Клинико-функциональное значение определения биологического возраста у женщин в репродуктивный период

Введение / Introduction

Биологический возраст (БВ) отражает особенности морфологического и физиологического состояния организма человека в конкретный период его жизни. С клинических позиций данное понятие особенно целесообразно использовать в репродуктивной медицине, так как зачастую фактический (паспортный) возраст не всегда отражает реальное состояние организма, уровень его функционального развития, способности органов и систем реагировать на внешние и внутренние воздействия, адекватно адаптироваться к постоянно меняющимся условия окружающей среды, иначе говоря, поддержанию оптимального гомеостаза [1][2].

В настоящее время нет общепринятых международных медицинских стандартов, которые бы точно определяли БВ человека [3]. Каждый возрастной период имеет свои особенности, которые могут меняться под влиянием разных факторов. Важную роль играет среда обитания и образ жизни человека. Здоровый образ жизни может положительно повлиять на функциональное состояние организма, и тогда паспортный и биологический возраст могут совпасть, или даже БВ будет меньше реального.

При обсуждении гендерных и репродуктивных особенностей, ассоциированных с БВ, учитывается установленный факт того, что индивиды женского пола стареют медленнее, а продолжительность их жизни превышает таковую у мужчин на несколько лет. Возможно, данная особенность большей продолжительности жизни у женщин обусловлена их репродуктивной функцией [4]. При этом следует отметить, что детородный период у лиц женского пола более короткий, нежели чем у мужчин.

Одна из самых популярных на сегодняшний день теорий старения – это теория оксидативного стресса (ОС) [5–7]. При естественном старении в клетках увеличивается количество активных форм кислорода (АФК), усиливаются окислительные процессы, снижается антиоксидантная защита. Все это приводит к нарушению обмена веществ и энергетического баланса в организме, повреждению клеточных структур, запуску патологических процессов в тканях и органах. Из-за воздействия прооксидантов происходит ускоренное окисление нуклеиновых кислот, перекисное окисление липидов и клеточных мембранных оболочек, а также белковых структур [7][8].

В настоящее время мировое научное сообщество активно исследует влияние ОС на возникновение некоторых гинекологических заболеваний, фертильность и осложнения беременности [9–11]. ОС играет значительную роль в развитии множества социально значимых патологий, таких как атеросклероз, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, а также в процессах канцерогенеза [5][8][12][13]. Поэтому при расчете БВ представляется целесообразным учитывать параметры, характеризующие антиоксидантную функцию организма. Кроме того, методика расчета БВ должна быть индивидуализирована в зависимости от гендерной принадлежности и возрастной категории.

В настоящее время описано множество способов определения БВ. В клинической практике чаще всего используется методика, разработанная В.П. Войтенко и соавт. (1984) в НИИ геронтологии АМН СССР, описанная во многих руководствах [1][14][15], согласно которой БВ у женщин рассчитывается по формуле, включающей в себя показатели «Субъективная оценка здоровья», пульсовое, систолическое и диастолическое артериальное давление (АД), оценку жизненной емкости легких (ЖЕЛ), время задержки дыхания на вдохе и на выдохе, время статической балансировки (СБ) на одной ноге. Недостатком данной методики является то, что она разработана и валидирована на женщинах пожилого возраста. Поэтому вызывает некоторые сомнения применимость данной методики у молодых женщин репродуктивного возраста. Для оценки БВ данным способом используются показатели, которые в молодом возрасте, как правило, существенно не меняются.

Л.М. Белозеровой предложена формула определения БВ для женщин, которая включает в себя ЖЕЛ, массу тела, экскурсии грудной клетки, силу сжатия кисти правой и левой руки, определенную с помощью динамометрии [16]. Недостатком данной формулы является то, что (как и в формуле В.П. Войтенко с соавт.) используется параметр «масса тела». Кроме того, предлагается использование аналогичной методики у женщин от 18 до 99 лет.

В иностранных источниках научной литературы чаще всего описываются следующие модели определения БВ: метод Хохшильда и метод Клемера–Дубала [17]. Интересно, что многие модели (в том числе метод Клемера–Дубала) при расчете БВ учитывают паспортый возраст [17][18]. Однако методики Хохшильда и метод Клемера–Дубала практически не используются для определения БВ в клинической практике из-за сложности расчетов – для их применения необходимы специальные программы компьютерного моделирования и очень большое количество различных маркеров [17][19].

При анализе научных публикаций мы не нашли удобного в использовании способа для определения БВ, который может использоваться у женщин репродуктивного возраста.

