Ylipaino saa ’solumoottorin’ yskimään - Rasvasolujen geenien luenta ja mitokondrioiden toiminta on häiriintynyt lihavuudessa

Harvinaisia eripainoisia 25-vuotiaita identtisiä kaksosia tutkinut ryhmä Helsingin yliopistossa ja Kansanterveyslaitoksella on havainnut, että lihavuus aiheuttaa jo varhaisessa vaiheessa muutoksia rasvakudoksen mitokondrioiden toimintaan. Mitokondriot ovat avainasemassa solun energiantuotannossa, ja häiriöt niiden toiminnassa voivat ylläpitää ja pahentaa lihavuutta. Yllättävää oli, että rasvakudoksen geeneistä voimakkaimmin oli heikentynyt tietyn valkuaisaineryhmän, haaraketjuisten aminohappojen, aineenvaihdunta. Nämä muutokset olivat lihavilla kaksosilla yhteydessä esidiabeettisiin sokeri- ja insuliiniaineenvaihdunnan häiriöihin.

Tutkimus on julkaistu PLoS Medicine -tiedelehdessä (online) 11.3.

Lihavuus lukuisine liitännässairauksineen on yleinen ja jatkuvasti yleistyvä ongelma. Elintavat ovat tärkeitä lihavuuden ennaltaehkäisyssä ja hoidossa, mutta geeneillä on oma merkittävä osuutensa lihavuuden kehittymiseen.

”Identtisillä kaksosilla on samat geenit, ja he ovat lähes aina samanpainoisia. Eripainoisia identtisiä kaksosia tutkimalla voidaan kuitenkin parhaiten lähestyä geenien ja elintapojen vuoropuhelua sekä lihomiseen johtavia molekyylitason muutoksia”, selittää tutkija Kirsi Pietiläinen Helsingin yliopiston kansanterveystieteen laitokselta. Helsingin yliopiston kaksostutkimusaineistosta löytyi 650:n vuosina 1975-1979 syntyneen identtisen kaksosparin joukosta vain 18 paria, joilla oli 25 vuoden iässä yli 10 kg painoeroa. Neljäntoista parin kehon koostumus ja aineenvaihdunta tutkittiin tarkasti ja heidän rasvakudoksestaan otettiin näyte.

Silloin kun identtisistä kaksosista toinen on painavampi kuin toinen, liikapainon syy ei ole geeneissä. Identtisestä geeniperimästä huolimatta geenit voivat toimia eri aktiivisuudella. Tätä ominaisuutta käytettiin hyväksi tässä tutkimuksessa, jossa selvitettiin ylipainon seuraamuksia rasvakudoksen geenien toiminnalle.

Tutkimuksessa havaittiin, että lihavamman kaksosen rasvakudoksessa oli vähemmän mitokondrioiden DNAn kopioita. Mitokondrioiden DNA sisältää käyttöohjeet solun energian käytölle. ”Jos tätä solujen energiakoneistoa verrattaisiin auton moottoriin, voitaisiin sanoa, että lihavalla moottori oli tehottomampi”, Pietiläinen sanoo. Heikkotehoinen mitokondriomoottori voi myös tuottaa myrkyllisiä pakokaasuja. Lihavan kaksosen rasvakudoksessa olikin merkittävästi tulehdusta, joka on merkki solukon huonosta kunnosta.

Mitokondrioiden toiminnan häiriintymisestä kertoi myös se, että mitokondrioissa tapahtuva haaraketjuisten aminohappojen aineenvaihdunta heikkeni. Tämä havainto oli erityisen merkittävä siksi, että näiden aminohappojen vähentynyt pilkkoutuminen ja siitä seuraava lisääntynyt pitoisuus veressä oli yhteydessä esidiabeettisiin muutoksiin, maksan rasvoittumiseen ja liialliseen insuliinin tuotantoon haimasta.

Tutkimuksessa käytettiin koko perimän geenien luennan mahdollistavaa sirumenetelmää. ”Genominlaajuista menetelmää, biolaskentaa ja kaksostutkimuksen ainutlaatuisia ominaisuuksia yhdistämällä löydettiin lihavuuden ja sen varhaisten aineenvaihduntahäiriöiden taustalta täysin uusia mekanismeja. Jatkossa on tärkeää selvittää, lievittävätkö laihduttaminen ja liikunta näitä haitallisia muutoksia”, toteaa Kansanterveyslaitoksen tutkija Jussi Naukkarinen.

Lisätietoja:

LT Kirsi Pietiläinen

Puh. 050 5992 295

Sähköposti: kirsi.pietilainen@helsinki.fi

LK Jussi Naukkarinen (väitös 14.3.2008)                                            

Puh. 050 4147 379

Sähköposti: jussi.naukkarinen@ktl.fi