Методика визначення біологічного віку. Інтегральна життєздатність

інтегральна життєздатність

Припустивши, що між інтегральної життєздатністю і окремими фізіологічними параметрами має місце прямолінійна залежність (прямолінійність або криволінійність їх зв`язку не має принципового значення), можемо записати рівняння множинної регресії:


де V - життєздатність, а - константа, I1, I2 ... In - величини фізіологічних параметрів, k1, k2 ... кn - коефіцієнти, що характеризують незалежний внесок кожного з них у загальну життєздатність.

При такому підході головна трудність полягає у визначенні цих коефіцієнтів: вони можуть бути обчислені по кореляції між величинами фізіологічних параметрів і інтегральної життєздатністю, яка в свою чергу залишається невідомою величиною. Виникає порочне коло.

Вихід з нього полягає в тому, що для обчислення шуканих коефіцієнтів можна використовувати не величину життєздатності, а календарний вік, який (як уже підкреслювалося вище) є одним з найбільш важливих показників віку біологічного. При такому підході можна записати:


де В - показник біологічного віку, b - константа, I1, I2 ... In - величини фізіологічних параметрів, s1, s2 ... sn - коефіцієнти, що характеризують взаємозв`язок цих параметрів як з календарним віком, так і між собою.

У табл. 14 представлені коефіцієнти рівняння множинної регресії, отримані на матеріалах обстеження 111 практично здорових людей у віці 21-83 років (Furukawa et al., 1975).

I	Одиниці виміру	S Відео: Зустріч учасниць Третього курсу проекту з дієтологом - терапевтом
Маса тіла	кг Відео: Критерій Манна-Уїтні	- 0.180
Зріст	см Відео: фізіономіка (физиогномика). Повна версія	- 0.138
Кров`яний тиск
систолічний Відео: В чому сенс життя. Що таке краса. Що таке любов	мм рт. ст.	+ 0.142
діастолічний	мм рт. ст.	- 0.072
Життєва ємність легенів	мл	- 0.003
Фенолсульфонфталеіновий тест	%	- 0.252
акомодація
праве око	см	- 1.433
ліве око	см	- 0.816
вібраційна чутливість
права рука	дБ	+ 0.262
ліва рука	дБ	+ 0.315

Визначивши 10 показників у індивідуума, що відноситься до зазначеного віковою інтервалу, і провівши на підставі наведених даних нескладні розрахунки, отримаємо шуканий показник біологічного віку, вимірюваний в роках.

Слід підкреслити певну логічну невідповідність, що лежить в основі обговорюваного методу. Календарний вік визнається показником, недостатнім для характеристики ступеня постаріння індивідуума, що і змушує говорити про вік біологіческом- в той же час оцінка інформативності окремих показників останнього проводиться по їх кореляції саме з хронологічним віком, який, отже, визнається досить хорошим відображенням біологічних особливостей організму.

Спираючись на внутрішньо суперечливий метод, чи можна отримати теоретично або практично значиму інформацію? Відповідь на це питання дає аналіз логічної схеми обговорюваного методу, представленої на рис. 8.


Центральним її ланкою є календарний вік, що корелює як з інтегральної життєздатністю організму (т. Е. Біологічним віком), так і з окремими фізіологічними параметрами (в більшій чи меншій мірі біологічний вік відображають).

Всі елементи схеми пов`язані не односторонніми причинно-наслідковими зв`язками, що ілюструють вплив одного фактора на інший, а двосторонніми корелятивне взаємозв`язками, що вказують на їх статистичну взаємозалежність. Тільки спираючись на статистичну модель, можна розташувати календарний вік між життєздатністю і фізіологічними параметрами, в той час як в обговорювалася вище біологічної моделі їх розташування інше.

Припустивши, що між V і К, а також між До і I1, I2. . . In має місце строга прямолінійна залежність, можемо записати:


Оскільки ліві частини цих рівнянь між собою рівні (К = К), рівні і їх праві частини. Записавши це рівність і провівши необхідні перетворення, отримаємо:


Таким чином, знаючи величини I1, I2 ... In а також коефіцієнти, розраховані за кореляції цих величин з календарним віком і між собою, можна оцінити життєздатність індивідуума (його біологічний вік) з точністю до двох невідомих констант c і d. Невідомі c і d призводять до невизначеності в оцінці біологічного віку, що має, однак, систематичний характер.

