Kategoria: Biogerontologia

Vanhenemisen perimmäinen syy – miksi ihmiset kuolevat, mutta hydrat eivät?

Miksi vanheneminen tapahtuu, on ikääntymisteorioiden keskeisimpiä kysymyksiä. Nykyisin tunnetaan jo paljon vanhenemisen prosesseja, mutta missä lymyilee vanhenemisen perimmäinen syy? Vanhenemisen miksi-kysymystä selvitetään evolutiivisten vanhenemisteorioiden kautta. Perimmäinen miksi-kysymys johtaa sen äärelle, onko meidän lajimme edun kannalta kuoltava.

Miksi me vanhenemme ja lopulta kuolemme, on yksi elämän perimmäisistä kysymyksistä. Kuva: Pixabay.

Vanhenemiseen liittyvät suuret kysymykset voidaan jakaa karkeasti kahteen luokkaan: MIKSI me vanhenemme ja MITEN me vanhenemme. Vaikka IkäKRIISI-blogin aiemmat aiheet liikkuvat kielen puolesta miksi-linjalla, luokitellaan ne ikääntymisteorioiden valossa miten-kysymyksen alle. Miksi-kysymys johtaa meidät evolutiivisten ikääntymisteorioiden äärelle.

Miksi -kysymykseen vastataan evoluution kautta

Kuten sana evolutiivinen antaa ymmärtää, viitataan näillä teorioilla sukupolvien myötä tapahtuviin, periytyviin muutoksiin. Oppi-isänä teorioiden taustalla on luonnontieteiden suurmies Darwin. Evolutiivisia ikääntymisteorioita nimitetäänkin myös geneettisiksi ikääntymisteorioiksi. Näiden teorioiden nojalla vanhenemisen ajatellaan ohjautuvan geeneissä kulkevien ominaisuuksien kautta. Tätä ilmiötä puolestaan ajaa luonnonvalinta, jossa elinympäristön kannalta hyödylliset perinnölliset ominaisuudet yleistyvät ja haitalliset harvinaistuvat.

Ajaako perimä vanhenemista?

Yksi varhaisista evolutiivisia ikääntymisen teorioita perusteli ikääntymistä sillä, että meidät on ohjelmoitu vanhenemaan ja kuolemaan. Näin varmistetaan, että ihmisen määrä ei kasva rajattomasti, ja toisaalta myös se, että tulevat sukupolvet pystyvät paremmin mukautumaan muuttuvaan ympäristöön. Tämän teorian nojalla vanhat sukupolvet siis tekevät tilaa uusille, ympäristöön paremmin soveltuville yksilöille.

Vai onko vanheneminen luonnonvalinnan ulottumattomissa?

Edellistä teoriaa on kuitenkin kritisoitu siitä, että luonnonvalinta ei luonnossa elävien eläinten kohdalla ulotu koskemaan vanhenemista, koska eläimet ehtivät menehtyä sairauksiin, petojen kynsiin tai luonnon muihin haasteisiin ennen kuin vanheneminen kunnolla pääsee alkuun. Vaikka eläin pääsisi elämään vanhaksikin, ei vanhenemista kiihdyttävistä geeneistä olisi sille etua.

Toisen teorian mukaan ajatellaankin, että yksilön kannalta olennaisinta on kasvaa sukukypsäksi ja jatkaa sukua mahdollisimman tehokkaasti. Tämän jälkeen yksilö on täyttänyt tehtävänsä oman geenistönsä jatkumisen kannalta, ja on yhdentekevää, mitä yksilölle tämän jälkeen tapahtuu. Näin ollen perimässä on rikastunut suvun jatkumiselle (ja nuorelle yksilölle) olennaiset geenit, mutta toisaalta samalla on voinut myös rikastua geenejä/mutaatioita, jotka johtavat kuolemaan vanhemmalla iällä. Tämän nojalla luonnon valinnalla ei ole ollut keinoja ehkäistä esimerkiksi vanhenemiseen liittyvien sairauksien, kuten sydän- ja verisuonitautien ja syöpien, esiintymistä.

Ikääntymisen estäminen vaatii energiaa

Kolmas teoria puolestaan perustuu aineenvaihdunnasta saatavan energian optimaaliseen jakamiseen kehon ylläpidon ja lisääntymisen välillä. Solujen/kehon ylläpito on järkevää vain niin kauan kuin yksilöllä on mahdollisuus lisääntyä ja selvitä elinympäristössään. Kaikki elimistön keinot estää ikääntymiseen liittyviä ilmiöitä (kuten DNA:n korjausmekanismit) vaativat energiaa, joten on mietittävä tarkkaan, mihin kaikkeen energiaa käytetään. Valoa ei voi niin sanotusti pitää päällä joka ikkunassa, vaan vain siinä huoneessa, missä kulloinkin ollaan.

On siis kaksi tapaa nähdä asia geenien valossa – joko geenit aktiivisesti ajavat vanhenemista, tai sitten vanhenemiseen johtavat geenit rikastuvat tahattomasti. Kolmas näkökulma puolestaan perustuu rajalliseen energianmäärään, jolloin on tarkoin valittava, mihin sähkönsä käyttää.

Hydra on kuolematon yksinkertaisuutensa vuoksi

Helsingin Sanomat julkaisi 4/2020 jutun toistaiseksi ainoasta kuolemattomaksi tiedetystä eliöstä, hydrasta. Hydra on noin sentin mittainen makeissa vesissä elävä polyyppieläin, joka ei tutkimusten mukaan vanhene, saati kuole. Hydrojen vahvuus piilee siinä, että ne ovat riittävän yksinkertaisia – hydran solut eivät ole erilaistuneet eri kudoksiksi, mistä johtuen se kykenee uudistamaan solukkoaan. Lisäksi hydrat kykenevät lisääntymään sekä suvullisesti että suvuttomasti, eli joko pitämään perimänsä tismalleen saman, tai muuttamaan sitä ympäristön muuttuessa.

Hydrankaan tapauksessa kuolemattomuus ei tarkoita sitä, etteikö hydra voisi koskaan kuolla. Hydra elää ikuista elämää vain sille ihanteellisissa olosuhteissa, joissa sitä eivät uhkaa ympäristön vaarat. Kiinnostavaa kyllä, ihanteellisissakin oloissa hydra voi syödä itsensä hengiltä, jos sille antaa rajattomasti ravintoa. Yllättävän inhimillinen sentin mittainen olento siis kyseessä.

Kuolema on hinta monimutkaisuudesta

Kehon kehittyminen monimutkaiseksi asettaa siten myös omat haasteensa sen ylläpidolle, ja linkittyy siten evolutiivisiin ikääntymisteorioihin. Nämä teoriat antavat toisiaan täydentäviä, ja osin vastakkaisiakin, selityksiä vanhenemisen syille. Samalla niiden tulisi vastata myös kysymykseen siitä, miksi kullakin lajilla on sille tyypillinen elinikä? Tätä selitetään elinympäristön määrittämän kuolleisuuden kautta. Jos odotettavissa oleva elinikä lajille tyypillisessä elinympäristössä on lyhyt, luonnonvalinta suosii nopeasti lisääntyviä ja toisaalta nopeasti vanhenevia yksilöitä. Sama käy myös toisin päin, eli jos odotettavissa on, että yksilö selviää pitkälle aikuisuuteen, suosii luonnonvalinta niitä geenejä, jotka edesauttavat tervettä vanhenemista ja kehon ja solujen tehokasta ylläpitoa.

Vaikka nykyisin ihmisillä odotettavissa oleva elinikä pitenee, ovat luonnonvalinnan keinot terveen vanhenemisen tai pidemmän eliniän suhteen rajalliset. Nykyisin lääketieteen korkea taso auttaa myös huonommilla perimän pelikorteilla varustetut ihmiset saavuttamaan pitkän iän, mikä osaltaan estää luonnonvalintaa tapahtumasta. Lisäksi kehomme monimutkaisuus, jossa solut ovat erilaistuneita toiminnallisiski kudoksiksi, tekee mahdottomaksi korvata toimimatonta elintä (ainakaan omin avuin).
Maksamme siis hintaa elimistömme monimutkaisuudesta, ja se hinta on vanheneminen. Toisaalta, olisitko tämän luettuasikaan mieluummin hydra?

Lähteet:

  • Kirkwood, T.B. & S.N. Austad. (2000). Why do we age? Nature 408, 233-238.
  • Kirkwood, T.B. (1977). Evolution of ageing. Nature 270, 301-304.
  • Rose, M. & B. Charlesworth. (1980). A test of evolutionary theories of senescence. Nature 287, 141-142.
  • Goldsmith, T.C. (2015). Is the evolutionary programmed/ non-programmed aging argument moot? Current Aging Science 8, 41-45.
  • Williams GC (1957). Pleiotropy, natural selection and the evolution of senescence. Evolution 11: 398-411.
  • Medawar, P. B (1952). An Unsolved Problem of Biology (Lewis, London).
  • Weismann A. (1889). Essays upon heredity and kindred biological problems. Oxford: Clarendon Press.
  • Bell, G. Evolutionary and nonevolutionary theories of senescence. Am. Nat. 124, 600–603 (1984).
  • Martinez, D.E. (1998). Mortality patterns suggest lack of senescence in hydra. Experimental
  • Gerontology 33, 217-225.
  • https://dynamic.hs.fi/a/2020/hydra/
  • https://www.demographic-research.org/volumes/vol4/1/4-1.pdf

Syöpä selätetään yhä useammin, mutta se voi hävittyäänkin kiihdyttää vanhenemista

Teksti on kirjoitettu yhteistyössä Tuuli Nissisen (LitM, kakeksiatutkija) kanssa.

Viimeaikaisen uutisoinnin perusteella voisi luulla, että syöpähoidoissa tapahtuu ratkaisevia läpimurtoja lähes joka viikko. Todellisuudessa lupaavatkin löydökset ovat vielä pitkään potilaiden ulottumattomissa. Sinnikäs parannuskeinojen selvittäminen on kuitenkin ennen kaikkea pitkäjänteistä työtä. Syöpähoitojen kehittyminen yksilöllisemmiksi ja tehokkaammiksi auttaisi meitä kiistatta saavuttamaan pidemmän eliniän.

Yhä useampi lukeutuu nykyisin syövästä selviytyjiin. Kuva: Pixabay.

Syöpä on yleisnimitys suurelle joukolle erilaisia sairauksia. Solubiologin silmin syöpä tarkoittaa hallitsematonta solujen jakautumista, joka saa alkunsa geenivirheestä. Yksittäinen geenivirhe ei kuitenkaan yleensä riitä aiheuttamaan syöpää, vaan mutaatioita täytyy sattua useammassa solujen kasvua säätelevässä geenissä. Syövän kehittyminen vaatii tyypillisesti mutaation sekä syövänestogeenissä että syöpää aiheuttavassa geenissä, eli onkogeenissä.

