Ihmisen ylipaino näkyy solujen sisällä: solujen energiatehtaat eli mitokondriot laiskottelevat

17.11.2020
Mitokondriotutkijat etsivät lääkettä rasvasolujen haitalliseen epätasapainotilaan ja lihomiseen.

Perintötekijät vaikuttavat sangen paljon siihen, kuka lihoo toisia helpommin. Myös ylipainoon liittyvät sairaudet, kuten tyypin 2 diabetes tai sydän- ja verisuonisairaudet, puhkeavat joillain ihmisillä herkemmin kuin toisilla.

Yksi tärkeä mutta vielä melko tuntematon tekijä liittyy painonnousuun: solujemme energiataloutta säätelevä mitokondrio. Mitokondrioiden aktiivisuus kertoo aineenvaihdunnan tehokkuudesta. Painoa kertyy helpommin niille, joilla on laiskat mitokondriot. Ylipainon karttuessa rasvasolut joutuvat epätasapainoon.

Kun rasvasolujen varastointikyky venyy äärirajoille, seuraa tulehdustila. Samaan aikaan mitokondrioiden määrä vähenee ja niiden toiminta hidastuu.

Lisäksi glukoosi- ja rasva-aineenvaihdunta häiriintyvät soluissa. Rasvaa vapautuu verenkiertoon ja kertyy myös sisäelimiin.

Rasvasolujen epätasapaino ruokkii haitallista kierrettä, jonka alkupistettä ei vielä ole löydetty. Nyt kuitenkin tiedetään, että rasvasolujen mitokondrioiden tehokas toiminta on tärkeää koko kehon hyvinvoinnille.

Menetelmä työn alla

— Aineenvaihdunnan monimutkaisesta luonteesta kertoo se, että laihduttaminen kaloreita rajoittamalla näyttää hidastavan mitokondrioiden toimintaa entisestään, biolääketieteilijä, dosentti Eija Pirinen kertoo.

Erittäin ylipainoisten henkilöiden rasvakudoksen mitokondriot saavat vauhtia lihavuusleikkauksesta. Sitä, miksi eri laihdutusmenetelmät vaikuttavat mitokondrioihin eri tavoilla, ei vielä tarkkaan tunneta.

Tutkimuksessa on kuitenkin päästy harppaus eteenpäin.

— Uusilla menetelmillä voimme määrittää mitokondrioiden aktiivisuutta rasvakudoksesta.

Mitokondrioiden toiminnan aktiivisuutta mitataan hapenkulutuksena: mitä aktiivisempi mitokondrio, sitä suurempi hapenkulutus.

Pirinen kehittelee paraikaa menetelmää, jolla voisi määrittää mitokondrioiden aktiivisuutta pakastetusta rasvakudoksesta. Se toisi merkittävän lisäyksen analysoitavien näytteiden määrään.

3d jyrsijän sijaan

Ylipainon lääkitsemiseksi aineenvaihdunnan tapahtumat on tunnettava tarkkaan. Pirisen tutkimusryhmä on saanut rasvasolunäytteitä monilta potilasryhmiltä, muun muassa lihavuusleikkauksen läpikäyneiltä.

Hyvät kontaktit sairaaloihin helpottavat tutkijoiden etenemistä työssään.

— Suomessa lääkärit tekevät mielellään yhteistyötä tutkimusryhmien kanssa, Pirinen iloitsee.

Uutuutena alalla ovat potilaista johdetut 3D-rasvasolukasvatukset.

— Perinteisesti aineenvaihduntaa tutkitaan hiirien avulla ja yksisolukerrosviljelmissä, jotka eivät mallinna yhtä hyvin ihmisen rasvakudoksen toimintaa.

3D-rasvasolukasvatukset kuvastavat luovuttajan aineenvaihduntaa, joten kasvatus on tarkkaa — ja eettisesti kestävää.

— Jyrsijämallit ovat olleet välttämättömiä lääkekehityksen kannalta, mutta hiiri ei ole ihminen.

Toiveikkaita näkymiä

Eija Pirinen innostui mitokondrioista puolivahingossa väitöstutkimuksensa aikana.

— Huomasimme, että hiiret, joilla oli tarkoitus tutkia syöpää, eivät lihoneet millään. Hoikat hiiret tuottivat ylen määrin erästä entsyymiä, jonka vuoksi hiirten mitokondrioiden määrät lisääntyivät ja glukoosin otto soluihin parani.

Pirinen jatkoi mitokondriotutkimusta Sveitsissä ja nyttemmin jälleen kotimaassa. Parhaillaan kehitteillä on testi, jonka avulla voitaisiin hahmotella kunkin yksilöllistä mitokondrioiden aineenvaihduntaprofiilia.

Päämääränä on ymmärtää entistä paremmin laihtumisen aikaisia solubiologisia tapahtumia ja saada kehitettyä entistä räätälöidympää hoitoa ylipainoon.

Tutkijat hakevat myös lääkeaineita, jotka kiihdyttäisivät mitokondrioiden toimintaa.

— Olemme jo löytäneet muutamia tehokkaita mitokondrioiden toiminnan tehostajia, jotka pienensivät 3D-kasvatusten rasvasoluja. Käsissämme saattaa olla pian keino edesauttaa laihtumista.

Artikkeli on julkaistu Yliopisto-lehdessä 8/2020.