Human Longevity and a New Vision of Aging Natalia S. Gavrilova, Ph.D. Leonid A. Gavrilov, Ph.D. Center on Aging NORC and The University of Chicago Chicago, USA

Наш предыдущий вклад в изучение продолжительности жизни Москва, Наука, 1986 Москва, Наука, 1991

Существующие мифы, связанные со старением и долголетием

Миф: В жизни человека существуют отдельные периоды и старость представляет собой один из таких периодов Факт: После двадцати лет риск смерти удваивается каждые восемь лет, причем менопауза или выход на пенсию оказывают пренебрежимо малый эффект на этот процесс

Рост риска смерти с возрастом США, 1999

Миф: Человек стареет и умирает принципиально иначе, чем животное Факт: Процесс старения человека мало отличается от старения плодовых мушек и других животных: Существуют законы смертности, общие для человека и многих других животных

Смертность человека и мушек-дрозофил Source: Gavrilov, Gavrilova, Handbook of the Biology of Aging, 2006

Миф: Люди, которые дольше живут, стареют медленнее Факт: Актуарная скорость старения (темпы роста смертности с возрастом) выше в популяциях с более высокой средней продолжительностью жизни. Это наблюдение называется компенсационным эффектом смертности

Компенсационный закон смертности Convergence of Mortality Rates with Age 1 – India, , males 2 – Turkey, , males 3 – Kenya, 1969, males 4 - Northern Ireland, , males 5 - England and Wales, , females 6 - Austria, , females 7 - Norway, , females Source: Gavrilov, Gavrilova, The Biology of Life Span 1991

Компенсационный закон смертности (эффекты долголетия родителей) Динамика смертности потомства долгоживущих (80+) и короткоживущих родителей Сыновья Дочери

Миф: Долголетие достигается за счет снижения плодовитости Факт: У людей существующие факты говорят об обратном – долгожители как правило обладают более высокой плодовитостью, чем их короткоживущие сверстники

Откуда возник этот миф? Низкая плодовитость долгожителей является предсказанием популярной эволюционной теорииодноразового тела (disposable soma, Thomas Kirkwood) Эволюционная теория одноразового тела утверждает, что долголетие требует инвестиций в поддержание функционирования тела, что снижает ресурсы, необходимые для размножения (Westendorp, Kirkwood, Nature, 1998).

Число потомков у замужних женщин-аристократок, принадлежащих к разным поколениям, как функция продолжительности жизни The estimates of progeny number are adjusted for trends over calendar time using multiple regression. Source: Westendorp, R. G. J., Kirkwood, T. B. L. Human longevity at the cost of reproductive success. Nature, 1998, 396, pp К сожалению, Вестендорп и Кирквуд использовали очень неполный источник данных, не проверив качество данных

Antoinette de Bourbon ( ) Жила почти 90 лет Источник, использованный Вестендорпом и Кирквудом, утверждал, что у Антуанетты был только один ребенок: Marie ( ), будущая мать Марии Стюарт Более тщательная проверка обнаружила, что у Антуанетты было 12 детей! Marie Francois Ier Louise Renee Charles Claude Louis Philippe Pierre 1529 Antoinette Francois Rene

Источник: Gavrilova et al. Does exceptional human longevity come with high cost of infertility? Testing the evolutionary theories of aging. Annals of the New York Academy of Sciences, 2004, 1019: Бездетность и продолжительность жизни женщин-аристократок 31 случай Результаты получены на данных, которые были тщательно проверены

Short Conclusion: Exceptional human longevity is NOT associated with infertility or childlessness

Распространенный миф: Борьба со старением приведет к катастрофическому росту населения

Факт: Изменения численности населения на удивление невелики в ответ даже на очень радикальное продление жизни (остановка старения после 60 лет) Source: Gavrilov, Gavrilova, Rejuvenation Research, 2010

Увеличение продолжительности здоровой жизни – один из способов решения проблемы постарения населения

Когда начинается долголетие?

