Психогенетические исследования старения

ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. 14. ПСИХОЛОГИЯ. 2005. № 4

ПСИХОЛОГИЯ ЗА РУБЕЖОМ

И. В. Равич-Щербо, О. Б. Обухова

ПСИХОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАРЕНИЯ

Современная психогенетика все более выходит за пределы простой оценки наследуемости признаков. В молекулярно-генети-ческих исследованиях ведется поиск конкретных генов (или групп генов), влияющих на формирование психологических черт (Behavior..., 2003; Fisher et al., 1999; Hamer et al., 1999; Plomin, Caspi, 1998; см. также обзоры: Алфимова, Трубников, 2000; Бабынин, 2003). Эти исследования открывают перспективу перехода от выявления статистических закономерностей, действующих только на популяционном уровне, к анализу индивидуального развития. В рамках мультивариативной генетики исследуется сопряженная изменчивость нескольких психологических параметров (а не каждого в отдельности), что позволяет оценить, в какой степени ковариа-ция разных когнитивных способностей опосредствуется генетически (Петрилл, 2001; Рийсдийк, Бумсма, 2001; Alarcon et al., 1998; Luciano et al., 2001; Neale, Cardon, 1992). В значительном количестве работ прослеживается взаимодействие генетических и сре-довых влияний в процессе онтогенеза, причем большинство исследований касается детских и юношеского возрастов (Егорова и др., 2004; DeFries et al., 1981; DeFries, Plomin, Fulker, 1994; Rice, Fulker, DeFries, 1989). Вопросы генетического анализа зрелого и пожилого возрастов были впервые затронуты в 1987 г. на I Международном семинаре по методологии генетических исследований близнецов (до этого момента ни одно близнецовое исследование не располагало достаточной информацией для анализа процессов старения — см.: Harris, 2003).

В последние годы на стыке двух бурно развивающихся областей научного знания — генетики и геронтологии — осуществлено несколько исследовательских проектов, нацеленных на объяснение феноменологии старения и оценку наследственных и средовых влияний на физиологические, психофизиологические, когнитивные и личностные особенности в пожилом возрасте (Loehlin, Martin, 2001; Pedersen et al., 1992; Petrill et al., 1998; Viken et al., 1994). В мире проводятся лонгитюдные исследования, включающие пожилые возрасты, и реализуются по крайней мере три

Таблица 1

Общая характеристика проектов, включающих исследование пожилых близнецов

Количество пар Возраст (лет) Название и тип проекта Некоторые исследуемые параметры

Швеция 12 898 16-48 8ЛТ8Л лонгитюд психофизиологические показатели, когнитивные способности, экстраверсия/интроверсия

550 средний возраст 60

52 МЗ старше 80 когнитивные способности

65 ДЗ

Австралия 3 739 экстраверсия/интроверсия, нарушения поведения

Дания 1033 МЗ 45-95 психофизиологические показатели, когнитивные способности, депрессия

1136 ДЗ

США средний возраст 65 МВТИЛ (Миннесотское исследование) личностный опросник Клонинжера

Бостонское исследование стили привязанности

626 МЗ 307 ДЗ 50-96 Пенсильванский университет лонгитюд личностный опросник

Япония 50, 60 и 70 лонгитюд тревожность, депрессия

масштабных проекта — в Швеции, Дании и Австралии. Большинство работ, касающихся поздних возрастов, вытолнено в рамках проекта SATSA (Swedish Adoption/Twin Study of Aging), который с 1984 г. и по настоящее время продолжается в Швеции. Аналогичный проект (LSADT — Longitudinal Study of Aging Twins) начал работать в Дании в 1995 г. Также действует несколько программ в Америке, Финляндии, Англии и Японии. Характеристика некоторых из этих проектов представлена в табл. 1.

