Старіння — це не один процес і не сума «накопичених років». Сучасна біологія розглядає його як системне порушення підтримки клітинної та тканинної гомеостази, яке виникає внаслідок збою низки фундаментальних механізмів.
У 2013 році була запропонована концепція 9 маркерів старіння, яка згодом стала базовою для геронтології. З розвитком молекулярної біології, імунології та системної медицини ця модель була розширена до 14 маркерів, щоб охопити запалення, імунне старіння, порушення тканинної регенерації та нові рівні біологічної складності.
Рисунок 1. Ознаки старіння. Схема перераховує дев’ять ознак, описаних у цьому огляді: геномна нестабільність, виснаження теломер, епігенетичні зміни, втрата протеостазу, порушення сприйняття поживних речовин, мітохондріальна дисфункція, клітинне старіння, виснаження стовбурових клітин та змінена міжклітинна комунікація.
Ключова ідея: старіння — це втрата біологічної інформації, здатності до адаптації та відновлення.
I. Пошкодження та нестабільність біологічної інформації
1. Геномна нестабільність
Геном постійно зазнає ушкоджень: окисне пошкодження ДНК, помилки реплікації, мутації. З віком ефективність систем репарації (BER, NER, HR, NHEJ) знижується, що призводить до накопичення мутацій та хромосомних перебудов.
Джерело: Hoeijmakers JHJ. DNA damage, aging, and cancer. New England Journal of Medicine. 2009
2. Скорочення теломер
Теломери захищають кінці хромосом. При кожному поділі клітини вони коротшають, і після досягнення критичної довжини клітина входить у сенесценцію або апоптоз.
Теломерне виснаження пов’язане з:
- зниженням регенерації тканин
- хронічним запаленням
- прискореним старінням шкіри
3. Епігенетичні зміни
Старіння супроводжується втратою епігенетичної точності:
- глобальна гіпометиляція ДНК
- локальна гіперметиляція промоторів
- зміни гістонових міток
Саме на цій основі створені епігенетичні годинники (Horvath clock), які точніше прогнозують біологічний вік, ніж хронологічний.
Джерело: Horvath S. DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biology. 2013
4. Порушення сплайсингу РНК
З віком знижується точність альтернативного сплайсингу, що призводить до:
- синтезу дефектних білків
- порушення сигнальних каскадів
- зростання протеотоксичного стресу
Рисунок 2
II. Порушена передача сигналів і метаболічний контроль
5. Порушене сприйняття поживних речовин
Клітини старіючого організму втрачають чутливість до ключових метаболічних шляхів:
- IGF-1 / інсулін
- mTOR
- AMPK
- Sirtuins
Це веде до метаболічної негнучкості, інсулінорезистентності та хронічного запалення.
Рисунок 3. Метаболічні зміни. Мітохондріальна дисфункція. Функція мітохондрій порушується через мутації мтДНК, пов’язані зі старінням, зниження мітохондріогенезу, дестабілізацію комплексів ланцюга транспорту електронів (ЕТК), змінену динаміку мітохондрій або порушення контролю якості мітофагією. Сигнали стресу та порушення функції мітохондрій генерують активні форми кисню (ROS), які нижче певного порогу індукують сигнали виживання для відновлення клітинного гомеостазу, але на вищих або тривалих рівнях можуть сприяти старінню. Аналогічно, легке пошкодження мітохондрій може викликати гормональну реакцію (мітогормезис), яка запускає адаптивні компенсаторні процеси.
Джерело: López-Otín C et al. The Hallmarks of Aging. Nature Cell Biology. 2013
6. Змінена міжклітинна комунікація
З віком порушується баланс сигнальних молекул:
- зростає рівень прозапальних цитокінів
- знижується ефективність гормональних відповідей
- активується inflammaging
Це особливо критично для шкіри, де комунікація між кератиноцитами, фібробластами та імунними клітинами визначає бар’єр і регенерацію.
Джерело: Franceschi, C., (2018). Inflammaging 2018: An update and a model. Ageing Research Reviews
III. Клітинна доля та зниження регенерації
7. Клітинна сенесценція
Сенесцентні клітини перестають ділитися, але залишаються метаболічно активними та виділяють SASP-фактори, які:
- пошкоджують тканини
- посилюють запалення
- прискорюють старіння сусідніх клітин
Джерело: Campisi J. Aging, Cellular Senescence, and Cancer. Annual Reviews. 2013
8. Виснаження стовбурових клітин
Старіння зменшує кількість і функціональність стовбурових клітин, що призводить до:
- повільного загоєння
- втрати щільності та еластичності тканин
- зниження адаптивності шкіри
Джерело: Signer RAJ, Morrison SJ. Mechanisms that regulate stem cell aging. Cell. 2013
IV. Невідома / нова біологія
9–14. Простір для майбутніх маркерів
Розширена модель визнає, що:
- не всі механізми старіння відкриті
- існують міжрівневі ефекти (мікробіом, матрикс, нейроімунні осі)
- старіння — це емергентна властивість складної системи, а не лінійний процес
Сюди відносять:
- імунне старіння
- порушення тканинної архітектури
- дисфункцію позаклітинного матриксу
- системну втрату адаптації
Джерело: Kennedy BK et al. Geroscience: linking aging to chronic disease.PMID. 2014
Висновок
Модель 14 маркерів старіння формує нову парадигму longevity-підходу:
не маскувати ознаки віку, а працювати з фундаментальними біологічними процесами, що визначають стан клітин, тканин і організму загалом.
Це основа сучасної науково обґрунтованої косметології, дерматології та превентивної медицини, де довголіття — це не боротьба зі зморшками, а підтримка біологічної цілісності.