Це цілком задовільний результат, хоча і не дає абсолютного показника життєздатності, але дозволяє ранжувати обстежуваних по її величині. Однак цей висновок правомірний лише для випадку, коли коефіцієнти кореляції між V і К, К і набором фізіологічних параметрів I1, I2 ... In рівні 1. За такої умови в кожному окремому випадку фактична і розраховані за формулами (1, 2) величини К рівні, що і дозволяє отримати формулу (3). Якщо ця умова не дотримується, то рівність (3) слід перетворити в такий спосіб:


де х - невідома змінна, що має тим більшу величину, чим більше відхилення даного індивідуума від усереднених загальновидового залежностей, записаних в формулах (1, 2).

Як свідчать дані літератури (Furukawa et al., 1975), кореляція між фактичним календарним віком обстежуваних і віком, обчисленим за формулою (2), ніколи не досягає 1 і в кращому випадку дорівнює 0.8-0.9- немає сумнівів, що не більшу точність мали б розрахунки, зроблені за формулою (1) - якби ми мали можливість її експериментальної перевірки. Все це вказує на те, що в натуральному вираженні (4) х не дорівнює 0.

Отже, визначення біологічного віку за сукупністю фізіологічних параметрів, корелюють з віком календарним, не може бути точним. Відповідно до схеми, наведеної на рис. 8, кореляція між До і V, К і I1, I2 ... In знижується за рахунок однотипних факторів Fx, Fy, Fz, що відображають вплив міжіндивідуальних спадкових і середовищних відмінностей на вихідну величину життєздатності і темп її вікового зниження.

Точність обговорюваного методу буде, отже, тим більшою, чим менший внесок в дисперсію V, I1, I2 ... In вносять ці міжіндивідуальні відмінності.

Досягти цього можна декількома способами:

1. За рахунок вибору об`єктів дослідження. Так, відмінності темпу старіння між тваринами двох видів (наприклад, білих мишей і щурів) набагато перевищують внутрішньовидові (міжіндивідуальні) відмінності. Вибір тварин генетично чистих ліній і стандартизовані умови їх утримання - ще один спосіб підвищення точності оцінок біологічного віку при вивченні кінетики старіння.

2. За рахунок вибору умов експерименту. Відомо, наприклад, що якісно повноцінна, але кількісно недостатня дієта різко збільшує тривалість життя експериментальних тварин. Якщо відмінності між експериментальними і контрольними групами багато більше, ніж усередині кожної з них, то показник біологічного віку можна вважати надійним відображенням залежності темпу старіння від дієти.

3. За рахунок вибору показників біологічного віку. Найбільш інформативними слід визнати фізіологічні параметри, що дають найбільшу кореляцію з календарним віком: ці параметри найменш чутливі до міжіндивідуальну (внутрішньо-групових) відмінностей.

Згідно з даними літератури, до числа найбільш інформативних параметрів для людини відносяться: систолічний кров`яний тиск (кореляція з хронологічним віком в окремих серіях досліджень 0.7-0.2), дані аудіометрії (0.7-0.4), життєва ємність легенів (0.8-0.4), час рухової реакції (0.5-0.3), м`язова сила кисті (0.5-0.2), акомодація ока (0.9-0.6), вібраційна чутливість (0.8-0.5) і деякі інші (Шок, 1978). Така оцінка інформативності окремих показників свідчить про найменшу придатності обговорюваного методу для вивчення межиндивидуальних відмінностей темпу старіння і найбільшою - для відмінностей міжгрупових.

Порівнянні групи можуть скласти, наприклад, люди різного віку (відносна помилка в оцінці біологічного віку буде тим менше, чим більше різниться середній вік порівнюваних груп) або статі (відносна помилка тим менше, чим більше вплив статі на темп старіння). Дослідження, проведені в останні роки в Японії і НДР, показали відмінності календарного і біологічного віку у хворих з ожирінням (+2 року), на цукровий діабет (+6 Років), артеріальною гіпертензією (+7 років).

Основою для виділення порівнюваних груп можуть стати географічні, економічні, професійні та соціальні фактори. Так, в північно-західних районах Фінляндії смертність від хронічних захворювань вище, а тривалість життя нижча, ніж в південно-східних районах країни (Heikinen, Kiskinen, 1974).

Визначення показників біологічного віку дозволило встановити, що ці відмінності не пов`язані з відмінностями темпу старіння. У той же час дослідження, проведені в східних і західних районах штату Північна Кароліна (США), дозволили пов`язати підвищену смертність в одному з них (східному) з прискореним темпом старіння його мешканців (Watthana, Spiers, 1973).

