Каков ваш настоящий биологический возраст? Ученые создали ИИ, который предсказывает старение на основе профилей гормонов в крови

Настоящие часы организма могут быть кроются в гормонах. Исследователи из Японии разрабатывают модель искусственного интеллекта, которая может кардинально изменить профилактику возрастных заболеваний и проложить путь к персонализированным стратегиям здорового старения.

Хотя мы отсчитываем годы со дня рождения, это число не всегда отражает то, как на самом деле стареет наш организм. Два человека одного и того же хронологического возраста могут существенно различаться по здоровью, внешнему виду и жизненной силе. Биологический возраст, отражающий внутреннее состояние наших клеток и органов, может рассказать совершенно другую историю. Теперь группа ученых сделала значительный шаг к его точному измерению.

Исследование, опубликованное в марте 2025 года в журнале  Science Advances под руководством исследователей из Университета Осаки, представляет собой инструмент на основе искусственного интеллекта, который предсказывает биологический возраст по концентрации 22 стероидов в крови. Модель, обученная с помощью глубоких нейронных сетей (DNN), основана на метаболических путях стероидогенеза, что позволяет нам интерпретировать, как определенные гормоны напрямую влияют на старение организма.

Искусственный интеллект, понимающий биологические процессы

Модель ИИ — это не просто черный ящик. Он был разработан с целью отразить реальные пути метаболизма стероидов в организме, начиная с гормона прегненолона и заканчивая его естественными производными. Эта структура позволяет нам интерпретировать численные результаты и процессы, лежащие в основе биологического старения.

Исследователи проанализировали образцы крови 148 здоровых людей в возрасте от 20 до 73 лет. Каждый образец оценивался с помощью жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС) — высокоточного метода, который позволил измерить концентрацию 22 стероидов.

Данные были разделены на две группы: 98 участников для построения модели и 50 для ее независимой проверки. Кроме того, были созданы отдельные модели для мужчин и женщин из-за явных различий в гормональных профилях между полами.

Кортизол: самый мощный биомаркер старения

Среди всех протестированных стероидов кортизол — так называемый «гормон стресса» — оказался самым сильным предиктором биологического старения. Модель показала, что удвоение уровня кортизола было связано с увеличением предполагаемого биологического возраста в 1,5 раза. Эта связь подтверждает то, что многие подозревали: стресс может ускорить старение организма.

У женщин другие гормоны также сыграли ключевую роль: 17α-гидроксипрогестерон, кортизон, 11-дезоксикортизол и тетрагидрокортизол оказались весьма предсказательными факторами старения. У мужчин наиболее влиятельными гормонами оказались прегненолон и тестостерон.

Старение становится более разнообразным с возрастом

Одним из наиболее показательных результатов исследования является то, что по мере старения людей их биологический возраст все больше отклоняется от хронологического возраста. Это явление, известное как прогрессирующая гетерогенность, было включено в модель с помощью специальной математической функции, которая корректирует ожидаемый уровень изменчивости в каждом возрастном диапазоне.

Такой подход позволяет нам более точно представить, что старение не является ни линейным, ни равномерным. Некоторые люди дольше сохраняют молодость, в то время как у других наблюдается преждевременное старение организма под воздействием таких факторов, как стресс, образ жизни или генетическая предрасположенность.

Роль образа жизни: курение ускоряет старение, но только у мужчин

В исследовании также оценивалось, как привычки влияют на биологический возраст. Примечательно, что у курящих мужчин наблюдалось ускоренное старение по сравнению с некурящими. Напротив, у курящих женщин такого ускорения не наблюдалось, возможно, из-за различий в частоте курения или других неучтенных факторов, таких как диета или физические упражнения.

Это открытие свидетельствует о том, что влияние образа жизни на биологическое старение может различаться в зависимости от пола, и этот вопрос требует дальнейшего изучения.

Что может измениться в этой модели?

Этот прорыв открывает многообещающие возможности в области профилактической и персонализированной медицины. С помощью относительно простого гормонального анализа можно будет выявить людей с ускоренным биологическим старением на ранней стадии, еще до того, как у них проявятся клинические симптомы.

Кроме того, модель может использоваться для мониторинга воздействия лечения, изменения образа жизни или мероприятий по борьбе со старением. Его способность интерпретировать биохимические пути позволяет ему не только предсказывать, но и объяснять, почему мы стареем и за какими гормонами нам следует внимательно следить.

Чем он отличается от других методов?

В отличие от других подходов, которые опираются на физические характеристики, такие как сила хвата или емкость легких, эта модель предлагает молекулярную интерпретацию, основанную на реальных биохимических процессах. Он не ограничивается измерением абсолютных концентраций гормонов, а оценивает взаимосвязь между ними, что повышает персонализацию и точность.

Кроме того, он дополняет другие методы, такие как эпигенетические часы, основанные на моделях метилирования ДНК. Вместе они могли бы предложить комплексный взгляд на биологическое старение с разных точек зрения.

Ограничения и следующие шаги

Несмотря на свою многообещающую сущность, эта модель имеет ограничения. Размер выборки относительно невелик и не включает подробную информацию о рационе питания, физической активности или употреблении алкоголя. Кроме того, были взяты только точечные образцы, без проведения долгосрочного наблюдения, что оставило нерешенным вопрос об изменении биологического возраста с течением времени.

Авторы предлагают расширить базу данных и объединить стероиды с другими биологическими маркерами для повышения надежности модели. Они также предлагают использовать общий уровень холестерина в качестве эталона для поддержания точности в образцах с меньшим количеством доступных гормонов.

На шаг ближе к контролю старения

Эта модель представляет собой значительный шаг вперед в понимании старения человека. Благодаря интеграции искусственного интеллекта с реальными гормональными путями появилась возможность не только прогнозировать, но и интерпретировать данные.

Кортизол позиционируется как ключевой маркер старения, и исследование прокладывает путь для будущих клинических применений, которые позволят вмешаться еще до проявления возрастных заболеваний.

Помимо количества свечей на торте, эта работа показывает, что настоящий возраст тела записан в наших гормонах. И теперь искусственный интеллект способен читать этот язык.