Jokaisella meistä tapahtuu jatkuvasti geenimutaatioita useissa soluissa. On sattuman summaa, jos nämä muutokset osuvat siten, että syöpä pääsee kehittymään. Ihmisen elimistössä on myös pitkälle kehittynyt puolustusjärjestelmä, joka korjaa mutaatioiden aiheuttamia vaurioita. Jos järjestelmä kuitenkin pettää, vaurioituneet solut alkavat jakautua hallitsemattomasti, ja tämä johtaa lopulta syövän kehittymiseen. Vuoden 2017 tilastoissa syöpäsairaudet (kasvaimet) olivat suomalaisten toiseksi yleisin kuolinsyy verenkiertoelimistön sairauksien jälkeen. Omaan syöpäriskiinsä voi joiltain osin vaikuttaa elintavoilla, esimerkiksi pysyttelemällä erossa tupakasta.

Yhä useampi lukeutuu syövästä selviytyneisiin

Syöpä on tyypillisesti ikääntyneiden sairaus – mitä vanhemmaksi elät, sitä enemmän soluihin kertyy mutaatioita, ja sitä todennäköisemmin syöpä kehittyy. Ikävää mutta totta. Näin ollen väestön ikääntyessä myös syöpätapausten määrä kasvaa.

Iloinen uutinen on, että nykyisin yhä useampi paranee syövästä. Paranemismahdollisuus on monen tekijän summa; se riippuu muun muassa syövän levinneisyydestä ja tyypistä. Suomessa elää jo yli 260 000 syövästä selviytynyttä.

Syövän selättäminen ei kuitenkaan tule täysin ilman hintaa – syövästä selvinneet vaikuttavat vanhenevan muuta väestöä nopeammin. Syövän sairastaneilla on suurentunut riski lisäsairauksille, kuten osteoporoosille, sydämen toiminnan häiriöille ja muille syöville. Syynä tähän eroon ovat todennäköisesti syöpähoidot. Esimerkiksi kemoterapia ja sädehoito voivat aiheuttaa vaurioita DNA:han, lyhentää telomeerejä, sekä vaikuttaa epigeneettiseen säätelyyn kiihdyttäen näin vanhenemista.

Lihasmassa voi edesauttaa syövästä selviytymistä

Kakeksialla tarkoitetaan syövästä aiheutuvaa lihaskudoskatoa, kuihtumista ja laihtumista. Kakeksia ei liity yksistään vähentyneeseen syömiseen, eikä sitä voi ennaltaehkäistä tai peruuttaa lisäämällä syömistä.

Terveellä aikuisella lihakset muodostavat noin 40% kehonpainosta, joten lihaksilla on suuri rooli koko kehon aineenvaihdunnassa. Lihasten kakeksia aiheuttaa muun muassa heikkoutta ja aineenvaihdunnan ongelmia. Erityisesti luustolihasten ja sydämen kakeksiaan voi suurelta osin vaikuttaa kemoterapia, ja joskus hoitoja saatetaan joutua rajoittamaan kakeksian takia. Tämä voi osaltaan heikentää ennustetta. On kuitenkin hyvä pitää mielessä, että mikäli hoito tehoaa syöpään, sillä on silloin usein myös kakeksiaa parantava vaikutus.

Kakeksia on myös nähty itsenäisenä syöpään liittyvänä kuolinsyynä. Tämän vuoksi viimeaikaiset syöpätutkimukset ovatkin keskittyneet erityisesti lihaskudoksen ylläpitoon sairauden ja sen hoidon aikana. Eläinkokeissa on jo havaittu, että lihaskadon estäminen pidentää syöpää sairastavien elinikää. Vaikuttaisi siis siltä, että korkea lihasmassa voisi osaltaan edesauttaa syövästä selviytymistä.

Tulevaisuudessa tähdätään yksilöllisiin syöpähoitoihin

Hiljattain tiedeyhteisöä kohahdutti uutinen, jossa hiirillä tehdyssä kokeessa imusuonet oli ohjattu tuhoamaan aivokasvaimia. Yksi nopeimmin kehittyvistä syövän hoitomuodoista onkin juuri immuunihoito, tai immunoterapia, jossa potilaan omat solut ohjelmoidaan hyökkäämään syövän kimppuun. Lääkeaineet annostellaan yleensä suoneen tiputuksessa.

Onnistuessaan immuunihoidolla voi olla nykyisiä syöpähoitoja vähemmän sivuvaikutuksia ja tehokkaampi hoitotulos. Ongelmaton ei tämäkään hoitomuoto kuitenkaan ole. Viritetty immuunipuolustus voi perinteisten hoitomuotojen tapaan hyökätä myös kehon terveitä soluja vastaan, aiheuttaen muuan muassa tulehdusta.

Syöpähoidot kehittyvät jatkuvasti ja tulevaisuudessa yhä useampi potilas pääsee selviytyjien joukkoon. Vaikka perinteiset syöpähoidot toisivat mukanaan kasvaneen riskin muille sairauksille kiihdyttäen näin vanhenemista, on syytä muistaa, että me ihmiset vanhenemme hyvin eri tahtiin ihan ilman syöpähoitojen vaikutustakin. Näin ollen on hankalaa arvioida yksinomaan hoitojen vaikutusta omaan yksilölliseen vanhenemisnopeuteen tai sairastumisalttiuteen. Sen sijaan syöpähoitojen ottamatta jättäminen on varma tapa lyhentää omaa elinikää. Oman lihasmassan kasvattaminen ja ylläpito voi sen sijaan olla hyödyksi, niin sairastumisen sattuessa, kuin päivittäisissä askareissakin.

Lähteet:

  • Joensuu, Heikki; Jyrkkiö, Sirkku; Kellokumpu-Lehtinen, Pirkko-Liisa; Kouri, Mauri; Roberts, Peter J. & Teppo, Lyly (toim.) (2013) Syöpätaudit. Helsinki: Kustannus Oy Duodecim.
  • Montesano R., Hall J. Environmental causes of human cancers. European Journal of Cancer (2001), 37, Suppl 67-87.
  • Cupit-Link, M.C., J.L. Kirkland, K.K. Ness, G.T. Armstrong, T. Tchkonia, N.K. LeBrasseur, S.H. Armenian, et al. (2017). Biology of premature ageing in survivors of cancer. ESMO Open 2, e000250-2017.
  • Mohty, B. & M. Mohty. (2011). Long-term complications and side effects after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation: an update. Blood Cancer Journal 1, e16.
  • Reulen, R.C., C. Frobisher, D.L. Winter, J. Kelly, E.R. Lancashire, C.A. Stiller, K. Pritchard-Jones, et al. (2011). Long-term risks of subsequent primary neoplasms among survivors of childhood cancer. Jama 305, 2311-2319.
  • Armstrong, G.T., T. Kawashima, W. Leisenring, K. Stratton, M. Stovall, M.M. Hudson, C.A. Sklar, et al. (2014). Aging and risk of severe, disabling, life-threatening, and fatal events in the childhood cancer survivor study. Journal of Clinical Oncology : Official Journal of the American Society of Clinical Oncology 32, 1218-1227.
  • Bhakta, N., Q. Liu, F. Yeo, M. Baassiri, M.J. Ehrhardt, D.K. Srivastava, M.L. Metzger, et al. (2016). Cumulative burden of cardiovascular morbidity in paediatric, adolescent, and young adult survivors of Hodgkin’s lymphoma: an analysis from the St Jude Lifetime Cohort Study. The Lancet.Oncology 17, 1325-1334.
  • Scuric, Z., J.E. Carroll, J.E. Bower, S. Ramos-Perlberg, L. Petersen, S. Esquivel, M. Hogan, et al. (2017). Biomarkers of aging associated with past treatments in breast cancer survivors. NPJ Breast Cancer 3, 50-017.
  • Song, E., T. Mao, H. Dong, L.S.B. Boisserand, S. Antila, M. Bosenberg, K. Alitalo, et al. (2020). VEGF-C-driven lymphatic drainage enables immunosurveillance of brain tumours. Nature 577, 689-694.
  • Mitnitski, A.B., J.E. Graham, A.J. Mogilner & K. Rockwood. (2002). Frailty, fitness and late-life mortality in relation to chronological and biological age. BMC Geriatrics 2, 1-2318.
  • Lee SJ, Glass DJ: Treating cancer cachexia to treat cancer. Skelet Muscle 2011, 1(1):2-5040-1-2.
  • Zhou, X., J.L. Wang, J. Lu, Y. Song, K.S. Kwak, Q. Jiao, R. Rosenfeld, et al. (2010). Reversal of cancer cachexia and muscle wasting by ActRIIB antagonism leads to prolonged survival. Cell 142, 531-543.
  • Hulmi, J.J., T.A. Nissinen, M. Rasanen, J. Degerman, J.H. Lautaoja, K.A. Hemanthakumar, J.T. Backman, et al. (2018). Prevention of chemotherapy-induced cachexia by ACVR2B ligand blocking. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2018 Apr;9(2):417-432
  • Fearon, K., Arends, J. & Baracos, V. 2013. Understanding the mechanisms and treatment options in cancer cachexia. Nature Reviews. Clinical Oncology 10 (2), 90-99.
  • Kazemi-Bajestani, S. M., Mazurak, V. C. & Baracos, V. 2016. Computed tomography-defined muscle and fat wasting are associated with cancer clinical outcomes. Seminars in Cell & Developmental Biology 54, 2-10.
  • Samuels, S. E., Knowles, A. L., Tilignac, T., Debiton, E., Madelmont, J. C. & Attaix, D. 2001. Higher skeletal muscle protein synthesis and lower breakdown after chemotherapy in cachectic mice. American Journal of Physiology. Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 281 (1), 133.

Ruumiinlämpö laskee – elinikä nousee?

Siinä missä ilmasto jatkaa lämpenemistään vaikuttaisi ihmisen sisällä tapahtuvan päinvastoin. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on nimittäin havaittu, että keskimääräinen ruumiinlämpö on kahden viimeisen vuosisadan aikana laskenut. Samalla odotettavissa oleva elinikä on jatkanut tasaista nousuaan. Onko näiden ilmiöiden välillä yhteys?

Onko ilmaston lämpeneminen johtanut ihmisen kylmenemiseen? Kuva: Pixabay.

Terveen ihmisen normaalina ruumiinlämpönä on perinteisesti pidetty noin 37 °C. Ruumiinlämpö vaihtelee eri vuorokaudenaikoina noin puoli astetta – alimmillaan se on varhain aamulla ja korkeimmillaan iltapäivällä/illalla. Vuorokausirytmin lisäksi ruumiinlämpöön vaikuttavat fyysinen aktiivisuus, kehonkoostumus, ravitsemus ja stressi. Naisilla ruumiinlämpöön vaihtelee myös kuukautiskierron vaiheen mukaan. Ruumiinlämmön ajatellaan olevan normaalin rajoissa, kun se pysyttelee 35,8–37,8 °C välillä.

