Σε ποια ηλικία γερνούν αρτηρίες, ωοθήκες και όρχεις – Τι έδειξε νέα αποκαλυπτική μελέτη

Η ηλικία που αναγράφεται στην ταυτότητά μας δεν αποκαλύπτει ολόκληρη την εικόνα για την κατάσταση του οργανισμού μας. Η βιολογική γήρανση δεν εξελίσσεται με τον ίδιο ρυθμό σε όλα τα όργανα, καθώς κάθε ιστός φαίνεται να ακολουθεί το δικό του εσωτερικό «ρολόι».

Μια νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Aging, επιχείρησε να χαρτογραφήσει τις δομικές αλλαγές που εμφανίζονται με την πάροδο του χρόνου σε διαφορετικά σημεία του ανθρώπινου σώματος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ορισμένοι ιστοί αρχίζουν να μεταβάλλονται αισθητά ήδη από τη δεκαετία των 30, ενώ άλλοι παραμένουν σχετικά σταθεροί μέχρι τη μέση ή την τρίτη ηλικία.

Οι επιστήμονες μελέτησαν 25.306 μεταθανάτια δείγματα βιοψιών, τα οποία προέρχονταν από 40 διαφορετικούς ιστούς και 970 δότες ηλικίας από 21 έως 70 ετών. Στόχος τους δεν ήταν απλώς να υπολογίσουν πόσο «ηλικιωμένος» φαίνεται ένας ιστός, αλλά να εντοπίσουν τις περιόδους κατά τις οποίες η δομή του αλλάζει με μεγαλύτερη ταχύτητα.

Το νέο εργαλείο που χαρτογραφεί τη γήρανση

Για τις ανάγκες της έρευνας αναπτύχθηκε ένα υπολογιστικό σύστημα με την ονομασία PathStAR, από τις λέξεις «Pathology-based Structural Aging Rate». Το συγκεκριμένο εργαλείο χρησιμοποιεί εικόνες ιστοπαθολογικών εξετάσεων και αναλύει στοιχεία όπως η οργάνωση των κυττάρων, τα αιμοφόρα αγγεία και η εξωκυττάρια ουσία.

Με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης, οι ερευνητές επεξεργάστηκαν περισσότερα από 30 εκατομμύρια μικροσκοπικά τμήματα εικόνων. Έτσι κατάφεραν να αναγνωρίσουν αλλαγές όπως η ατροφία, η ίνωση, η αθηροσκλήρωση, η απώλεια ωοθυλακίων και η μείωση της σπερματογένεσης.

Σε αντίθεση με άλλα «ρολόγια γήρανσης», το PathStAR δεν εκπαιδεύτηκε να προβλέπει τη χρονολογική ηλικία των δοτών. Αντίθετα, αναζήτησε τις χρονικές περιόδους κατά τις οποίες οι μορφολογικές μεταβολές των ιστών γίνονταν εντονότερες.

Οι τρεις διαφορετικοί τρόποι με τους οποίους γερνούν οι ιστοί

Από την ανάλυση προέκυψαν τρία βασικά πρότυπα δομικής γήρανσης:

• Οι ιστοί που γερνούν νωρίς και παρουσιάζουν τις μεγαλύτερες μεταβολές ήδη στη δεκαετία των 30.
• Οι ιστοί που παραμένουν σχετικά σταθεροί για μεγαλύτερο διάστημα και αλλάζουν κυρίως στις δεκαετίες των 50 και 60.
• Οι ιστοί που εμφανίζουν δύο διαφορετικά κύματα επιταχυνόμενης γήρανσης, συνήθως ένα γύρω από τα 30 και ένα δεύτερο κοντά στα 50.

Το τελευταίο, το λεγόμενο διφασικό πρότυπο, αποδείχθηκε το συχνότερο. Εντοπίστηκε σε εννέα από τους δεκατέσσερις ιστούς για τους οποίους οι επιστήμονες κατάφεραν να κατασκευάσουν αξιόπιστες καμπύλες γήρανσης.

