Julkaistu 5.11.2024
Teksti: Aino Latva-Rasku
Kuva: Lauri Nummenmaa
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy

 

Kiinnostus aivojen rooliin elimistön energiatasapainon säätelijänä on viime aikoina ollut kasvussa. Suolistohormonien lisäksi esimerkiksi rasvakudoksen erittämät hormonit aktivoivat aivoissamme kylläisyyskeskuksia ja vähentävät ruokahalua. Tyypin 2 diabeteksessa ja lihavuudessa nämä signaalit kuitenkin vaimenevat. Aivot toimivatkin tietyssä mielessä itsekkäästi turvatakseen oman energiansaantinsa, ja ne muokkaavat myös muun elimistön aineenvaihduntaa ylläpitääkseen itselleen sopivaa ravintoaineiden saatavuutta. Mielenkiintoista – huolestuttavaa – on se, että kohonneen verensokeritason ja tyypin 2 diabeteksen lisäksi aivojen aineenvaihdunnan muutoksilla näyttää olevan yhteys lisääntyneeseen muistisairauksien ja psyykkisten sairauksien puhkeamisen riskiin.

Insuliiniresistenssin taustalla useita syitä

Lihavuuteen ja tyypin 2 diabetekseen liittyy olennaisesti insuliiniresistenssi, jolla tarkoitetaan insuliinin heikentynyttä kykyä lisätä solujen ravintoaineiden varastointia. Tämä ilmiö on tunnistettu useimmissa ihmiselimistön kudoksissa, kuten lihaksissa, maksassa, ihonalais- ja sisäelinrasvassa, ohutsuolen seinämässä ja munuaisissa. Ilmiö on myös mitattavissa, ja se näkyy insuliinin kohdekudosten alentuneena kykynä siirtää glukoosia aterian jälkeen verestä soluihin.

Insuliiniresistenssin taustalta on tunnistettu solutasolla monia syitä. Ilmiötä saattaa selittää rasvahappojen liiallinen kertyminen solujen sisään, matala-asteinen tulehdus tai häiriöt energiaa tuottavien mitokondrioiden toiminnassa.

Oma tutkimusryhmäni on käyttänyt positroniemissiotomografiaa (PET) ihmisten eri kudosten insuliiniherkkyyden mittaamiseen. Tutkittaville annetaan glukoosimerkkiainetta ja samanaikaisesti verenkierron insuliinitaso nostetaan ruokailun jälkeistä tilaa vastaavaksi. Merkkiaineen kertymisnopeus kertoo insuliinin kyvystä lisätä glukoosin varastointia tietyssä kudoksessa. Lihavuudessa ja tyypin 2 diabeteksessa merkkiaineen kertyminen hidastuu tyypillisesti kaikissa edellä mainituissa kudoksissa.

Mitä on aivojen insuliiniresistenssi?

Aiemmissa tutkimuksissamme olemme hieman yllättäen mutta toistuvasti havainneet, että siinä missä insuliiniresistenssi näyttäytyy alentuneena kudosten glukoosin soluun ottona lähes kaikissa kudoksissa, aivoissa tulos on päinvastainen. Verenkierron insuliinitason noustessa aivojen glukoosin otto siis lisääntyy merkittävästi niillä tutkittavilla, joilla on alentunut insuliiniherkkyys esimerkiksi geneettisen riskin tai lihavuuden vuoksi. Verrokkiryhmissä aineenvaihdunnassa ei tapahdu suuria muutoksia. Huolestuttavaa on, että vastaava muutos näkyy jo niillä nuorillakin, joilla on todettu ainoastaan lisääntynyt riski sairastua metaboliseen oireyhtymään.

On kuitenkin edelleen epäselvää, mitä aivojen insuliiniresistenssi on. Toisin kuin useimmissa muissa kudoksissa, aivojen glukoosin käyttö ei ole suoraan riippuvaista verenkierron insuliinitasosta. Aivojen insuliiniresistenssillä onkin usein viitattu lähinnä toiminnallisiin muutoksiin, joissa insuliinin kyky lisätä eri aivoalueiden aktivaatiota on alentunut. Tämä käy ilmi, kun vastetta tutkitaan toiminnallisella magneettikuvantamisella (fMRI). Insuliinin suoria vaikutuksia aivoihin on tutkittu ihmisillä antamalla heille insuliinia nenäsumutteena. Tutkimuksissa on osoitettu, että insuliinin kyky aktivoida hypotalamuksen alueen aktivaatiota ja lisätä kylläisyyttä on alentunut tutkittavilla, joilla on lihavuutta.

Emme kuitenkaan tiedä, ilmenevätkö aineenvaihdunnan muutokset samanaikaisesti kuin fMRI-tutkimuksissa todettu heikentynyt vaste insuliinille vai tapahtuvatko muutokset eri mekanismien välityksellä.  

Lihavuutta, muistisairauksia ja vaikeaa masennusta

Aiempien tutkimustemme perusteella vaikuttaa todennäköiseltä, että aivojen glukoosin nälkä lisää maksan yöaikaista glukoosin tuotantoa ja siten kohottaa paastoverensokeria. Syy-yhteyksien osoittaminen on haastavaa, mutta on mahdollista, että aivojen lisääntynyt glukoosin tarve muuttaa myös syömiskäyttäytymistä. Tämä ei välttämättä johda lihavuuteen mutta voi vaikeuttaa painonhallintaa. Jos ymmärtäisimme paremmin kyseistä ilmiötä, saattaisimme löytää uusia keinoja lihavuuden hoitoon.

Aivojen glukoosin käyttö ei muutu ainoastaan aineenvaihduntasairauksissa. Alzheimerin taudissa koko aivojen glukoosin käyttö tyypillisesti hidastuu, mutta viime aikoina on kuitenkin tunnistettu, että ennen alenemisvaihetta glukoosin käyttö saattaa kiihtyä. Myös vaikeassa masennuksessa on kuvattu sekä glukoosin hidastunutta että lisääntynyttä käyttöä aivoissa. Aineenvaihdunnan muutokset saattavatkin olla yksi merkittävä tekijä, joka näitä sairauksia yhdistää.

Haluan kiittää Sakari Alhopuron säätiötä saamastani apurahasta, jonka ansiosta voin käynnistää ensimmäisen oman tutkimusprojektini. Tutkimuksessani aion paneutua erityisesti siihen, miten aivoissa eri menetelmillä näkyvät muutokset ovat yhdistettävissä toisiinsa henkilöillä, joilla on lihavuutta tai tyypin 2 diabetes.

 

 

 

 

 

LT Aino Latva-Rasku väitteli lääketieteen tohtoriksi Turun yliopistosta vuonna 2020 aiheenaan eri kudosten insuliiniherkkyyteen vaikuttavat tekijät. Tämän jälkeen hän on jatkanut tutkimustyötään Turun valtakunnallisessa PET-keskuksessa ja potilastyötä Turun yliopistollisen keskussairaalan endokrinologian poliklinikalla erikoistuvana lääkärinä. Latva-Rasku on kiinnostunut erityisesti aivojen aineenvaihdunnan ja toiminnan muutoksista tyypin 2 diabeteksessa ja lihavuudessa.