Koliini ja terveys

Koliini on ravintoaineissa esiintyvä yhdiste, joka luokitellaan välttämättömäksi tai ehdollisesti välttämättömäksi ravintoaineeksi.

Rasvaliukoista koliinia esiintyy monissa kasveissa, kananmunissa, maksassa, lihassa ja äidinmaidossa. Ihmisen aineenvaihdunta tuottaa tarvittaessa koliinia lesitiinistä.

Mihin koliinia tarvitaan?

Koliini osallistuu tärkeisiin signalointitehtäviin elimistössä. Sitä tarvitaan fosfolipideissä ja sfingomyeliinissä sekä muun muassa A-vitamiinin varastoimiseen ja rasvojen siirtoon maksasta soluihin.

Elimistö tarvitsee koliinia myös asetyylikoliinin eli erään tärkeän hermoston välittäjäaineen valmistamiseen. Fosforihappojohdannaisia eli koliinin fosfatideja tarvitaan hermoissa ja aivokudoksessa.

Koliini vaikuttaa suoraan kolinergiseen välittämiseen ja lipidien kulkeutumiseen maksasta. Kolinergiset eli asetyylikoliinia välittäjäaineenaan käyttävät neuronit osallistuvat vireystilan ja unen säätelyyn sekä oppimiseen ja muistiin.

Koliini vaikuttaa myös

  • Rasva-aineenvaihdunnan säätelyyn
  • Verenpainen säätelyyn
  • Maksan toimintaan; se voi laskea rasvamaksan riskiä
  • Homokysteiinin metylaatioon*

* Veren korkea homokysteiinipitoisuus on yhdistetty moniin kroonisiin sairauksin sydän- ja verisuonitaudeista muistisairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin. Koliinin aineenvaihduntatuote betaiini laskee veren homokysteiinipitoisuutta metyloimalla siitä metioniinia.


Kuinka koliini vaikuttaa terveyteen?


Koliini on ravinnosta saatava vitamiininkaltainen yhdiste, joka esiintyy fosfolipidien osana. Koliinin puute liittyy NAFLD:n syntyyn, ateroskleroosiin ja neurologisiin ongelmiin kuten muistihäiriöihin.

Fosfatidyylikoliini on koliinin aineenvaihduntatuote, joka muodostaa 40−50 % solukalvoista ja 70−95 % rasva-aineita kuljettavien lipoproteiinien ja sappinesteen fosfolipideistä.

Koliinin puutos on erityisen haitallista raskaana oleville naisille, koska sikiön aivojen kehitys edellyttää riittävästi koliinia.

Koe-eläimillä tehdyissä kokeissa on osoitettu, että koliinin puutos aiheuttaa koe-eläimille rasvamaksaa, maksatulehduksia ja kirroosia. Riittävä koliinin saanti ravinnosta vähentää tulehdustekijöitä elimistöstä.

Yhdysvalloissa suositellaan naisille koliinia 425 mg/pv ja miehille 550 mg/pv.


Koliinin puutoksen vaikutukset


Koliini on tärkein metyyliryhmien lähde ruokavaliossa. Betaiini, joka on yksi koliinin aineenvaihduntatuotteista, toimii metyyliryhmän luovuttajana homokysteiinin remetylaatiossa metioniiniksi. Metioniini on ihmiselle välttämätön aminohappo.

Pitkään jatkuva koliinin puutos voi aiheuttaa mm. maksa-, munuais-, haima-, muisti- ja kasvuhäiriöitä. Veren korkea homokysteiinipitoisuus lisää sydän- ja verisuonitautien ja Alzheimerin taudin riskiä. Koliinin puutos voi aiheuttaa myös soluvaurioita maksa- ja lihassoluissa.

Eräs koliinin puutoksen oireista voi olla rasvamaksan kehittyminen. Fosfatidyylikoliinin puute vähentää ylimääräisten triglyseridien viemistä maksasta. Fosfatidyylikoliinit ovat lesitiinin ja solukalvojen fosfolipidejä.


Homokysteiinipitoisuuden kasvu


Haitallinen homokysteiini (Hcy) voidaan metyloida ihmiselle tärkeäksi metioniiniksi kahta aineenvaihduntareittiä käyttäen.

Ensimmäisessä aiheenvaihduntareitissä B12-vitamiini ja foolihappo osallistuvat reaktioon, jota katalysoi metioniinisyntaasi.  Toista aineenvaihduntareittiä katalysoi betaiini-homokysteiini-metyylitransferaasi, joka käyttää betaiinia metyyliryhmän luovuttajana.

Koliini ja raskaus

Koliinin ja betaiinin pitoisuudet plasmassa nousevat raskauden aikana. Tämä korreloi voimakkaasti plasman homokysteiini-pitoisuuksien nousun kanssa. Tämä on yllättävä ja tärkeä havainto, koska homokysteiinin uskotaan olevan myrkyllistä sikiölle.

Tämä korrelaatio voi selittyä kahdella tavalla:

1) raskaus kuluttaa koliinia ja betaiinia maksassa, mikä vähentää homokysteiinin metylaatiota, tai

2) raskaus indusoi koliinin endogeenista synteesiä, joka tuottaa myös homokysteiinia.

Koliinin tarve on erityisen suuri raskauden ja imetyksen aikana. Sikiön koliinipitoisuus voi olla suhteessa äidin koliinipitoisuutta merkittävästi suurempi. Lapsi saa koliinia myös äidinmaidosta.

Koliinin synteesi

Ruokavalion ohella koliinia tuottaa fosfatidyylikoliinin de novo-biosynteesi, jota fosfatidyyli-etanoliamiiniN-metyylitransferaasi (PEMT) katalysoi. Tämä entsyymi metyloi fosfatidyyli-etanoliamiinia käyttämällä S-adenosyylimetioniinia metyylinluovuttajana, jolloin koliiniosan lisäksi muodostuu kolme homokysteiini-molekyyliä.

PEMT-entsyymin määrä lisääntyy koliinin puutoksen aikana. On mahdollista, että lisääntynyt koliinin tarve raskauden aikana laskee maksan koliinipitoisuutta ja indusoi siten PEMT-aktiivisuutta.

Raskauden aikana homokysteiinin uskotaan vaikuttavan negatiivisesti sikiön kehitykseen. Koliinin saannin turvaaminen on tärkeää perinataalisen jakson aikana, koska se vaikuttaa aivojen kehitykseen.

Eläinkokeissa jyrsijöiden emoille raskauden aikana annettu koliini paransi poikasten havainto- ja tilanhahmotuskykyä ja muutos oli pysyvä. Odottavien äitien koliinin puutteen on havaittu kasvattavan syntyvien lasten synnynnäisten neurologisten vaurioiden riskiä. Shaw et al., Lähde: American Journal of Clinical Nutrition

Homokysteiinipitoisuuden kasvu on sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijä. Tutkimuksissa on havaittu, että betaiinilla on homokysteiinipitoisuutta laskeva vaikutus. Koliini on betaiinin esiaste, mutta koliinin vaikutusta terveiden ihmisten plasman kokonaishomokysteiinipitoisuuteen on tutkittu vähemmän. Uusissa tutkimuksissa on havaittu, että myös koliini laskee sydän- ja verisuontitautien riskiä.


Lesitiini


Lesitiini on koliinia sisältävä fosfolipidi. Nimitys lesitiini tulee kreikan kielen kananmunan keltuaista tarkoittavasta sanasta lekithos.

Lesitiini säätelee rasvojen kulkua elimistössä ja toimii prostaglandiinien lähtöaineena. Se on veren rasvoja kuljettavien lipoproteiinien ja solukalvojen rakennusaine. Ihminen saa tarvitsemansa lesitiinin ravinnosta, mutta aineenvaihdunta voi syntetisoida jonkin verran lesitiiniä muista ravintoaineista.

Soijasta teollisesti valmistettua lesitiiniä käytetään elintarviketeollisuudessa emulgointiaineena. Elintarvikkeissa käytetään suurimmaksi osaksi soijalesitiinejä, mutta lesitiiniä on myös kananmunissa.

Koliinia sisältävä lesitiini edistää sapenmuodostusta maksassa ja lisää kolesterolin ja muiden rasvojen eritystä sappeen auttaen alentamaan veren kolesterolia.


Koliini saattaa laskea dementiaan sairastumisen riskiä


Kananmuna, maksa ja liha sisältävät koliinia, mutta sitä saa jonkin verran myös kalasta sekä maito- ja viljatuotteista. Ravinnosta saatava koliini saattaa laskea dementiaan sairastumisen riskiä, osoittaa Itä-Suomen yliopiston tekemä ja American Journal of Clinical Nutrition -lehden julkaisema tutkimus. Tämä havainto tukee tutkimuksia, joiden mukaan ketogeeninen ja vähähiilihydraattinen ruokavalio laskevat dementiaan sairastumisen riskiä. Yhteinen nimittäjä voi olla ravinnon sisältämä koliini.

Itä-Suomen yliopiston tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että dementiaan sairastumisen riski oli reilun neljänneksen pienempi ravinnosta eniten fosfatidyylikoliinia saaneilla miehillä ravintoainetta vähiten saaneisiin miehiin verrattuna. Fosfatidyylikoliinin keskeisimmät lähteet miesten ruokavaliossa olivat kananmuna ja liha.

Pari vuotta aiemmin Jyrki Virtasen johtama tutkimusryhmä osoitti, että kananmunien runsas syönti on yhteydessä pienempään dementian riskiin ja parempaan suorituskykyyn kognitiivisissa testeissä.

”Koska kananmuna on merkittävä koliinin lähde ruokavaliossa, halusimme tässä uudessa tutkimuksessa selvittää, onko koliiniyhdisteillä yhteyksiä dementiariskiin. Havaitsimme, että varsinkin kananmunan runsaasti sisältämä fosfatidyylikoliini oli yhteydessä pienempään dementian riskiin ja parempaan suorituskykyyn tiedonkäsittelyteisteissä.”

Koliinin riittävä saanti voi ehkäistä tiedon­käsittelykyvyn heikentymistä ja Alzheimerin tautia.

Virtanen korostaa, että vielä ei voida varmasti sanoa, kuinka paljon ihmisen tulisi saada koliinia, jotta sillä olisi terveysvaikutuksia.

”Tämä oli havainnoiva tutkimus, josta ei saada tietoa syy-seurausyhteyksistä. Tiedämme vain, että nämä kaksi tekijää [koliini ja dementia] korreloivat keskenään. Tarvitaan kokeellisia tutkimuksia, jossa selvitetään syy-seurausyhteyksiä.”

Tutkimus

Itä-Suomen yliopisto käytti tutkimuksen aineistona Sepelvaltimotaudin vaaratekijätutkimusta. Tutkimuksessa seurattiin noin 2 500 itäsuomalaisen miehen ravintotottumuksia, elintapoja ja terveydentilaa. Miehet olivat tutkimuksen alussa 42–60 vuotiaita.

Vuosina 1984–1989 kerättyjä tietoja verrattiin tutkimuksessa seurattujen miesten sairaus- kuolinsyy- ja lääkekorvaustietoihin.

Tutkimuksessa kontrolloitiin elintapa- ja ravitsemustekijöitä sekä Alzheimerin taudille altistava geenityyppi, jotka olisivat voineet selittää havaittuja yhteyksiä koliinin ja dementian välillä.