Цель: разработать методику расчета БВ для женщин в возрасте 20–45 лет, учитывая особенности их физиологического состояния и репродуктивной функции.

Материалы и методы / Materials and Methods

Дизайн исследования / Study design

Проведено одномоментное когортное нерандомизированное исследование, однократно (одномоментно) обследовано 160 женщин – жительниц Свердловской области. Всего было оценено 78 показателей, включающие данные анамнеза, антропометрические показатели, результаты общего анализа крови, биохимического анализа крови, оценку общего антиоксидантного статуса (ОАС), результаты инструментальных исследований.

Критерии включения, невключения и исключения / Inclusion, non-inclusion and exclusion criteria

Критерии включения: возраст 20–45 лет; индекс массы тела (ИМТ) 20–30 кг/м²; отсутствие отягощенного акушерского и соматического анамнеза, профессиональных вредностей и привычных интоксикаций; подписавшие информированное добровольное согласие.

Критерии невключения: возраст младше 18 или старше 45 лет; дефицит массы тела или ожирение; наличие диагностированной соматической патологии; прием лекарственных препаратов (включая гормональную контрацепцию) и/или БАД на момент проведения исследования; курение в настоящее время или в анамнезе; употребление алкоголя чаще 1 раза в неделю; наличие профессиональных вредных факторов.

Критерии исключения: выявление признаков соматической патологии по данным результатов обследования; отказ от участия в исследовании.

Группы обследованных / Study groups

Для составления формулы расчета БВ была отобрана группа (n = 100) здоровых молодых женщин 20–45 лет (средний возраст – 27,5 ± 7,4 лет), которым было проведено полное обследование в рамках диспансерного наблюдения, и все показатели были в пределах возрастной нормы. Для валидации предложенного метода расчета БВ использовали аналогичную группу из 60 женщин (средний возраст – 28,2 ± 6,8 лет), используя идентичные критерии включения, невключения и исключения.

Методы исследования / Study methods

Всем женщинам было проведено общеклиническое обследование, включающее сбор анамнеза, осмотр терапевта и гинеколога, измерение АД, частоты сердечных сокращений (ЧСС), температуры тела, оценку роста, массы тела и ИМТ, общий анализ крови и биохимический анализ крови, общий анализ мочи, электрокардиографию (ЭКГ). Дополнительно оценивались параметры, включенные в формулу для расчета БВ по методу В.П. Войтенко – СБ, ЖЕЛ, время задержки дыхания на вдохе и на выдохе.

Для оценки состояния антиоксидантной защиты оценивали ОАС сыворотки крови, который исследовали в Центральной научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России на биохимическом анализаторе Mindray BS-240Рro (Mindray, Китай) с использованием набора реагентов «Общий антиоксидантный статус» (АО «Вектор-Бэст», Россия). Для исследований использовали сыворотку крови пациентов, взятую утром натощак.

Статическую балансировку определяли в секундах при стоянии испытуемой на левой ноге, без обуви, с закрытыми глазами, опущенными вдоль туловища руками, без предварительной тренировки. Продолжительность СБ измеряли с помощью секундомера трижды с интервалом 5 минут. Учитывали наибольший результат.

Статистический анализ / Statistical analysis

Для проведения статистической обработки использовали открытую статистическую платформу Jamovi (https://www.jamovi.org), версия 2.3.19.0 (2023, The jamovi project, Австралия). Для проверки нормальности распределения полученных данных при использовании количественных переменных применяли тест Шапиро–Уилка. Рассчитывали среднее значение показателей (М) и среднеквадратичное отклонение (SD). Для количества беременостей в анамнезе указано минимальное и максимальное значение (min–max).