В марте 2002 г. в Национальном институте старения (National Institute of Aging) состоялся исследовательский семинар "Генетика поведения и старение", в котором принимали участие специалисты из разных областей — психологи, биологи, геронтологи, эволюционисты, статистики и даже экономисты. Основная цель совместных поисков заключалась в том, чтобы проанализировать работы, которые в настоящий момент ведутся в области изучения старения, а также наметить наиболее перспективные направления

будущих исследований. По результатам работы семинара в марте 2003 г. был издан специальный выпуск журнала "Генетика поведения", посвященный проблеме старения. Подборка статей, представленных в этом номере, достаточно полно характеризует исследовательские интересы в этой области.

Специфика психогенетических исследований пожилого возраста состоит в том, что в них анализируется широкий спектр психологических и физиологических признаков. Чаще, чем для других возрастов, затрагиваются области, связанные с соматическими нарушениями, зависимостями и заболеваниями. К ним относятся исследования депрессии, физиологических показателей и старческих заболеваний.

Патологические нарушения при старении. М. Мак-Гью и К. Кристенсен (McGue, Christensen, 2003) изучали наследственные и средовые влияния на проявление и динамику симптомов депрессии у близнецов старше 70 лет (проект LSADT). 2100 близнецов тестировались четыре раза через каждые два года. Параллельно проводилось аналогичное исследование, включавшее испытуемых старше 45 лет. Полученные результаты позволили сделать следующие выводы:

— отсутствуют гендерные и возрастные различия в наследуемости уровня депрессивных проявлений во второй половине жизни (h2 колеблется в пределах 22—37%), при этом генетическое влияние обусловливается аддитивной составляющей дисперсии;

— средний уровень и дисперсия выраженности депрессивных симптомов выше у женщин;

— скорость их нарастания за время лонгитюда (6 лет) выше у мужчин;

— значительна роль наследственного компонента в скорости и характере изменений депрессивного состояния (69% у женщин и 64% у мужчин); это свидетельствует о том, что характер кривой, описывающей динамику эмоционального статуса, в большей степени зависит от наследственной предрасположенности к депрессии в процессе старения. Однако в уровень проявления депрессии значительный вклад вносит индивидуальная среда, в частности причины случайного характера, отражающие жизненные обстоятельства, предшествующие моменту обследования.

М. Гетц с соавт. (Gats et al., 2003) опубликовали исследование, касающееся проблемы генетического риска деменции у пожилых людей разного пола. Исследование состояло из двух частей. В первой части работы были проанализированы гендерные различия в наследственных влияниях на проявление клинической картины заболеваний (среди них болезнь Альцгеймера), сопровождающихся деменцией. В исследовании принимал участие 1661

испытуемый старше 50 лет, в том числе 210 пар монозиготных (МЗ) и 324 пары однополых дизиготных (ДЗ) близнецов (39% мужчин и 61% женщин). Клинический диагноз "деменция" имел место в 152 случаях у одиночнорожденных и в 88 случаях в парах близнецов. Лонгитюд длился около шести с половиной лет с промежуточными обследованиями через каждые 18 месяцев. В исследовании не было обнаружено значимых гендерных различий ни по количеству заболевших, ни по величине генетической дисперсии.

Однако анализ результатов подбора наиболее подходящей модели для описания эмпирического материала позволяет предположить, что генетические механизмы и средовые факторы, контролирующие развитие деменции, различаются у мужчин и женщин. Генетическая дисперсия у женщин включает аддитивные и неаддитивные (доминантные и эпистатические) компоненты, тогда как у мужчин генетические влияния носят исключительно аддитивный характер, при котором суммируется влияние всех генов, участвующих в проявлении деменции. Сходные результаты получены в молекулярно-генетических исследованиях болезни Альцгеймера (Rao et al., 1996). Кроме того, на развитие деменции у мужчин значительное влияние оказывает общая среда, т.е. те параметры среды, которые делают членов одной семьи похожими (образование родителей, социально-экономический статус и т.д.).