Один из лучших источников данных для изучения семейного долголетия Генеалогии Европейских аристократических семей Charles IX dAnguleme ( ) Henry VIII Tudor ( ) Marie-Antoinette von Habsburg-Lothringen ( )

Продолжительность жизни дочерей (Отклонение от средней продолжительности жизни сверстников) как функция отцовской продолжительности жизни ПЖ после 30 лет сглажена с помощью 5- летней бегущей средней Extinct birth cohorts (born in ) Европейские аристократичес кие семьи, 6443 cases Source: Gavrilova, Gavrilov, JAAM, 2001

Наследуемость продолжительности жизни невелика C.E. Finch, R.E. Tanzi, Science, 1997, p.407 … долголетие наблюдается в семьях A. Cournil, T.B.L. Kirkwood, Trends in Genetics, 2001, p.233 Парадокс низкой наследуемости продолжительности жизни несмотря на распространенность семейного долголетия

Исключительное долголетие в семье фермеров из Айовы Father: Mike Ackerman, Farmer, lived 74 years Mother: Mary Hassebroek lived 91 years 1. Engelke "Edward" M. Ackerman b: 28 APR 1892 in Iowa Fred Ackerman b: 19 JUL 1893 in Iowa Harmina "Minnie" Ackerman b: 18 SEP 1895 in Iowa Lena Ackerman b: 21 APR 1897 in Iowa Peter M. Ackerman b: 26 MAY 1899 in Iowa Martha Ackerman b: 27 APR 1901 in IA Grace Ackerman b: 2 OCT 1904 in IA Anna Ackerman b: 29 JAN 1907 in IA Mitchell Johannes Ackerman b: 25 FEB 1909 in IA 85

Различают два типа факторов долголетия Модифицируемые факторы – образ жизни, питание, ранние события и т.д. Немодифицируемые факторы – пол, раса и национальность, генотип

Роль ранних событий в долголетии

Gavrilov, L., Gavrilova, N. Reliability theory of aging and longevity. In: Handbook of the Biology of Aging. Academic Press, 6 th edition, 2006.

Гипотеза высокого начального уровня повреждений: (Idea of High Initial Damage Load ) Взрослые организмы изначально имеют высокий уровень повреждений, сопоставимый с последующим накоплением дефектов в процессе старения в течение оставшейся жизни. Source: Gavrilov, L.A. & Gavrilova, N.S The Biology of Life Span: A Quantitative Approach. Harwood Academic Publisher, New York.

Практические следствия гипотезы высокого начального уровня повреждений: Даже небольшой прогресс в оптимизации процессов раннего развития может потенциально привести к профилактике многих заболеваний старшего возраста и отсрочке связанной с возрастом смертности, а также значительному увеличению продолжительности здоровой жизни. Source: Gavrilov, L.A. & Gavrilova, N.S The Biology of Life Span: A Quantitative Approach. Harwood Academic Publisher, New York.

Новый взгляд на старение

Ожидаемая продолжительность жизни в 80 лет и месяц рождения Data source: Social Security Death Master File Source: Gavrilov LA, Gavrilova NS (2008.) Mortality measurement at advanced ages: a study of the Social Security Administration Death Master File. In: Living to 100 and Beyond: Survival at Advanced Ages [online monograph]. SOA Monograph M–LI08–1 32p. Shaumburg, IL: The Society of Actuaries.

Predictors of Exceptional Longevity

Наш подход к изучению старения Исследовать успешные истории людей, сумевших в течение долгого времени избегать фатальных заболеваний, а также связанные с этим факторы

Winnie aint quitting now. Smith G D Int. J. Epidemiol. 2011;40: Published by Oxford University Press on behalf of the International Epidemiological Association © The Author 2011; all rights reserved. Пример потрясающей живучести Винни, которой исполнилось 100 лет, курит в течение 93 лет и не собирается бросать

Долгожители представляют собой быстро растущую группу населения в развитых странах Yet, factors predicting exceptional longevity and its time trends remain to be fully understood In this study we explored the new opportunities provided by the ongoing revolution in information technology, computer science and Internet expansion to explore early-childhood predictors of exceptional longevity Jeanne Calment ( )

Исследования долгожителей были популярны в СССР

Голубые зоны долголетия Районы с высокой плотностью долгожителей

Исследования долгожителей требуют тщательного планирования эксперимента и серьезной работы по подтверждению возраста

Study 1 How centenarians are different from their shorter-lived sibling?

Братья и сестры, рожденные осенью, имеют больше шансов дожить до ста лет Within-family study of 9,724 centenarians born in and their siblings survived to age 50

Возможное объяснение Рождение осенью соответствует лучшему качеству питания матери на последних месяцах беременности, более низкой распространенности инфекций, а также более мягкой температуре по сравнению с другими временами года (в США)

Люди, рожденные молодыми матерями, в два раза чаще доживают до ста лет Within-family study of 2,153 centenarians and their siblings survived to age 50. Family size

Быть рожденными от молодой матери помогает лабораторным мышам жить дольше Источник: Tarin et al., Delayed Motherhood Decreases Life Expectancy of Mouse Offspring. Biology of Reproduction :

Возможное объяснение Приведенные результаты хорошо согласуются с наблюдением о том, что ооциты, сформированные первыми, обладают лучшим качеством и участвуют в овуляции на более ранних этапах жизни матери.