Koliini ei ole ainoa muistisairauksien riskiin vaikuttava tekijä

Dementian ja Alzheimerin taudin riskiä kasvattavat muun muassa perinnölliset tekijät, korkea verenpaine ja kolesteroli sekä diabetes, ylipaino ja tupakointi. Sairastumisen riskiä laskee jatkuva oppiminen, säännöllinen liikunta, terveellinen ravinto ja aktiivinen elämäntyyli.

Koliinin päivittäinen saantisuositus on Euroopan elintarviketurvallisuusviraston mukaan aikuisilla 400 mg, raskaana olevilla 480 mg ja imettävillä 520 mg.

Runsaasti koliinia sisältäviä ravintoaineita ovat

Naudan maksa
Kanan maksa
Kananmunat
Vehnänalkiot
Pekoni
Kuivatut soijapavut
Sianliha




Terveet elämäntavat laskevat dementian riskiä

Terveelliset elämäntavat laskevat dementian riskiä niilläkin, joilla geneettinen alttius sairastua on suuri, kirjoittaa Jen christensen CNN:llä.

Terveellinen ruokavalio ja säännöllinen liikunta auttavat tunnetusti painonhallinnassa. JAMA:n sunnuntaina (14.07.2019) julkaiseman tutkimuspaperin mukaan säännöllinen liikunta ja terveellinen ruokavalio laskevat dementian riskiä jopa ihmisillä, joilla on korkea geneettinen alttius sairastua.

Dementia & Alzheimerin tauti

Dementialla tarkoitetaan oireita, jossa muistin ja muiden kognitiivisten kykyjen heikkeneminen alentavat potilaan kykyä selviytyä normaaleista arjen toiminnoista ja haittaavat sosiaalista ja ammatillista selviytymistä. Dementia aiheuttaa tunne-elämän ailahtelevuutta, ärtyisyyttä, apatiaa ja sosiaalisen käyttäytymisen muutoksia.

Dementiaan liittyy muistihäiriöiden lisäksi tyypillisesti kielellisiä vaikeuksia, kuten sanojen muistamiseen ja ymmärtämiseen liittyviä ongelmia. Myös koordinaatiota ja motoriikkaa vaativat toimet sekä esineiden ja ihmisten tunnistaminen ja vieraassa ympäristössä suunnistaminen vaikeutuvat.

Lievässä dementiassa muistivaikeudet haittaavat jokapäiväisiä toimintoja, mutta eivät estä itsenäistä elämää. Keskivaikeassa dementiassa kognitiivisten kykyjen heikentyminen haittaa merkittävästi itsenäistä elämää ja arjessa selviytymistä. Vaikea dementia ilmenee täydellisenä kyvyttömyytenä painaa mieleen uutta informaatiota, aiemmin opitusta on jäljellä vain sekavia katkelmia.

Dementian riskitekijät

Dementiaan sairastumiselle voi olla geneettinen alttius. Sydän- ja verisuonitaudit, korkea verenpaine, unenpuute ja tupakointi kasvattavat dementian riskiä.

Tavallisimmat dementiaa aiheuttavat sairaudet ovat Alzheimerin tauti, vaskulaariset dementiat sekä aivovammat. Yleisin aiheuttaja on Alzheimerin tauti, josta johtuu 65–75 prosenttia keskivaikeista ja vaikeista dementioista. Muita aiheuttajia tai taustatekijöitä ovat muun muassa Parkinsonin tauti, lihaskipuja aiheuttava aivo-selkäydintulehdus eli krooninen väsymysoireyhtymä, HIV, kuppa, Lymen borrelioosi, Huntigtonin, Creutzfeldt-Jakobin taudit), Lewyn kappale -tauti, hoitamaton alkoholismi ja eräiden lääkeaineiden tai huumeiden pitkäaikainen käyttö. Myös eräiden ravintoaineiden, kuten jodin tai niasiinin, puute voi aiheuttaa dementiaa.” Wikipedia

Alzheimerin tauti

Alzheimerin tauti aiheuttaa Suomessa noin 70 prosenttia dementioista. Suomessa on arviolta noin 80 000 eriasteista Alzheimerin tautiin sairastunutta.

Alzheimerin tauti aiheuttaa harmaan aivokudoksen tuhoutumista ja aivojen surkastumista. Vuonna 2011 julkaistun tutkimuksen mukaan diabetes, korkea verenpaine, ylipaino, tupakointi, masennus, liikunnan puute ja vähäinen koulutus muodostavat jopa puolet Alzheimerin taudin kokonaisriskistä. Muita riskitekijöitä ovat altistuminen torjunta-aineille, insuliiniresistenssi, alle kuusi vuotta kestänyt koulunkäynti, suvullinen alttius, korkea kolesteroli, aivoverenkiertohäiriöt, heikentynyt glukoosinsieto ja mahdollisesti vakavat aivovammat. – Wikipedia

On myös havaittu, että mitä useampi hammas ihmiseltä puuttuu, sitä suurempi riski hänellä on sairastua Alzheimerin tautiin.


Faktat

– Alzheimerin tauti on yleisin dementia
– Alzheimeriin ei tunneta parannuskeinoa ja se johtaa lopulta kuolemaan
– Useimmilla ensimmäiset oireet alkavat 60 ikävuoden jälkeen
– Sairastumiselle on vahva perinnöllinen alttius

Mahdollisia syitä

Alzheimerin syytä ei tunneta. Beeta-amyloidin ja tau-proteiinin kertyminen aivoihin voi viitata ongelmiin aivojen glymfaattisen puhdistusjärjestelmän toiminnassa. Tämä voisi olla seurausta unen huonosta laadusta. Kliiniset havainnot tukevat oletusta siinä mielessä, että uniongelmat lisäävät Alzheimerin taudin riskiä.

Alzheimerin tauti voi myös olla tulehduksellinen sairaus, joka aiheutuu aivojen lepotilassa olevien bakteerien tai virusten aktivoitumisesta immuunijärjestelmän heikkenemisen seurauksena. Myös tulehduksen aiheuttamien happiradikaalien vaikutusta oireiden aiheuttajana on tutkittu mm. Oulun yliopistossa. Teoriaa tukee kliiniset löydöt, sillä Alzheimerin tautia sairastavien verestä löytyy tulehdukseen viittaavia tulehdusmarkkereita.


Vaikuttavatko terveelliset elämäntavat dementian riskiin?


” In this retrospective cohort study that included 196 383 participants of European ancestry aged at least 60 years without dementia at baseline, participants with a high genetic risk and unfavorable lifestyle score had a statistically significant hazard ratio for incident all-cause dementia of 2.83 compared with participants with a low genetic risk and favorable lifestyle score. A favorable lifestyle was associated with a lower risk of dementia and there was no significant interaction between genetic risk and healthy lifestyle.” JAMA


Terveet elämäntavat laskevat dementian riskiä

JAMA:n julkaisema tuore tutkimus tarkasteli elämäntapojen vaikutusta dementiaan sairastumisen riskiin. Dementiaan ja sen yleisimpään muotoon, Alzheimerin tautiin, ei tunneta parannuskeinoa tai ehkäisevää lääkitystä. Sen sijaan kasvava tutkimusnäyttö viittaa siihen, että elintavoilla on huomattava merkitys sairastumisen riskiin.

Tutkimuksessa havaittiin, että ihmisillä, joilla on korkea perinnöllinen riski sairastua dementiaan, sairastumisen riski laski merkittävästi terveiden elämäntapojen noudattamisen seurauksena.

Tutkimus osoitti, että tupakoimattomuus, vähäinen alkoholin käyttö, säännöllinen liikunta ja terveellinen ruokavalio laskivat sairastumisen riskiä niilläkin, joilla perinnöllinen alttius sairastua dementiaan oli olemassa.

JAMA:n julkaisemassa tutkimuksessa seurattiin 196 383 terveen yli 60-vuotiaan riskiä sairastua dementiaan. Terveellisiä elintapoja noudattaneista 1,13 % sairastui dementiaan myöhemmin elämässä, kun taas vähemmän terveitä elämäntapoja noudattavista 1,78% sairastui dementiaan. Tilastollisesti ero on merkittävä.

Tutkittavat liittyivät seurantaan 2006-2010 välisenä aikana ja heidän elintapojaan ja terveyttä seurattiin 2016-2017 asti.

”Tutkimus antoi jännittäviä tuloksia, sillä se osoitti, että dementian riskiä voi laskea terveitä elintapoja noudattamalla myös silloin, kun sairastumiselle on olemassa vahva geneettinen alttius,” totesi tutkimukseen osallistunut Elzbieta Kuźma (Exeter Medical School).

Tutkimusta arvioitaessa on hyvä muistaa, että siihen osallistui vain eurooppalaistaustaisia ihmisiä, jotka raportoivat elintavoistaan itse.

”While this well-conducted study adds to data suggesting that a healthy lifestyle can help prevent dementia in many people, it is important to remember that some people will develop dementia no matter how healthy their lifestyle,” – Tara Spires-Jones (UK Dementia Research Institute)

Spires-Jones, joka työskentelee aivotutkimukseen keskittyvän tiedekunnan varajohtajana Edinburghin yliopistossa, ei osallistunut tähän tutkimukseen. ”Tarvitsemme lisää tutkimustietoa aivojen sairastumista aiheuttavista muutoksista, jotta voimme kehittää tehokkaita tapoja ehkäistä dementiaa ja hoitaa sairastuneita,” Spires-Jones sanoi.

Toinen Alzheimerin tautia käsittelevässä konferenssissa esitelty tutkimus sisälsi samanlaisia havaintoja elintapojen vaikutuksesta Alzheimerin tautiin, kuin JAMA:n julkaisema tutkimus. Siinä analysoitiin kahden tutkimusprojektin yhdeksän vuoden aikana keräämää dataa (Chicago Health and Aging Project & Rush Memory and Aging Project).

Tässä tutkimuksessa havaittiin, että niillä ihmisillä, jotka omaksuivat neljä viidestä terveellisestä elintavasta (terveellinen ruokavalio, 150 minuuttia liikuntaa viikossa, vähäinen alkoholin käyttö, tupakoimattomuus ja henkisesti haasteelliset harrastukset) Alzheimerin taudin riski laski jopa 60 % niihin nähden, jotka omaksuivat vain yhden oheisista terveellisistä elintavoista.

Konferenssissa esitellyt muut tutkimukset osoittivat, että alkoholia paljon nauttivien naisten riski sairastua dementiaan kasvoi selvästi vähän alkoholia käyttäneisiin verrokkeihin nähden. Myös tupakointi voi tutkimusten mukaan liittyä kognitiivisten kykyjen heikentymiseen jo keski-iässä.

Aiemmissa tutkimuksissa on osoitettu, että terveet elämäntavat ehkäisevät joitain dementiatyyppejä, muuta tutkijat eivät vielä tiedä miksi näin on. Alzheimerin tauti on kuudenneksi yleisin kuolinsyy Yhdysvalloissa, josa tautiin sairastuneita on noin 5,8 miljoonaa. Tutkijat ennakoivat sairastuneiden määrän kasvavan 14 miljoonaan vuoteen 2050 mennessä.

”Vaikka Alzheimerin tautiin ei tunneta parantavaa hoitoa, kasvava tutkimusnäyttö tukee oletusta, että terveiden elämäntapojen noudattaminen tukee aivojen terveyttä ja laskee kognitiivisten sairauksien riskiä, ” sanoi johtava tutkija Maria C. Carrillo (Alzheimer’s Association).