Во второй части работы М. Гетц с соавт. изучали когнитивные дисфункции у близнецов старше 65 лет. Выборка включала 56% женщин. В нее входили 3839 полных близнецовых пар, в том числе разнополые ДЗ, а также 4954 одиночных близнеца. Испытуемые отвечали на вопросы телефонного интервью, в котором помимо анкетных данных предлагался опросник, валидизирован-ный на обнаружение когнитивной дисфункции и оценивающий интеллектуальный статус (Mental Status Questionnaire — см.: Zarit, Miller, Kann, 1978). Результаты показали некоторое снижение средних показателей интеллектуального статуса у женщин, появляющееся в основном за счет участия в обследовании людей старше 85 лет. Более высокие корреляции для пар МЗ свидетельствуют об ощутимом генетическом влиянии на когнитивную дисфункцию. Тем не менее это влияние ниже, чем в случае с деменцией. Статистически выявлена значительная роль общей среды для обоих полов. Более низкое значение коэффициента корреляции между разнополыми ДЗ по сравнению с однополыми (табл. 2) позволило авторам предположить, что разные гены и/или разные параметры общей среды оказывают влияние на когнитивную дисфункцию у мужчин и у женщин в пожилом возрасте.

Таким образом, обе части исследования позволяют предположить, что природа генетических влияний на когнитивные нарушения различна у мужчин и женщин.

Таблица 2

Внутрипарные корреляции для когнитивных оценок

Пол/зиготность Количество пар Корреляция

МЗ мужчины 383 .24

ДЗ женщины 616 .18

МЗ мужчины 587 .29

ДЗ женщины 910 .21

ДЗ разнополые 1343 .16

Нормальное когнитивное развитие. В работах, посвященных исследованию когнитивной сферы, обсуждается широкий круг вопросов. К ним относятся: а) изменения оценок наследуемости общего интеллекта и отдельных когнитивных способностей в онтогенезе; б) происхождение высокого и низкого уровня когнитивных способностей во второй половине жизни; в) выяснение доли общих генетических факторов, лежащих в основе общего интеллекта и частных когнитивных способностей (Кпке1 е! а1., 1998; МсОие е! а1., 1993; РовШиша, ёе Оеш, Воошвша, 2001; ЗаиШпо е! а1., 1994) и др.

В датском близнецовом исследовании в двух возрастных когортах (средний возраст 26.2 и 50.4) получены оценки наследуемости вербального и невербального интеллекта 0.85 и 0.69 соответственно и не выявлено влияние возрастных и гендерных различий.

По данным исследований шведских близнецов старше 80 лет (проект ОсЮ'гоп), доля генетической составляющей в изменчивости оценок общего интеллекта g=0.76, что превышает значения этого компонента для других возрастов (по различным оценкам «0.5). Результат шведского мультивариативного генетического исследования свидетельствует, во-первых, о генетических влияниях на дедифференциацию когнитивной сферы в пожилом возрасте, во-вторых, о снижении с возрастом доли средовых влияний на признак.

Интересные результаты получены в одном из исследований в рамках проекта ЗАТЗА. У нескольких групп близнецов в возрасте 41—85 лет трижды с интервалом в три года фиксировались 13 когнитивных параметров. Результаты свидетельствовали о снижении со временем показателя наследуемости общего интеллекта в возрастной когорте старше 65 лет (Нпке1 е! а1., 1998).

Качество жизни. В работах, посвященных генетическому анализу старения, большое внимание уделяется изучению физического функционирования и самочувствия как неотъемлемых признаков качества жизни. Авторы делают попытку с помощью результатов генетического анализа решить вопрос о преимуществе одной из

теорий старения — программированного (генетически-эволюционного) или непрограммированного (эпидемиологически-геронтоло-гического), которые по-разному предсказывают роль генетического и средового факторов при старении. В исследовании Д. Фин-кель (проект 8ЛТ8Л) в течение 6 лет прослеживались траектории изменения пяти психофизиологических параметров (объем выдоха, сила сжатия, артериальное давление, моторика и хорошее самочувствие) у близнецов старше 50 лет (Ртке1 й а1., 2003). Обнаружено снижение показателей по всем параметрам. Однако только для двух из них выявлен возраст, с которого начинается резкое ухудшение: моторное функционирование (65 лет) и хорошее самочувствие (70 лет). Остальные параметры изменяются достаточно монотонно, без резкого снижения. Для всех пяти "маркеров старения" было обнаружено генетическое влияние на значение каждого из показателей. В то же время траектория изменений для хорошего самочувствия и силы сжатия зависит только от средовых факторов.

