تشير الأبحاث الجديدة إلى أن الشيخوخة ليست عملية موحدة. تبدأ أجزاء من أجسامنا في الشيخوخة قبل غيرها، بما في ذلك أعضائنا وخلايانا.

في الآونة الأخيرة، بدأ العلماء في جامعة ستانفورد يتساءلون لماذا أصبحت الفئران المعملية المتطابقة، التي تم تربيتها باستخدام نفس الحمض النووي ونشأت في نفس الظروف، مختلفة جدًا في شيخوختها.

كان بعض الفئران يتفوقون في الاختبارات الإدراكية ويتسابقون على عجلاتهم المتحركة. وكان البعض الآخر ينسى المهام البسيطة ويتعثر من مكان إلى آخر. وعلى المستوى الجيني، ظلوا غير قابلين للتمييز، ولكن سنواتهم الأخيرة كانت مختلفة تماما.

إن محاولات العلماء لفك طلاسم ما كان يحدث داخل هذه الفئران تعيد تعريف الطريقة التي نفكر بها في الشيخوخة. لقد فتحت مجالاً جديداً للبحث فيما يطلق عليه العلماء "شيخوخة الأعضاء"، والتي تنظر في كيفية بدء أجزاء مختلفة من أجسامنا في الشيخوخة في وقت أبكر من غيرها، مما يؤثر على الأمراض التي نصاب بها ومدة حياتنا.

تشير الأبحاث إلى أن الشيخوخة ليست مؤقتة تمامًا، ولا تتعلق فقط بمرور الدقائق والسنوات. ففي الماضي، كان يُنظر إلى الشيخوخة على أنها تدهور ثابت يمكن التنبؤ به، يؤثر على كل شيء في أجسامنا، في كل مكان، في وقت واحد، لكنها أصبحت أكثر عشوائية مما كنا نعتقد ذات يوم، حيث تبدأ في أجزاء مختلفة من أجسامنا في أوقات مختلفة، وربما قبل وقت طويل من أن نفكر في الشيخوخة.

كما أن الشيخوخة شخصية، وتحدث على مستوى جزيئي فريد داخل كل منا، وقد تكون العملية خاضعة لسيطرتنا جزئيًا. وبمجرد أن نعرف كيف تتقدم أعضائنا في السن، فقد نتمكن من كبح جماح هذه العملية أو تسريعها من خلال أسلوب حياتنا.

وباستخدام علم الأحياء الجزيئي المتقدم وعلم الوراثة والبيانات الضخمة لتحليل عينات الدم من الناس، يستطيع العلماء أن يخبروا أن بعضنا "مسنون من حيث القلب"، أي أن قلوبنا تبدو أكبر سناً كثيراً من بقية أجسادنا، أو أننا "مسنون من حيث الدماغ"، حيث أن دماغنا كبير السن نسبياً في جماجمنا، أو إذا كنا محظوظين، فقد نكون "أصغر سناً من حيث الدماغ"، حيث أن دماغنا أصغر سناً نسبياً من أي عضو آخر نمتلكه. أو قد نكون "أصغر سناً من حيث العضلات" أو "أصغر سناً من حيث الكبد". يمكن لأي عضو تقريباً أن يكون أول من تظهر عليه علامات الشيخوخة الشديدة.

إن العواقب المترتبة على صحتنا كبيرة. ففي واحدة من أكبر الدراسات التي أجريت على البشر حتى الآن حول شيخوخة الأعضاء، وجد علماء جامعة ستانفورد أن كبار السن في القلب أكثر عرضة للإصابة بقصور القلب مقارنة بغيرهم من الناس، في حين أن الشباب في المخ أقل عرضة للإصابة بالخرف في السنوات اللاحقة بنحو 80% مقارنة بالأشخاص ذوي المخ المتوسط أو المسن.

وقال هاميلتون سي هوي أوه، الباحث في مرحلة ما بعد الدكتوراه الذي قاد الدراسة أثناء وجوده في جامعة ستانفورد، إن النتائج تؤكد "مدى تعقيد الشيخوخة".

وهي تمثل أيضًا واحدة من أولى النتائج العملية المحتملة التي يمكن استخلاصها من العلم الأوسع نطاقًا والمثير للضجة حول الشيخوخة البشرية.