Lähteitä:

https://edition.cnn.com/2019/07/14/health/dementia-risk-lifestyle-study/index.html

https://fi.wikipedia.org/wiki/Dementia#cite_note-7

https://fi.wikipedia.org/wiki/Alzheimerin_tauti

https://edition.cnn.com/2013/08/23/health/alzheimers-disease-fast-facts/index.html

https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2738355




Atkinsin dieetti

Atkinsin dieetti on tunnetuin pysyvään laihtumiseen tähtäävä vähähiilihydraattinen ruokavalio.

Atkinsin mukaan insuliinilla on tärkeä rooli rasvan varastoimisessa ja rasvakudoksen rakentamisessa. Atkinsin dieetin tavoitteena on hiilihydraatteja rajoittamalla laskea haiman erittämän insuliinin määrää verenkierrossa, mikä Atkinsin mukaan vähentää rasvan varastoitumista rasvakudokseen, tehostaa varastoidun rasvan ”polttamista” energiaksi ja auttaa laihtumaan.

Amerikkalainen kardiologi Robert Atkins laati Atkinsin dieetin 1970-luvun alussa. Ruokavalio on kehittynyt vuosikymmenten saatossa. Nykyisin Atkinsin dieetti kehottaa täydentämään liha- ja rasva-painotteisen ruokavalion laihduttavia vaikutuksia runsaskuituisilla, vähän tärkkelystä sisältävillä kasviksilla ja liikunnalla.

Kahden viikon vähähiilihydraattisen induktiovaiheen tavoitteena on käynnistää ketoosi. Induktion jälkeen hiilihydraattien määrää lisätään varovasti jatkuvan laihtumisen, esiylläpidon- ja ylläpidon vaiheiden aikana, kunnes ihannepaino saavutetaan.


Atkinsin dieetti ja aineenvaihdunta


Ketoosi on aineenvaihdunnan tila, joka käynnistyy, kun ravinnosta saatavien hiilihydraattien määrä ei riitä täyttämään elimistön energiantarvetta. Hiilihydraateista saatava glukoosi on elimistön ensisijainen ”polttoaine”, mutta aineenvaihdunta osaa tuottaa tarvitsemansa energian myös rasvasta ja proteiineista. Kun glukoosi ei täytä energiantarvetta, aineenvaihdunta aloittaa energiantuotannon rasvoista.

Kun veren insuliinipitoisuus laskee, haiman erittämän glukagonin määrä veressä lisääntyy. Glukagoni käynnistää maksaan ja lihaksiin varastoitujen glykogeenien purkamisen vereen glukoosi- eli sokerimolekyyleiksi. Glukagonin vaikutuksesta maksassa ja munuaisisten kuoriosissa alkaa glukoneogeneesi ja ketogeneesi sekä rasvahappojen hiiliä asetyylikoentsyymi-A:ksi hapettavan β-oksidaatio.

Ketoosissa vapaista rasvahapoista muodostetaan ketoaineita, joita solut voivat käyttää energiantuotantoon.

Ketoosin aikana rasvasoluista vapautuu rasvahappoja verenkiertoon. jolloin aineenvaihdunta alkaa hyödyntää vapaita rasvahappoja energianlähteenä.

Ketoosi ja varastorasvojen hyödyntäminen

Glukoneogeneesin käynnistyessä elimistö alkaa muodostaa glukoosia vapaista aminohapoista, rasvojen glyseroliosista ja maitohaposta. Glukoneogeneesin rinnalla käynnistyy ketogeneesi.

Ketogeneesi vähentää glukoosin tuottamisen tarvetta, mikä säästää vapaita aminohappoja solujen uusiutumiseen.

Ketogeneesi muodostaa verenkierron vapaista rasvahapoista ketoaineita (asetoasetaatti, beeta-hydroksibutyraatti), joita useimmat solut pystyvät käyttämään energianlähteenä palauttaen ketoaineet asetyylikoentsyymi-A:ksi, joka on suoraan käytettävissä oksidatiiviseen energiantuotantoon sitruunahappokierron kautta mitokondrioissa samaan tapaan kuin glukoosi.

Insuliini

Insuliini, jolla on keskeinen merkitys Atkinsin ajattelussa, on ihmiselle elintärkeä sokeriaineenvaihduntaa säätelevä hormoni, jota erittyy haiman Langerhansin saarekkeiden β-soluista, kun hiilihydraateista ohutsuolesta verenkiertoon imeytyvä sokeri (glukoosi) nostaa veren sokeripitoisuutta.

Vereen erittyneet insuliinimolekyylit kiinnittyvät solujen insuliinireseptoreihin, mikä saa solussa olevat solukalvon läpäisevät glukoosinsiirtäjäproteiinit siirtymään solukalvolle. Näiden avulla glukoosimolekyylit pääsevät verestä solun sisälle.

Solussa glukoosimolekyylit osallistuvat energiantuotantoon glykolyysissä ja sitruunahappokierrossa. Ylimääräinen glukoosi varastoidaan lihasten ja maksan glykogeeneihin ja / tai muutetaan rasvasynteesin avulla varastorasvaksi.

Veren sokeripitoisuuden kasvu lisää insuliinin eritystä. Verensokerin lasku puolestaan aktivoi haimaa erittämään glukagonia, jonka vaikutuksesta maksan ja lihassolujen glykogeenejä puretaan glukoosimolekyyleiksi. Kun glykogeenivarastot tyhjentyvät, elimistö siirtyy ketoosiin ja alkaa tuottaa energianlähteiksi kelpaavia ketoaineita mm. rasvahapoista.

Insuliinireseptori

Insuliinireseptorin tehtävä on ohjata veren sokeria siirtävät proteiinit kuten SLC2A4 solukalvolle, edelleen ohjata näiden reseptoreiden suorittamaa glukoosin siirtoa soluihin ja glykogeenin sekä rasvahappojen synteesiä.

Insuliinimolekyylin elinkaari kestää noin 71 minuuttia. Haiman erittämästä insuliinista suuri osa on tavallisesti kiinnittyneenä maksan insuliinireseptoreihin. Osa insuliinista vapautuu reseptoreista takaisin verenkiertoon. Insuliinimolekyylit voivat hajota verenkierrossa monella tavalla.

Endoteliinit

Verenkierrossa insuliini stimuloi myös endoteliinien, eli verisuonten endoteelisolujen tuottamien peptidihormonien tuotantoa. Endoteliinit säätelevät verisuonten sileiden lihassyiden supistumista ja osallistuvat verenkierron paikalliseen säätelyyn. Endoteliinit voivat myös paksuntaa ja jäykentää verisuonia, mikä kohottaa verenpainetta ja altistaa sydän- ja verisuonitaudeille.


Atkinsin dieetti käytännössä


Atkinsin ruokavalioon sopivat vähähiilihydraattiset vihannekset, proteiinit ja rasvat.

Atkinsin kehittämässä ruokavaliossa hiilihydraattien saantia ravinnosta vähennetään rajusti, mutta rasvojen ja proteiinien määrää ei tavallisesti rajoiteta lainkaan.

Atkinsin mukaan prosessoidut hiilihydraatit, sokerit, maissisiirappi ja valkoiset jauhot ovat lihomisen tärkeimmät aiheuttajat. Atkins ei usko perinteiseen kaloriteoriaan.

Atkinsin ruokavalion päämääränä on vähentää glykeemistä kuormaa ja tehostaa laihtumista.

Glykeeminen kuorma (GL) ja glykeeminen indeksi (GI) kertovat ravinnon sisältämien hiilihydraattien laadusta, määrästä ja imeytymisnopeudesta. Sitä voidaan hyödyntää arvioitaessa aterian vaikutusta veren sokeriin ja veren insuliinivasteeseen.

Nopeilla ja hitailla hiilihydraateilla viitataan korkean glykeemisen indeksin hiilihydraatteihin ja matalan glykeemisen indeksin hiilihydraatteihin. Yleensä nopean glykeemisen indeksin hiilihydraatteja pidetään terveyden ja painonhallinnan kannalta huonompina kuin hitaasti imeytyviä hiilihydraatteja.

Glykeeminen kuorma

Glykeeminen kuorma voidaan laskea, ja siten selvittää syödyn ravinnon vaikutus veren sokeriin ja elimistön insuliinivasteeseen. Suuri hiilihydraattimäärä ja hiilihydraattien korkea glykeeminen indeksi kasvattavat ravinnon glykeemista kuormaa. Glykeemisen indeksin ja kuorman ymmärtäminen on erityisen tärkeää diabeetikoille.

Glykeeminen kuorma lasketaan seuraavasti: aterian glykeeminen indeksi x imeytyvän hiilihydraatin määrä / 100. Aterian glykemiakuormaa määritettäessä lasketaan yhteen sen sisältämien ruoka-aineiden GL-arvot.

Glykeeminen indeksi

Glykeeminen indeksi määrittelee ruoka-aineen imeytyvien hiilihydraattien aiheuttaman vaikutuksen verensokeriin verrattuna referenssiruoka-aineeseen kuten glukoosiliuokseen tai valkoiseen leipään.

Hiilihydraatin korkea GI kertoo, että se kohottaa verensokeria nopeasti ja vereen vapautuu paljon insuliinia. Matala GI kertoo, että hiilihydraattien imeytyminen on hitaampaa ja tasaisempaa.

Runsaasti prosessoidut hiilihydraatit, kuten leivokset, karamellit ja valkoinen leipä sekä runsaasti tärkkelystä sisältävät hiilihydraatit, kuten perunat ja riisi, ovat korkean glykeemisen indeksin ruokia ja ne kohottavat verensokeri- ja insuliinitasoja nopeasti aterian jälkeen. Määrä on kuitenkin laatua keskeisemmässä asemassa, joten glykeeminen kuorma on parempi indikaattori aterian vaikutuksista verensokeri- ja insuliinitasoihin.

Jotkin hiilihydraatit, kuten kaura, kohottavat veren glukoositasoja hitaasti ja tasaisesti. Niiden glykeeminen indeksi on matala.

Nettohiilihydraatit

Nettohiilihydraattien määrä saadaan, kun hiilihydraattien kokonaismäärästä vähennetään kuidut ja sokerialkoholit. Sokerialkoholeilla on minimaalinen vaikutus veren sokeripitoisuuteen. Atkinsin mukaan parhaita hiilihydraatteja ovat ne, joiden glykeeminen kuorma on vähäisin.

Vitamiinit lisäravinteina

Atkinsin ruokavaliossa vältetään monia mineraali- ja vitamiinirikkaita vihanneksia ja hedelmiä, joten vitamiini- ja mineraalilisien ottaminen on suositeltavaa Atkinsin dieetin aikana.

Kuinka Atkinsin ruokavalio toimii?

Atkinsin ruokavalion neljä perustavoitetta:  

  • Laihtuminen
  • Painonhallinta
  • Hyvä terveys
  • Sairauksien ehkäisy

Atkinsin ruokavalion tavoitteena on muuttaa elimistön energia-aineenvaihdunta sokeripolttoisesta rasvapolttoiseksi. Se muistuttaa monin tavoin muita vähähiilihydraattisia ruokavalioita, kuten ketogeenistä ruokavaliota.

Hiilihydraattien korvaaminen rasvalla ja proteiineilla ohjaa elimistön käyttämään energianlähteenä ravinnon sisältämien rasvojen lisäksi kehoon varastoituneita rasvoja.

Aloittaminen

Atkinsin dieetti aloitetaan kahden viikon idnuktiovaiheella, jossa hiilihydraattien saanti rajoitetaan alle 20 grammaan vuorokaudessa. Tavoitteena on elimistön ketoositilan nopea saavuttaminen.