Keskimääräinen ruumiinlämpö vaikuttaisi laskeneen

Normaalina pitämämme 37 °C ruumiinlämpö pohjautuu 170 vuoden takaisiin havaintoihin.
1850-luvulla saksalainen lääkäri Carl Wunderlichmittautti 25 000 ihmiseltä useita kertoja lämpötilan kainalosta. Tämän pohjalta normaaliksi ruumiinlämmöksi määritettiin hyvin tuntemamme 37 °C. Tämän tuloksen haastavat uudemmat tutkimukset muun muassa Britanniasta, Ruotsista ja Yhdysvalloista. Normaali ruumiinlämpö vaikuttaisi nykyisin olevan alle 37 astetta.

Viimeaikaiset tutkimukset väittävät, että keskimääräinen ruumiinlämpö on laskenut noin 0,03 °C vuosikymmenessä. Tämä muutos ei tietysti kuulosta kovinkaan hurjalta, mutta se tarkoittaisi yli puolen asteen laskua 1800-luvulla ja 2000-luvulla syntyneiden välillä. Sama muutos havaitaan sukupuolesta riippumatta.

Elinolojen muutokset mahdollistavat matalamman ruumiinlämmön

Todennäköisimmät syyt mahdolliselle muutokselle ruumiinlämmössä ovat parantunut hygienia ja korkeampi terveydenhuollon taso. Erilaiset tulehdukset tapaavat kiihdyttää aineenvaihduntaa ja sitä kautta nostavat ruumiinlämpöä. Yksittäisistä sairauksista esimerkiksi tuberkuloosi on ollut hyvin yleinen 1800-luvulla, ja se oli vielä 1900-luvun alussa yksi yleisimmistä nuorten kuolinsyistä Suomessa. Nykyinen tehokas rokotusjärjestelmä ja hyvä hygienia ovat pitäneet monet ennen yleiset sairaudet meidän ulottumattomissamme.

Myös muuttuneet asumisolot sallivat kehon pysyä omassa optimilämmössään, kun kehon ei enää tarvitse työskennellä ylläpitääkseen lämpöä. Entisaikaan keho oli alttiimpi lämpötilan muutoksille ympäristössä, kun taas nykyisin sisätiloissa on usein sekä tehokas lämmitys että viilennys. Oma vaikutuksensa voi olla myös muuttuneella kehonkoostumuksella, fyysisen aktiivisuuden määrällä ja ravitsemuksella.

Matala ruumiinlämpö – pienempi solutason stressi

Ruumiinlämpö heijastelee ihmisen aineenvaihdunnan tasoa. Alhaisempi ruumiinlämpö on yhteydessä hitaampaan aineenvaihduntaan. Hitaampi aineenvaihdunta on puolestaan yhteydessä matalampaan oksidatiiviseen stressiin, jolloin keho ei joudu kamppailemaan niin paljon soluvaurioita vastaan. Alempi ruumiinlämpö siis edesauttaa solutason stressinhallintaa. Myös elinikää selvästi pidentävä kalorirajoitteinen ruokavalio laskee ruumiinlämpöä.

Toisaalta on myös arveltu, että matala kehonlämpö olisi yhteydessä ylipainon kertymiseen, kun keho käyttää vähemmän energiaa lepotilassa. Tutkimuksissa ei kuitenkaan ole havaittu eroa normaalipainoisten ja ylipainoisten ruumiinlämmössä. Onkin arveltu, että ylipainoon taipuvaisilla ihmisillä on ennen painon kertymistä ollut matalampi ruumiinlämpö, jolloin myöhemmin havaittu normaali ruumiinlämpö olisikin itse asiassa elimistön yritys polttaa ylimääräiset kalorit pois.

Tästäkin huolimatta tutkimukset ovat osoittaneet, että alhainen ruumiinlämpö on yhteydessä terveyteen ja pitkäikäisyyteen kalorirajoituksesta riippumatta, ja onpa matalaa ruumiinlämpöä pidetty jopa terveen vanhenemisen mittarina.

Korkea ruumiinlämpö – pienempi riski metabolisille sairauksille

Siinä missä matala aineenvaihdunta voi altistaa ylipainolle, korkea aineenvaihdunta voi puolestaan suojata liikakilojen kertymiseltä ja sitä kautta metabolisilta sairauksilta. Aineenvaihduntaan ja siten ruumiinlämpöön vaikuttaa erityisesti lihasmassan määrä – mitä enemmän lihasta kehossa on, sitä enemmän lämpöä tuotetaan. Kehon lämmöntuotto liittyy kiinteästi myös fyysisen aktiivisuuden määrään. Mitä enemmän liikut, sitä enemmän lämpöä syntyy.

Eläinmalleilla on lisäksi havaittu, että korkea ruumiinlämpö on yhteydessä hyvään juoksukykyyn ja pitkään elinikään. Tämä havainto viittaisi siihen, että fyysisesti aktiiviset ja ”energiaa tuhlailevat” yksilöt eläisivät pisimpään. Energiaa tuhlaavasta kehosta olisi hyötyä erityisesti nykyisessä vähäisesti liikuntaa vaativassa ja runsaasti ravintoa tarjoavassa ympäristössä.

Onko pidentynyt elinikä tosiaan seurausta alhaisemmasta ruumiinlämmöstä?

Yllä olevat esimerkit osoittavat, että ruumiinlämmön ja eliniän välinen yhteys on vielä epäselvä – toisaalta matala ruumiinlämpö suojaa soluja vaurioilta, mutta voi samalla altistaa elinikää lyhentäville metabolisille sairauksille. Kannattaisi siis olla riittävän kuuma, jottei liho, mutta riittävän kylmä, että solutason stressi pysyy alhaisena. Monimutkaista mutta totta!

Ruumiinlämmön on arveltu hieman laskevan vanhetessa. Varmaksi tiedetään, että lämmönsäätely on ikääntyneille haastavaa, etenkin äärilämpötiloissa – tähän ilmiöön liittyvät esimerkiksi kuumaan sään kuolemantapaukset.

Ruumiinlämmön ja eliniän välisissä yhteyksissä riittää siis vielä selvitettävää. On myös pidettävä mielessä, että ihmiskeho toimii verrattaen pienellä lämpötilavälillä, ja sen ylläpito on tarkoin säädeltyä. Koska ruumiinlämmön mittaustapa antaa eri tulokset mittauspaikasta (suu, kainalo, korva, suoli) ja mittausajankohdasta (vuorokaudenaika, ravitsemus, liikunta, kuukautiskierto) riippuen, on vielä epäselvää, onko uusissa tutkimuksissa havaittu alenema keskimääräisessä ruumiinlämmössä todellinen vai sittenkin mittaustapaan tai -ajankohtaan liittyvä havainto.

Lähteet:

  • https://www.hs.fi/tiede/art-2000006367528.html
  • https://www.terveyskirjasto.fi/terveyskirjasto/tk.koti?p_artikkeli=dlk00263
  • Holowatz, L.A. & W.L. Kenney. (2010). Peripheral mechanisms of thermoregulatory control of skin blood flow in aged humans. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md.: 1985) 109, 1538-1544.
  • Carrillo, A.E. & A.D. Flouris. (2011). Caloric restriction and longevity: effects of reduced body temperature. Ageing Research Reviews 10, 153-162.
  • Simonsick, E.M., H.C.S. Meier, N.C. Shaffer, S.A. Studenski & L. Ferrucci. (2016). Basal body temperature as a biomarker of healthy aging. Age (Dordrecht, Netherlands) 38, 445-454.
  • Sund-Levander, M., C. Forsberg & L.K. Wahren. (2002). Normal oral, rectal, tympanic and axillary body temperature in adult men and women: a systematic literature review. Scandinavian Journal of Caring Sciences 16, 122-128.
  • Obermeyer, Z., J.K. Samra & S. Mullainathan. (2017). Individual differences in normal body temperature: longitudinal big data analysis of patient records. BMJ (Clinical Research Ed.) 359, j5468.
  • Protsiv, M., C. Ley, J. Lankester, T. Hastie & J. Parsonnet. (2020). Decreasing human body temperature in the United States since the industrial revolution. eLife 9, 10.7554/eLife.49555.
  • Landsberg, L. (2012). Core temperature: a forgotten variable in energy expenditure and obesity? Obesity Reviews : An Official Journal of the International Association for the Study of Obesity 13 Suppl 2, 97-104
  • Karvinen, S.M., M. Silvennoinen, H. Ma, T. Tormakangas, T. Rantalainen, R. Rinnankoski-Tuikka, S. Lensu, et al. (2016). Voluntary Running Aids to Maintain High Body Temperature in Rats Bred for High Aerobic Capacity. Frontiers in Physiology 7, 311
  • Gleeson, M. (1998). Temperature regulation during exercise. Int. J. Sports Med. 19(Suppl. 2), S96–S99. doi: 10.1055/s-2007-971967

Suolisto vanhenemisen ohjaksissa

Teksti on kirjoitettu yhteistyössä Satu Pekkalan (FT, bakteriologian dosentti) kanssa.

Suolistomikrobit ovat olleet mediassa pinnalla jo vuosia. Onpa suolistoa tituleerattu jopa elimistön toisiksi aivoiksikin. Tuoreet tutkimukset ovat paljastaneet suolistolla olevan yhä moninaisempia rooleja terveyden ylläpidossa. Voisivatko suolistomikrobit vaikuttaa myös vanhenemiseen?

Mistä tietää, onko bakteeri ystävä vai vihollinen? Kuva: Pixabay

Mikrobiomilla tarkoitetaan ihmistä asuttavien mikrobien muodostamaa kokonaisuutta. Mikrobeja ovat esimerkiksi bakteerit, hiivat ja virukset. Ne ovat kooltaan niin pieniä, ettei niitä voi havaita paljain silmin. Ihmisellä on suolistoa asuttavat mikrobit painavat peräti noin 1,5 kiloa. Erilaisia mikrobiomeja on myös esimerkiksi iholla ja kehon limakalvoilla. Ihmisen oman mikrobiomin muodostuminen alkaa viimeistään syntymästä ja muovautuu suuresti elinkaaren aikana. Tämä teksti keskittyy suoliston mikrobiomiin, joka on kehomme suurin ja monimuotoisin bakteeriyhdyskunta. 

Bakteerit aiheuttavat sairauksia – mutta myös pitävät sinut terveenä

Perinteisesti ajatellaan, että bakteereista on lähinnä harmia: ne aiheuttavat erilaisia tulehduksia ja tauteja. Nykyisin kuitenkin tiedetään, että monet mikrobit – bakteerit mukaan lukien – ovat erottamaton ja tärkeä osa ihmiskehoa. Ne ylläpitävät muuan muassa ihon ja suoliston terveyttä estäen haitallisten mikrobien kasvun. Mikrobit auttavat sinua myös ravintoaineiden imeytymisessä ja K-vitamiinin tuottamisessa.

