Новое исследование, проведённое в рамках Проекта старения собак, обнаружило, что биологические «отпечатки пальцев» старения у собак и людей могут иметь поразительное сходство. Учёные полагают, что это открытие способно приоткрыть завесу над механизмами, определяющими продолжительность жизни обоих видов, и дать исследователям принципиально новый инструмент для изучения возрастных процессов.
Результаты работы, опубликованные в журнале «Журналы геронтологии», показывают: метаболиты — небольшие химические молекулы, образующиеся в ходе нормальной жизнедеятельности клеток, — связаны с тем, насколько рано или поздно наступает смерть у собак. Эти закономерности почти идентичны тем, что ранее наблюдались в популяции людей. Иными словами, характерные для человека метаболические сигналы, ассоциированные с преждевременной или, напротив, отсроченной смертностью, воспроизводятся и у домашних питомцев.
«Молекулы, повышающие риск ранней гибели или защищающие от неё, у собак и людей очень схожи. Это указывает на то, что мы разделяем ключевые особенности биологии старения, что одновременно и удивительно, и полезно», — отметила д-р Кейт Криви, главный ветеринарный директор Проекта старения собак и профессор Техасского колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук A&M, где базируется проект, основанный при поддержке Фонда WoodNext. По её словам, полученные данные дополнительно подтверждают ценность домашних собак как модели для изучения долгосрочного здоровья и продолжительности жизни человека.
Поиск биологических признаков продолжительности жизни
Метаболиты способны раскрыть детальную картину внутриклеточных процессов, что делает их незаменимым инструментом для выявления биологических закономерностей, связанных с развитием и старением. В рамках исследования учёные проанализировали образцы крови собак, участвующих в проекте «Старение собак». Эта общественная научная инициатива отслеживает животных на протяжении всей их жизни, при этом владельцы предоставляют подробные сведения о питомцах и, в некоторых случаях, данные физического состояния. Особое внимание исследователи уделили метаболическим профилям, сопряжённым с более ранней или более поздней смертью.
«Смерть — это однозначный и легко понимаемый показатель, — пояснила Криви. — Зафиксировать момент ухода из жизни и человека, и собаки несложно, тогда как прочие аспекты старения зачастую имеют гораздо более тонкие проявления». Использование смертности в качестве чёткой конечной точки позволяет исследователям выявлять биологические механизмы, способствующие достижению того или иного исхода. Среди таких механизмов могут быть клеточные запасы и способность клеток реагировать на стрессовые воздействия.
«Если мы понимаем, почему что-то произошло, у нас значительно больше шансов найти способы изменить это», — добавила она.
Метаболический след старения
Вместо того чтобы сосредоточиваться на отдельных молекулах, исследователи проанализировали тысячи метаболитов в совокупности, что позволило обнаружить более масштабные паттерны, ассоциированные с риском. Как подчеркнула Криви, такие комплексные группы молекул способны рассказать о происходящем внутри клетки гораздо больше, чем каждая молекула по отдельности. «Никто из моих коллег не называет это отпечатком пальца, — с улыбкой заметила она. — Мы часто смотрим на закономерность, коррелирующую с лучшими или худшими исходами, а не на изолированную молекулу».
Эти измеряемые биологические показатели — биомаркеры — помогают исследователям оценивать потенциальные последствия для здоровья, выявляя изменения, происходящие в организме. Однако, как предупреждает Криви, наличие биомаркера не обязательно означает его причинную роль. «Когда мы находим биомаркер, связанный с ранней или поздней смертностью, мы не знаем, что именно он её вызывает. Но если мы поймём, почему этот биомаркер присутствует, мы сможем определить причину данной взаимосвязи».
Стабильная повторяемость этих закономерностей даёт учёным возможные отправные точки для изучения показателей старения и, в конечном счёте, для разработки методов биологической модификации, которые могли бы улучшить здоровье человека на протяжении длительного времени.
Собаки и люди имеют общие сигналы старения
Затем исследователи задались вопросом, проявляются ли выявленные закономерности одновременно у собак и людей. Для этого они сопоставили собственные результаты с данными пяти крупных опубликованных исследований смертности, в которых применялись аналогичные методы анализа метаболитов. Выяснилось, что сигналы, связанные с более ранней или поздней смертью, у людей в целом совпадают с теми, что были обнаружены у собак, что позволяет говорить о глубинной общности механизмов старения у двух биологических видов.
вательность стала одним из самых поразительных результатов, доказав, что собаки и люди обладают общими важными особенностями биологии, основанными на старении.
«Часто мы знаем об этом немного больше у людей, чем у собак», — говорит он. — сказал Криви. «Если у нас будут одни и те же цели, мы сможем использовать исследования людей на благо собак».
Сходства могут предоставить научные знания, уже полученные в результате исследований на людях, для улучшения здоровья собак, а также использовать собак для изучения того, как старение человечества на протяжении всей жизни.
Почему собаки важны для исследований старения
Домашние собаки предлагают несколько преимуществ исследователям, изучающим старение. Они разделяют многие части повседневной жизни на людей, их окружение, диету и образ жизни. Это совпадение дает ученую возможность изучить, как образ жизни и окружающая среда влияют на здоровье в большей степени.
«Одна из вещей, которые нам больше всего нравятся в дрессировке у собак, когда речь идет о старении, — это их очень разнообразный образ жизни, который отражает образ жизни своих хозяев, что менее верно для других домашних животных», — говорит он. — сказал Криви.
Кошки, например, часто ведут более независимый и относительно последовательный образ жизни. Собаки с большей осторожностью следует распорядку дня, окружающей среды и моделей жизни людей, с которыми они живут.
Их более короткая продолжительность жизни обеспечивает еще одну важную роль. Люди в среднем доживают до 70 лет, собаки обычно живут всего 12-13 лет. Эта разница позволяет исследователям наблюдать за старением и продолжительностью жизни собак гораздо быстрее, чем это было бы возможно в исследованиях на людях.
Проект по старению собак
Исследование стало возможным благодаря Проекту старения собак — общенациональному долгосрочному исследованию, в ходе которого изучаются домашние собаки, живущие со своими владельцами на всей территории США.
Участвующие владельцы предоставляют масштабную информацию о жизни своих собак, а некоторые из них также ежегодно производят биологические рождаемости. Получение этих результатов позволяет исследователям отслеживать изменения в состоянии здоровья и старении с течением времени.
"Владельцы, записывающие своих собак, делают все возможное," — сказал Криви. «Стремление и внимание этих владельцев участвуют в исследованиях и открытиях, направленных на улучшение здоровья собак, поразительно».
Криви сказал, что последние результаты являются ранними, но требуют шага по пути к пониманию критериев, влияющих на старение. Теперь исследователи определили метаболические закономерности, связанные с продолжительностью жизни, которые дают им конкретные биологические сигналы для дальнейшего изучения.
"Это отправная точка" сказала она. «Мы идентифицировали эти метаболиты и теперь знаем, с чего начать поиск».
По словам Криви, практическая идея для людей, владеющих собаками, просто. Многие из этих моделей поведения, которые способствуют более здоровому старению людей, также могут приносить пользу собакам.
"Соблюдать для них здоровую диету, поддерживать здоровую массу тела и сохранять подвижность и когнитивное здоровье – точно так же, как мы бы делали это для себя" — сказал Криви. «То, что хорошо для нас, вероятно, хорошо и для них».