كلنا نعرف أشخاصًا يبدو أنهم يتحدون الشيخوخة - أشخاص يبدون أصغر سنًا من أقرانهم على الرغم من أعمارهم. ما هو سرهم؟ ربما وجد باحثون من جامعة أوساكا (اليابان) طريقة لقياس هذا الاختلاف. من خلال دمج مسارات التمثيل الغذائي للهرمونات (الستيرويدات) في نموذج مدعوم بالذكاء الاصطناعي، طوروا نظامًا جديدًا لتقدير العمر البيولوجي للشخص - وهو مقياس لمدى تقدم جسمه في العمر، بدلاً من مجرد حساب السنوات منذ الولادة.
باستخدام خمس قطرات دم فقط، يحلل هذا النهج الجديد 22 ستيرويدًا رئيسيًا وتفاعلاتها، مما يوفر تقييمًا صحيًا أكثر دقة. تقدم الدراسة الرائدة للفريق، والتي نُشرت في Science Advances، تقدمًا محتملاً في الإدارة الصحية الشخصية، مما يتيح الكشف المبكر عن المخاطر الصحية المرتبطة بالعمر والتدخلات المصممة خصيصًا.
فك شفرة بصمة الشيخوخة في الجسم
لا يعتمد التقدم في العمر فقط على عدد سنوات حياتنا - بل يتأثر أيضًا بالعوامل الوراثية ونمط الحياة والتأثيرات البيئية. تعتمد الطرق التقليدية لتقدير العمر البيولوجي على المؤشرات الحيوية العامة مثل مثيلة الحمض النووي أو مستويات البروتين. ومع ذلك، غالبًا ما تتجاهل هذه الطرق الشبكات الهرمونية المعقدة التي تنظم التوازن الداخلي للجسم.
"يعتمد جسمنا على الهرمونات للحفاظ على التوازن الداخلي. لذلك فكرنا، لماذا لا نستخدمها كمؤشرات رئيسية للشيخوخة؟" تقول الدكتورة تشيوي وانغ، المؤلفة المشاركة الأولى للدراسة. لاختبار هذه الفكرة، ركز فريق البحث على الهرمونات الستيرويدية، التي تلعب دورًا حاسمًا في عملية التمثيل الغذائي ووظيفة المناعة والاستجابة للتوتر.
نموذج جديد مدعوم بالذكاء الاصطناعي
طور الفريق نموذج شبكة عصبية عميقة (DNN) يأخذ في الاعتبار مسارات التمثيل الغذائي للستيرويدات. هذا يجعله أول نموذج ذكاء اصطناعي يأخذ في الاعتبار صراحةً التفاعلات بين جزيئات الستيرويد المختلفة. بدلاً من النظر إلى مستويات الستيرويد المطلقة - التي يمكن أن تختلف بشكل كبير من شخص لآخر - يدرس النموذج نسب الستيرويدات، مما يتيح تحديدًا أكثر تخصيصًا ودقة للعمر البيولوجي.
„يقلل نهجنا من الضوضاء الناتجة عن الاختلافات الفردية في مستويات الستيرويد، مما يسمح للنموذج بالتركيز على الأنماط الهادفة“، تشرح الدكتورة زي وانغ، وهي واحدة من المؤلفين الرئيسيين والمؤلفين المراسلين لهذه الورقة. تم تدريب النموذج على عينات دم من مئات الأشخاص. أظهرت النتائج أن الفروق في العمر البيولوجي تميل إلى الاتساع مع تقدم العمر - وهو تأثير يشبهه الباحثون بنهر يتسع كلما زادت سرعة تدفقه.
النتائج والتداعيات الرئيسية
أحد أبرز نتائج الدراسة يتعلق بـ الكورتيزول، وهو هرمون ستيرويدي غالبًا ما يرتبط بالإجهاد. وجد الباحثون أن العمر البيولوجي زاد بمقدار 1.5 مرة تقريبًا مع كل مضاعفة لمستوى الكورتيزول. يشير هذا إلى أن الإجهاد المزمن قد يسرع الشيخوخة على المستوى الكيميائي الحيوي، مما يؤكد أهمية إدارة الإجهاد للصحة على المدى الطويل.
„غالبًا ما يُناقش الإجهاد بشكل عام، لكن نتائجنا تقدم دليلًا ملموسًا على أنه له تأثير قابل للقياس على الشيخوخة البيولوجية“، كما يقول البروفيسور توشيفومي تاكاو، المؤلف المراسل وخبير الكيمياء التحليلية وقياس الطيف الكتلي.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt2624