Mikrobiomia kutsutaan myös ihmisen toiseksi perimäksi, sillä mikrobit tuovat oman geneettisen materiaalinsa yksilön kehoon. Mikrobien suuren määrän vuoksi niiden perimässä on itse asiassa jopa enemmän geenejä kuin ihmisessä. Mikrobiomin tiedetään vaikuttavan esimerkiksi sairastumisalttiuteen. Meitä yksinkertaisemmilla eliöillä, kuten jyrsijöillä, mikrobien on osoitettu vaikuttavan jopa isäntänsä vanhenemisnopeuteen ja elinikään.

Mikrobiomi muuttuu vanhetessa

Mikrobiomin suurimmat muutokset ajoittuvat erityisesti varhaislapsuuteen ja vanhuuteen. Kiinnostavaa kyllä, samoihin ikäkausiin ajoittuu myös immuunipuolustuksen epävakaus, viitaten siihen, että mikrobiomi ja immuunipuolustus kehittyvät ja ikääntyvät yhdessä.

Vanhenemisen yksi erityispiirre on alttius erilaisille tulehduksille. On havaittu, että suoliston mikrobiomilla voi olla tärkeä rooli tulehdustilojen kehittymisessä. Vanhenemisen yhteydessä puhutaankin dysbioosista, eli mikrobitasapainon häiriötilasta. Häiriötila voi olla yksinkertaisesti mikrobiomin yksipuolisuutta, mutta sen voivat aiheuttaa myös muutokset suolen toiminnassa. Dysbioosi puolestaan altistaa useille banhenemiseen liittyville sairauksille, kuten sydän- ja verisuonitaudeille, Alzheimerin taudille ja dementialle. Suoliston bakteerit voivat siis osaltaan vaikuttaa vanhenemiseen, tai toisaalta, ikäntyminen voi muuttaa suoliston bakteereja. Yhtenä tärkeänä tekijänä voivat olla tiettyjen bakteerien tuottamat, tulehdusta hillitsevät tekijät. Jos tällaiset bakteerit vähenevät ikääntyessä, voisi se selittää myös mikrobiomin, vanhenemisen ja tulehduksen välisen yhteyden.

Ruokavalio ja ympäristö muokkaavat suoliston mikrobiomia

Ruokavalion on arveltu olevan suoliston mikrobiomin päävaikuttaja. Tämä käy ilmi erityisesti eläimillä tehdyissä kokeissa, joissa elinten ruokavalio ja elinympäristö on tarkoin kontrolloitu. Sama pätee myös tarkasteltaessa suuria ihmisjoukkoja – sen sijaan epäselvää on vielä, missä määrin yksittäinen ihminen voi suolistobakteereihinsa pelkällä ruokavaliolla vaikuttaa. Erilaisia ruokavalioita, kuten välimeren ruokavaliota ja ketogeenistä ruokavaliota on tutkittu paljonkin, mutta tulokset ovat osittain ristiriitaisia. Toistaiseksi ainakin ravintokuidun määrä vaikuttaa olevan mikrobiomiin eniten vaikuttava tekijä. Hämmästyttävä kyllä, uusimmissa tutkimuksissa on myös havaittu, että liikunta voi muuttaa suoliston mikrobiomia. Ehkäpä se liittyy liikunnan aikaansaamiin suolen toiminnan muutoksiin.

Viime vuosina on yhä enemmän herätty myös elinympäristön mikrobiomia muovaavaan vaikutukseen. Asia ei ole kuitenkaan niin yksinkertainen, että sopivia bakteereja saisi kehoonsa vähän multaa kääntelemällä ja possua rapsuttelemalla. Ihmisen bakteerikanta kun ei ole sama ympäristön kanssa. Monimuotoinen ympäristö kuitenkin tuntuu olevan avain terveeseen mikrobiomiin, joka puolestaan suojaa meitä monilta sairauksilta, kuten tulehduksilta.

Mikrobiomia muokkaamalla parempaa terveyttä ja pitkää ikää?

Suoliston mikrobiomin tutkimus on vasta alkutaipaleella. Jo pelkästään normaalin mikrobiomin koostumuksen määrittäminen on ollut haasteellista – vaihtelu terveidenkin ihmisten välillä kun on suurta.

Toistaiseksi ainoa suolistomikrobeihin perustuva lääketieteen hoitokeino on ulosteensiirto.Ulosteensiirrossa paksusuoleen siirretään tyypillisesti lähiomaisen niin sanottua tervettä ulostetta. Menetelmää käytetään Suomessa tällä hetkellä vain hankalan antibioottiripulin hoitoon. Maailmalla on kuitenkin tutkittu siirtoa jopa lihavuuden hoitokeinona, tosin huonoin menestyksin.

Muutokset suoliston mikrobiomissa liittyvät useisiin eri sairauksiin ja vanhenemiseen. Niinpä mikrobiomin koostumuksen ja toiminnan ymmärtäminen voisi tarjota uudenlaisia, tiettyihin mikrobikantoihin perustuvia hoitomahdollisuuksia. Tulevaisuudessa erilaisia sairauksia voidaan mahdollisesti ehkäistä ja vanhenemista hidastaa suolistomikrobeja muokkaavan ruokavalion ja liikunnan avulla, tai jopa siirtämällä ulosteen sijaan tiettyä, hyvää mikrobia suolistoon.

Vanhenemiseen liittyen näyttäisi ainakin siltä, että kotona eläminen ”laitostumisen” sijaan rikastuttaisi mikrobiomia. Nähtäväksi kuitenkin jää, tuoko se pidempää ikää pitkällä tähtäimellä.

Lisää suolistoaiheista tietoa löydät Satun suolistoblogista.

Lähteet:

  • https://www.suolistoblogi.com/
  • https://www.duodecimlehti.fi/lehti/2013/22/duo11328
  • Qin J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature 2010, 464(7285):59-65.
  • Backhed F, Ley RE, Sonnenburg JL, Peterson DA, Gordon JI: Host-bacterial mutualism in the human intestine. Science 2005, 307(5717):1915-1920.
  • Aitken JD, Gewirtz AT: Gut microbiota in 2012: Toward understanding and manipulating the gut microbiota. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2013, 10(2):72-74.
  • Hanski I, von Hertzen L, Fyhrquist N, Koskinen K, Torppa K, Laatikainen T, Karisola P, Auvinen P, Paulin L, Makela MJ, Vartiainen E, Kosunen TU, Alenius H, Haahtela T: Environmental biodiversity, human microbiota, and allergy are interrelated. Proc Natl Acad Sci U S A 2012, 109(21):8334-8339.
  • Morgan XC, Tickle TL, Sokol H, Gevers D, Devaney KL, Ward DV, Reyes JA, Shah SA, LeLeiko N, Snapper SB, Bousvaros A, Korzenik J, Sands BE, Xavier RJ, Huttenhower C: Dysfunction of the intestinal microbiome in inflammatory bowel disease and treatment. Genome Biol 2012, 13(9):R79-2012-13-9-r79.
  • Nagpal R, Mainali R, Ahmadi S, Wang S, Singh R, Kavanagh K, Kitzman DW, Kushugulova A, Marotta F, Yadav H: Gut microbiome and aging: Physiological and mechanistic insights. Nutr Healthy Aging 2018, 4(4):267-285.
  • Buford TW: (Dis)Trust your gut: the gut microbiome in age-related inflammation, health, and disease. Microbiome 2017, 5(1):80-017-0296-0.
  • Han B, Sivaramakrishnan P, Lin CJ, Neve IAA, He J, Tay LWR, Sowa JN, Sizovs A, Du G, Wang J, Herman C, Wang MC: Microbial Genetic Composition Tunes Host Longevity. Cell 2017, 169(7):1249-1262.e13.
  • Munukka E, Ahtiainen JP, Puigbo P, Jalkanen S, Pahkala K, Keskitalo A, Kujala UM, Pietila S, Hollmen M, Elo L, Huovinen P, D’Auria G, Pekkala S: Six-Week Endurance Exercise Alters Gut Metagenome That Is not Reflected in Systemic Metabolism in Over-weight Women. Front Microbiol 2018, 9:2323.

Geenitestit – tarpeellista vai turhaa?

Kaupallisia geenitestejä on nykyisin tarjolla kohtuulliseen hintaan. Testejä myydään monenlaisiin tarkoituksiin, ja esittelyteksteissä luvataan tietoja kaikesta maan ja taivaan välillä. Kannattaako nyt tarttua tilaisuuteen ja tilata geenitesti?

Löytääkö geenitesti elämäsi puuttuvat palaset? Kuva: Pixabay.

Ihmisen perimä, eli geenit koostuvat DNA:sta, joka on ryhmittynyt 23 kromosomipariksi. Kromosomipareista toisen saamme äidiltä ja toisen isältä. Kromosomien DNA-juosteessa puolestaan majailevat geenit. Perinteisesti geeni määritellään pätkäksi DNA-juostetta, joka sisältää tiedon proteiinin valmistamiseen. DNA:n tehtävä on siis säilöä tietoa, kun taas proteiinit ovat solun toiminnallisia yksiköitä.

Saman ihmisen jokainen tumallinen solu sisältää saman geneettisen materiaalin – geenitestillä saadaan siis sama tulos riippumatta siitä, mistä kehon solusta DNA on eristetty. Lisäksi geenimme pysyvät (mutaatioita lukuun ottamatta) muuttumattomina koko elinikämme ajan. Näin ollen geenitieto on pysyvää – perimä ei muutu.

Geenitestaus on trendikästä

Geenitestauksen menetelmät ovat tulleet hintansa puolesta yhä saavutettavimmiksi. Perustestejä myydään jo muutamalla satasella. Geenitietoa on karttunut vinhaa vauhtia heti ihmisen genomin kartoitushankkeen (Human Genome Project), joka valmistui oletetusta aikataulusta etuajassa vuonna 2003. Tämä kolmentoista vuoden massiivinen yhteistyöprojekti paljasti, että ihmisen genomissa olikin oletetun noin 100 000 geenin sijaan vain vaatimattomat noin 20 000 geeniä. Useilla kasveilla on perimässään enemmän geenejä kuin ihmisellä. Geenien määrä ei siis ole ihmisen monimutkaisen elimistön takana – olennaisempaa on, miten geenien koodaamaa tietoa hyödynnetään.

Kantaako perimäsi mukanaan ongelmia?