В исследовании, выполненном на выборке датских близнецов (проект ЬЗЛОТ), ставились сходные цели — изучить траектории изменений в физическом функционировании пожилых людей, а также генетические и средовые влияния на эти изменения (СЬпв-1ешеп е! а1., 2003). Под физическим функционированием понимался интегральный показатель, получаемый при заполнении опросника "Активность в повседневной жизни", в котором испытуемого спрашивали о его возможностях ходить пешком, бегать, подниматься по лестнице, носить тяжести и т.д. В исследовании принимал участие 4731 близнец старше 70 лет. Лонгитюд длился 6 лет с повторными опросами через каждые 2 года (всего 4 раза). Полученные результаты наилучшим образом описывает модель, включающая аддитивные генетические влияния и влияния индивидуальной среды, а также учитывающая отдельно группы мужчин и женщин. Индивидуальная среда включает в себя те параметры средовых условий, которые делают членов одной семьи непохожими друг на друга. По мере старения происходит увеличение как вариативности показателей физического функционирования, так и генетической дисперсии. Поскольку показатель наследуемости математически вычислялся как отношение генетической дисперсии к фенотипической, то его величина на протяжении исследования оставалась неизменной и довольно незначительной, особенно для мужчин (0.1 для мужчин и 0.3 для женщин).

Личностные особенности. Исследования личностных особенностей пожилых близнецов чаще всего включают данные по экстраверсии/интроверсии, нейротизму, тревожности, либо характеристики, измеряемые стандартными личностными опросни-

ками. В некоторых работах используется трехфакторный опросник Р. Клонинжера, включающий факторы "поиск новизны", "избегание опасности", "зависимость от подкрепления". При сравнении двух возрастных когорт (50—66 и старше 67 лет) по трем факторам не обнаружено значимых различий в генотип-средовых соотношениях между группами. По параметру "поиск новизны" зафиксировано увеличение коэффициента наследуемости для старшей возрастной группы (Heiman et al., 2003).

В обзоре Т. Бушара и Дж. Лоэлина "Гены, эволюция и личность" (Bouchard, Loehlin, 2001) отдельно рассматривается вопрос об изменении с возрастом наследуемости экстраверсии и нейротизма (модель личности Г. Айзенка). На основании анализа исследований, проводимых в трех странах (Финляндия, Швеция и Австралия) на огромных выборках близнецов (см. табл. 1), авторы делают вывод о стабильности оценок наследуемости для всех возрастов.

Делаются попытки проследить степень генетических влияний на контролируемые и неконтролируемые жизненные события (Saudino et al., 1997). В основе лежит предположение, что события жизни хотя бы частично опосредуются личностными особенностями. Полученные результаты свидетельствуют о том, что контролируемые (желательные и нежелательные) события у женщин в значительной мере опосредуются личностными качествами, которые в свою очередь имеют высокую генетическую обусловленность. Неконтролируемые, случайные жизненные события не испытывают генетических влияний у обоих полов.