Οι αρτηρίες αρχίζουν να αλλάζουν από τη δεκαετία των 30

Το αγγειακό σύστημα βρέθηκε ανάμεσα στους πρώτους ιστούς που εμφανίζουν έντονες δομικές μεταβολές. Η στεφανιαία και η κνημιαία αρτηρία παρουσίασαν υψηλό ρυθμό αλλαγών στη δεκαετία των 30.

Αυτό δεν σημαίνει ότι όλοι οι άνθρωποι αποκτούν καρδιαγγειακή νόσο σε αυτή την ηλικία. Δείχνει, όμως, ότι οι ιστοί των αγγείων μπορεί να αρχίζουν να αναδιαμορφώνονται πολύ νωρίτερα από όσο γίνεται συνήθως αντιληπτό.

Η γήρανση των αρτηριών συνδέεται με διαδικασίες όπως η σκλήρυνση των αγγειακών τοιχωμάτων, η ίνωση και η αθηροσκλήρωση. Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης εξασθένηση της λειτουργίας των υπεροξειδιοσωμάτων, κυτταρικών δομών οι οποίες συμμετέχουν, μεταξύ άλλων, στη διάσπαση των λιπαρών οξέων.

Η κνημιαία αρτηρία εμφάνισε πιο σύνθετη, διφασική εικόνα, με περιόδους εντονότερων αλλαγών τόσο στη νεότερη όσο και στη μέση ηλικία. Συνεπώς, ακόμη και αγγεία του ίδιου οργανισμού δεν είναι απαραίτητο να γερνούν με ακριβώς τον ίδιο τρόπο.

Τα δύο κρίσιμα κύματα γήρανσης των ωοθηκών

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν τα ευρήματα για τις ωοθήκες. Η ανάλυση 250 δειγμάτων αποκάλυψε δύο διακριτές περιόδους κατά τις οποίες επιταχύνονται οι δομικές μεταβολές.

Το πρώτο κύμα κορυφώνεται περίπου μεταξύ των 35 και 40 ετών, συμπίπτοντας με τη σταδιακή μείωση της γυναικείας γονιμότητας και την ταχύτερη απώλεια ωοθυλακίων. Το δεύτερο εμφανίζεται περίπου μεταξύ των 55 και 60 ετών και σχετίζεται χρονικά με την εμμηνόπαυση και τις αλλαγές που ακολουθούν τη διακοπή της αναπαραγωγικής λειτουργίας.

Η μήτρα και ο κόλπος ακολουθούν διαφορετική πορεία. Σύμφωνα με τη μελέτη, παραμένουν σχετικά σταθεροί στις μικρότερες ηλικίες και παρουσιάζουν μεγαλύτερη επιτάχυνση της γήρανσης κοντά στην εμμηνόπαυση. Οι αλλαγές αποδίδονται πιθανότατα στην πτώση των οιστρογόνων, η οποία συνδέεται με ατροφία, λέπτυνση του ενδομητρίου και μεταβολές στο μυϊκό τοίχωμα της μήτρας.

Πότε γερνούν όρχεις και προστάτης

Οι όρχεις και ο προστάτης παρουσίασαν επίσης διφασική γήρανση, με δύο περιόδους εντονότερων αλλαγών: μία κατά τη δεκαετία των 30 και μία γύρω από τη δεκαετία των 50.

Στους όρχεις, το δεύτερο κύμα συνδέθηκε με μοριακές ενδείξεις εξασθένησης της σπερματογένεσης. Το εύρημα δεν αποτελεί απόδειξη ότι η ανδρική γονιμότητα σταματά σε κάποια συγκεκριμένη ηλικία. Υποδεικνύει, ωστόσο, ότι η δομή και η λειτουργία του ανδρικού αναπαραγωγικού συστήματος μεταβάλλονται σταδιακά και όχι με έναν ενιαίο, γραμμικό τρόπο.

Απροσδόκητα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι μεταβολές στο ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα παρουσίαζαν κοινά χαρακτηριστικά με τη γήρανση του πεπτικού συστήματος. Ο οισοφάγος, το στομάχι, το λεπτό και το παχύ έντερο, καθώς και οι σιελογόνοι αδένες, εμφάνισαν ανάλογα διφασικά μοτίβα.