Jos oma perimä syystä tai toisesta huolettaa, on Suomessa tarjolla perinnöllisyysneuvontaa. Tyypillisesti syy hakeutua tähän vapaaehtoiseen neuvontaan on perinnöllisiksi tiedettyjen tai epäiltyjen sairauksien esiintyminen itsellä tai lähisuvussa. Lääketieteen tarpeisiin tehtävä geenitestaus voidaan jakaa diagnostiseen ja prediktiiviseen testaamiseen. Nimensä mukaisesti diagnostisesta geenitestistä on kyse silloin, kun perimästä etsitään syytä jo puhjenneelle sairaudelle. Prediktiivisellä geenitestauksella puolestaan etsitään perimästä riskitekijöitä tietyille sairauksille ennen niiden puhkeamista.

Markkinoilla on sekä laadukkaita testejä että huuhaata

Kun puhutaan kaupallisista, niin sanotuista viihdekäyttöön suunnatuista DNA-testeistä, on markkinoilla suorastaan runsaudenpula. Nyrkkisääntönä testeissä voisi pitää, että mitä enemmän geenitesti lupaa, sitä enemmän hälytyskellojen tulisi soida. Suomenkielisten markkinointisivustojen mainostekstit ovat varsin ympäripyöreitä jopa alalla työskentelevälle. Lisäksi monet lupauksista hämmästyttävät ja kummastuttavat pientä tutkijaa, kuten esimerkiksi harjoittelumotivaation mittaaminen DNA:sta. Sen sijaan esimerkiksi kroonisten sairauksien alttiuden arvioiminen geenivariaatioista on mahdollista, joskin vielä hyvin tulkinnanvaraista. Myös biologisen iän mittaamiseen tarjotaan erilaisia geenitestejä, jotka sinällään mittaavat ihan oikeaa asiaa, mutta tarjoavat yksittäiselle ihmiselle lähinnä viihdearvoa.

Geenisi eivät ole vain sinun – kannat mukanasi tietoa koko suvustasi

Geenitestit eroavat perinteisitä laboratoriokokeista siinä, että tiedot ovat varsin pysyviä. Itsensä testaamiseen sisältyy myös tiettyjä riskejä, joista on hyvä olla tietoinen ennen kuin näytteensä lähettää. Ongelmana kaupallisissa testeissä on mahdollisten väärien tulkintojen lisäksi erityisesti tietoturva. Usein on hankala saada selville, mille kaikille tahoille geenitietosi annetaan – tai pystyykö tätä edes luotettavasti selvittämään.

Lähettämällä DNA-näytteesi et jaa pelkästään tietoa omasta perimästäsi, vaan luovutat tiedot samalla myös lähisukulaisistasi. Kaupalliselle yritykselle lähetetty geenitesti ei siis koske vain sinua. Tilannetta voisi verrata siihen, että lataat puhelimeesi sovelluksen, jonka käyttö edellyttää, että kuvasi ovat kaikkien saatavilla – ja eivät pelkästään ne parhaat selfiet, vaan myös kaikki läheisistä ottamasi kuvat.

Geenitestit osana tulevaisuuden terveydenhuoltoa

Geenitestit ovat todennäköisesti tulevaisuudessa yhä tiiviimmin osa yksilöityä terveydenhoitoa. Testaukselle tulisi kuitenkin olla aina järkevä syy ja tietoturva-asiat kunnossa. Esimerkiksi apteekissa myytävä laktoosi-intoleranssitesti tuntuu näin perus laktoosi-intolerantikon silmissä vähän turhalta – kuka ei itse huomaisi laktoosi-intoleranssiaan ilman testiä? Toki monelle testi voi olla tärkeä selvitettäessä epämääräisempien oireiden vyyhtiä. Toisaalta tieto siitä, ettei geeneistä löydy alttiutta tietylle taudille, voi myös saada ajattelemaan, ettei taudin muistakaan riskitekijöistä tarvitse välittää.

Parhaimmillaan geenitesti voi kuitenkin auttaa ennaltaehkäisemään tai ainakin viivästyttämään sairastumista useisiin sairauksiin tai toisaalta kannustaa yksilöä välttämään omalle geeniperimälleen tyypillisten tautien riskitekijöitä. Näin ollen geenitestit voisivat auttaa meitä elämään terveempinä ja pidempään.

Lähteet:

Resveratroli – päästäänkö tämän lähemmäs nuoruuden lähdettä?

Tasaisin väliajoin lehtien palstoille nousee ilosanoma punaviinin ja tumman suklaan terveysvaikutuksista. Näiden himoittujen nautintoaineiden terveellisyyden takana on sama nimittäjä – resveratroli. Resveratroli on fenoliyhdiste, joka on saanut maineen nuoruuden lähteenä. Kannattaako näin syksyn tullen panostaa kynttilöiden, viinin ja suklaan täyteisiin iltoihin nuoruuden tavoittelun nimissä?

Auttaako resveratroli vanhenemaan kuin viini? Kuva: Pixabay

Resveratroli on useissa kasveissa, kuten punaisissa viinirypäleissä, mustikoissa, puolukoissa ja karpaloissa esiintyvä fenoliyhdiste. Sen on todettu hidastavan ikääntymistä useilla eliöillä. Ihmeaineen resveratrolista tekee se, että se lisää nimenomaan maksimielinikää – eliöt eivät vain saavuta pisimmäksi arveltua ikäänsä, vaan elävät vielä sen yli.

Resveratroli estää lihomista, vanhenemista ja syöpää

Eläinkokeissa on osoitetu, että resveratroli aktivoi SIRT1-proteiinia. Kuten sirtuiineja käsittelevässä tesktissä todettiin, SIRT1 proteiinin aktiivisuus johtaa hiirillä hyvin samantapaiseen tulokseen kuin kalorirajoitteinen ruokavalio – ne ovat hoikkia, aineenvaihdunnaltaan terveempiä ja elävät normaalia pidempään. Hiirillä resveratrolin nauttimisen on todettu parantavan myös mitokondrioiden toimintaa ja sitä kautta hiirten juoksukykyä. Tämän lisäksi resveratrolin on havaittu suojaavan hiiriä lihomiselta ja aineenvaihdunnallisten ongelmien kehittymiseltä.

Resveratrolin vaikutukset erityisesti juoksukykyyn kulkevat mitokondrioiden määrää koordinoivan PGC1a-proteiini kautta. Ketju kulkee seuraavasti: Resveratroli aktivoi SIRT1-proteiinin, joka puolestaan käskee PGC1a-proteiinia lisäämään mitokondrioiden määrää. Suurempi määrä mitokondrioita puolestaan mahdollistaa tehokkaamman energiantuoton parantaen näin juoksukykyä.

Kaiken tämän lisäksi resveratrolin on havaittu myös estävän syöpää. Tämä vaikutus kulkee solun jakautumiskertoja säätelevien telomeerien kautta. Resveratroli laskee potentiaalisten syöpäsolujen telomeraasi-entsyymin aktiivisutta, jolloin syöpäsolut eivät enää voi jakautua loputtomasti.

Resveratroli parantaa terveyttä muttei aina lisää elinikää

On viitteitä siitä, että ikä, jolloin resveratrolin nauttiminen aloitetaan, vaikuttaa sen toimintaan elimistössä. Esimerkiksi resveratrolin antaminen aikuisille hiirille saa kyllä aikaan ikääntymisen merkkien vähentymisen, muttei lisää itse elinikää. On myös havaittu, että luontaisesti hoikilla ja geeniperimältään terveillä jyrsijöillä resveratroli parantaa tiettyjä terveyteen liittyviä muuttujia, muttei pidennä elinikää.

Vaikuttaisi siis siltä, että resveratrolin käytössä aloitusiällä ja terveydentilalla on merkitystä lopputuloksen kannalta.

Viinillä ja suklaalla lisää vuosia?

Eläinkokeiden perusteella resverarolin aikaansaamat vaikutukset ovat olleet niin vakuuttavia, että reveratrolista on toivottu nuoruudenlähdettä myös ihmisille. Ikävä uutinen viininystäville kuitenki on, että hiiritutkimusta vastaava määrä resveratrolia saataisiin juomalla noin 400 punaviinilasillista – päivässä. Riittävän resveratroli-määrän saavuttaminen suklaata syömällä tuskin on sen terveellisempää.

Usko resveratrolin toimivuuteen myös ihmisillä on kuitenkin ollut niin vahva, että innokkaimmat hankkivat sitä ravintolisänä. Resveratrolin tutkiminen ihmisillä on kuitenkin vasta lapsen kengissä, eikä pitkäaikaisvaikutuksia tunneta. Lisäksi resveratroli ohjaa niin monia solunsäätelyreittejä, että sen kokonaisvaltaisia vaikutuksia elimistössä on vielä hankala arvioida.

Lisätutkimuksia odotellessa voi kuitenkin huoletta syödä resveratolia sisältäviä hedelmiä ja marjoja, ja nauttia viinistä ja suklaastakin kohtuuden rajoissa!

Lähteet:

  • Lagouge M, Argmann C, Gerhart-Hines Z, Meziane H, Lerin C, Daussin F, Messadeq N, Milne J, Lambert P, Elliott P, Geny B, Laakso M, Puigserver P, Auwerx J: Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha. Cell 2006, 127(6):1109-1122.
  • Baur JA, Sinclair DA: Therapeutic potential of resveratrol: the in vivo evidence. Nat Rev Drug Discov 2006, 5(6):493-506.
  • Howitz KT, Bitterman KJ, Cohen HY, Lamming DW, Lavu S, Wood JG, Zipkin RE, Chung P, Kisielewski A, Zhang LL, Scherer B, Sinclair DA: Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature 2003, 425(6954):191-196.
  • Pearson KJ, Baur JA, Lewis KN, Peshkin L, Price NL, Labinskyy N, Swindell WR, Kamara D, Minor RK, Perez E, Jamieson HA, Zhang Y, Dunn SR, Sharma K, Pleshko N, Woollett LA, Csiszar A, Ikeno Y, Le Couteur D, Elliott PJ, Becker KG, Navas P, Ingram DK, Wolf NS, Ungvari Z, Sinclair DA, de Cabo R: Resveratrol delays age-related deterioration and mimics transcriptional aspects of dietary restriction without extending life span. Cell Metab 2008, 8(2):157-168.
  • Li YR, Li S, Lin CC: Effect of resveratrol and pterostilbene on aging and longevity. Biofactors 2018, 44(1):69-82.
  • Miller RA, Harrison DE, Astle CM, Baur JA, Boyd AR, de Cabo R, Fernandez E, Flurkey K, Javors MA, Nelson JF, Orihuela CJ, Pletcher S, Sharp ZD, Sinclair D, Starnes JW, Wilkinson JE, Nadon NL, Strong R: Rapamycin, but not resveratrol or simvastatin, extends life span of genetically heterogeneous mice. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2011, 66(2):191-201.
  • da Luz PL, Tanaka L, Brum PC, Dourado PM, Favarato D, Krieger JE, Laurindo FR: Red wine and equivalent oral pharmacological doses of resveratrol delay vascular aging but do not extend life span in rats. Atherosclerosis 2012, 224(1):136-142.
  • Varoni EM, Lo Faro AF, Sharifi-Rad J, Iriti M: Anticancer Molecular Mechanisms of Resveratrol. Front Nutr 2016, 3:8.