Отримано цікаві дані про відмінності біологічного віку в групах людей, що розрізняються по відношенню до спорту, паління, а також зайнятих в різних сферах промислового виробництва (L51-lgen, Pleiners, 1979). В останній роботі отримані експериментальні докази більшої придатності обговорюваного методу для оцінки міжгрупових відмінностей старіння і меншою - для оцінки межиндивидуальних відмінностей.

Кореляція між фізіологічними параметрами і календарним віком може бути визначена як за результатами тривалих (лонгітудинальні) спостережень, так і за результатами одноразового обстеження осіб різного віку.

Останнє є великою перевагою обговорюваного методу, так як не вимагає тривалих і дорогих досліджень. Однак інформативність такого підходу знижується тим, що величини фізіологічних параметрів в старших вікових групах несуть неповну інформацію про досліджуваної популяції.

Оскільки частина людей вмирає між молодшим і старшим віками, величини фізіологічних параметрів, отримані при обстеженні старших вікових груп, характеризують тільки тих, хто залишився живим (т. Е. Старився більш повільно). Отже, метод одноразового обстеження застосуємо для визначення інформативності показників біологічного віку тим менше, чим менше дожіваемості до даної вікової групи, т. Е. Чим старше вік.

Важливо й те, що, спираючись на одноразове обстеження, не можна використовувати для оцінки біологічного віку ту інформацію про індивідуумі, яка укладена в його якісних характеристиках (спадковість, шкідливі звички та ін.).

І, нарешті, інформативність методу знижується тим, що відмінності між молодшою і старшою віковими групами частково можуть залежати не від процесів старіння, а від відмінностей між поколіннями. Так, старші, покоління могли мати більшу чи меншу величину фізіологічного параметру і в молодому віці в силу раніше були умов життя. Важливий методичний питання - відбір осіб для оцінки інформативності окремих показників.

Обстеження тільки практично здорових людей дозволить оцінити процес старіння тільки в тих випадках, коли він йде повільно. Обстеження осіб з вираженою патологією може змістити оцінки кореляції в силу несприятливого впливу хвороби на фізіологічні параметри. Прийнятний компроміс - вивчення випадкової вибірки, в якій люди з різним станом здоров`я представлені в природній, характерною для даної популяції пропорції. Це не виключає можливості роздільного аналізу даних, що відносяться до осіб з різним станом здоров`я.

Перелік труднощів, з якими пов`язане визначення біологічного віку, багато більше переліку даних, отриманих за допомогою цього методу. Виникає питання про його перспективності. У зв`язку з цим можна відзначити кілька нових підходів до вирішення проблеми.

За даними Робінсона (Robinson, 1979), перспективними можуть виявитися відмова від традиційних клініко-фізіологічних показників для оцінки біологічного віку і вивчення індивідуального «молекулярного профілю». З 185 вивчених автором продуктів метаболізму, що містяться в сечі людини, не менше 60 корелюють з віком.

Аналогічні результати отримані при вивченні метаболітів у білих мишей, а також у дрозофіли (в останньому випадку вивчалися гомогенати всього тіла). На підставі отриманих матеріалів хронологічний вік мух вдалося обчислити з похибкою, що не перевищує 5 днів (при загальній тривалості життя 31 день) - білих мишей вдалося чітко розділити на 2 групи (молодих і старих), що не завжди можна зробити за допомогою традиційних показників.

На думку автора, використання новітніх методів (хроматографії, мас-спектрофотометрії, ізоелектричного фокусування і ін.) Дозволить визначати 1-2 тисячі метаболітів, що містяться в сечі, видихуваному повітрі, сироватці крові. Це дозволить оцінювати ризик розвитку вікових захворювань і, головне, застосовувати вузько спрямовані, адекватні саме для даного індивідуума заходи медикаментозної і дієтичної профілактики.

Сутність запропонованого методу полягає в граничному розчленуванні, «молекулярізаціі» показників старіння.

Прямо протилежний підхід лежить в основі деяких інших методик. Відсутність надійної основи для оцінки інформативності окремих показників біологічного віку і зведення їх в єдиний (інтегральний) критерій змушує застосовувати складні тести, результат яких залежить від стану багатьох функціональних систем і взаємодії між ними.