Induktion jälkeen hiilihydraattien määrää nostetaan kuukausien mittaan eri vaiheissa vähitellen, kunnes saavutetaan ihannepaino ja sopiva ylläpitotaso.

Ruokavalion laihduttava vaikutus perustuu siihen, että elimistö oppii käyttämään energianlähteenä rasvasoluihin varastoimiaan rasvoja, kun energia-aineenvaihdunnan kannalta nopeita ja helppoja hiilihydraatteja ei ole tarjolla ja veren insuliinitaso pidetään hiilihydraatteja rajoittamalla matalana.

Toisaalta Atkinsin ruokavalio hillitsee myös ruokahalua, jolloin ravinnosta saatava energiamäärä laskee luonnostaan.

Huomioi ennen Atkinsin dieetin aloittamista!

Jos sairastat jotain kroonista sairautta ja syöt siihen säännöllisesti lääkkeitä, sinun on syytä neuvotella lääkärin tai ravitsemusasiantuntijan kanssa ennen Atkinsin ruokavalion aloittamista.
Eräillä lääkkeillä, kuten insuliinilla, voi Atkinsin ruokavaliota noudatettaessa olla odottamattomia ja negatiivisia vaikutuksia.

Muista juoda riittävästi

Atkinsin dieetti on diureettinen, eli nesteitä poistava, joten myös nesteitä poistavien lääkkeiden ja muiden diureettien, kuten kahvin ja alkoholin välttäminen on suotavaa dieetin aikana. Riittävän nesteensaannin turvaaminen ja kehon nestetasapainon ylläpitäminen on Atkinsin ruokavaliossa erittäin tärkeää. Nestehukka aiheuttaa yleensä päänsärkyä, joten Atkinsin ruokavalioon liittyvä päänsärky viittaa usein liian vähäiseen nesteytykseen.

Diabeetikoilla insuliinintarve muuttuu Atkinsin ruokavalion seurauksena, joten on ehdottoman tärkeää, että diabetesta sairastavat neuvottelevat Atkinsin ruokavalioon siirtymisestä lääkärin kanssa ja noudattavat ruokavaliota asiantuntijan tai lääkärin valvonnassa.


Induktio ja syöminen


Atkinsin ruokavaliossa ketoosi käynnistetään nopeasti pudottamalla syötyjen hiilihydraattien määrä alle 20 grammaan vuorokaudessa. Tämä induktiovaihe jatkuu kaksi viikkoa. Proteiineja ja rasvaa voi induktiovaiheen aikana syödä nälkäänsä rajoituksetta.

Ruokavalioon sopivat kaikki lihat, kalat, linnut, äyriäiset, kananmunat ja juustot ja vihannekset, joissa on alle 10 % hiilihydraatteja. Atkinsin ruokavaliossa ei syödä induktio-, laihdutus- ja esiylläpitovaiheen aikana hedelmiä, viljoja, margariinia, tärkkelystä (kuten perunat, riisi, maissi), pastoja tai vähärasvaisia maitotuotteita.

Hiilihydraattien rajoittamisesta seuraava verensokerin lasku aktivoi haiman erittämään insuliinin vastavaikuttajaa, glukagonia, joka käynnistää ketogeneesin ja glukoneogeneesin. Glukagoni myös aktivoi soluissa tapahtuvan β-oksidaation käynnistymisen.

β-oksidaatio

β-oksidaatio tapahtuu solujen mitokondrioissa ja peroksisomeissa. Oksidaatiossa ravinnon ja rasvasolujen rasvahappojen β-hiiliä hapetetaan karbonyyleiksi. Reaktioketju tapahtuu neljässä vaiheessa:

– Dehydraus
– Hydraatio
– Hapetus-pelkistysreaktio
– Tiolyysi

Reaktiosarja toistuu, kunnes rasvahappo on kulunut loppuun. Joka toistossa rasvahapoista poistuu 2 hiiltä asetyylikoentsyymi-A:na. Tiolyysin asetyylikoentsyymi-A siirtyy yleensä sitruunahappokiertoon mennen siten ATP:n tuottoon. Muissa vaiheissa saadut NADH ja FADH2 päätyvät ATP:n tuottoon menemällä mitokondrion elektroninsiirtoketjuun. Lähde: Wikipedia


Kuvakaappauksen lähde. Wikipedia

Ketoosin käynnistyminen

Tavoitteena oleva ketoosi saavutetaan yleensä parissa viikossa, kun maksan ja lihasten polysakkarideista muodostuvat glykogeenivarastot tyhjenevät. Tämän vaiheen tavoitteena on katkaista energia-aineenvaihdunnan hiilihydraattiriippuvuus ja siirtää elimistön aineenvaihdunta käyttämään sokerin sijasta rasvaa ja varastorasvoja energianlähteenä.

Atkinsin ruokavalion alkuvaiheessa elimistöstä poistuu paljon nesteitä. Ensimmäisen puolentoista viikon aikana painonpudotus johtuu pääasiassa elimistöstä poistuvista nesteistä.


Atkinsin dieetti sisältää neljä vaihetta


Vaihe 1: Induktio

Hiilihydraattien saanti lasketaan alle 20 grammaan päivässä. Päivittäiset hiilihydraatit saadaan hyvin vähän tärkkelystä ja hiilihydraatteja sisältävistä vihanneksista.

Ruokavaliossa syödään runsaasti rasvaa ja proteiineja sekä salaatteja tms. vihreitä lehtivihanneksia.

Vaihe 2: Jatkuva laihtuminen / tasapainottaminen

Ravinnerikkaita ja runsaasti kuituja sisältäviä ruokia lisätään päivittäiseen ruokavalioon. Hiilihydraattien päivittäistä määrää nostetaan viidellä grammalla kerrallaan niin kauan kuin laihtuminen jatkuu.

Sallittuihin ruokiin sisältyvät edellisten lisäksi mm. pähkinät, vähähiilihydraattiset vihannekset ja vähäinen määrä hedelmää.

Vaihe 3: Esiylläpitovaihe

Hiilihydraattien määrää nostetaan tasolle, jossa painonpudotus hidastuu tai loppuu. (25-90 g /vuorokausi), kun dieetissä on päästy noin viiden kilon päähän tavoitepainosta. Tämä esiylläpitovaihe jatkuu vähintään 2 kuukautta siten, että painoa putoaa alle puoli kiloa viikossa.

Vaihe 4: Ylläpitovaihe

Kun asetettu tavoitepaino on saavutettu, siirrytään Atkinsin dieetissä ylläpitovaiheeseen. Laihduttaja lisää ruokavalioonsa monipuolisesti erilaisia hiilihydraatteja, mutta tarkkailee samalla, että paino pysyy vakiona, eikä lähde kasvuun. Ylläpitovaiheessa ketoosi ei enää ole tarpeellinen.

Ylläpitovaiheen aikana voi jo syödä lihan ja rasvan lisäksi monipuolisemmin useimpia vihanneksia, pähkinöitä, marjoja ja kokojyväviljoja sekä joskus hiukan perunaa ja hedelmiä. Lisättyä sokeria ei suositella. Alkoholia ja kahvia tulee käyttää kohtuudella. Robert Atkinsin mukaan liikunta on tärkeä osa Atkinsin laihdutusohjelmaa.

Atkins suositteli, että tyydyttyneen rasvan osuus päivittäisestä energiansaannista pysyisi alle 20 prosentissa.

Atkins 40:

Atkinsin ruokavaliosta on olemassa erilaisia variaatioita. Atkins 40 on hieman helpompi noudattaa, sillä alun induktiovaiheessa saa syödä 40 grammaa hiilihydraatteja vuorokaudessa.

Atkinsin ruokavaliota noudatettaessa omaan hyvinvointiin tulee kiinnittää huomiota. Ruokavalio ei välttämättä sovi kaikille. Jos paino alkaa nousta, päivittäisten hiilihydraattien määrää tulee jälleen laskea laihduttavalle tasolle.

Atkins ja kasvisruokavalio

Atkinsin dieetin noudattaminen kasvisruokavaliona on ongelmallista, koska kasviproteiinit esiintyvät yleensä yhdessä hiilihydraattien kanssa. Dieetistä voi toisaalta muokata kasvisruokavalion, kun siihen sisällyttää maitotuotteita ja kananmunia. Lakto-ovovegetaristinen Atkinsin dieetti suositellaan aloittamaan kakkosvaiheesta, eli jatkuvan painonpudotuksen vaiheesta, jossa hiilihydraattien määrä pidetään 30 grammassa vuorokaudessa.

Atkinsin kasvisversio sisältää runsaasti kasviöljyjä. Myös vegaaninen Atkinsin dieetti on mahdollinen, jos hiilihydraattien määrä pidetään 50 grammassa päivässä, mutta siinä proteiinien saannin kanssa on oltava erityisen tarkkana. Proteiininlähteiksi soveltuvat esimerkiksi siemenet, pähkinät, soijaruoat, kvinoa ja vegaanisessa Atkinsin dieetissä myös palkokasvit.

Mitä Atkinsin dieetissä saa ja ei saa syödä

Syötävät ruoat:

Laihduttajat saavat syödä avokadoja, sillä ne sisältävät terveellisiä rasvoja.

  • kaikki lihat ovat
  • rasvaiset kalat ja äyriäiset
  • munat
  • avokadot
  • vähän hiilihydraatteja sisältävät vihannekset, kuten valkokaali, parsakaali ja parsa
  • täysirasvaiset maitotuotteet, kuten juustot
  • pähkinät ja siemenet
  • terveelliset rasvat, kuten neitsytoliiviöljy, kookosöljy ja avokadoöljy

Dieettiin sopivia juomia ovat vesi, kahvi ja vihreä tee

Päivän ruokavalio on esimerkiksi tällainen:

  • Aamiainen: Juustomunakas ja vähän hiilihydraatteja sisältäviä vihanneksia
  • Lounas: Kanasalaatti ja pähkinöitä
  • Päivällinen: Lihapullia ja vähähiilihydraattisia vihanneksia

Välipaloiksi sopivat esimerkiksi pähkinät, siemenet, kananmunat ja kreikkalainen jogurtti

Vältettävät ruoat:

  • sokeri, virvoitusjuomat, leivokset ja makeiset
  • kaikki viljat, kuten vehnä, speltti ja riisi
  • vähärasvaiset laihdutusruoat, koska niissä rasva on usein korvattu hiilihydraateilla
  • palkokasvit, kuten linssit, pavut, herneet

Induktiovaiheen aikana runsashiilihydraattisia hedelmiä, kuten banaaneita, omenoita ja rypäleitä sekä runsashiilihydraattisia vihanneksia, kuten porkkanoita, tulee välttää.

TL;DR

Atkinsin mukaan verensokeri ja pohjukaissuolen erittämä GIP-hormoni stimuloivat insuliinin eritystä ja insuliinia tarvitaan rasvan ja sokereiden varastoimiseen rasvasoluihin. Rasvasoluissa myös sokerimolekyyleistä syntetisoidaan rasvahappoja. Insuliinin erityksen vähentäminen hiilihydraattien rajoittamisella vähentää rasvan varastoitumista, tehostaa varastorasvojen käyttämistä energiaksi ja auttaa laihduttamaan.