Долгожители и их короткоживущие сверстники Отличались ли долгожители от своих сверстников, когда были молодыми?

Физические характеристики в молодом возрасте и долголетие A study of height and build of centenarians when they were young using WWI civil draft registration cards

Маленькие собаки живут дольше Miller RA. Kleemeier Award Lecture: Are there genes for aging? J Gerontol Biol Sci 54A:B297–B307, 1999.

Маленькие мыши тоже живут дольше Source: Miller et al., The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences 55:B455-B461

Рост и дожитие до ста лет

Телосложение и дожитие до ста лет

Учет других переменных ПеременнаяOdds Ratio P-value Средний рост (в сравнении с высоким или низким) Худощавое и среднее телосложение (в сравнении с плотным) 2.63*0.025 Фермер по профессии2.20*0.016 Женат Родился в США

Наличие детей в возрасте 30 лет и долгожительство Conditional (fixed-effects) logistic regression N=171. Сравнение с бездетными ПеременнаяOdds ratio95% CIP-value 1-3 детей детей

Вывод Исследование роста и телосложения у мужчин, родившихся в 1887 году, показывает, что избыточный вес в молодом возрасте (30 лет) имеет долговременный негативный эффект на шансы дожить до ста лет

Для долгожителей все начинается при рождении

Япония – одна из самых долгоживущих стран, возможно благодаря низкокалорийной диете

Больше информации можно найти на сайте, посвященном продолжительности жизни человека:

Acknowledgments This study was made possible thanks to: generous support from the National Institute on Aging grant #R01AG stimulating working environment at the Center on Aging, NORC/University of Chicago

Новые направления в развитиии обследований населения, которые также важны для изучения долголетия Опыт США

Крупномасштабное обследование здоровья, выхода на пенсию и старения в США Обследование более американцев старше 50 лет каждые 2 года. Стартовало в 1992 году

Новые тенденции в проведении опросов населения Гармонизация обследований населения в мировом масштабе Сбор биологического материала (биомаркеров)

Ожидаемая продолжительность здоровой жизни в 50 лет для ряда стран (на основе самооценки здоровья как в целом хорошего) Источник – А.Рамонов. Ожидаемая продолжительность здоровой жизни в России. Demoscope N

Ожидаемая продолжительность здоровой жизни в 50 лет для ряда стран (на основе самооценки здоровья как в целом хорошего) Источник – А.Рамонов. Ожидаемая продолжительность здоровой жизни в России. Demoscope N

HRS-harmonizing studies UK English Longitudinal Study of Ageing (ELSA) Study on Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE) WHO Study on global AGEing and adult health (SAGE) including Russia Отдельные исследования в Мексике, Китае, Индии, Японии, Корее, Ирландии

Биомаркеры в обследованиях населения Важны для оценки состояния здоровья Информация о факторах риска заболеваний, не сообщенных в результате опроса Дополнительная проверка правильности ответов на некоторые вопросы (например, вопросы о вредных привычках)

Процент пропущенных на основе самооценки случаев диабета Источник – T.Seeman presentation

Одно из обследований пожилых людей в США

McClintock Laboratory (Cytology) Jordan Clinical Lab Magee Womens Hospital (Bacterial, HPV Analysis) McDade Lab Northwestern (Blood Spot Analysis) Salimetrics (Saliva Analysis) Лаборатория без стен UC Cytopathology (Cytology) Биомаркеры в проекте NSHAP

Sex hormone assays Биомаркеры слюны Estradiol Progesterone DHEA Testosterone Cotinine

Nicotine metabolite Objective marker of tobacco exposure, including second-hand Non-invasive collection method (vs. serum cotinine) Котинин в слюне (Salivary Cotinine)

10 ng15 ng34 ng 10% M 103 ng 30% M 344 ng M Nonsmoker Passive Occasional Regular Fraction log(Cotinine) M = mean cotinine among female who report current smoking Bar on left corresponds to cotinine below level of detection Cut-points based on distribution among smokers Classification of Smoking Status by Cotinine Level in Females Распределение респондентов по уровню котинина в слюне

C-Reactive Protein (CRP) Epstein-Barr Virus (EBV) Antibody Titers Высушенные пятна крови (Dried Blood Spots) Thanks, Thom and McDade Lab Staff!

Новые возможности для изучения факторов долголетия Лонгитудинальные исследования со сбором биомаркеров идеальны для изучения долголетия Сравнение генетических, биохимических, поведенческих, психологических и прочих характеристик у долгожителей и их короткоживущих сверстников

Более подробная информация о биомаркерах на сайте