Wir alle kennen Menschen, die dem Altern zu trotzen scheinen – Menschen, die trotz ihres Alters jünger aussehen als ihre Altersgenossen. Was ist ihr Geheimnis? Wissenschaftler der Universität Osaka (Japan) haben möglicherweise einen Weg gefunden, diesen Unterschied zu quantifizieren. Durch die Integration von Hormon- (Steroid-)Stoffwechselwegen in ein KI-gesteuertes Modell haben sie ein neues System entwickelt, um das biologische Alter einer Person zu schätzen – ein Maß dafür, wie gut ihr Körper gealtert ist, anstatt nur die Jahre seit der Geburt zu zählen.
Mit nur fünf Tropfen Blut analysiert diese neue Methode 22 wichtige Steroide und deren Wechselwirkungen und ermöglicht so eine präzisere Gesundheitsbeurteilung. Die bahnbrechende Studie des Teams, die in Science Advances veröffentlicht wurde , bietet einen potenziellen Fortschritt im personalisierten Gesundheitsmanagement und ermöglicht eine frühere Erkennung altersbedingter Gesundheitsrisiken und maßgeschneiderte Interventionen.
Die Alterungssignatur des Körpers entschlüsseln
Altern hängt nicht nur von der Anzahl unserer Lebensjahre ab – es wird auch von genetischen Faktoren, Lebensstil und Umwelteinflüssen beeinflusst. Traditionelle Methoden zur Schätzung des biologischen Alters basieren auf allgemeinen Biomarkern wie DNA-Methylierung oder Proteinspiegeln. Dabei werden jedoch oft die komplexen hormonellen Netzwerke übersehen, die das innere Gleichgewicht des Körpers regulieren.
„Unser Körper ist auf Hormone angewiesen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten. Deshalb dachten wir uns, warum diese nicht als Schlüsselindikatoren für das Altern nutzen?“, sagt Dr. Qiuyi Wang , Co-Erstautor der Studie. Um diese Idee zu testen, konzentrierte sich das Forschungsteam auf Steroidhormone , die eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel, der Immunfunktion und der Stressreaktion spielen.
Ein neues KI-gestütztes Modell
Das Team entwickelte ein Deep Neural Network (DNN) -Modell, das Steroidstoffwechselwege berücksichtigt . Damit ist es das erste KI-Modell, das die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Steroidmolekülen explizit berücksichtigt. Anstatt den absoluten Steroidspiegel zu betrachten – der von Person zu Person stark variieren kann – untersucht das Modell Steroidverhältnisse und ermöglicht so eine personalisiertere und genauere Bestimmung des biologischen Alters.
„Unser Ansatz reduziert das Rauschen, das durch individuelle Unterschiede im Steroidspiegel entsteht, und ermöglicht es dem Modell, sich auf aussagekräftige Muster zu konzentrieren“, erklärt Dr. Zi Wang , einer der Erstautoren und korrespondierenden Autoren dieser Arbeit. Das Modell wurde anhand von Blutproben von Hunderten von Personen trainiert. Dabei zeigte sich, dass die biologischen Altersunterschiede mit zunehmendem Alter tendenziell größer werden – ein Effekt, den die Forscher mit einem Fluss vergleichen, der sich mit zunehmender Fließgeschwindigkeit verbreitert .
Wichtige Erkenntnisse und Implikationen
Eines der auffälligsten Ergebnisse der Studie betrifft Cortisol , ein Steroidhormon, das häufig mit Stress in Verbindung gebracht wird. Die Forscher fanden heraus, dass sich das biologische Alter bei einer Verdoppelung des Cortisolspiegels um etwa das 1,5-fache erhöhte . Dies deutet darauf hin, dass chronischer Stress die Alterung auf biochemischer Ebene beschleunigen kann, was die Bedeutung des Stressmanagements für die langfristige Gesundheit unterstreicht.
„Stress wird oft allgemein diskutiert, aber unsere Ergebnisse liefern konkrete Beweise dafür, dass er einen messbaren Einfluss auf die biologische Alterung hat“, sagt Professor Toshifumi Takao , korrespondierender Autor und Experte für analytische Chemie und Massenspektrometrie.
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt2624