Такі, зокрема, «американський» і «японський» тести: в першому визначається здатність білих мишей утримуватися на горизонтально натягнутої струни, у другому - здатність людини стояти на одній нозі з закритими очима.

При простоті цих випробувань їх кінцевий результат залежить від стану опорно-рухового апарату, координації рухів, а для людини - і від активності психологічної установки на досягнення найкращого результату.

Однак внесок кожного фактора інтегрується не за допомогою наближених математичних формул, а найбільш природним - фізіологічним - способом. Такий підхід, будучи доведеним до логічного кінця, призводить до поняттю - «функціональний вік».

Якщо розуміти біологічний вік не як прогноз, а як по можливості повне відображення стану індивідуума в даний момент, можна оцінювати цей стан по здатності функціонувати, т. Е. Виконувати широке коло реальних життєвих завдань. Функціональний вік є, отже, відображенням біологічного віку в психосоциальном статус індивідуума. У зв`язку з цим для його визначення повинні бути використані показники м`язової працездатності, пізнавальна діяльність та емоційний профіль індивідуума.

Комплексна оцінка стану людей старших вікових груп неможлива без урахування патології. Це знайшло своє відображення в понятті «патологічний вік» (Everitt, Webster, 1975). Як показники патологічного віку можна використовувати число діагностованих захворювань або окремих симптомів. При цьому, як правило, проводиться ранжування захворювань або симптомів по їх тяжкості на основі експертних оцінок.

Незважаючи на залежність функціональних можливостей і патології від числа прожитих років, правомірність понять «функціональний вік» і «патологічний вік» залишається дискусійною. Можливо, слід говорити про функціональний стан і стан здоров`я.

Головне, однак, полягає не у виборі термінів, а в використанні найбільш адекватних підходів для вивчення тих чи інших теоретичних і практичних проблем. Саме в такий - практичної - площині ведуться сучасні дослідження з проблеми біологічного віку.

Однак це не знімає необхідності критичної оцінки самого поняття біологічний вік. Чи є виправданим пошук єдиного показника, сумарно характеризує різні прояви старості? Чи закладена така можливість в самій природі старіння?

Наші знання про механізми старіння не дозволяють однозначно відповісти на ці питання, тому є підстави для спроби диференціальної оцінки різних проявів старості на основі методів багатовимірної статистики.

Застосування таких методів (зокрема факторного аналізу) внесло вирішальний внесок в розвиток деяких медико-біологічних дисциплін. Один з найбільш яскравих прикладів - розвиток психології. Психічна діяльність людини багатовимірна за своєю природою, і саме факторний аналіз дозволив виокремити окремі її компоненти, оцінити їх внесок в індивідуальну варіабельність психометричних характеристик.

Як показали лонгітудинальні дослідження Білицького (Bielicki, 1975), статеве дозрівання людини можна характеризувати двома головними факторами, один з яких відображає його швидкість (темп), а інший - гармонійність.

При цьому внесок першого фактора в міжіндивідуальну варіабельність статевого розвитку майже в 10 разів перевищує внесок другого фактора (відповідно 68 і 8%). З цього випливає, що прагнення характеризувати біологічний вік індивідуума в процесі його статевого дозрівання за допомогою одного кількісного критерію є досить виправданим.

На жаль, нам невідомі такі дослідження в геронтології, проте подібна за методичної постановці робота Ялавісто і Макконен (Jalavisto, Makkonen, 1963) становить винятковий інтерес в цьому плані. Проведений авторами факторний аналіз 26 фізіологічних і морфологічних показників у 82 жінок 20-83 років показав, що такий фактор як «вік» взагалі відсутній в структурі міжіндивідуальних варіацій.

У той же час існує 6 окремих факторів (найважливіші з них - «гіпертензія», «ЦНС + аналізатори», «ожиріння»), кожен з яких, хоча і корелює з хронологічним віком, не є однозначно залежним від останнього.

Згідно з цими даними, многофакторное опис фізіологічного стану індивідуума в процесі його старіння має більше перспектив, ніж прагнення знайти єдине показник. Вирішення цієї дилеми є принципово важливим для геронтології: мова йде не тільки про вибір зручного для практики показника старіння, а й про загальний методологічному підході до вивчення вікових порушень життєдіяльності.

Біологічний вік - одне з фундаментальних понять сучасної геронтології. Його визначення дозволить вивчати кількісні закономірності процесу старіння, а значення кількісних методів у розвитку будь-якої наукової дисципліни не можна переоцінити.