Kritiikki


”Insuliinilla on aineenvaihdunnassa muitakin tehtäviä. Verensokerin ohella se säätelee myös rasvahappojen siirtymistä verestä rasvasoluihin, jotka varastoivat ne rasvana. Varastorasva on juuri sitä tuttua rasvaa, jota nimitämme läskiksi. – – – Vaikka päättely insuliinista saattaa kuulostaa loogiselta, se on täysin virheellinen yksinkertaistus. Sen esittäjät ovat poimineet ihmisen aineenvaihdunnasta yhden palan ymmärtämättä rasvan varastoitumisen kokonaisuutta.” Sisätautien erikoislääkäri Pertti Mustajoki – Duodecim

Pertti Mustajoki korostaa, että Atkinsin dieetin laihduttavat ominaisuudet perustuvat siihen, että Atkinsin ruokavaliota noudattava saa ravinnostaan vähemmän kaloreita. Vastakkain ovat klassinen kaloriteoria ja uudempi aineenvaihdunnan erilaisia mekanismeja korostava näkemys. Tutkimuksissa on osoitettu, että vähähiilihydraattinen ruokavalio laihduttaa vähän kaloreita sisältävää ravintoa selvästi tehokkaammin dieetin ensimmäiset kuukaudet, mutta erot ruokavalioiden välillä tasoittuvat noin vuoden laihduttamisen jälkeen.

”Oikeastaan ei tarvita edellä kuvattujen monimutkaisten aineenvaihdunnan tapahtumien tuntemusta. Energian häviämättömyyden lain perusteella voidaan helposti ymmärtää, että painonhallinnassa ruuan rasva ei suinkaan ole viaton. Jos saamme ruuasta energiaa enemmän kuin ”poltamme” eli kulutamme, ainoa mahdollisuus on varastoida se. Ylimääräinen energia ei voi hävitä. Se jää meihin, oli se sitten peräisin hiilihydraateista, proteiinista tai rasvoista.” Sisätautien erikoislääkäri Pertti Mustajoki – Duodecim

Kuinka rasvasolut vaikuttavat painonhallintaan?

Rasvasolut eli adiposyytit tai liposyytit ovat kantasoluista kehittyneitä soluja, joiden tärkein tehtävä on varastoida ylimääräistä energiaa. Ihmisillä on kahdenlaisia rasvasoluja: valkoisia rasvasoluja (WAT) ja ruskeita rasvasoluja (BAT).

Ravinnon sisältämä ylimääräinen energia varastoidaan rasvasoluihin. Kun rasvasolut täyttyvät ja kasvavat riittävän suuriksi, ne jakautuvat ja tekevät näin varastoitavalle energialle enemmän tilaa.

Kerran muodostuneet rasvasolut eivät katoa mihinkään, vaikka paino putoaisi. Se on eräs laihduttamisen vaikeuteen vaikuttava tekijä. Laihtumisen ja lihomisen seurauksena rasvasoluihin varastoituneen rasvan määrä vaihtelee; solut eivät katoa.

Valkoiset rasvasolut

Valkoiset rasvasolut ovat yhden nesterakkulan soluja, jotka sisältävät ohuen sytoplasman ympäröimän ”rasvapisaran”. Valkoiset rasvasolut varastoivat ensisijaisesti triglyseridejä.

Valkoiset rasvasolut muistuttavat toiminnaltaan elintä, sillä ne erittävät aineenvaihduntaan vaikuttavia hormoneja, adipokiinejä kuten resistiiniä, adiponektiinia, leptiiniä ja apeliinia. Näillä hormoneilla on suuri vaikutus painonhallintaan. Esimerkiksi rasvasolujen erittämä leptiini kertoo aivoille, kun kehon energiavarastot ovat täyttyneet. Leptiini on siis kylläisyyshormoni.

Mitä enemmän ihmisellä on rasvasoluja, sitä hitaammin kehon energiavarastot täyttyvät ja rasvasolujen kemiallinen viesti energiavarastojen täyttymisestä hidastuu.

Suuri määrä energiatyydyttyneitä rasvasoluja voi aiheuttaa leptiinisignaaleilla eräänlaisen oikosulun aivojen leptiinireseptoreissa. Tällainen aiheuttaa leptiiniresistenssin, jossa aivot eivät enää reagoi kylläisyyshormoniin normaalisti. Kun rasvasolujen määrä kasvaa tai leptiinin toiminta heikkenee, ihminen syö enemmän kuin tarvitsee.

Ihmisellä on keskimäärin 30 miljardia valkoista rasvasolua, joihin on varastoitunut noin 13,5 kiloa rasvaa.

Ruskeat rasvasolut

Ruskeat rasvasolut sisältävät useita nesterakkuloita, joihin on varastoitunut rasvapisaroita. Ruskeat rasvasolut poikkeavat valkoisista rasvasoluista erityisesti koska ne sisältävät runsaasti energiaa tuottavia mitokondrioita. Ruskeaa rasvaa kutsutaan joskus vauvanrasvaksi ja se tuottaa elimistöön lämpöä.

Atkinsin dieetti voi vaikuttaa suotuisasti tyypin 2 diabetesta tai metabolista oireyhtymää sairastavien terveyteen ja vähentää lääkkeiden tarvetta. Diabetekseen erikoistuneet lääkärit varoittavat kuitenkin, että Atkinsin dieetti ei ole yksinkertainen ratkaisu tyypin 2 diabeteksen hoitoon, vaikka hiilihydraattien ja glukoosin saannin seuraaminen on tärkeä osa diabeteksen hoitoa.


Entä vaikutukset – toimiiko Atkinsin dieetti?


Atkinsin ruokavalion tavoitteena on laihtua ja ehkäistä eräitä sairauksia, kuten metabolista oireyhtymää, tyypin 2 diabetesta, korkeaa verenpainetta sekä sydän- ja verisuonitauteja.

Tutkimuksen mukaan useimmat lopettavat Atkinsin ruokavalion noudattamisen 2-3 vuodessa.

Stanfordin yliopiston tutkimuksessa Atkinsin dieettiä noudattavien verenpaine ja kolesterolitasot kehittyivät suotuisaan suuntaan, ja dieetti laihdutti tehokkaammin kuin vertailtavat laihdutusruokavaliot.

Ruokavalion alkuvaiheessa joillain laihduttajilla ilmenee:

  • päänsärkyä
  • huimausta
  • heikotusta
  • väsymystä
  • ummetusta

Atkinsin dieetin puolestapuhujien mukaan ruokavalio sopii painonpudotuksen ohella diabeteksen ja korkean verenpaineen hoitoon. Muunneltua Atkinsin dieettiä käytetään myös lasten vaikean epilepsian lääketieteelliseen hoitoon.

Hyödyt

Ruokavalion kehittäjän Robert Atkinsin mukaan vähähiilihydraattisen ruokavalion etuja ovat:

  • Ruoan määrää tai kalorimäärää ei rajoiteta
  • Nälkää ei tarvitse tuntea
  • Ruokahalu vähenee
  • Ruoansulatus paranee
  • Paino laskee eikä tule takaisin, koska ruokavalio sopii pysyvään painonhallintaan
  • Useimmat ylipainoisuuteen liittyvät terveysongelmat helpottuvat

Atkinsin mukaan vähän hiilihydraatteja sisältävän ketogeenisen ruokavalion myötä veren kolesteroliarvot paranevat ja sydäntautien riski vähenee. Atkinsin mukaansa ruokavalioon liitetyt terveysongelmat eivät johdu rasvasta, vaan 1800-luvun jälkeen yleistyneiden prosessoitujen hiilihydraattien käytöstä.

ketogeenisen ruokavalion hyötyjä:

1. Vähähiilihydraattinen ruokavalio vähentää ruokahalua

Monissa laihdutusruokavalioissa jatkuva näläntunne tuottaa ongelmia. Se johtaa helposti dieetin lopettamiseen. Vähähiilihydraattinen ruokavalio ylläpitää kylläisyyden tunnetta erinomaisesti, vaikka se samalla leikkaa energiansaantia.

Tutkimusten mukaan hiilihydraatteja rasvalla ja proteiineilla korvaavat saavat ravinnosta vähemmän kaloreita kuin hiilihydraattipainotteista ruokavaliota noudattavat.

2. Atkinsin dieetti on tehokkain laihdutusruokavalio ensimmäiset kuukaudet

Hiilihydraattien rajoittaminen on yksinkertaisin ja tehokkain tapa laihtua. Tutkimusten mukaan vähän hiilihydraatteja sisältävää ruokavaliota noudattavat laihtuvat nopeammin kuin laihduttajat, jotka rajoittavat rasvaa ja laskevat kaloreita.

Tutkimuksissa, joissa on vertailtu vähähiilihydraattisen ruokavalion ja vähärasvaisen ruokavalion tehoa laihduttamisessa, on havaittu, että hiilihydraatteja rajoittamalla laihtuu selvästi nopeammin ja enemmän tuntematta nälkää.

Vähän hiilihydraatteja sisältävä dieetti on muita laihdutusruokavalioita tehokkaampi ensimmäisen puolen vuoden aikana, mutta sen jälkeen erot ruokavalioiden välillä tasoittuvat.

3. Viskeraalinen vyötärölihavuus vähenee selvästi

Kaikki rasvat eivät ole samanarvoisia. Pahinta elimistöön kertyvää rasvaa on vatsaonteloon elinten ympärille varastoituva viskeraalinen rasva eli sisälmysrasva.

Sillä mihin kehon osaan rasva varastoituu, on merkitystä terveyden ja sairastumisriskin kannalta. Viskeraalinen rasva on yleisintä ylipainoisilla miehillä. Vyötärölihavuuteen liittyy usein myös maksan rasvoittuminen.

Viskeraalinen rasva kerääntyy vatsaontelossa elinten ympärille ja kasvattaa inflammaation sekä insuliiniresistenssin riskiä.

Vähän hiilihydraatteja sisältävät ruokavaliot, kuten Atkinsin dieetti, vähentävät hyvin tehokkaasti erityisesti vatsaonteloon kerääntyvää viskeraalista rasvaa.

4. Triglyseridien määrä veressä laskee merkittävästi

Triglyseridit ovat verenkierrossa kiertäviä vapaita rasvahappoja. Koholla olevat triglyseridit on tunnettu sydäntautien riskitekijä. Runsaasti hiilihydraatteja sisältävä ravinto ja etenkin fruktoosi kasvattavat veren triglyseridipitoisuutta.

Hiilihydraatteja rajoittavassa ruokavaliossa veren vapaat rasvahapot – triglyseridit siirtyvät ketoaineiden ja energiantuotantoon.

5. Atkinsin ruokavalio lisää hyvän HDL-kolesterolin määrää

HDL tunnetaan ns. ”hyvänä” kolesterolina: ts. mitä enemmän HDL-kolesterolia veressä on suhteessa LDL-kolesteroliin, sitä pienempi sydäntautiriski. Vastaavasti LDL-kolesterolin kasvu kasvattaa sydäntautien riskiä.

Paras tapa lisätä hyvän HDL-kolesterolin määrää, on syödä rasvaa. Atkinsin ruokavalio ja muut ketogeeniset ruokavaliot ovat runsasrasvaisia dieettejä. Lähde1, Lähde2.

6. Veren sokeri- ja insuliinipitoisuus laskee

Vähähiilihydraattiset ja ketogeeniset ruokavaliot saattavat vähentää lääkkeiden tarvetta metabolista oireyhtymää ja tyypin 2 diabetesta sairastavilla. Hiilihydraattien rajoittaminen laskee verensokeria ja veren insuliinitasoja.

Joidenkin aikuistyypin diabetesta sairastavien insuliinintarve laskee Atkinsin ruokavalion myötä jopa 50 %. Yhden tutkimuksen mukaan tyypin 2 diabetesta sairastavista 95 prosenttia vähensi lääkkeiden käyttöä 6 kuukauden sisällä Atkinsin dietiin aloittamisesta. Lähde.

