Rasvakudoksen energiatehtaiden toiminta häiriintyy lihavuudessa
Lihavuus on merkittävä ja nopeasti yleistyvä kehittyneiden maiden kansanterveydellinen ongelma. Lihavuuden lääketieteellinen hoito on vaikeaa, kallista ja epäonnistuu usein. Tiedetään, että lihavuus aiheuttaa aineenvaihdunnan häiriöitä, kuten tyypin 2 diabetesta, sydänsairauksia, metabolista oireyhtymää ja kohonneita veren rasva-arvoja.
Lihavuuden syistä ei ole edelleenkään kokonaisvaltaista ymmärrystä. Viime vuosina on kuitenkin huomattu, että rasvakudos ja erityisesti sen solujen energiatehtaiden eli mitokondrioiden toiminta on ratkaisevassa asemassa koko kehon aineenvaihdunnassa ja mahdollisesti myös lihavuuden ja sen aiheuttaminen ongelmien kehittymisessä.
Rasvakudos on tärkeä osa aineenvaihduntaa
Lääketieteen lisensiaatti Sini Heinosen väitöstutkimuksessa selvitettiin nuorten, terveiden identtisten kaksosten rasvakudoksen varhaisia aineenvaihduntamuutoksia lihavuudessa. Mielenkiinnon kohteena oli, kuinka lihavuus vaikuttaa rasvakudoksen ja rasvasolujen toimintaan ja koko kehon aineenvaihduntaan.
Rasvakudos on aktiivinen elin, joka erittää lukuisia hormoneja ja aineenvaihduntatuotteita ja vaikuttaa siten koko kehon toimintaan. Mitokondriot ovat yksi rasvasolujen tärkeimmistä elimistä. Ne ovat solun energiatehtaita ja aineenvaihdunnan keskuksia. Mitokondriot tuottavat solun kasvuun, jakautumiseen ja erilaistumiseen tarvittavat yhdisteet ja niillä on oma pieni genominsa eli perintötekijät, joiden avulla ne koodaavat osan omista rakenneosasistaan.
Lihavuus vahingoittaa rasvakudoksen kykyä hoitaa tehtäviään
Lihavuudessa erityisesti rasvakudoksen solujen koko kasvaa. Väitöskirjatyössä huomattiin, että lihavuudessa rasvakudoksen solujen suuri koko yhdistyi kehon aineenvaihdunnan ongelmiin ja geenireitteihin, jotka liittyivät mitokondrioiden heikentyneeseen toimintaan ja rasvakudoksen lisääntyneeseen solukuolemaan.
Tutkimuksessa havaittiin, että maksan rasvapitoisuuden perusteella oli mahdollista erottaa kaksi aineenvaihdunnaltaan erilaista lihavuustyyppiä. Niistä toisessa lihavat eivät näyttäneet kärsivän lihavuuden liitännäisongelmista. Tässä ”metabolisesti terveen” lihavuuden ryhmässä maksan rasvapitoisuus oli pieni, rasvakudoksen mitokondrioiden aktiivisuus suuri, tulehdus vähäistä ja rasvasolujen koko pienempi kuin metabolisesti ”epäterveillä” lihavilla. Heillä maksan rasvapitoisuus oli suurempi ja kehon ja rasvakudoksen metabolia sekä mitokondrioiden toiminta huonompaa kuin terveillä lihavilla.
Väitöskirjan seuraavissa töissä näytettiin, että lihoessa tapahtuva mitokondrioiden huonontunut toiminta ilmeni niin solun mitokondriota koodaavien geenien kuin mitokondrion itsensä koodaamien geenien toiminnan vähentymisenä, mitokondrioiden lukumäärän pienenemisenä ja mitokondrion solulle energiaa tuottavan hengitysketjun osasten vähentyneinä määrinä. Mitokondrioiden huono toiminta yhdistyi koko kehon huonontuneeseen aineenvaihduntaan ja matalan tason tulehdukseen.
Epäterveen lihavuuden tunnusmerkit havaittavissa jo varhain
Tutkimuksessa todettiin, että mitokondrioiden huonontunut toiminta oli yhteydessä lihavuuden aiheuttamien aineenvaihdunnan ongelmien syntyyn. Merkittävää oli, että muutokset aineenvaihdunnassa ja mitokondrioissa olivat näkyvissä jo nuorilla terveillä kaksosilla, joilla lihavuus oli kestänyt vasta verrattain lyhyen aikaa. Epäterveelle lihavuudelle alttiit henkilöt pitäisikin pystyä tunnistamaan mahdollisimman varhain.
Lihavuuden aiheuttamia ongelmia voidaan mahdollisesti estää parantamalla mitokondrioiden toimintaa rasvakudoksessa.Mitokondriostimulantteja on ollut kehitteillä, mutta niiden haitat ovat vielä olleet suuria. Tähän mennessä liikunta ja energiansaannin vähentäminen ovat ainoita tunnettuja ja toimivia tapoja parantaa mitokondrioiden toimintaa rasvakudoksessa. Elämäntapamuutokset hyödyttävät kaikkia lihavuudesta kärsiviä, sillä tutkimuksessa havaittu terve lihavuus saattaa ajan myötä kehittyä epäterveeksi lihavuudeksi.
Harvinaislaatuinen tutkimusaineisto
Tutkimus tehtiin identtisten, mutta eripainoisten kaksosten avulla. Tutkimukseen osallistui yhteensä 26 eripainoista (painoindeksiero eli ΔBMI 3-10 kg/m2) ja 14 samanpainoista (ΔBMI 0-2 kg/m2) suomalaista identtistä kaksosparia. He olivat iältään 22–36-vuotiaita. Tässä harvinaisessa kaksosasetelmassa voitiin erottaa geeneistä ja ympäristötekijöistä riippuvat lihavuuden seuraukset.
Tarkoitukseen käytetty suomalainen kaksosaineisto on kansainvälisesti merkittävä ja ainutlaatuinen. Kaksosparien kehonkoostumus, kehon rasvajakauma ja maksan rasva, sekä veren paastosokeri, insuliini, rasvat ja tulehdusmerkkiaineet määritettiin. Vatsan alueelta otettiin rasvakudosnäyte ja geenien ilmentymistä ja sen eroja tutkittiin koko genomin laajuisesti (20 000 geeniä). Rasvakudoksen mitokondrioiden määrä, mitokondrion genomin ilmentyminen ja mitokondrion proteiinien tasot mitattiin.
Kirjoittaja:
LL Sini Heinonen, Helsingin yliopisto Lihavuustutkimusyksikkö
Lue lisää:
Heinonen S. Adipose tissue metabolism in acquired obesity. Helsinki: Hansaprint, 2016, Dissertationes Scholae Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis. 2342-3161
Lihavuudessa erityisesti rasvakudoksen solujen koko kasvaa. Kuva: KL