Pitkäikäiset kansat

Maailmassa on muutamia poikkeuksellisia alueita, joissa ihmiset elävät selvästi muuta väestöä pidempään. Tällaiset alueet on nimetty ”siniseksi vyöhykkeeksi”, ja niitä on maailmassa tällä hetkellä viisi; Sardinia, Okinawa, Ikaria, Loma Linda ja Nicoyan niemimaa. Alueet sijaitsevat hyvin eri puolilla maailmaa. Onko näiden kansojen tai elinalueiden välillä kuitenkin jotain yhteistä, mikä selittää pitkän eliniän?

Upeassa ympäristössä auringonlaskuja katselee mielellään useammankin. Kuva: Pixabay.

Sardinia [Italia] – Eliniän tasa-arvon kehto

Sardinian saarella Italiassa asuu enemmän satavuotiaita kuin missään muualla Euroopassa. Poikkeuksellista Sardinian itäisessä osassa on erityisesti miesten pitkä elinikä – he elävät lähes yhtä pitkään kuin alueen naiset. Vaikuttaisi siltä, että elinikää pidentävät, joko perimän tai ympäristön vaikutukset kohdistuvat tällä alueella vahvemmin miehiin. Tämä viittaisi siihen, että elinikää pidentävät syyt joko sijaitsevat sukupuolikromosomeissa tai riippuvat osin hormonitoiminnasta.

Sardiniassa väkimäärä on ollut pieni ja kansa eristyksissä, johtaen sukulaisavioliittoihin. Yleensä geenien vähäinen muuntelu ja naimakaupat lähisukulaisten kanssa johtavat lisääntyneisiin sairauksiin, mutta ehkä tämän kansan keskuudessa onkin sattunut positiivinen poikkeus, ja rikastumaan on lähtenyt geenimuoto, joka pidentää elinikää. Yksi Sardiniassa rikastunut geeni on malariatartuntoja estävä G6PD-geenin muoto, joka osaltaan suojaa väestöä. Geeniperimän lisäksi Sardinialaisten pitkäniän salaisuutena on pidetty paikallisia tuoreita vihannekset ja hedelmiä, aktiivista hyötyliikuntaa, ja punaviiniä – jossa on juuri tällä alueella erityisen runsaasti antioksidantteja.

Okinawa [Japani] – Vähemmän ravintoa, enemmän elinvuosia

Japanissa, Okinawan saarella kotonaan asuva ja aktiivisesti puuhasteleva satavuotias ei ole harvinaisuus. Lisäksi sydän – ja verisuonitaudit, syöpä, diabetes ja muistisairaudet ovat harvinaisia läntisen maailman tilastoihin verrattuna. Tutkijat ympäri maailman ovat tehneet saarelle matkoja selvittääkseen okinawalaisten pitkän iän salaisuuden. Pitkäikäisyys johtuu nykykäsityksen mukaan kolmesta tekijästä: kalorien rajoittamisesta, terveellisestä ruokavaliosta ja aktiivisesta elämäntavasta.

Okinawalainen ruokavalio koostuu enimmäkseen kasviksista ja riisistä ja tofusta. Olennaisempaa kuin itse ruokavalio on kuitenkin okinawalaisten kalorien rajoittaminen; he noudattavat periaatetta nimeltä hara hachi bu, joka tarkoittaa sitä, että syöminen lopetetaan, kun olo tuntuu 80-prosenttisesti kylläiseltä. Tämä olisi myös länsimaisessa lounasbuffetissa tärkeä, joskin hankalasti noudatettava sääntö. Ruokarajoituksen merkitystä tukee havainto, että okinawalaisten elinajanodote on lähtenyt laskuun länsimaistuneiden elintapojen myötä.

Ikaria [Kreikka] – Välimeren ruokavalio pitkän iän pohjana

Ikarian saarella Kreikassa poikkeuksellisen suuri osa ihmisistä saavuttaa yli 90 vuoden iän. Syyksi on arveltu Välimeren ruokavaliota, aktiivista liikuntaa ja sosiaalista elämäntapaa – tunnollista siestan viettoa unohtamatta! Välimeren ruokavalioon kuuluvat kylmäpuristettu oliiviöljy, vihannekset, hedelmät, pähkinät, pavut ja viljatuotteet, sekä kohtuullisessa määrin kala, liha, maitotuotteet ja punaviini. Välimeren ruokavalio on maailmanlaajuisesti tunnettu käsite ja sitä pidetäänkin terveellisen ruokavalion perustana. Tutkimusten perusteella ikarialaisten elintavat näyttävät suojaavan sydän- ja verisuonitaudeilta, liikalihavuudelta ja tyypin 2 diabetekselta, jotka tunnetusti heikentävät selviytymistä erityisesti korkealla iällä.

Loma Linda [Yhdysvallat] – Yhteisöllinen terveyskäsitys ohjaa elinikää

Kalifornian Loma Lindan adventistiyhteisössä ihmiset elävät 5–10 vuotta kauemmin kuin muualla Yhdysvalloissa. Tällä kertaa on arveltu, ettei geeneillä ei ole asian kanssa juurikaan tekemistä, vaan yhdistävä tekijä löytyy elintavoista: adventismi korostaa terveellisiä elintapoja, ja yhteisöön kuuluvat eivät käytä alkoholia eivätkä polta tupakkaa ja useimmat ovat kasvissyöjiä. Lomalindalaiset myös syövät paljon pähkinöitä ja liikkuvat säännöllisesti. Tutkijat ovat myös pohtineet, mahtaako hengellisyydellä olla jotakin tekemistä pitkäikäisyyden kanssa.

Nicoyan niemimaa [Costa Rica] – Ravinnon matala glykeeminen indeksi hitaan vanhenemisen tukena

Sinisiä vyöhykkeitä tutkittaessa käy pian selväksi, että miehen on paras syntyä joko Sardiniaan tai Nicoyan niemimaalle – molemmissa paikoissa pitkä elinikä nimittäin tuntuu koskettavan erityisesti miehiä. Nicoyan niemimaan asukkaat ovat hoikkia, heillä on alhaisemmat sydän- ja verisuonitautien riskitekijät ja sitä kautta myös alhaisempi kuolleisuus. Nicoyan niemimaan asukkailla on myös muuta väestöä pidemmät telomeerit, viitaten pitkään elinikään.

Ruokavaliossa Nicoyan niemimaalla suositaan riisiä, papuja ja eläinperäistä proteiini (kalaa, kanaa, lihaa) ja ravinnossa on runsaasti kuitua ja alhainen glykeeminen indeksi. Glykeemisellä indeksillä kuvataan ravinnon hiilihydraattien imeytymisnopeutta. Mitä pienempi glykeeminen indeksi ravinnolla on, sitä pienempi on sen vaikutus verensokeriin. Matala glykeeminen indeksi on yleisesti kasviksilla, kokojyvätuotteilla ja useimmilla hedelmillä. Nycoyan niemimaan väestön elinikä vaikuttaa olevan geeniperimää enemmän sidoksissa ruokavalioon, sillä alueelta pois muuttaneet menettävät elinikäetunsa elinympäristön muuttuessa.

Näitä viittä ihmisryhmää yhdistää pitkän eliniän lisäksi joko historiallinen tai maantieteellinen eristyneisyys muusta väestöstä.

Valitettavasti muuttaminen pitkäikäisen kansan keskelle syrjäiselle saarelle tai vuoristoon ei välttämättä auttaisi elämään pidepään – joskin eliniän kannalta edullisempi ruokavalio voisi edistää oman geeniperimän laatiman maksimieliniän saavuttamista. Mitä siis opimme näiltä pitkään eläviltä kansoilta? Hyvä geeniperimä, kalorirajoitteinen, kasvispohjainen ruokavalio ja korkea fyysinen aktiivisuus yhdessä hyvän sosiaalisen elämän (ja kohtuullisen viininnauttimisen) kanssa ovat avaimia pitkään elinikään.

Lähteet:

  • Poulain M, Herm A and Pes GM: The Blue Zones: areas of exceptional longevity around the world. Vienna Yearbook of Population Research. Vol. 11, Special issue on Determinants of unusual and differential longevity (2013), pp. 87-108.
  • Pes GM, Tolu F, Dore MP, Sechi GP, Errigo A, Canelada A, Poulain M: Male longevity in Sardinia, a review of historical sources supporting a causal link with dietary factors. Eur J Clin Nutr 2015, 69(4):411-418.
  • Caselli G, Pozzi L, Vaupel JW, Deiana L, Pes G, Carru C, Franceschi C, Baggio G: Family clustering in Sardinian longevity: a genealogical approach. Exp Gerontol 2006, 41(8):727-736.
  • Gavrilova NS, Gavrilov LA: Comments on dietary restriction, Okinawa diet and longevity. Gerontology 2012, 58(3):221-3; discussion 224-6.
  • Willcox BJ, Willcox DC, Todoriki H, Fujiyoshi A, Yano K, He Q, Curb JD, Suzuki M: Caloric restriction, the traditional Okinawan diet, and healthy aging: the diet of the world’s longest-lived people and its potential impact on morbidity and life span. Ann N Y Acad Sci 2007, 1114:434-455.
  • Stefanadis CI: Unveiling the secrets of longevity: the Ikaria study. Hellenic J Cardiol 2011, 52(5):479-480.
  • Panagiotakos DB, Chrysohoou C, Siasos G, Zisimos K, Skoumas J, Pitsavos C, Stefanadis C: Sociodemographic and lifestyle statistics of oldest old people (>80 years) living in ikaria island: the ikaria study. Cardiol Res Pract 2011, 2011:679187.
  • Orlich MJ, Singh PN, Sabate J, Jaceldo-Siegl K, Fan J, Knutsen S, Beeson WL, Fraser GE: Vegetarian dietary patterns and mortality in Adventist Health Study 2. JAMA Intern Med 2013, 173(13):1230-1238.
  • Rosero-Bixby L, Dow WH, Rehkopf DH: The Nicoya region of Costa Rica: a high longevity island for elderly males. Vienna Yearb Popul Res 2013, 11:109-136.
  • Rosero-Bixby L, Dow WH: Predicting mortality with biomarkers: a population-based prospective cohort study for elderly Costa Ricans. Popul Health Metr 2012, 10(1):11-7954-10-11.
  • Rehkopf DH, Dow WH, Rosero-Bixby L, Lin J, Epel ES, Blackburn EH: Longer leukocyte telomere length in Costa Rica’s Nicoya Peninsula: a population-based study. Exp Gerontol 2013, 48(11):1266-1273.

Kiihdyttääkö lihominen vanhenemista?