Η σύνδεση φαίνεται ότι μπορεί να σχετίζεται με τη δράση των ορμονών του φύλου, οι οποίες δεν επηρεάζουν μόνο τα αναπαραγωγικά όργανα, αλλά συμμετέχουν και στη διατήρηση της δομικής ακεραιότητας άλλων ιστών.

Φλεγμονή και μειωμένη παραγωγή ενέργειας

Παρά τις διαφορετικές χρονικές πορείες, οι περίοδοι επιταχυνόμενης γήρανσης εμφάνισαν ορισμένα κοινά βιολογικά χαρακτηριστικά. Στους περισσότερους ιστούς καταγράφηκαν:

• αύξηση της φλεγμονής,
• περιορισμός της κυτταρικής παραγωγής ενέργειας,
• εξασθένηση των μηχανισμών επιδιόρθωσης,
• μειωμένη αναγέννηση των ιστών,
• διαταραχές στους μηχανισμούς ελέγχου της ποιότητας των κυττάρων.

Οι ερευνητές αναγνώρισαν ακόμη 123 κληρονομικές γενετικές παραλλαγές που συνδέονται με την επιτάχυνση της δομικής γήρανσης συγκεκριμένων οργάνων. Ανάμεσά τους βρέθηκαν παραλλαγές στο γονίδιο SIRT6, το οποίο έχει συσχετιστεί με τη μακροζωία και στη συγκεκριμένη ανάλυση συνδέθηκε με την ταχύτερη γήρανση των αγγείων.

Τι σημαίνουν τα ευρήματα για την υγεία

Η νέα έρευνα ενισχύει την άποψη ότι δεν υπάρχει μία ενιαία βιολογική ηλικία για ολόκληρο το σώμα. Ένας άνθρωπος μπορεί να έχει καρδιά ή αγγεία που εμφανίζονται βιολογικά μεγαλύτερα από τη χρονολογική του ηλικία, ενώ άλλα όργανά του μπορεί να γερνούν πιο αργά.

Προηγούμενη μελέτη σε 11.000 συμμετέχοντες, με τη χρήση απεικονιστικών εξετάσεων και μηχανικής μάθησης, δημιούργησε ξεχωριστά «ρολόγια» για τον εγκέφαλο, την καρδιά, το ήπαρ, τους νεφρούς, το πάγκρεας, τα μάτια και τη σύσταση του σώματος. Οι αποκλίσεις στη βιολογική ηλικία κάθε οργάνου συνδέθηκαν κυρίως με μελλοντικές ασθένειες που αφορούσαν το ίδιο όργανο, αλλά και με τον κίνδυνο θνησιμότητας.

Οι ειδικοί θεωρούν ότι τέτοια εργαλεία θα μπορούσαν μελλοντικά να βοηθήσουν στην έγκαιρη αναγνώριση ανθρώπων των οποίων κάποιο όργανο γερνά ταχύτερα. Προς το παρόν, όμως, το PathStAR αποτελεί ερευνητικό εργαλείο και όχι εξέταση που μπορεί να υπολογίσει την ηλικία των οργάνων ενός ασθενούς στην καθημερινή κλινική πράξη.

Υπάρχουν επίσης σημαντικοί περιορισμοί. Η μελέτη βασίστηκε σε μεταθανάτια δείγματα διαφορετικών ανθρώπων και όχι στη μακροχρόνια παρακολούθηση των ίδιων προσώπων. Επομένως, αποτυπώνει πληθυσμιακές τάσεις και δεν καθορίζει την ακριβή ηλικία κατά την οποία θα αρχίσει να γερνά ένα όργανο σε κάθε άτομο.

Παρά τους περιορισμούς, τα αποτελέσματα αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες προσεγγίζουν τη γήρανση. Αντί να θεωρούν ότι ολόκληρο το σώμα ακολουθεί μία ενιαία και σταθερή πορεία, στρέφονται πλέον στη δημιουργία ενός εξατομικευμένου «χάρτη», στον οποίο κάθε όργανο έχει τη δική του βιολογική ηλικία και τη δική του ταχύτητα φθοράς.