أحدث طريقة للتفكير في العمر البيولوجي

قال توني وايس كوري، مدير مبادرة فيل وبيني نايت لمرونة الدماغ في جامعة ستانفورد والمؤلف الرئيسي للدراسة التي أجريت مؤخرا في ستانفورد حول شيخوخة الأعضاء: "يمكنك أن تأخذ حيوانات متطابقة وراثيا، وتربى في نفس الأقفاص مع نفس الطعام ونفس المعالجة، كل شيء عنها هو نفسه تماما، لكنها تظهر تغييرات جزيئية مختلفة مع تقدم العمر وتدهور وظيفي وأمراض مختلفة في أوقات مختلفة".

يبدو أن ما يفصل بين الحيوانات هو عمرها البيولوجي، وهو مفهوم يقع في قلب أبحاث الشيخوخة العضوية. بالطبع، لكل منا عمر زمني، وفقًا لتاريخ ميلاده. وقد عمل العلماء لسنوات على تحسين تعريف العمر البيولوجي المنفصل، والذي يشير إلى مدى كفاءة أجسامنا في العمل. يمكن أن يكون عمرنا البيولوجي أكبر أو أصغر من عمر ميلادنا.

يقول توماس راندو، عالم الأحياء الجزيئي ومدير مركز أبحاث الخلايا الجذعية بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، والذي يدرس الشيخوخة وطول العمر: "نحن جميعًا نعرف أشخاصًا في الخمسين من العمر لا يبدون في هذا العمر، للأفضل أو الأسوأ". ومن المرجح أن يختلف العمر البيولوجي لهؤلاء الأشخاص عن سنواتهم التقويمية.

في العقد الماضي، بدأ العلماء في تسخير قوة التعلم الآلي والتكنولوجيا الحيوية الجديدة المعقدة لإنشاء "ساعات" مصممة لتقدير العمر البيولوجي. تعتمد هذه الساعات على تحليل عينات الدم والأنسجة الأخرى من آلاف الأشخاص والحيوانات من جميع الأعمار.

ومن خلال تحليل هذه العينات، تمكن العلماء من تحديد أوجه التشابه حسب العمر، مع التركيز على أنماط محددة من النشاط الجيني أو المستويات الجزيئية التي تُرى عادة في أعمار معينة. ومن الممكن بعد ذلك استخدام هذه الأنماط كمؤشرات حيوية للعمر البيولوجي.

على سبيل المثال، إذا كان النشاط الجيني لشخص يبلغ من العمر 40 عاماً يتطابق مع النشاط الجيني لدى أغلب الأشخاص الآخرين في سن الأربعين، فإن هذا الشخص يكون بيولوجياً في الأربعين من عمره. ولكن إذا كانت أنماط جيناته تشبه إلى حد كبير أنماط جينات شخص نموذجي في الثلاثينيات أو الخمسينيات من عمره، فإن هذا الشخص يعتبر غير متوافق بيولوجياً مع عمره عند الولادة.

والآن، هناك عشرات الاختبارات المنزلية التي تعد بتقدير العمر البيولوجي من خلال مسحة الخد أو عينة أخرى. ولم توافق إدارة الغذاء والدواء على أي منها. وتصل أسعار هذه الاختبارات إلى 500 دولار. ويخشى العديد من العلماء أن تعتمد هذه الاختبارات على تفسيرات مبسطة للغاية وغير موثوقة لخوارزميات حساب عمر الإنسان التي طورها العلماء في الأصل.

قال نير بارزيلاي، مدير معهد أبحاث الشيخوخة في كلية ألبرت أينشتاين للطب في نيويورك: "لقد أجريت عددًا لا بأس به من الاختبارات المتاحة دون وصفة طبية. وقد أظهرت الاختبارات أنني أصغر سنًا بحوالي عشرين عامًا أو أكبر بثلاث سنوات من عمره الحقيقي الذي يبلغ 68 عامًا".

ولكن هناك مصدر قلق أعمق وأكثر صعوبة يتمثل في أن اختبارات العمر البيولوجي التي يتم إجراؤها بشكل ذاتي لا تقدم سوى تقدير واحد لكيفية تقدم الجسم في السن. ومن الواضح بشكل متزايد أن الشيخوخة لا تسير على هذا النحو.