Ylipainon ja siihen liittyvien sairauksien yleistyminen länsimaissa on alkanut vaikuttaa jo elinajanodotteeseen. Nyt kasvavat sukupolvet voivat olla ensimmäisiä, jotka elävät vanhempiaan lyhemmän ajan. Miksi ylipaino sitten lisää riskiä kuolla nuorempana? Yksi vastaus voi olla rasvakudoksen erittämä adiponektiini.

Ylipaino saattaa kiihdyttää vyötärön kasvun lisäksi myös ikääntymistä. Kuva: Pixabay.

Adiponektiini on rasvakudoksesta verenkiertoon erittyvä hormoni, joka vaikuttaa muun muassa sokeri- ja rasva-aineenvaihduntaan. Sitä on myös tituleerattu yhdeksi eliniän säätelijäksi. Epäloogista kyllä, adiponektiinin taso on sitä matalampi, mitä korkeampi kehonmassaindeksi (BMI) ihmisellä on. Toisin sanoen, mitä enemmän kehossa on rasvaa, sitä vähemmän adiponektiinia tuotetaan. Perinteisesti aikuisilla BMI>25 tarkoittaa ylipainoa ja BMI>30 liikalihavuutta. BMI ei kuitenkaan kerro koko totuutta, sillä se ei huomioi kehonkoostumusta, kuten lihasmassaa. Veren adiponektiinitason on havaittu vaikuttavan sairastumisalttiuteen; henkilöillä, joilla veren adiponektiinipitoisuus on matala, on suurempi riski sairastua muun muassa metaboliseen oireyhtymään.

Adiponektiini suomalaisilla

Eräs meille suomalaisille tyypillinen geenimuoto voi lisätä riskiä metabolisille sairauksille. Yksi adiponektiinin rakenteeseen vaikuttava geenimuunnos on nimittäin yleinen suomalaisilla tyypin 2 diabeetikoilla. Adiponektiinin määrän lisäksi myös sen rakenne siis näyttäisi vaikuttavan kehon toimintaan.

On myös havaittu, että naisilla ja miehillä veren adiponektiinitaso vaikuttaa sairauksien riskiin eri lailla. Naisilla on tyypillisempää, että adiponektiinitaso on yhteydessä useampiin sydän- verisuonitautien riskitekijöihin, kuten korkeaan verenpaineeseen ja kehnoihin veren rasva-arvoihin. Naisilla adopinektiinitasoon voivat vaikuttaa myös vaihdevuodet – hormonikorvaushoito vaikuttaisi kaikeksi harmiksi laskevan adiponektiinitasoa, ainakin suun kautta annosteltuna.

Korkea ikä – korkea adiponektiinitaso

Miten adiponektiini sitten liittyy ikääntymiseen? Veren adiponektiinipitoisuuden on havaittu kasvavan ikääntyessä. Tämä on sinällään ristiriitainen havainto, sillä vanheneminen myös lisää sydän- ja verisuonitautien ja metabolisten sairauksien riskiä. Kun veren adiponektiinipitoisuus määritettiin hyvin iäkkäiltä (>95 vuotiaat), olivat heidän adiponektiinitasonsa huomattavasti nuorempia ikäryhmiä korkeammat. Samalla havaittiin, että adiponektiinitasot ovat osittain perinnöllisiä, sillä yli 95-vuotiaiden jälkeläisillä tasot olivat korkeammat kuin vastaavan ikäisillä, ei-pitkäikäistä sukua olevilla henkilöillä. Lisäksi adiponektiinin tietty geenimuoto yhdistettynä adiponektiiniin korkeaan määrään on yhteydessä pitkään elinikään. Jokin adiponektiinin rakenteessa, tuotannossa ja erittämisessä verenkiertoon siis tuntuu olevan osana pitkän iän salaisuutta.

Lihominen voi kiihdyttää vanhenemista monella tavalla

Lihominen, tai oikeammin liikalihvuus, vähentää adiponektiinin tuotantoa, joka osaltaan lisää metabolisten ja sydän- ja verisuonitautien riskiä. Nämä sairaudet puolestaan voivat lyhentää elinikää. Ylipaino itsessään lisää myös tiettyjen syöpien yleisyyttä, oksidatiivisen stressin määrää, ja liikalihavuden on havaittu olevan yhteydessä mitokondrioiden heikentyneeseen toimintaan ja lyhentyneisiin telomeereihin. Lihominen voi kiihdyttää siis ikääntymistä monen eri reitin kautta.

Veren adiponektiinitaso yksin tuskin määrittää elinikää. Adiponektiinitaso tai sen geeninimuoto voivat kuitenkin auttaa metabolisten sairauksien riskin arvioimisessa. Adiponektiini on myös potentiaalinen lääkeaine ylipainoon liittyevien sairauksien hoidossa, ja sitä kautta eläiniän pidentämisessä. Kuka tietää, jos joskus tulevaisuudessa korkean riskin geeniä kantavien viallinen geeni vaihdetaan edullisempaan muotoon geeniterapian avulla terveemmän kehon ja pidemmän eliniän toivossa.


Lähteet:

  • Atzmon G, Pollin TI, Crandall J, Tanner K, Schechter CB, Scherer PE, Rincon M, Siegel G, Katz M, Lipton RB, Shuldiner AR, Barzilai N: Adiponectin levels and genotype: a potential regulator of life span in humans. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2008, 63(5):447-453.
  • Jalovaara K, Santaniemi M, Timonen M, Jokelainen J, Kesaniemi YA, Ukkola O, Keinanen-Kiukaanniemi S, Rajala U: Low serum adiponectin level as a predictor of impaired glucose regulation and type 2 diabetes mellitus in a middle-aged Finnish population. Metabolism 2008, 57(8):1130-1134.
  • Ukkola O, Santaniemi M, Rankinen T, Leon AS, Skinner JS, Wilmore JH, Rao DC, Bergman R, Kesaniemi YA, Bouchard C: Adiponectin polymorphisms, adiposity and insulin metabolism: HERITAGE family study and Oulu diabetic study. Ann Med 2005, 37(2):141-150.
  • Ukkola O, Santaniemi M: Adiponectin: a link between excess adiposity and associated comorbidities? J Mol Med (Berl) 2002, 80(11):696-702.
  • Cnop M, Havel PJ, Utzschneider KM, Carr DB, Sinha MK, Boyko EJ, Retzlaff BM, Knopp RH, Brunzell JD, Kahn SE: Relationship of adiponectin to body fat distribution, insulin sensitivity and plasma lipoproteins: evidence for independent roles of age and sex. Diabetologia 2003, 46(4):459-469.
  • Salvestrini V, Sell C, Lorenzini A: Obesity May Accelerate the Aging Process. Front Endocrinol (Lausanne) 2019, 10:266.
  • de Mello AH, Costa AB, Engel JDG, Rezin GT: Mitochondrial dysfunction in obesity. Life Sci 2018, 192:26-32.

Valmiina, paikoillanne, vanhene – vanhenemisen ihmistutkimukset

Ihminen on haastava tutkittava. Ihmiset nimittäin eroavat toisistaan suuresti niin perimän, ympäristön kuin ravitsemuksenkin suhteen. Ikääntymistutkimuksen kannalta ehkä isoin haaste on kuitenkin ihmisten pitkä elinikä. Tästäkin huolimatta ikääntymistä tutkitaan ihmisillä erilaisilla koeasetelmilla. Sinä ja minä nimittäin olemme parhaita mallintamaan juuri ihmisten ikääntymistä. Mikä parasta, erityisesti Suomi on ihmistutkimusten luvattu maa.

Ikääntymisen tutkiminen ihmisillä on haastavaa mutta palkitsevaa. Kuva: Pixabay.

Edellisessä blogitekstissä sivuttiin erilaisten eläinmallien hyödyntämistä ikääntymisen tutkimisessa. Eläinmallien kiistaton vahvuus on perimän ja ympäristön kontrolloitavuus – voimme päättää tismalleen, missä ympäristössä ja millaista ravintoa yksilö käyttää. Sen sijaan ihmistä ei voida käskeä viettämään loppuikäänsä laboratoriossa, saati syömään vain tietynlaista ravintoa.

Kysymyslomakkeiden lähettäminen on yksi käytetyimpiä tutkimuksellisia keinoja ihmistutkimuksissa. Kysymyslomakkeet ovat nopea, edullinen ja tehokas tapa kerätä tietoa isolta ihmisryhmältä. Etenkin nykyisin suuri osa kyselyistä toteutetaan nettikyselyinä, jolloin tiedonkäsittely on myös helppoa ja nopeaa. Ikävä kyllä ihmiset ovat kuitenkin epätarkkoja taipuvaisia muun muassa liioittelemaan liikunnan määrää, jos sitä kysytään lomakkeen avulla. Lisäksi kyselylomakkeisiin jättää vastaamatta suuri osa ihmisestä, jolloin vastaukset eivät enää edusta koko tutkimusjoukkoa. Tarkempi tapa kerätä tietoa onkin pyytää koehenkilöt laboratorioon mittauksiin.

Ihmiset oman vanhenemisensa malleina

Ihmistutkimusten asetelmia on kolmea eri päätyyppiä: Poikittaistutkimus, pitkittäistutkimus tai interventio. Poikittaistutkimukseksi kutsutaan tutkimustapaa, jossa tarkoituksena on tutkia tiettyä ilmiötä valittuna ajankohtana. Esimerkki vanhenemisen poikittaistutkimuksesta voisi olla telomeerien pituuden mittaaminen verestä 50-vuotiailta ei-liikkuvilta ja liikunnallisilta ihmisiltä, ja tutkia, eroaako telomeerien pituus liikunnan määrän suhteen.

Pitkittäis/seurantatutkimuksessa tutkitaan muutosta ja kehittymistä pitkän aikavälin kuluessa. Tutkimus perustuu saman tutkimuskohteen seuraamiseen, muutosten havaitsemiseen ja esimerkiksi muutokseen vaikuttaneiden tekijöiden tai aikaansaamien seurausten tarkasteluun. Tässä asetelmassa ei pyritä vaikuttamaan koehenkilöiden käyttäytymiseen vaan seuraamaan valittuja muutoksia ajan kuluessa. Pitkittäistutkimuksessa voitaisiin esimerkiksi mitata telomeerien pituutta samoilta henkilöiltä 50, 60, 70 ja 80-vuotiaina ja seurata, miten telomeerien pituuden muutokset ennakoivat tulevaa elinikää.

Ikääntyessä on lupa ryppyillä. Kuva: Pixabay.