Jos sairastat diabetesta ja aloitat vähähiilihydraattisen ja ketogeenisen ruokavalion, konsultoi asiasta lääkäriäs, sillä riskinä on hypglykemia.

7. Atkinsin ruokavalio voi laskea verenpainetta

Kohonnut verenpaine lisää sydän- ja verisuonitautien riskiä. Vähän hiilihydraatteja sisältävät ruokavaliot voivat joidenkin tutkimusten mukaan laskea verenpainetta.

Lähteitä:

Glykemiakuorma
Ketoosi
What to know about low-carb, high-fat diets
Atkins diet: What is it and should I try it?
Aktins.com
Atkinsin dieetti




Triviaalivelho

Triviaalivelho
26/08/2019

Hei. Oletko nippelitiedon noobi, vai turhan tiedon mestari? Tarkista tietosi Ruokasodan Triviaalivelho-tietovisassa.

Aloita Triviaalivelho tietovisa painamalla Seuraava-painiketta! Triviaalivelho on vielä testausvaiheessa.

1. Britannian suurin puolue on tällä hetkellä 24  prosentin kannatuksella
2. Liberaalidemokraatteja johtaa
3. Englannin pankin mukaan brexit maksaa Britannialle jo nyt
4. Ranskan uskonsodissa hugenotit olivat
5. Tarton rauhansopimus allekirjoitettiin 14. lokakuuta 1920

6. Espanjantauti oli 1918-1919 riehunut pandemia, jonka aiheutti
7. Rubidium on
8. Leonardo di ser Piero da Vinci - tutummin Leonardo da Vinci - syntyi 15. huhtikuuta vuonna
9. Makrofagi on
10. Phobos ja Deimos ovat
11. Kuuluuko Antarktiksella sijaitseva Bouvet’nsaari
12. Mikä Yhdysvaltojen osavaltioista on lähimpänä Afrikan mannerta?
13. Laosin demokraattisen kansantasavallan pääkaupunki on
14. Antarktiksen korkein vuori on 4892 metriä korkea
15. Afrikka on pinta-alaltaan maailman toiseksi suurin maanosa. Sen pinta-ala on
16. Maisie Williams oli Game of Thrones -sarjan
17. Brian Jones
18. Rolling Stonesin perustajiin kuulunut kitaristi Brian Jones kuoli
19. Elokuvan Kauriinmetsästäjä ohjasi
20. Edward Christopher Sheeran on
Nimimerkki


Triviaalivelho 2
26/08/2019

Testaa tietosi! Oletko nippelitiedon noobi vai turhan tiedon tohtori?

1. Tanskan vaalien voittajaksi nousi
2. Presidentti Donald Trump vieraili äskettäin
3. Antti Rinteen hallituksen uusi liikenne- ja viestintäministeri on
4. Saksan sodanjälkeisen historian pahin sarjamurhaaja on
5. Mikä seuraavista järvistä on pinta-alaltaan suurin?
6. Alppien korkein huippu on?
7. Mikä näistä joista on pisin?
8. Toukokuussa 1972 julkaistu Exile on main st. on
9. Eric Burdon tunnetaan
10. Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus tapahtui vuonna
11. Avaruussukkula Challenger tuhoutui 73 sekntia laukaisunsa jälkeen 28.1. vuonna
12. Kirjan Solaris kirjoitti
13. 21. toukokuuta 1960 syntynyt Jeffrey Lionel Dahmer oli
14. Harvardin yliopisto sijaitsee
15. uusi pääministeri Antti Juhani Rinne on koulutukseltaan
16. Aurinkokuntamme suurin planeetta on
17. Marsin kiertoaika Auringon ympäri on
18. Artemis oli kreikkalaisessa mytologiassa
19. Glukoosi on
20. Nuijasota sodittiin
Nimimerkki




Resveratroli

Resveratroli on monissa kasveissa ja mm. punaviinissä esiintyvä fenoliyhdiste, jolla uskotaan olevan verrattomia terveysvaikutuksia. Resveratroli voi ehkäistä pahanlaatuisten syöpäsolujen lisääntymistä, torjua virustauteja, hidastaa vanhenemista ja hillitä elimistöä rasittavaa hiljaista tulehdusta. Resveratroli saattaa myös suojaata hermosoluja.

Mitä resveratroli on?

Resveratroli (trans-3,5,4-trihydroksistilbeeni) on fytoaleksiini, eli kasvien tuottama entsyymi, joka puolustaa kasveja bakteeri- ja sienihyökkäyksiltä.

Fytoaleksiinit kuuluvat kasveja patogeeneiltä suojaaviin fytokemikaaleihin, kuten terpenoidit, fenoliyhdisteet, glykosteroidit ja alkaloidit. Fytokemikaalit ovat osa kasvien luonnollista puolustusjärjestelmää.

Fytokemikaalit ja flavonoidit

”Generally, phytochemicals have been classified into six major categories based on their chemical structures and characteristics. These categories include carbohydrate, lipids, phenolics, terpenoids and alkaloids, and other nitrogen-containing compounds (Figure 1; Harborne and Baxter, 1993; Campos-Vega and Oomah, 2013).”

Kuvan lähde: ScienceDirect

Fytokemikaalit ovat kasveissa esiintyviä biologisesti aktiivisia kemiallisia yhdisteitä. Flavonoidit ovat fytokemikaaleihin kuuluvia kasveissa muodostuvia fenoliyhdisteitä. Ne antavat kasveille, niiden kukille, hedelmille ja siemenille värin ja suojaavat kasveja ultraviolettisäteilyltä.

Ainakin osa flavonoideista on antioksidantteja, eli ne suojelevat elimistöä vapaiden happiradikaalien vaikutukselta. Erilaisia flavonoideja on löydetty joitakin tuhansia ja niitä löydetään koko ajan enemmän. Ennen 1950-lukua flavonoideja kutsuttiin parin vuosikymmenen ajan P-vitamiineiksi.

Resveratroli, jota esiintyy runsaasti mm. viinirypäleissä, viininlehdissä, mustikoissa, maapähkinöissä ja karpaloissa, on tällainen oksidatiivista stressiä hillitsevä antioksidantti. Sillä on myös antimikrobisia eli mikrobeja tuhoavia ominaisuuksia.

Punaviini sisältää resveratrolia. Aika ajoin julkaistaan (viiniteollisuuden lobbaamia?) tutkimuksia, joiden mukaan lasillinen punaviiniä päivässä suojelee sydäntä ja hillitsee elimistön matala-asteista tulehdusta. Vallitseva ravintotieteellinen näkemys taitaa kuitenkin olla, että punaviinin terveyshaitat ylittävät sen potentiaaliset terveyshyödyt.

Esimerkiksi ranskalaisten alhaisen sydän- ja verisuonitautiesiintyvyyden on väitetty johtuvan runsaasti resveratrolia sisältävän punaviinin kulutuksesta. Toisaalta ranskalaista paradoksia on selitetty myös luonnollisten rasvojen runsaalla saannilla.

Resvetatroli ja syöpä

Useissa tutkimuksissa on havaittu, että resveratroli voi laskea syöpään sairastumisen riskiä. Hiirikokeissa terveyttä edistäväksi ja syövältä suojaavaksi annokseksi osoitettiin määrä, jonka ihminen saisi kuitenkin vasta neljälläsadalla punaviinilasillisesta päivässä.

Onko resveratroli syövältä suojaava tai syövän parantava ihmeyhdiste? Resveratrolin kohtuullinen saanti voi ylläpitää kehon hyvinvointia antioksidanttina ja sirt1-geenin aktivaation kautta.

Eräs tuore tutkimus havainnollisti kuinka resveratroli voi estää useimmissa rintasyövissä esiintyvän mutatoituneen proteiinin lisääntymisen. Tämän vaikutuksen uskotaan edistävän elimistön kykyä taistella syöpäsolujen lisääntymistä vastaan.

Resveratrolin terveysvaikutukset

Resveratrolia markkinoidaan monenlaisilla terveyshyödyillä. Sen uskotaan hidastavan aivojen vanhenemista, ehkäisevän aivojen inflammaatiota dementiaa sairastavilla ja taistelevan syöpää vastaan. Sitä myös kaupataan tärkeänä lisäravinteena.

Korrelaatio resveratrolin ja terveyshyötyjen välillä on olemassa. Sen sijaan kausaliteetti on hankalampi osoittaa. Ainakin joissain tapauksissa resveratrolin terveysvaikutuksia on tutkimuksissa korostettu kaupallisten syiden vuoksi. Antioksidanttina se mahdollisesti suojaa hapetusstressiltä ja inflammaatiolta, jotka ovat taustatekijöitä useimmissa yleisissä sairauksissa.

p53-proteiini

Resveratrolin syöpää ehkäisevät ominaisuudet liittyvät proteiiniin p53. Tämän proteiinin mutaatioiden aggregoituminen assosioituu yli 50 prosenttiin syöpäkasvaimista.

Brasilialaistutkijat ovat osoittaneet, että resveratroli estää aktiivisesti mutatoituneiden proteiinien aggregoitumista ja ehkäisee syöpäsolujen lisääntymistä ja leviämistä muualle kehoon.

p53-proteiini on terveessä elimistössä eräänlainen ”genomin vartija”, sillä se tuhoaa luontaisesti pahanlaatuisia syöpäsoluja ja suojelee terveitä soluja.

Mutatoitunut p53-proteiini on kuitenkin haitallinen elimistölle. Se muodostaa kasvavia amyloidiplakkeja. Amyloidit ovat proteiinifragmentteja, joita muodostuu aineenvaihdunnan seurauksena.

Eräissä aineenvaihdunnan häiriöissä amyloidit kertyvät elimistöön amyloidiplakeiksi, joka aiheuttaa amyloidoosia. Amyloidit assosioituvat mm. Parkinsonin tautiin, nivelreumaan ja Huntingtonin tautiin. Alzheimerin taudissa beeta-amyloideja kertyy aivoihin, jossa ne aiheuttavat muistista vastaavien aivosolujen kuolemaa.

Amyloidien ja erityisesti p53-proteiinien kasautumisen plakeiksi uskotaan assosioituvan myös eräiden syöpien kehittymiseen.

Verrattain uudessa tutkimuksessa da Costa tutkimusryhmineen sovelsi fluoresenssia spektroskopiaa selvittääkseen in vitro (koeputkessa) kuinka resveratroli vaikuttaa mutatoituneisiin p53-proteiineihin.

Lisäksi da Costan tutkijaryhmä toteutti immunofluoresenssin kolokalisaation analyysejä selvittääkseen resveratrolin vaikutuksen rintasyöpäsolujen solulinjoihin, joissa esiintyi p53-proteiinin mutaatioita sekä rintasyöpäsoluihin, joissa esiintyi normaaleja p53-proteiineja. Rintasyöpäsoluja istutettiin hiirille, joilla testattiin resveratrolin vaikutusta pahanlaatuisiin kasvaimiin.

Laboratoriokokeet osoittivat, että resveratroli esti p53-proteiinien kasaantumisen sekä in vitro ihmisten rintasyöpäsoluihin ja hiirien pahanlaatuisiin kasvaimiin.

Lisäksi resveratroli vähensi da Costan tutkimusryhmän mukaan merkittävästi pahanlaatuisten solujen lisääntymistä ja leviämistä.

Nyt saadut tutkimustulokset auttavat da Costan mukaan kehittämään lääkettä, joka voi ehkäistä mutatoituneiden p53-proteiinien aggregoitumista amyloidiplakeiksi.