الشيخوخة السريعة أو البطيئة

ظهرت إحدى أولى الدراسات الرئيسية حول شيخوخة الأعضاء في عام 2020 في مجلة "نيتشر" ، حيث تتبع وايس كوراي وباحثون آخرون نشاط الجينات والتغيرات الخلوية الأخرى في 17 عضوًا من فئران التجارب من جميع الأعمار. أظهرت النتائج أن بعض أعضاء القوارض كانت تتقدم في العمر بشكل أسرع أو أبطأ، من فأر إلى فأر، ومن عضو إلى عضو، وحتى من خلية إلى أخرى داخل نفس العضو.

وقال وايس كوراي إن هذا الاكتشاف عزز الشعور المتزايد بين العلماء بأن "الشيخوخة ليست خطية".

وتشير هذه الدراسة التي أجريت على الفئران وغيرها إلى أن تسلسل شيخوخة الأعضاء قد يؤثر على الصحة مدى الحياة، حيث تؤثر الأعضاء التي تتقدم في العمر بسرعة على خطر الإصابة بالأمراض في وقت لاحق، كما تشير إلى أن الشيخوخة قد تكون "معدية" بطريقة ما، حيث تفرز الأعضاء التي تتقدم في العمر مبكرًا مواد كيميائية حيوية تعمل على تحفيز الشيخوخة في أماكن أخرى من الجسم.

ولكن بالطبع، الفئران ليست مثلنا، لذا فإن الخطوة الواضحة التالية كانت تكرار الدراسة على الفئران على البشر ومعرفة ما إذا كانت النتائج ستكون مماثلة. ولكن كانت هناك عقبات.

ليس من الممكن الحصول على عينات من أنسجة أعضاء معينة، مثل المخ، من البشر الأحياء. لذا كان على وايس كوراي وزملاؤه التوصل إلى نهج مختلف عن النهج الذي استخدموه مع الفئران.

وفي دراسة ظهرت على غلاف مجلة "نيتشر" في عام 2023، استقروا على البروتينات، "اللبنات الأساسية للحياة"، كما قال وايس كوراي.

إن عشرات الآلاف من البروتينات التي يتم إنتاجها في الخلايا أثناء التعبير الجيني وإطلاقها باستمرار في مجرى الدم، تجري في أجسامنا طوال الوقت. ولكن بعضها فريد من نوعه لأعضاء محددة. على سبيل المثال، تنتج بعض الجينات في خلايا الكبد بروتينات لا يمكن أن تأتي إلا من الكبد. وينطبق نفس الشيء على الجينات الموجودة في الخلايا العصبية وخلايا الرئة وما إلى ذلك. وقد صنفت الأبحاث السابقة هذه البروتينات الخاصة بالأعضاء، والتي يستخدم بعضها بالفعل للتحقق من صحة الناس أثناء اختبارات الدم القياسية.

وباستخدام هذه البيانات، جمع العلماء سجلات من قواعد بيانات صحية موجودة تضمنت عينات دم من حوالي 5700 رجل وامرأة من مختلف الأعمار. وباستخدام البيانات، أنشأت نماذج التعلم الآلي المعقدة توقيعات جزيئية مرتبطة بالعمر لكل من 11 عضوًا: القلب والرئتين والشرايين والدماغ والدهون والجهاز المناعي والأمعاء والكلى والكبد والعضلات والبنكرياس.

وعند هذه النقطة، أصبح العلماء قادرين على التمييز بين كبد شخص نموذجي يبلغ من العمر 40 عاماً وكبد شخص يبلغ من العمر 50 عاماً من خلال أنماط البروتينات الموجودة في مجرى الدم. كما أصبحوا قادرين على تحديد الفجوات بين العلامات العمرية لأعضاء الأشخاص وأعمارهم الزمنية الفعلية.