Для построения математической модели (метод оценки БВ) использовали метод множественной линейной регрессии. Наиболее информативные параметры были определены с помощью множественной линейной регрессии с использованием метода исключения. Для включенных предикторов указывались вес (величина, указывающая степень влияния независимой переменной на зависимую переменную), t-test и соответствующее значение «р» для проверки значимости каждого предиктора, а также стандартная оценка (Z-score), характеризующая разброс значения относительно среднего значения. Для оценки качества модели проводился анализ на отсутствие мультиколлинеарности (т. е. отсутствие корреляции между предикторными переменными) с помощью оценки коэффициента инфляции дисперсии (КИД) и толерантности (величина, обратная КИД): при значении КИД = 1,0–1,1 делается вывод об отсутствии мультиколлинеарности, при КИД 1,1–5,0 – об умеренной мультиколлинеарности, при КИД более 5 имеется сильная мультиколлинеарность. Далее проводилась проверка на гомодескатичность (предположение, что дисперсия остатков одинакова для всех значений независимых переменных), тест на многомерную нормальность остатков распределения (предположение, что каждый остаток следует одномерному нормальному распределению). В качестве итоговых показателей соответствия модели использовались коэффициент корреляции Пирсона (R), коэффициент детерминации (R2), F-статистика (тест общей значимости) и соответствующее значение «р». Для оценки эффективности модели оценки БВ проводился анализ корреляции БВ с паспортным возрастом на экзаменационной выборке с помощью коэффициента корреляции Пирсона (R).

Результаты / Results

Наиболее информативными параметрами для определения БВ оказались ОАС, время СБ в положении стоя на левой ноге с закрытыми глазами, ИМТ и количество беременностей в анамнезе (независимо от исхода).

Включенные предикторы и коэффициенты модели представлены в таблице 1.

Была разработана модель расчета БВ, представляющая собой уравнение множественной линейной регрессии. Все переменные по отдельности имели линейную зависимость с итоговым показателем БВ. В рамках проверки качества модели был проведен анализ на отсутствие мультиколлинеарности. Статистики коллинеарности представлены в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что ни одна из переменных существенно не коррелирует с другими, т. е. предположение об отсутствии мультиколлинеарности верно.

Далее нами было выдвинуто предположение о том, что при расчете БВ женщины необходимо учитывать ее паспортный возраст, и данный показатель был введен в уравнение множественной линейной регрессии, после чего была проведена корректировка константы. В результате нами была получена следующая формула определения БВ:

БВ = 6,17 + Х1 – 1,97Х2 – 0,03Х3 + 0,1Х4 + Х5, где

Х1 – паспортный возраст женщины, лет (количество полных лет); Х2 – ОАС, нг/мл; Х3 – СБ, сек; Х4 – ИМТ, кг/м²; Х5 – общее количество беременностей в анамнезе (с любым исходом).

Итоговые показатели соответствия модели представлены в таблице 3.

Нами была проведена проверка на гомодескатичность (предположение о том, что остатки имеют постоянную дисперсию в каждой точке линейной модели). График распределения остаточной подгонки (диаграмма рассеяния) изображен на рисунке 1А, на графике видно отсутствие гетеродескатичности. В рамках проверки качества модели мы также провели тест на многомерную нормальность остатков распределения (Шапиро–Уилка), распределение соответствовало нормальному (р = 0,699). График QQ для предлагаемой модели представлен на рисунке 1B.

Разработанный нами метод расчета БВ был валидирован в «Клинике современной медицины» (Екатеринбург) на группе из 60 здоровых женщин репродуктивного возраста (20–45 лет), обследованных в рамках диспансеризации, не имеющих хронических заболеваний, с нормальными результатами общеклинического обследования. В данной группе коэффициент корреляции между БВ, рассчитанным заявляемым способом, и паспортным (календарным) возрастом составил 0,947, что свидетельствует о высокой точности определения биологического возраста.

Обсуждение / Discussion

Биологический возраст – это количественная мера, отражающая реальные индивидуальные темпы старения организма [20]. Исходя из тесной взаимосвязи возраста и женской фертильности, предложенный нами метод расчета БВ был разработан специально для группы женщин репродуктивного возраста. Метод был валидирован на женщинах в возрасте 20–45 лет и показал высокую точность совпадения паспортного и биологического возраста.

Достоинством метода является то, что он включает в себя 3 вида невзаимосвязанных показателей: показатели функционального состояния организма (время СБ, ИМТ), данные акушерского анамнеза (количество беременностей в анамнезе), а также показатель, характеризующий антиоксидантную защиту (ОАС).

Согласно рекомендациям Американской федерации исследований старения (англ. American Federation for Aging Research, AFAR), биомаркеры старения должны удовлетворять следующим критериям:

– предсказывать скорость старения;

– относиться к процессу, лежащему в основе физиологического процесса старения (а не к последствиям заболеваний);

– должна быть возможность провести повторное тестирование в динамике без причинения вреда человеку [3][21].

Мы считаем, что предложенная нами формула оценки БВ полностью соответствует перечисленным критериям, благодаря включению таких параметров, как ОАС и СБ.

