhöhten.
Zusammenhänge zwischen Änderungen im biologischen Alter und Sterblichkeit
Die Forscher betrachteten auch, wie sich die Veränderung des biologischen Alters von der Midlife zur Spätlebensphase auf das Sterberisiko auswirkte. Sie fanden heraus, dass für diejenigen, deren biologisches Alter im Laufe der Zeit signifikant anstieg, ein erhöhtes Risiko bestand, aus allen Ursachen, an Herzkrankheiten und Atemwegserkrankungen zu sterben. Die Veränderung des biologischen Alters schien jedoch keinen Einfluss auf das Sterberisiko durch Krebs zu haben.
Faktoren, die das biologische Alter im späteren Leben beeinflussen
Interessanterweise schienen einige Lebensstilfaktoren, die in der Midlife beobachtet wurden, das biologische Alter im späteren Leben zu beeinflussen. Personen, die rauchten, einen höheren Body-Mass-Index hatten oder in der Midlife an Diabetes und Bluthochdruck litten, wiesen dazu tendenziell ein erhöhtes biologisches Alter im späteren Leben auf. Das deutet darauf hin, dass ein gesunder Lebensstil die Auswirkungen des Alterns mildern könnte.
Die Auswirkungen von Altersuhren auf zukünftige Forschungen
Die Ergebnisse dieser Studie betonen das Potenzial von Altersuhren, nützliche Werkzeuge zur Vorhersage des Sterberisikos und zur Steuerung klinischer Entscheidungen zu sein. Wenn sie in künftigen externen Studien als effektiv erwiesen werden, könnten Altersuhren wichtige Einblicke in das biologische Alter geben und dabei helfen, präventive Massnahmen gegen altersbedingte Krankheiten zu entwickeln.
Stärken und Einschränkungen der Studie
Die Stärken dieser Studie umfassen die grosse und vielfältige Stichprobe sowie die jahrelange Nachverfolgung, die wertvolle Einblicke in das Altern und die Sterblichkeit liefert. Allerdings gibt es auch Einschränkungen zu beachten. Die langfristige Lagerung von Blutproben könnte Bedenken hinsichtlich der Stabilität der Proteine aufwerfen. Darüber hinaus könnten die Ergebnisse, da die Studie sich auf Blutproteine konzentrierte, nicht die gesamten Altersmarker in anderen Geweben darstellen.
Fazit
Die Studie hat erfolgreich neue biologische Altersuhren für Menschen in der Midlife und im späteren Leben entwickelt, die zeigen, dass diese Uhren das Sterberisiko effektiv vorhersagen können. Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass das biologische Alter ein wichtiger Faktor beim Verständnis der Gesundheitsergebnisse im Alter sein könnte. Wenn weitere Forschungen diese Uhren validieren, könnten sie den medizinischen Fachkräften helfen und gesündere Lebensweisen fördern, die Langlebigkeit und Wohlbefinden unterstützen. Indem wir uns auf das biologische Alter und dessen Auswirkungen konzentrieren, können wir anfangen, die Herausforderungen im Zusammenhang mit dem Altern in unserer Gesellschaft anzugehen.
Titel: Development and Characterization of Proteomic Aging Clocks in the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study
Zusammenfassung: Biological age may be estimated by proteomic aging clocks (PACs). Previous published PACs were constructed either in smaller studies or mainly in White individuals, and they used proteomic measures from only one-time point. In the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) study of about 12,000 persons followed for 30 years (around 75% White, 25% Black), we created de novo PACs and compared their performance to published PACs at two different time points. We measured 4,712 plasma proteins by SomaScan in 11,761 midlife participants, aged 46-70 years (1990-92), and 5,183 late-life pariticpants, aged 66-90 years (2011-13). All proteins were log2-transformed to correct for skewness. We created de novo PACs by training them against chronological age using elastic net regression in two-thirds of healthy participants in midlife and late life and compared their performance to three published PACs. We estimated age acceleration (by regressing each PAC on chronological age) and its change from midlife to late life. We examined their associations with mortality from all-cause, cardiovascular disease (CVD), cancer, and lower respiratory disease (LRD) using Cox proportional hazards regression in all remaining participants irrespective of health. The model was adjusted for chronological age, smoking, body mass index (BMI), and other confounders. The ARIC PACs had a slightly stronger correlation with chronological age than published PACs in healthy participants at each time point. Associations with mortality were similar for the ARIC and published PACs. For late-life and midlife age acceleration for the ARIC PACs, respectively, hazard ratios (HRs) per one standard deviation were 1.65 and 1.38 (both p
Autoren: Shuo Wang, Z. Rao, R. Cao, A. H. Blaes, J. Coresh, C. E. Joshu, B. Lehalier, P. L. Lutsey, J. S. Pankow, S. Sedaghat, W. Tang, B. Thyagarajan, K. A. Walker, P. Ganz, E. A. Platz, W. Guan, A. Prizment
Letzte Aktualisierung: 2023-09-08 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.06.23295174
Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.06.23295174.full.pdf
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