Существующие теории старения по-разному предсказывают траекторию изменения вклада генетических и средовых влияний в физическое и психическое функционирование (Обухова, Обухова, Шаповаленко, 2004). Теория программированного старения предполагает, что в пострепродуктивном периоде снижение силы естественного отбора приводит к накоплению вредных мутаций, и, следовательно, можно ожидать, что для тех качеств, которые обеспечивают успешное репродуктивное поведение, аддитивная генетическая дисперсия будет увеличиваться с возрастом. Теория непрограммированного старения объясняет изменения "износом и разрывом" ("wear and tear") всех систем организма на молекулярном уровне (например, в связи с различными химическими реакциями, в частности — окисления). Накопление "ошибок" в течение жизни должно привести к увеличению средовой составляющей фенотипической дисперсии. В большинстве работ, изучающих физические и психологические показатели в пожилом возрасте, отмечено увеличение их вариативности. Аналогичные результаты получены К. Кристенсен с коллегами при изучении физического

функционирования пожилых близнецов (Christensen et al., 2003). Кроме того, статистические расчеты показывают совместное увеличение аддитивной генетической и средовой дисперсий, что, по мнению авторов, хорошо согласуется с обеими теориями и подтверждает сложную, мультифакторную природу старения.

Заключение. На фоне экстремально высоких темпов развития компьютерных технологий достижения современной биохимии, молекулярной биологии и генетики не очень заметны. Но они есть, и немалые. Два года назад исследователи досрочно объявили о завершении программы "Геном человека". Практически расшифрована вся последовательность нуклеотидов ДНК человека. Несомненно, технологический прорыв в молекулярной биологии сказывается на появлении новых целей в психогенетических исследованиях. Растет количество молекулярно-генетических исследований. Произойдет ли качественный скачок на этом пути, нацеленном на поиск конкретных генов, отвечающих за психологические особенности? Пока результаты большинства работ крайне противоречивы и неоднородны. К сожалению, в области старения такие поиски ведутся в основном в отношении заболеваний. Однако расширение зоны поиска с охватом особенностей нормального старения поможет продлить физически и психически здоровую старость.

Работа поддержана грантом РГНФ № 03-06-00291а.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Алфимова М.В., Трубников В.И. Психогенетика агрессивности // Вопр. психол. 2000. № 6.

Бабынин Э.В. Генетические аспекты темперамента // Психол. журн. 2003. Т. 24. № 5.

Егорова М. С., Зырянова Н.М., Паршикова О.В. и др. Генотип. Среда. Развитие. М., 2004.

Обухова Л.Ф., Обухова О.Б., Шаповаленко И.В. Проблема старения с биологической и психологической точки зрения // Психол. наука и образование. 2004. № 1.

Петрилл С. Генетические и средовые связи между общими и специальными когнитивными способностями у престарелых // Иностр. психол. 2001. № 14.

Рийсдийк Ф.В., Бумсма Д.И. Генетическая связь между проводимостью в периферической нервной системе и интеллектом // Иностр. психол. 2001. № 14.

Alarcon M., Plomin R., Fulker D. W. et al. Multivariative path analysis of specific cognitive abilities data at 12 years of age in the Colorado Adoption Project // Behav. Genetics. 1998. Vol. 28.

Behavior Genetic in the Postgenomic Era / Ed. by R. Plomin, J.C. DeFries et al. Washington, DC, 2003.

Bouchard J.T., Loehlin J.C. Genes, evolution and personality // Behav. Genet. 2001. Vol. 31.

Christensen K.Frederiksen H, Vaupel J.W., McGue M Age trajectories of genetic variance in physical functioning: a longitudinal study of Danish twins aged 70 years and older // Behav. Genetics. 2003. Vol. 33.

DeFries J. C, Plomin R., Vandenberg S. G, Kuse A.R. Parent — offspring resemblance for cognitive abilities in the Colorado Adoption Project: biological, adoptive, and control parents and one-years-old children // Intelligence. 1981. Vol. 5.

DeFries J. C, Plomin R., Fulker D. W Nature and Nurture during Middle Childhood. Cambridge, 1994.

Finkel D., Pedersen N.L., Plomin R., McClean G.E. Longitudinal and Cross-Sectional Twin Data on Cognitive Abilities in Adulthood: The Swedish Adoption/Twin Study of Aging // Develop. Psychol. 1998. Vol. 34.