Interventiotutkimus tarkoittaa tutkimusta, jossa puututaan yksilön tai ryhmän toimintaan, esimerkiksi ravitsemukseen.  Tutkimuksen aikana koehenkilön tulee siis sitoutua noudattamaan hänelle annettuja ohjeita. Interventiotutkimuksia ovatkin tyypillisesti ravinto- ja liikuntainterventiot. Interventiotutkimukset ovat aina tyypiltään pitkittäis/seurantatutkimuksia, sillä niissä mitataan haluttuja muuttujia ennen ja jälkeen intervention. Interventiotutkimuksessa joukko ei-urheilevia koehenkilöitä voitaisiin jakaa ei-urheilevaan (kontrolliryhmä) ja säännöllisesti urheilevaan ryhmään (interventioryhmä). Ryhmiltä mitattaisiin telomeerien pituus verestä ennen intervention alkua ja sen jälkeen, ja tutkittaisiin, vaikuttiko urheilu telomeerien pituuteen. Interventiotutkimuksissa on tärkeää satunnaistaa tutkittavat eri koeryhmiin, jolloin esimerkiksi kaikki urheiluhullut eivät satu liikuntaryhmään, mikä vääristäisi tuloksia. Mikäli mahdollista, koehenkilön ei myöskään tule tietää missä tutkimusryhmässä hän on – tämä onnistuu lähinnä vain lääkkeisiin liittyvissä tutkimuksissa, joissa osalle annetaan valepilleri ja toisille oikea lääke.

Kaksostutkimukset – tutkijan lottovoitto!

Kaksoset ovat tutkijoille oikea kultasuoni. Onneksemme juuri meillä Suomessa on poikkeuksellisen kattavia kaksosaineistoja, joista ollaan kiinnostuneita maailmanlaajuisestikin. Kaksostutkimuksilla saadaan hyvin arvokasta tietoa siitä, miten geenit ja ympäristö vaikuttavat elinikään. Kun tutkitaan vanhenemista, on tärkeää valita tutkittavat kaksosparit siten, että he ovat samaa sukupuolta, sillä naiset elävät tyypillisesti miehiä pidempään. Jos geeniperimän vaikutus itsessään halutaan sulkea pois, täytyy kaksosten olla identtisiä. Juuri kaksostutkimusten perusteella on selvitetty muun muassa, että noin 25 % eliniän pituudesta selittyy geeneillä.

Ihmisiä voidaan hyödyntää monenlaisissa eri koeasetelmissa, ja meillä Suomessa tehdään paljon tasokasta ikääntymisen tutkimusta. Maamme yksi vahvuus on ehdottomasti tutkimuksiin innokkaasti osallistuvat ihmiset – monissa maissa saadaan vain haaveilla yhtä sitoutuneista ja säntillisistä (ja ilmaisista) koehenkilöistä. Ethän siis jätä tilaisuutta käyttämättä, mikäli kutsu tutkimukseen tulee!

Lähteet:

  • Skytthe A, Pedersen NL, Kaprio J, Stazi MA, Hjelmborg JV, Iachine I, Vaupel JW, Christensen K: Longevity studies in GenomEUtwin. Twin Res 2003, 6(5):448-454.
  • Sallis JF, Saelens BE: Assessment of physical activity by self-report: status, limitations, and future directions. Res Q Exerc Sport 2000, 71 Suppl 2:1-14.
  • Kaprio J: The Finnish Twin Cohort Study: an update. Twin Res Hum Genet 2013, 16(1):157-162.

Erikoisesti ikääntyvät eläimet

Vanheneminen on kutkuttavan monimutkainen ilmiö. Jotta sen saloihin päästäisiin käsiksi ihmisten avulla, täytyisi seuranta-ajan olla reilu sata vuotta. Yhden tutkijan elinkaaren aikana ei näin ollen kummoisiin tieteellisiin läpimurtoihin yllettäisi. Lisäksi ihmisten perimä, elinympäristö ja ravitsemus vaihtelevat suuresti, tehden syy-seuraus-suhteiden määrittämisestä vähintäänkin haastavaa. Tämän vuoksi vanhenemisen tutkimisessa hyödynnetään myös eläinmalleja. Eläinmaailmasta on löydetty myös kiinnostava, ikääntymistä uhmaava laji.

Eläimet voivat ennustaa paljon muutakin kuin säätä. Kuva: Pixabay.

Sukkulamadot ikääntymisen salojen selvittäjinä

Vanhenemisen saloihin on yritetty päästä käsiksi erilaisten eläinmallien avulla jo vuosikymmeniä. Erityisesti selkärangattomat, kuten sukkulamadot (C. Elegans), ovat tähän tarkoitukseen sopivia. Niiden elämänkierto on lyhyt (elinikä 2-3 viikkoa), geenistö yksinkertainen ja muunneltavissa, ja ympäristö helposti kontrolloitavissa. Näin ollen sukkulamatoja on helppo manipuloida joko kehon sisältä (geenit) tai ulkoa (elinympäristö) ja selvittää näiden vaikutusta elinikään.

Hämmästyttävää kyllä, sukkulamadot, joilla on täsmälleen sama geeniperimä ja jotka elävät samassa ympäristössä, voi olla eri mittainen elinikä. Elinikään vaikuttaakin geenistön ja ympäristön lisäksi sattuma, jopa laboratorio-oloissa. Samaisilla sukkulamadoilla tehdyssä tutkimuksessa havaittiin myös pitkän eliniän haittapuolia; pitkäikäisiksi geenimuunnellut sukkulamadot olivat hitaasti kasvavia ja huonommin lisääntyviä, eivätkä kyenneet yhtä hyvin reagoimaan ympäristön muutoksiin kuin lyhempi-ikäiset lajitoverinsa. Tällaiset piirteet olisivat sukkulamotojen luonnollisessa elinympäristössä tuhoisia.

Vaikka sukkulamadot ovat oivallisia yksittäisten geenien tutkimuksessa, ei niissä havaitut ilmiöt välttämättä toistu ihmisessä. Ihmisen perimä ja elinjärjestelmät kun ovat huomattavasti sukkulamatoa monimutkaisempia. Siksi ikääntymisen tutkimus vaatii tuekseen myös monimutkaisempia, ihmistä paremmin mallintavia eläimiä.

Vanhenemisen jalostetut eläinmallit

Vanhenemisen geneettisen taustan tutkimista hankaloittaa erityisesti se, että monet vanhenemiseen vaikuttavat geenit ovat pleiotropisia. Pleiotropialla tarkoitetaan sitä, että yksi geeni vaikuttaa useaan yksilössä olevaan ominaisuuteen. Esimerkkinä geeni x saisi aikaan sekä urheiluhullun että pitkään elävän yksilön. Tämä geenien ominaisuuksien toisiinsa kytkeytyminen hankaloittaa yksittäisten geenien merkityksen selvittämistä.

Jalostetuilla eläinmalleilla tarkoitetaan yksilöitä, joille ei ole pakotettu jotain tiettyä geenimuunnosta mutaation avulla. Sen sijaan syntyneistä yksilöistä on sukupolvien ajan valikoitu sellaiset, joilla on jokin haluttu piirre. Sama periaate toimii myös vaikkapa karjan jalostamisessa. Tällaisella ohjatulla luonnonvalinnalla luotujen eläinmallien vahvuus on siinä, että ne edustavat perimän monimuotoisuudeltaan paremmin meitä ihmisiä.

Yksi esimerkki tällaisesta eläinmallista ovat hyvän ja huonon juoksukyvyn rotat. Nämä kaksi rottalinjaa on erotettu toisistaan jalostamaan hyviä juoksijoita keskenään ja huonoja juoksijoita keskenään. Tällöin useiden sukupolvien jalostuksen myötä juoksukyvystä tuleekin synnynnäinen ominaisuus. Pian havaittiin, että juoksukykyä jalostamalla tultiinkin samalla jalostaneeksi hyvin pitkäikäinen rottalinja – hyvät juoksijat nimittäin elävät selvästi huonoja juoksijoita pidempään riippumatta siitä, treenaavatko ne tätä perimässä saatua ominaisuutta vai eivät. Tässä nähdään aiemmin mainittu esimerkki pleiotropiasta käytännössä. Vastaavat useaan ominaisuuteen kytkeytyvät geenit ovat tyypillisiä myös ihmisille.

Kaljurotalla on poikkeuksellisen fiksut itsensäkorjausmekanismit. Kuva: Pixabay.

Kaljurotta uhmaa ikääntymistä

Kaljurotta on veikeän ulkomuotonsa lisäksi varsin kestävä nisäkäs. Se nimittäin uhmaa muita eläimiä koskevia ikääntymisen lakeja. Kaljurotat elävät huomattavasti pidempään kuin niiden koko antaisi ymmärtää. Siinä missä hiiret elävät vankeudessa noin kolme vuotta voi kaljurotta elää jopa yli kolmekymmentä.

Mikä on kaljurotan pitkän iän salaisuus? Yllättävää kyllä, kaljurotilla on havaittu olevan suuri oksidatiivisen stressin määrä ja lyhyet telomeerit. Näiden ajatellaan perinteisesti johtavan lyhyeen elinikään. Sen sijaan kaljurotilla on hyvin aktiiviset DNA:n korjausmekanismit ja runsaasti auttavia valkuaisaineita, jotka huolehtivat solun rakennusaineiden oikeasta muodosta. Ne eivät siis anna solutason vaurioiden kasaantua, vaan pitävät solunsa niin sanotusti siistinä vanhenemisesta huolimatta. Kaljurotat vaikuttavat myös torjuvan syövän syntymistä tehokkaasti.

Erilaiset eläinmallit voivat opettaa meille hurjasti vanhenemisesta. On tietysti kokonaan oma eettinen kysymyksensä, missä määrin eläimiä saa, tai saako, tutkimuksissa hyödyntää. Erityisesti yksittäisten mekanismien selvittäminen onnistuu nykyisillä tutkimuksen keinoilla kuitenkin luotettavasti vain hyvin kontrolloidussa ympäristöstä, johon ei toistaiseksi päästä käsiksi vain ihmisiä tutkimalla.

Lähteet:

  • Kenyon C: The plasticity of aging: insights from long-lived mutants. Cell 2005, 120(4):449-460.
  • Herndon LA, Schmeissner PJ, Dudaronek JM, Brown PA, Listner KM, Sakano Y, Paupard MC, Hall DH, Driscoll M: Stochastic and genetic factors influence tissue-specific decline in ageing C. elegans. Nature 2002, 419(6909):808-814.
  • Walker DW, McColl G, Jenkins NL, Harris J, Lithgow GJ: Evolution of lifespan in C. elegans. Nature 2000, 405(6784):296-297.
  • Koch LG, Britton SL, Wisloff U: A rat model system to study complex disease risks, fitness, aging, and longevity. Trends Cardiovasc Med 2012, 22(2):29-34.
  • Edrey YH, Hanes M, Pinto M, Mele J, Buffenstein R: Successful aging and sustained good health in the naked mole rat: a long-lived mammalian model for biogerontology and biomedical research. ILAR J 2011, 52(1):41-53.
  • https://www.sciencemag.org/news/2018/01/naked-mole-rats-defy-biological-law-aging