This study provides evidence that resveratrol directly modulates p53 and enhances our understanding of the mechanisms involved in p53 aggregation as a therapeutic strategy for cancer treatment. Our data indicate that resveratrol is a highly promising lead compound targeted against mutant p53 aggregation.”

Kuvan lähde: ScienceDirect

Resveratrol, pterostilbene, and dementia.

Lange KW, Li S.

”Resveratrol is a natural phytoestrogen with neuroprotective properties. Polyphenolic compounds including resveratrol exert in vitro antioxidant, anti-inflammatory, and antiamyloid effects. Resveratrol and its derivative pterostilbene are able to cross the blood-brain barrier and to influence brain activity. The present short review summarizes the available evidence regarding the effects of these polyphenols on pathology and cognition in animal models and human subjects with dementia. Numerous investigations in cellular and mammalian models have associated resveratrol and pterostilbene with protection against dementia syndromes such as Alzheimer’s disease (AD) and vascular dementia. The neuroprotective activity of resveratrol and pterostilbene demonstrated in in vitro and in vivo studies suggests a promising role for these compounds in the prevention and treatment of dementia. In comparison to resveratrol, pterostilbene appears to be more effective in combatting brain changes associated with aging. This may be attributed to the more lipophilic nature of pterostilbene with its two methoxyl groups compared with the two hydroxyl groups of resveratrol. The findings of available intervention trials of resveratrol in individuals with mild cognitive impairment or AD do not provide evidence of neuroprotective or therapeutic effects. Future clinical trials should be conducted with long-term exposure to preparations of resveratrol and pterostilbene with high bioavailability.” Lähde: PubMed

  1. Red wine compound increases anti-tumor effect of rapamycin
    Lerner Research Institute, ScienceDaily
  1. Computer simulation reveals p53 weak spots, opens new avenues against cancer
    Publicase Comunicação Científica, ScienceDaily
  1. Compound In Wine Reduces Levels Of Alzheimer’s Disease-causing Peptides
    American Society for Biochemistry and Molecular Biology, ScienceDaily
  1. Cancer Preventive Properties Identified In Resveratrol, Found In Red Wine, Red Grapes
    American Association for Cancer Research, ScienceDaily
  1. Researchers use nanoparticles to overcome treatment-resistant breast cancer
    Sarah Faulkner, Drug Delivery Business
  1. ‘Nanolock’ could help diagnose and treat cancer with individualized therapies
    Sarah Faulkner, Drug Delivery Business
  1. Targeting CXCR4–CXCL12 Axis for Visualizing, Predicting, and Inhibiting Breast Cancer Metastasis with Theranostic AMD3100–Ag2S Quantum Dot Probe
    Advanced Functional Materials
  1. Phosphatidylinositol 3-kinase a–selective inhibition with alpelisib (BYL719) in PIK3CA-altered solid tumors: Results from the first-in-human study

Journal of Clinical Oncology

Tämä kirjoitus on editoitu useasta lähteestä. Alkuperäisen tutkimusartikkelin on julkaissut: Journal of Clinical Oncology, 28.6.2018

Lähteet:

Medical News Today

Wikipedia




Sokeriaineenvaihdunta: Fruktolyysi ja glykolyysi

Hiljattain joukko amerikkalaisia professoreita määritteli sokerin terveydelle haitallisimmaksi ravintoaineeksi.  Sokerin terveydelliset vaikutukset palautuvat erityisesti glukoosin ja fruktoosin aineenvaihduntaan. Kuinka glykolyysi ja fruktolyysi eroavat toisistaan?

Sokereiden aineenvaihdunta

Ravinto sisältää useita sokereita erilaisina molekyylirakenteina. Niiden pilkkominen imeytyvään muotoon alkaa jo suussa. Yleisimmät ravinnosta saatavat sokerit ovat, glukoosi, fruktoosi, laktoosi, galaktoosi ja maltoosi.

Kasvien sisältämä tärkkelys on sokerin varastomuoto. Tärkkelys on monimutkainen glukoosiyksiköistä muodostuva haarautumaton amyloosi tai haarautunut amylopektiini. Se on polysakkaridi, jossa glukoosimonomeerit ovat liittyneet toisiinsa. Kasvit valmistavat tärkkelystä fotosynteesissä. Erityisen tärkkelyspitoisia ravintoaineita ovat esimerkiksi perunat, maissi ja riisi.

Solujen energiantuotannon kannalta glukoosi ja fruktoosi ovat tärkeimpiä sokereita. Niilläkin on omat aineenvaihduntapolkunsa.

Sokereita kuljettavat molekyylit

Glukoosimolekyylejä kuljettavat ohutsuolesta verenkiertoon insuliinin säätelemät GLUT1- ja GLUT4-molekyylit. Fruktoosi ei aktivoi insuliinintuotantoa ja sitä  kuljettavat GLUT5-molekyylit.

Käytännössä GLUT1-molekyyli kuljettaa glukoosimolekyylin ohutsuolen endoteelisoluun ja GLUT4-molekyyli kuljettaa glukoosimolekyylin endoteelisolusta verenkiertoon.

Fruktoosimolekyyli kulkeutuu ohutsuolesta endoteelisoluun GLUT5-molekyylin kuljettamana ja endoteelisolusta verenkiertoon GLUT2-molekyylin kuljettamana.

Sokereita pilkkovat entsyymit

Ruoansulatuskanavassa sokereita pilkkoo joukko entsyymejä, joista tärkkelystä maltoosiksi pilkkova amylaasi on ehkä tutuin. Amylaasi aloittaa tärkkelyksen pilkkomisen jo suussa, johon amylaasia erittyy sylkirauhasista.  Sokereiden pilkkominen imeytyvään muotoon jatkuu vatsassa ja suolistossa. Haima erittää amylaasia ohutsuoleen.

Maltoosi on kahdesta glukoosimolekyylistä muodostuva disakkaridi. Ruoansulatuskanavassa maltoosia pilkkoo suolinesteen maltaasi-entsyymi. Laktoosi eli maitosokeri koostuu glukoosista ja galaktoosista. Laktoosia pilkkoo laktaasi. Sakkaroosi muodostuu fruktoosista ja glukoosista. Sakkaroosia pilkkoo sakkaraasi.

Ruoansulatuskanavassa sokerit pilkotaan yksinkertaisiksi sokerimolekyyleiksi, jotka kulkeutuvat ohutsuolesta verenkertoon sokereille spesifien kuljetusmolekyylien kuljettamina. Sokereiden aineenvaihduntareitit poikkeavat toisistaan.

Esimerkiksi: Aldoosi-1-epimeraasi (GALM) muuttaa β-D-galaktoosin ensin α-D-galaktoosiksi. Tämä muutetaan edelleen UDP-glukoosiksi kolmen pääasiallisen entsyymin avulla (GALK, GALT ja GALE). UDP-glukoosi (uracil-diphosphate glucose) on nukleotidin, eli nukleiinihappojen (DNA, RNA) rakenneyksikön sokeriosa. Nukleotidiin kuuluu kolme osaa, emäs, sokeriosa ja fosfaatti. Galaktoosi vaikuttaa siis nukleiinihappojen aineenvaihduntaan ja rakenteeseen.

Pöytäsokeri on fruktoosia ja glukoosia

Tavallinen pöytäsokeri on ruokosokeria eli sakkaroosia, joka muodostuu yhtäläisestä määrästä glukoosia ja fruktoosia. Sakkaroosi on disakkaridi, jossa kaksi erilaista sokerimolekyyliä on tiukasti sitoutunut toisiinsa.

Glukoosi (rypälesokeri) on elimistön tärkein energianlähde. Glukoosi on yhdestä sokerimolekyylistä muodostuva monosakkaridi. Myös glukoosia selvästi makeampi fruktoosi (hedelmäsokeri) on yhdestä sokerimolekyylistä muodostuva monosakkaridi.

Kasveissa sakkaroosi on yleinen. Sitä on paljon esimerkiksi sokeriruo’ossa, sokerijuurikkaassa, ananaksessa, maississa ja porkkanassa.

Ruoansulatus pilkkoo hiilihydraateista ja tärkkelyksestä yksinkertaisia ohutsuolesta verenkiertoon imeytyviä sokerimolekyylejä. Glukoosi ja fruktoosi ovat yleisimmät ravinnosta saatavat sokerit, mutta ne eivät toimi elimistössä aivan samalla tavalla. Näiden sokereiden reaktioketjut eroavat aineenvaihdunnan kannalta merkittävästi toisistaan.

Fruktoosi ja fruktolyysi

Fruktoosi

Fruktoosi on yhdestä fruktoosimolekyylistä muodostuva monosakkaridi, jota esiintyy luonnostaan hedelmissä, marjoissa ja vihanneksissa joko vapaina fruktoosimolekyyleinä, kahdesta sokerimolekyylistä muodostuvina disakkarideina (kuten ruokosokeri) tai fruktoosin polymeerina (inuliini).

Inuliini on fruktoosista muodostunut varastopolysakkaridi, jossa on 30-50 fruktoosimolekyyliä. Inuliinia esiintyy mm. maa-artisokassa, sipulissa, parsassa, banaanissa, rukiissa, vehnässä, mustajuuressa, ohrassa sekä asterikasvien, kuten daalian, voikukan ja sikurin juurissa ja juurimukuloissa. Inuliinia käytetään elintarviketeollisuudessa makeutusaineena. Se sisältää noin kolmanneksen vastaavan sokerimäärän energiasta.

Teollinen fruktoosi

Fruktoosi on makeampaa kuin glukoosi, joten sitä käytetään yleisesti makeutusaineena. Tavallinen kidesokeri sisältää 50:50 suhteessa glukoosia ja fruktoosia. Fruktoosia saa runsaasti mm. hedelmistä ja marjoista. Teollisesti valmistettua fruktoosia ja fruktoosisiirappia käytetään yhä useammissa elintarvikkeissa.

Edullinen nestemäinen fruktoosisiirappi on syrjäyttämässä perinteisen sakkaroosin yleisimpänä makeutusaineena. Amerikkalaisessa ruokavaliossa päivittäisestä energiansaannista jopa 10 % saadaan fruktoosista. Jos suomalaisen päivittäisestä energiansaannista 10% on peräisin lisätystä sokerista, silloin fruktoosin osuus energiansaannista voi olla jopa 5 %.

Teollinen fruktoosi korreloi vahvasti monien kardiometabolisten sairauksien kanssa. Tätä selittää todennäköisesti fruktoosin glukoosista poikkeava aineenvaihdunta. Erityisen ongelmallista on fruktoosisiirapista nopeasti elimistöön imeytyvät vapaat fruktoosimolekyylit, jotka voivat horjuttaa sokeriaineenvaihdunnan toimintaa, rasittaa maksaa ja altistaa esimerkiksi alkoholista riippumattomalle rasvamaksalle.

Huomio: Korrelaatio fruktoosisiirapin ja kardiometabolisten sairauksien välillä on vahva, mutta kausaliteettia ei välttämättä ole osoitettu.

Fruktolyysi

Fruktoosin aineenvaihdunta tapahtuu pääasiassa maksassa. Maksan lisäksi fruktolyysiä tapahtuu jonkin verran ohutsuolessa, luurankolihaksissa, kiveksissä, rasvakudoksessa ja aivoissa.

