Новый анализ биологического старения человеческого организма обнаружил примечательную закономерность: как недостаток сна, так и его профицит ассоциированы с ускоренным старением мозга, сердца, лёгких, иммунной системы и других органов. Выявленные паттерны, кроме того, проливают свет на широкий круг заболеваний, сопутствующих таким отклонениям от нормы.
Руководитель исследования Джунхао Вэнь, доцент кафедры радиологии Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета, комментирует: «Прежние работы связывали сон со старением и патологической регуляцией мозга. Наше исследование идёт дальше, демонстрируя, что слишком короткий или слишком продолжительный сон коррелирует с более быстрым старением почти каждого органа. Это подкрепляет представление о том, что сон важен для поддержания здоровья органов в рамках согласованной сети мозга и тела, включая метаболический баланс и нормальную работу иммунной системы».
Работа опубликована в журнале Nature.
Биологические часы: как измеряют возраст организма
Современная наука всё чаще использует так называемые часы старения, чтобы установить, опережает ли биологическое состояние человека его хронологический возраст. Подобные инструменты строятся на алгоритмах машинного обучения и биологической интерпретации данных, в том числе минимально инвазивных анализов, что позволяет выявлять паттерны, сопряжённые со старением. Многие такие часы дают лишь единый интегральный показатель для всего тела, однако отдельные органы могут стареть с разной скоростью. Классический пример — угасание функции яичников, отражающееся на биологических часах, связанных с женской фертильностью.
Группа Вэня целенаправленно конструирует часы старения, ориентированные на отдельные органы, чтобы предоставлять более детальную и персональную оценку здоровья. «Все в восторге от этих часов и их способности прогнозировать риск заболеваний и смертности, — говорит учёный. — Но меня больше волнует другой вопрос: можно ли сопоставить часы старения с модифицируемым показателем образа жизни, чтобы вовремя вмешаться и замедлить старение?»
Интерес исследователя к сну не ограничивается профессиональной плоскостью. «Я сам сплю чутко и беспокоюсь о последствиях для себя», — признаётся Вэнь.
Для построения часов были задействованы данные примерно полумиллиона участников Британского биобанка. На основе машинного обучения исследователи идентифицировали биологические маркеры, связанные со старением в различных органах. В модель вошли структурные измерения, извлечённые из медицинских изображений, белковые маркеры и молекулы, присутствующие в крови.
Так, для печени созданы отдельные часы на основе белковых данных, метаболических показателей и изображений. «Это позволяет рассмотреть, с какими именно слоями — омическими или молекулярными — связаны часы старения, когда речь заходит о сне», — поясняет Вэнь.
Сопоставив продолжительность сна, указанную участниками, с увеличением биологического возраста по 23 часам старения, покрывающим 17 систем органов, исследователи получили выраженный U-образный паттерн. У тех, кто спал менее 6 часов или свыше 8 часов, биологическое старение в среднем шло быстрее. Наиболее низкий темп старения наблюдался у людей, чья продолжительность сна укладывалась в диапазон от 6,4 до 7,8 часов в сутки.
Важная оговорка: полученные результаты не доказывают, что именно длительность сна служит прямой причиной ускорения или замедления старения органов. Скорее, они указывают на то, что отклонения от оптимального режима могут выступать маркером общего неблагополучия в состоянии организма.
Помимо этого, результаты демонстрируют возникновение связи между сном, мозгом и патологическими процессами в теле. Короткий сон, в частности, коррелирует с депрессивными эпизодами и тревожными расстройствами, что согласуется с более ранними наблюдениями о влиянии недосыпания на психическое здоровье.
Это также было связано с ожирением, диабетом 2 типа, гипертонией, ишемической болезнью сердца и сердечными аритмиями.
Как короткий, так и продолжительный сон связан с хронической обструктивной болезнью легких и астмой. Они также были связаны с рядом расстройств пищеварения, включая гастрит и гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь.
Вэнь говорит: «Общая картина взаимодействия мозга и тела важна, поскольку она говорит нам о том, что продолжительность сна — это глубоко укоренившаяся часть всей нашей физиологии, имеющая далеко идущие последствия для всего организма».
Сын, старение и поздняя депрессия
Часы старения, специфичные для каждого органа, также могут помочь ученым понять, как сон связан с заболеваниями. Вэнь и его коллеги исследовали эту возможность, изучая депрессию в позднем возрасте.
Исследователи не смогли установить, указывают ли различия в продолжительности сна-депрессии в позднем возрасте или сама депрессия влияет на продолжительность сна.
Для дальнейших исследований мы использовали "посреднический анализ" Чтобы изучить, может ли биологическое старение помочь объяснить взаимосвязь между низким или длительным сном и депрессией в позднем возрасте.
Результаты показали, что короткий сон может быть более непосредственно связан с бременем депрессии в позднем возрасте. Длительный сон, напротив, может вызвать депрессию через механизмы старения мозга и твердой ткани.
«Это имеет большое значение для будущего управления сном и последующих методов лечения», — сказал он. говорит Вэнь. «Наше исследование показывает, что между людьми с долгами и с маленькими сном могут быть разные биологические пути, которые приводят к одному и тому же результату — депрессии в позднем возрасте, и мы не должны относиться к ним одинаково».