Kaksostutkimus: Rasvan muutokset aiheuttavat lihavuudessa terveyshaittoja, lihaksen energiakoneistolla ei vastaavaa yhteyttä

Helsingin yliopiston lihavuustutkimusyksikön ryhmä on selvittänyt, että lihavuudessa rasvakudoksen mitokondrioiden geenien ilmentyminen alentuu voimakkaasti. Mitokondriot ovat solujen tärkeitä energiakoneistoja, jotka käsittelevät kaiken energian, jota syömme. Jos rasvanpolttoreitit laiskistuvat, muutokset voivat johtaa useisiin terveyteen vaikuttaviin seurauksiin.

Helsingin yliopiston tutkimukseen osallistui 49 eripainoista kaksosparia: heidän kehonkoostumuksensa ja aineenvaihduntansa tutkittiin tarkasti, ja kaksosilta otettiin näytteet rasva- ja lihaskudoksista. Tutkimuksessa käytettiin koko perimän geenien ilmentymistä analysoivaa menetelmää.

Tutkimus on julkaistu vastikään Cell Reports Medicine -tiedelehdessä.

Tutkimuksen tulosten mukaan rasvakudoksessa mitokondrioiden geenien ilmentyminen aleni voimakkaasti lihavuuden seurauksena. Koska mitokondriot ovat avainasemassa solun energiantuotannossa, niiden alentunut toiminta voi ylläpitää lihavuutta. Tutkimuksessa vertailtiin ensimmäistä kertaa lihavuuden vaikutuksia myös lihaskudoksen mitokondrioihin: lihaskudoksenkin mitokondriot olivat tutkimuksessa alaviritteiset, mutta muutos ei ollut yhtä voimakas kuin rasvakudoksessa.

Tutkimuksesta saatiin vahvaa näyttöä siitä, että rasvakudoksen mitokondrioiden alhainen teho on kytköksissä pieniasteiseen tulehdustilaan. Lisäksi rasvakudoksen muutokset olivat tutkimustulosten mukaan yhteydessä lisääntyneeseen maksan rasvoittumiseen, esidiabeettisiin sokeri- ja insuliiniaineenvaihdunnan häiriöihin sekä kolesteroliin.

– Jos mitokondrioita, solujen energiakoneistoa, verrattaisiin auton moottoriin, voitaisiin sanoa, että painon kertyessä moottorin teho laskee. Heikkotehoinen mitokondriomoottori saattaa myös tuottaa myrkyllisiä pakokaasuja. Tämä voi johtaa pieniasteiseen tulehdustilaan rasvakudoksessa ja tämän myötä lihavuuden liitännäissairauksien kehittymiseen, kertoo professori Kirsi Pietiläinen Helsingin yliopiston lihavuustutkimusyksiköstä.

– Yllättävää tutkimustuloksissa oli se, että lihaksen mitokondrioreitit eivät olleet yhteydessä näihin lihavuudesta johtuneisiin muutoksiin, Pietiläinen jatkaa.

Lihavuus vaikutti myös aminohappojen aineenvaihduntaan

Mitokondrioiden toiminnan muutokset näkyivät tutkimuksessa myös aminohappojen aineenvaihdunnassa. Ihmiselle välttämättömien haaraketjuisten aminohappojen aineenvaihdunta aleni sekä rasvakudoksen että lihaksen mitokondrioissa.

– Tämä havainto oli erityisen merkittävä siksi, että näiden aminohappojen vähentynyt pilkkoutuminen ja siitä seuraava lisääntynyt pitoisuus veressä ovat myös aiemmin olleet kaksostutkimuksissa suorassa yhteydessä esidiabeettisiin muutoksiin ja maksan rasvoittumiseen, Pietiläinen sanoo.

Lihavuus lukuisine liitännäissairauksineen on yleinen ja jatkuvasti yleistyvä ilmiö. Elintavat vaikuttavat lihavuuden kehittymiseen, mutta myös geeneillä on oma merkittävä osuutensa.

– Identtisillä kaksosilla on samat geenit, ja he ovat useimmiten melko samanpainoisia. Geenien ja elintapojen vuoropuhelua voidaankin selvittää parhaiten kaksosia tutkimalla. Identtisestä geeniperimästä huolimatta kaksosten geenit ja myös mitokondriot voivat toimia eri aktiivisuustasolla. Tätä ominaisuutta hyödynsimme myös tutkimuksessamme, kun selvitimme painon vaikutuksia kudosten toimintaan, Pietiläinen sanoo.

 

Alkuperäinen artikkeli:
van der Kolk B, Saari S, Lovirc Al, Arif M, Alvarez M, Ko A, Miao Z, Sahebekhtiari N, Muniandy M, Heinonen S, Oghabian A, Jokinen R, Jukarainen S, Hakkarainen A, Lundbom J, Kuula J, Groop P-H, Tukiainen T, Lundbom N, Rissanen A, Kaprio J, Williams E, Zamboni N, Mardinoglu A, Pajukanta P, Pietiläinen KH. Molecular pathways behind acquired obesity: adipose tissue and skeletal muscle multiomics in monozygotic twin pairs discordant for BMI. Cell Reports Medicine, 2021. DOI: 10.1016/j.xcrm.2021.100226

 

Lisätietoja:

Kirsi Pietiläinen, professori, lihavuustutkimusyksikkö, Helsingin yliopisto, ylilääkäri, HUS Helsingin yliopistollinen sairaala
Puh. 050 599 2295
kirsi.pietilainen@helsinki.fi