وقد تبين أن أعضاء العديد من الأشخاص كانت متقدمة في السن نسبيا. فوفقا لبروتينات البلازما، كان لدى نحو 20% من الرجال والنساء البالغ عددهم 5700 رجل وامرأة عضو واحد على الأقل أكبر سنا بشكل ملحوظ من سن ولادتهم. وكانت هذه الأعضاء المتأثرة تختلف من شخص إلى آخر، مما أدى إلى خلق ما أطلق عليه العلماء "نمط الشيخوخة". فالأشخاص الذين كانت قلوبهم متقدمة في السن بشكل كبير مقارنة بأعضائهم الأخرى كانوا يعانون من شيخوخة القلب، في حين كان أولئك الذين لديهم أنسجة دهنية متقدمة في السن يعانون من شيخوخة الدهون.

ولعل الأمر الأكثر أهمية هو أن كل عضو متقدم في السن كان مرتبطًا بارتفاع كبير في مخاطر الإصابة بالأمراض ذات الصلة.

كان الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في القلب، سواء في منتصف العمر أو أكبر، أكثر عرضة للإصابة بقصور القلب بنسبة 250% في السنوات اللاحقة مقارنة بأشخاص آخرين، مع ارتفاع خطر إصابة كبار السن الذين يعانون من مشاكل في العضلات بمشاكل في المشي، وهكذا.

فوائد العقل الشبابي

لكن مجموعة المشاركين في الدراسة والتي بلغت نحو 5700 شخص، على الرغم من كونها أكبر من تلك الموجودة في العديد من الدراسات البيولوجية، كانت صغيرة للغاية بالنسبة للباحثين للتعمق في وجود الأعضاء الشبابية أو آثارها.

لذا، بالنسبة للدراسة الأحدث، التي نُشرت في يونيو، لجأ معظم العلماء أنفسهم إلى الكنز الهائل من البيانات في بنك المملكة المتحدة الحيوي، حيث جمعوا سجلات الدم والصحة من حوالي 44530 رجلاً وامرأة تتراوح أعمارهم بين 40 و70 عامًا عندما انضموا إلى بنك الأحياء. قام الباحثون بتحليل الدم بحثًا عن بروتينات شيخوخة الأعضاء، وقارنوا الأعمار البيولوجية لنفس الأعضاء الـ 11 بأعمار الأشخاص الفعلية، كما فحصوا الأمراض أو الوفيات بين الأشخاص خلال العقد التالي أو نحو ذلك. (الدراسة في مرحلة ما قبل الطباعة، مما يعني أنها لم تخضع لمراجعة الأقران بالكامل، لكن المؤلفين يتوقعون اكتمال مراجعة الأقران والنشر قريبًا).

وقد ثبت أن الارتباطات أقوى في هذه المجموعة الأكبر. فحوالي 33% من الرجال والنساء لديهم عضو واحد على الأقل "متقدم في السن للغاية"، مقارنة بأعمارهم الحقيقية. وكان لدى 26% آخرين عضوين أو أكثر متقدمين في السن للغاية، وبعضهم كان لديه ما يصل إلى ثمانية أعضاء.

كما وجد الباحثون مرة أخرى ارتباطًا بين أعمار الأعضاء والأمراض ومتوسط العمر أيضًا. حيث كان كبار السن من أصحاب أمراض القلب معرضين لخطر الإصابة بقصور القلب والرجفان الأذيني؛ وكان كبار السن من أصحاب أمراض الرئة معرضين لخطر الإصابة بمرض الانسداد الرئوي المزمن؛ وكان كبار السن من أصحاب أمراض الكبد معرضين لخطر الإصابة بأمراض الكبد المزمنة.

ولكن تأثيرات شيخوخة الدماغ كانت الأكثر وضوحا. فالأشخاص الذين لديهم أدمغة متقدمة في السن للغاية كانوا أكثر عرضة للإصابة بمرض الزهايمر بنحو 3.4 مرة من أي شخص آخر، وفي المقابل، كان الأشخاص الذين لديهم أدمغة شابة نسبيا أقل عرضة للإصابة بمرض الزهايمر بنحو 81% من الأشخاص الذين لديهم أدمغة في نفس عمرهم.

كما امتدت فوائد المخ الشاب إلى طول العمر، حيث يعيش أصحاب المخ الشاب فترة أطول من أقرانهم المسنين. وفي الواقع، كان المخ المتقدم في السن، من بين جميع الأعضاء، "الأكثر قدرة على التنبؤ بالوفاة"، كما كتب مؤلفو الدراسة، "مما يشير إلى أن المخ قد يكون منظماً مركزياً لعمر الإنسان".