Finkel D., Pedersen N.L., Reynolds C.A. et al. Genetic and environmental influences on decline in biobehavioral markers of aging // Behav. Genet. 2003. Vol. 33.

Fisher P.J., Turic D, McGuffin P. et al. DNA pooling identifies QTLs for general cognitive ability in children on chromosome 4 // Human Molecular Genet. 1999. Vol. 8, N 5.

Gats M., Fiske A, Reynolds C.A. et al. Sex differences in genetic risk for dementia // Behav. Genetics. 2003. Vol. 33.

Hamer D.H., Greenberg B.D., Sabol S.Z., Murphy D.L. Role of serotonin transporter gene in temperament and character // J. Personal. Disord. 1999. Vol. 13.

Harris J.R. Introduction to special issue on aging // Behav. Genet. 2003. Vol. 33.

Heiman N, Stallings C.M., Hofer S.M., Hewitt J.K. Investigation age differences in the genetic and environmental structure of the Thridimensional Personality Questionnaire in Later Adulthood // Behav. Genet. 2003. Vol. 33.

Loehlin J.C., Martin N.G. Age changes in personality traits and their heritabilities during adult years: evidence from Australian twin registry // Personal. Indiv. Diff. 2001. Vol. 30.

Luciano M, Wright M.J., Smith G.A. et al. Genetic covariance among measures of information proccessing speed, working memory and IQ // Behav. Genet. 2001. Vol. 31.

McGue M, Christensen K. The heritability of depression symptoms in elderly Danish twins: occasion-specific versus general effects // Behav. Genet. 2003. Vol. 33.

Neale M. C., Cardon L.R. Metodology for Genetic Studies of Twins and Families. Dordrecht, Netherland, 1992.

Pedersen N.L., Plomin R., Nesselroade J.R., McClearn G.E. A quantitative genetic abilities during the second half of the life span // Psychol. Sci. 1992. Vol. 3, N 6.

Petrill S.A., Plomin R., Berg S. et al. The genetic and environmental relationship between general and specific cognitive abilities in twins 80 years and older // Psychol. Sci. 1998. Vol. 9. N 3.

Plomin R, Caspi A. DNA and personality // Eur. J. Personal. 1998. Vol. 12.

McGue M, Bouchard T.J., Iacono W.G., Lykken D.T. Behavioral genetics of cognitive ability: A life-span perspective // Nature, nurture and psychology / Ed. by R. Plomine, G.E. McClearn. Washington, DC, 1993.

Posthuma D., de Geus E.J., Boomsma D.I. Perceptual speed and IQ are associated through common genetic factors // Behav, Genet. 2001. Vol. 31.

Rice T, Fulker D. W., DeFries J. C. Multivariative path analysis of specific cognitive abilities in the Colorado Adoption Project: conditional path model of assortative mating // Behav. Genet. 1989. Vol. 16.

Rao V.S., Cupples L.A., van Duijn C.M. et al. Evidence for major gene inheritance of Alzheimer disease in families of patients with and without apolipoprotein E e4 // Am. J. Hum. Genet. 1996. Vol. 59.

Saudino K.J., Pedersen N.L., McClean G.E., Plomin R. The etiology of high and low cognitive ability during the second half of the life span // Intelligence. 1994. Vol. 19.

Saudino K.J., Pedersen N.L., Lichtenstein P. et al. Can personality explain genetic influences in life events? // J. Pers. Soc. Psychol. 1997. Vol. 72.

Viken R.J., Rose R.J., Kaprio J., Koskenvuo M. A developmental-genetic analysis of adult personality: extraversion and neuroticism from 18 to 59 // J. Pers. Soc. Psychol. 1994. Vol. 66.

Zarit S.H., Miller N.E., Kann R.L. Brain function, intellectual impairment and education in the ages // J. Am. Geriatr. Soc. 1978. Vol. 26.

Поступила в редакцию 10.12.04