Лікарі кажуть, що надзвичайна спека може прискорювати старіння

Спека виснажує. Після довгого гарячого дня ми відчуваємо себе втомленими та дратівливими. Але тривалі періоди спеки роблять не тільки це — вони прискорюють старіння. Кумулятивний тепловий стрес змінює нашу епігенетику — те, як наші клітини включають чи вимикають гени у відповідь на екологічний тиск.

Нове дослідження зі Сполучених Штатів досліджує важливе питання про те, як екстремальна спека впливає на людину. Результати викликають занепокоєння. Чим більше днів учасник перебував під впливом інтенсивної спеки, тим швидше він старів. Триваліші періоди екстремальної спеки прискорювали старіння у літніх людей більше ніж на два роки.

Оскільки клімат нагрівається, люди будуть все більше піддаватися тепловому впливу — і наші організми будуть відповідати на ці стреси, старіючи швидше. Ці результати особливо актуальні для Австралії, де хвилі спеки, ймовірно, стануть частішими та інтенсивнішими в більш теплом світі. Як саме спека прискорює наше старіння? Старіння — це природний процес. Але швидкість старіння у різних людей різна. У процесі життя наші тіла зазнають стресів і шоків. Наприклад, якщо ми не будемо достатньо спати протягом тривалого часу, ми будемо старіти швидше.

Хоча спека може безпосередньо спричинити хвороби або смерть, вона також має довготривалий ефект. Тривалий тепловий стрес виснажує наші органи і робить їх менш ефективними у виконанні численних функцій, необхідних для підтримки життя. Саме це ми маємо на увазі, коли кажемо, що спека прискорює біологічне старіння. Це погіршення, ймовірно, передує розвитку хвороб і інвалідності. Як це виглядає на генетичному рівні? Можливо, ви думаєте, що ваші гени не змінюються протягом життя, і це здебільшого правда (якщо не рахувати випадкових мутацій).

Але те, що змінюється, — це те, як ваші гени проявляються. Тобто, хоча ваше ДНК залишається незмінним, ваші клітини можуть увімкнути або вимкнути деякі з тисяч генів у відповідь на стреси. У будь-який момент лише невелика частина генів у клітині активована — це означає, що вони зайняті виробленням білків.

Це називається епігенетикою. Найбільш поширений і найкраще вивчений процес тут — це метилювання ДНК (DNAm). Метилювання тут позначає хімічну речовину, яку клітини використовують для блокування активації певних ДНК-секвенцій, запобігаючи утворенню білків з різними функціями. Зміни в клітинному метилюванні можуть призвести до більшого чи меншого вироблення білків, що, своєю чергою, може впливати на фізіологічні функції та наш стан здоров’я. Це може бути як погано, так і добре.

Тепловий стрес може змінити патерн того, які гени вимикаються або вмикаються, що, в свою чергу, може вплинути на швидкість нашого старіння. Сильний тепловий стрес може запам’ятовуватися клітинами, змушуючи їх змінювати свої патерни метилювання ДНК з часом. В лабораторних дослідженнях цей ефект був помітний у риб, курей, морських свинок і мишей.

На сьогодні багато досліджень того, як спека впливає на епігенетику, зосереджено на тваринах і рослинах. Тут докази є чіткими — навіть один епізод екстремальної спеки продемонстрував тривалі ефекти на мишей. Але лише кілька досліджень було проведено за участю людей, і вони були обмежені. Це прогалина, яку має заповнити нове дослідження.

Що виявило дослідження? Дослідження, проведене вченими Каліфорнійського університету в Південному, залучило майже 3700 людей із середнім віком 68 років. Спека більше впливає на літніх людей, ніж на молодших. Наша здатність контролювати температуру тіла знижується з віком, і ми стаємо менш стійкими до зовнішніх стресів та шоків. Ми також знаємо, що періоди екстремальної спеки викликають хвилю хвороб і смертей, особливо серед літніх людей.

Дослідження мало на меті краще зрозуміти, що відбувається з людськими тілами на біологічному рівні, коли вони піддаються інтенсивному теплу в короткостроковій, середньостроковій та довгостроковій перспективі. Для цього дослідники взяли зразки крові та виміряли епігенетичні зміни на тисячах точок геному, які були використані для розрахунку трьох годинників, що вимірюють біологічний вік: PcPhenoAge, PCGrimAge і DunedinPACE.

Потім вони вивчали рівні спеки, з якими учасники могли зустрічатися у своїх географічних районах протягом попередніх шести років (2010-2016). Для оцінки спеки вони використовували індекс спеки США, який варіюється від обережності (до 32°C), до екстремальної обережності (32-39°C) і небезпеки (39-51°C). Вони використовували регресійне моделювання для визначення, наскільки швидше люди старіють, порівняно з нормальним рівнем старіння.

Вплив спеки був чітким на трьох біологічних годинниках. Тривалий вплив інтенсивної спеки збільшував біологічний вік на 2,48 року за шість років за версією PCPhenoAge, на 1,09 роки за версією PCGrimAge і на 0,05 роки за версією DunedinPACE. Протягом періоду дослідження ефект був до 2,48 року швидшим за нормальне старіння, де один календарний рік дорівнює одному біологічному року старіння. Тобто замість того, щоб їхні тіла старіли на еквівалент шести років протягом шести років, спека могла прискорити старіння їхніх тіл до 8,48 року.

Важливо, що біологічні годинники значно відрізняються, і ми ще не знаємо чому. Автори припускають, що годинник PCPhenoAge може охоплювати більш широкий спектр біологічного старіння, покриваючи як короткостроковий, так і довгостроковий тепловий стрес, в той час, як інші два можуть бути більш чутливими до довготривалого теплового впливу.

Методологія дослідження викликає довіру — вибірка була великою та репрезентативною, а використання індексу спеки замість температури повітря є покращенням порівняно з попередніми дослідженнями. Однак результати не враховують, чи мали учасники кондиціонери в своїх будинках чи проводили багато часу на вулиці. Нам потрібно більше знати Можливо, на здивування, досліджень про те, що спека робить з людською епігенетикою, було проведено мало.

У 2020 році ми провели систематичний огляд науки про те, як навколишнє середовище впливає на людську епігенетику. Ми знайшли лише сім досліджень, більшість з яких зосереджувалися на ефектах холоду, а не спеки. Тепер у нас є це нове дослідження, яке проливає світло на те, наскільки спека прискорює наше старіння.

Оскільки ми наближаємося до більш теплого майбутнього, наша епігенетика буде змінюватися у відповідь. Все ще багато роботи попереду, щоб зрозуміти, як ми можемо адаптуватися до цих змін — чи взагалі можемо, у деяких частинах світу.