تغيير عمر أعضائنا

ورغم ذلك، ربما كان أهم ما توصلت إليه الدراسة الجديدة هو أن عمر الأعضاء "يبدو أنه قابل للتغيير"، كما قال أوه.

وعندما قارن هو وعلماء آخرون أعمار أعضاء الأشخاص بأنماط حياتهم في الدراسة الجديدة، وجدوا أن أولئك الذين يدخنون أو يشربون أو يأكلون اللحوم المصنعة في كثير من الأحيان كانوا عرضة لشيخوخة الأعضاء المتسارعة، في حين أن أي شخص يمارس الرياضة بانتظام أو يأكل الأسماك الزيتية كان أكثر عرضة بكثير لأن يكون لديه أعضاء شابة.

ومن المثير للاهتمام أن تناول هرمون الإستروجين أثر بشكل ملحوظ على شيخوخة الأعضاء لدى النساء في سن اليأس، كما وجد الباحثون. فالنساء اللاتي استخدمن هرمون الإستروجين التكميلي انتهى بهن الأمر إلى امتلاك أجهزة مناعية وكبد وشرايين أكثر شبابًا نسبيًا، مقارنة باللواتي لم يستخدمنه.

قال أوه إنه ليس من الواضح لماذا وكيف يؤثر النظام الغذائي أو التمارين الرياضية أو الهرمونات أو غيرها من خيارات نمط الحياة والخيارات الطبية على شيخوخة الأعضاء. في الواقع، لا يزال من المستحيل تحديد سبب شيخوخة أعضائنا بمعدلات مختلفة على الإطلاق. قد يكون ذلك بسبب الوراثة أو نمط الحياة أو الحظ أو كل هذه العوامل أو لا شيء منها.

ومع ذلك، قال أوه إن معرفة نمط حياتنا قد يساعد في توجيه بعض قراراتنا الصحية. على سبيل المثال، يجب على الشخص الذي يعرف أنه يعاني من شيخوخة القلب، حتى مع عدم وجود أعراض حالية، أن يفكر في إجراء اختبارات القلب بشكل أكثر تكرارًا وتغيير النظام الغذائي والتمارين الرياضية، مثل تقليل الأطعمة فائقة المعالجة والمشي لمدة 30 دقيقة على الأقل يوميًا، في حين يمكن نصح الشخص الذي يعاني من شيخوخة العضلات بممارسة تمارين رفع الأثقال، والتي من المعروف أنها تبني صحة العضلات على المستوى الخلوي.

قالت مورجان ليفين، الباحثة الرئيسية في مختبر ألتوس في سان دييجو والتي تعتبر على نطاق واسع واحدة من خبراء العالم في الساعات البيولوجية للشيخوخة، إن "البحث في شيخوخة الأعضاء مثير للاهتمام حقًا، لأنه يشير إلى أنه قد يكون من الممكن إعطاء المزيد من التفاصيل حول كيفية شيخوخة شخص ما عبر أنظمة مختلفة". لم يكن لها أي دور في البحث الجديد.

وقال أوه إن اختبارات الدم لتشخيص نوع العمر قد تكون في الأفق، على الرغم من أن الأمر قد يستغرق سنوات قبل أن يتم التحقق من صحتها من قبل إدارة الغذاء والدواء وإتاحتها كجزء من اختبارات الصحة القياسية. "نحن بحاجة دائمًا إلى المزيد من الدراسات". (وقال إن الاختبارات غير المعتمدة للمستهلكين قد تصل في وقت أبكر بكثير، لكنها قد لا تكون موثوقة.)

الأمل هو أن تظهر هذه الاختبارات أي أجزاء من أجسامنا - القلب، الدماغ، الكلى، الجلد، الدهون، الأمعاء أو أي شيء آخر - تتقدم في السن بشكل أسرع وما إذا كان بوسعنا أن نفعل أي شيء حيال ذلك.

وأضاف أوه أن فكرة أننا قد نكون قادرين على تغيير الطريقة التي نتقدم بها في السن "هي الشيء المثير حقًا" في هذا البحث.

للاطلاع على البحث بالانجليزية يرجى الضغط هنا