Многие формулы БВ включают в себя показатель «масса тела» [1][2][16], что представляется нам неверным, так как масса тела больше коррелирует с ростом, чем с возрастом [20]. Наша формула включает ИМТ, что более объективно характеризует степень соответствия антропометрических показатей норме.

Статическая балансировка включена во многие отечественные формулы расчета БВ [1][2]. Данный показатель определяет интегральную характеристику функционирования мышечной, нервной и костно-суставной систем [22], при этом характеризуется простотой и доступностью определения. Наш анализ также показал, что это значимый предиктор БВ, который был включен в итоговую формулу.

Несомненным достоинством предложенного метода мы считаем включение в формулу расчета БВ показателя «общий антиоксидантный статус», поскольку на сегодняшний день имеются убедительные доказательства того, что снижение антиоксидантной защиты, увеличение количества активных форм кислорода и оксидативный стресс инициируют патологические изменения в тканях и органах, что приводит к ускорению темпов старения клеток и нарушению функционирования ряда органов и систем, в том числе репродуктивной системы [7–9].

Мы намеренно отказались от оценки слуха, оценки аккомодации и функции внешнего дыхания, что отличает наш метод от ряда широко использующихся в отечественной практике формул [2][23]. Данные биомаркеры старения достаточно сложны для определения и имеют низкую точность [20]. Кроме того, возрастные изменения слуха, зрения и внешнего дыхания возникают, как правило, в более позднем возрасте, а в репродуктивном возрасте (при отсутствии соматической патологии) у большинства женщин соответствуют средней норме. Наш анализ также показал низкую корреляцию с БВ такого широко используемого предиктора, как АД. Возможно, это связано с тем, что оно сильно подвержено внешним воздействиям, а измерение суточного АД слишком трудоемко для рутинной оценки БВ [20].

В контексте оценки БВ нередко упоминаются методы Хохшильда и Клемера–Дубала. При использовании метода Хохшильда в статистическую модель включаются различные показатели, такие как уровень физической активности, метаболические показатели, генетические маркеры. Метод Клемера–Дубала также используется для оценки БВ и может включать в себя анализ уровня воспалительных маркеров, оценку когнитивных функций, функциональную оценку состояния органов и систем [17][18]. Оба метода основаны на использовании множества параметров, что делает их сложными для понимания и применения без соответствующей подготовки. В отличие от методов Хохшильда и Клемера–Дубала предложенный нами метод расчета БВ не требует сложной математической обработки и специализированного программного обеспечения.

В иностранной научной литературе на сегодняшний день представлено множество предикторов БВ, таких как измерение длины теломер, эпигенетические часы, транскриптомные и протеомные предикторы [21]. Однако, несмотря на высокую стоимость и трудоемкость определения данных предикторов, они имеют низкую предсказательную силу и недостаточно валидированы, что ограничивает их использование в клинической практике [21].

Основной новизной нашего исследования является разработка и валидация формулы расчета БВ, ориентированной на женщин репродуктивного возраста, что до настоящего времени не было представлено в литературе. По нашему мнению, формула расчета БВ имеет не только узкоприкладное, но и общемедицинское значение, что позволяет использовать ее в общей врачебной практике, а также в репродуктологии, акушерстве и гинекологии, геронтологии, терапии, кардиологии.

Ограничения исследования / Study limitations

Ограничениями настоящего исследования являются относительно небольшая выборка и необходимость дальнейшего тестирования метода в различных популяциях и возрастных группах. Исследование проводилось в одном регионе (Свердловская область), что может ограничивать его обобщаемость на другие территории. Отсутствует анализ влияния таких факторов, как генетическая предрасположенность или хронические заболевания, что также может влиять на результаты. Дальнейшие исследования могут быть направлены на расширение выборки участников, включение дополнительных параметров и проведение сравнительных анализов с другими существующими методами расчета БВ.

Заключение / Conclusion

Разработана новая методика расчета БВ для женщин в возрасте 20–45 лет, основанная на множественной линейной регрессии, включающая такие параметры, как ОАС, время СБ, ИМТ и количество беременностей в анамнезе. Валидизация метода показала высокую степень корреляции между биологическим и паспортным возрастом, что подтверждает его точность и надежность.

Предлагаемая методика отличается простотой использования и учетом индивидуальных особенностей женщин репродуктивного возраста, включая их функциональное состояние, акушерский анамнез и антиоксидантную защиту, что делает ее полезной не только в репродуктологии, акушерской и гинекологической практике, но и в общей медицинской практике, геронтологии, терапии и кардиологии.