Noin prosentti syödystä fruktoosista muutetaan maksassa suoraan plasman triglyserideiksi. 29-54% fruktoosista syntetisoidaan maksassa glukoosiksi. Neljännes fruktoosista muutetaan laktaatiksi eli maitohapon suoloiksi tai estereiksi. 15-18% fruktoosista syntetisoiduista glykoosimolekyyleistä varastoidaan glykogeenien polymerisaatiossa polysakkarideina glykogeeneiksi.

Glykogeenit ovat tuhansista glukoosimolekyyleistä muodostavia pitkäketjuisia ja pitkähaaraisia polysakkarideja.

Glykogeenien polymerisaatio

Glykogeenin polymerisaation lähtöaineina toimivat sokeri-nukleotidit, joissa sokerimonomeeri on aktivoitu kiinnittämällä siihen nukleotidi. Glykogeenin polymerisaatiossa vaikuttavat glykogeenisyntaasi, joka liittää glukoosimolekyylejä pitkään ketjuun sekä entsyymi, joka tekee glykogeeniin haarakohtia. Koska glykogeenisyntaasi voi vain lisätä glukoosimolekyylejä valmiiseen ketjuun, tarvitaan oma entsyymi aloittamaan glykogeenin valmistus (glykogeniini). Lähde: Solunetti

Kehon solut voivat käyttää fruktolyysin syntetisoimaa glukoosia ja laktaattia energianlähteenä solujen glykolyysissä. Aineenvaihdunta voi myös purkaa maksaan ja lihassoluihin varastoituneita fruktoosista valmistettuja glykogeenejä glukagonin stimuloimana glykogenolyysissä, jolloin vereen vapautuu glukoosia. Tämä mekanismi turvaa solujen energiansaannin ruokailujen välillä sekä raskaissa fyysisissä suorituksissa.

Alhainen verensokeri aktivoi haiman erittämään glukagonia, joka purkaa maksan ja lihasten glykogeenejä glukoosiksi. Glukagoni aktivoi myös maksassa ja munuaisissa tapahtuvaa glukoneogeneesiä, ketogeneesiä sekä rasvojen β-oksidaatiota. Matala verensokeri aktivoi rasvan käyttämistä energianlähteenä.

Glykolyysi

Kaikki solut saavat energiaa glukoosista. Solu saa energiantuotantoon tarvittavan glukoosin joko solun ulkopuolelta, josta se kulkeutuu soluun osmoottisesti eli suuremmasta pitoisuudesta pienempään, tai purkamalla solun sisäisen glykogeenin glukoosimolekyyleiksi.

Glykolyysi on solulimassa tapahtuva monimutkainen reaktiosarja, jossa glukoosimolekyylit hajotetaan kahdeksi palorypälehapon anionimuodoksi eli pyruvaatiksi.

Yhdestä glukoosimolekyylistä saadaan kahden pyruvaattimolekyylin lisäksi kaksi ATP-molekyyliä ja kaksi NADH-molekyyliä. Solujen anaerobinen energiansaanti perustuu glykolyysiin.

Soluhengitys

Jos solussa on mitokondrioita ja happea, energiantuotanto jatkuu sitruunahappokierrossa (Krebsin sykli). Eräiden entsyymien avustuksella pyruvaateista saadaan mitokondrioissa tapahtuvassa oksidatiivisessa dekarboksylaatiossa kaksi asetyylikoentsyymi-A:ta.

Rasvahapot hajoavat energiaksi pääasiassa hapettumalla β-oksidaatiossa siten, että rasvahappoketjusta irtoaa kahden hiilen asetyyliryhmiä, jotka ovat kiinnittyneenä reaktioon osallistuvaan koentsyymi-A:han.

Asetyylikoentsyymi-A eli aktiivinen etikkahappo on kaikille ravintoaineille yhteinen välituote solun valmistaessa energiaa. Asetyylikoentsyymi-A:ta saadaan monosakkarideista, triglyserideista sekä aminohapoista erilaisten reaktiovaiheiden kautta. Asetyylikoentsyymi-A:n asetyyliryhmän hiilet hapettuvat hiilidioksidiksi Krebsin syklissä ja vedyt siirtyvät erityisten koentsyymien avulla elektroninsiirtoketjuun. Näissä reaktioissa syntyy energiaa, joka varastoidaan fosfaattiyhdisteisiin, esimerkiksi ATP:ksi. Lähde: Wikipedia

Anaerobinen ja aerobinen glykolyysi

Soluissa, joissa ei ole mitokondrioita (esim. veren punasolut) tai riittävästi happea, pyruvaatti pelkistyy maitohapoksi. Maitohappoon pelkistyvää glykolyysiä kutsutaan anaerobiseksi glykolyysiksi ja asetyylikoentsyymi-A:han päättyvää glykolyysiä aerobiseksi glykolyysiksi.

Asetyylikoentsyymi-A:han päättyvän reaktiossa glukoosimolekyylistä jää jäännöstuotteena hiilidioksidia ja vettä, jotka poistuvat kehosta ihon ja hengityksen kautta.

Laktaatin muodostuminen ei tuota energiaa, mutta se on välttämätöntä, jotta saadaan pelkistyneet NADH-molekyylit takaisin hapettuneeseen NAD+-muotoon, jota tarvitaan glykolyysissä.

 Glykolyysin vaiheet (Lähde: Wikipedia – Glykolyysi)

  1. Glukoosiin liitetään fosfaattiryhmä ATP:ltä heksokinaasin tai glukokinaasin avulla, jolloin syntyy glukoosi-6-fosfaattia. Heksokinaasia inhiboi glukoosi-6-fosfaatti ja glukokinaasia fruktoosi-6-fosfaatti. Lisäksi insuliini aktivoi glukokinaasin transkriptiota tumassa.
  2. Glukoosi-6-fosfaatti muutetaan fosfoheksoosi-isomeraasin avulla fruktoosi-6-fosfaatiksi.
  3. Fruktoosi-6-fosfaatti fosforyloidaan ATP:n avulla fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi. Tätä reaktiota katalysoi fosfofruktokinaasi-1 eli PFK-1. PFK-1:tä inhiboi ATP, sitraatti ja H+. Aktivoivia molekyylejä ovat puolestaan AMP ja fruktoosi-2,6-bisfosfaatti.
  4. Fruktoosi-1,6-bisfosfaatti muutetaan aldolaasi A:n:n avulla dihydroksiasetonifosfaatiksi ja glyseraldehydi-3-fosfaatiksi.
  5. Dihydroksiasetonifosfaatti muutetaan trioosifosfaatti-isomeraasin avulla glyseraldehydi-3-fosfaatiksi.
  6. Neljännen ja viidennen vaiheen reaktioista saaduista glyseraldehydi-3-fosfaateista muodostetaan glyseraldehydi-3-rosfaattidehydrogenaasin avulla 1,3-bisfosfoglyseraattia. Samalla NAD+ pelkistyy NADH:ksi.
  7. 1,3-bisfosfoglyseraatti defosforyloidaan fosfoglyseraattikinaasin avulla 3-fosfoglyseraatiksi. Samalla ADP fosforyloituu ATP:ksi.
  8. 3-fosfoglyseraatti muutetaan fosfoglyseraattimutaasin avulla 2-fosfoglyseraatiksi.
  9. 2-fosfoglyseraatti muutetaan enolaasin avulla fosfoenolipyruvaatiksi.
  10. Fosfoenolipyruvaatti defosforyloidaan pyruvaattikinaasin avulla pyruvaatiksi. Samalla ADP fosforyloituu ATP:ksi. Pyruvaattikinaasia inhiboivat ATP, alaniini ja glukagoni. Aktivoiva molekyyli on puolestaan glykolyysin kolmannessa vaiheessa muodostuva fruktoosi-1,6-bisfosfaatti.

Glukoosin ja fruktoosin aineenvaihduntaan osallistuu samoja entsyymejä ja solujen rakenteita sekä niitä yhdistäviä reaktioketjuja, mutta monista yhtäläisyyksistä huolimatta niiden aineenvaihdunta eroaa toisistaan merkittävällä tavalla.

Fruktoosi ei stimuloi insuliinin eritystä

Fruktoosi ei stimuloi insuliinin eritystä samalla tavalla kuin glukoosi, eikä sen pääsy soluihin ole insuliinista riippuvainen. Glukoosin aineenvaihdunta puolestaan tarvitsee insuliinia.

Insuliinin tuotannon loppuminen tyypin 1 diabeteksessa sekä solujen kasvanut insuliiniresistenssi tyypin 2 diabeteksessa aiheuttavat sen, että solut eivät saa energiantuotannossa tärkeää glukoosia, vaan glukoosimolekyylit jäävät verenkiertoon, jossa ne vaurioittavat verisuonia ja sisäelimiä.

Veren glukoosipitoisuus stimuloi haiman insuliinineritystä. Insuliinin säätelemät kuljetusmolekyylit (GLUT1 ja GLUT4) kuljettavat glukoosin soluihin. Fruktoosin kuljetusmolekyyli on GLUT5.

Haiman erittämä insuliini kiinnittyy solujen insuliinireseptoreihin, mikä käynnistää soluissa toisioviestintäjärjestelmän. Se houkuttelee solun sisällä olevan solukalvon läpäisevän glukoosinsiirtokanavan solukalvolle. Glukoosi pääsee tämän avulla solun sisälle, jossa glukoosimolekyyli osallistuu energiaa tuottavaan glykolyysiin.

Sokereiden rakenne

Monosakkaridit, kuten fruktoosi ja glukoosi voivat olla joko avoketjuisia tai renkaita, mutta elimistössä monosakkaridien vallitsevana muotona on rengasmainen rakenne.

Rengasmaisessa rakenteessa anomeerihiileksi kutsutaan hiiltä, joka on lähimpänä karbonyyliryhmää muodostavaa hiiltä. Karbonyyliryhmästä aloitetaan monosakkaridien hiilten numerointi. Hiiliketjun pituus monosakkaridissa voi olla kolme tai suurempi. Tärkeimpiä elimistössä esiintyviä monosakkarideja ovat heksoosit, joissa on kuuden hiiliatomin ketju.

  • Trioosi: kolme hiiliatomia
  • Totroosi: neljä hiiliatomia
  • Pentoosi: viisi hiiliatomia
  • Heksoosi: kuusi hiiliatomia
  • Heptoosi: seitsemän hiiliatomia

Karbonyyliryhmä koostuu toisiinsa kaksoissidoksella kiinnittyneistä hiili- ja happiatomeista. Esimerkkejä karbonyyliryhmän sisältävistä yhdisteistä ovat: aldehydi, ketoni, karboksyylihappo, esteri ja amidi. Karbonyyliryhmä antaa näille yhdisteille niille ominaisen kemiallisen luonteen.

Fruktolyysi ja glykolyysi ovat itsenäisiä metabolisia reaktioketjuja (metabolic pathway)

 ”Suuri osa syödystä glukoosista kulkeutuu maksan läpi luurankolihaksiin, jossa se metaboloituu glykolyysissa ja edelleen sitruunahappokierrossa ensin pyruvaateiksi ja edelleen hiilidioksidiksi (CO2), hapeksi (H2O) ja ATP-molekyyleiksi, tai rasvasoluihin, jossa glukoosimolekyyleistä metaboloidaan glyserolifosfaattia triglyseridien synteesiin ja energiantuotantoon.”

Fruktoosin aineenvaihdunta syntetisoi maksassa glykogeenejä ja de novo lipogeneesissä rasvahappoja ja triglyseridejä.

Tämä synteesi voidaan jakaa kahteen päävaiheeseen:

  1. Trioosien, dihydroksiasetonin (DHAP) ja glyseraldehydin synteesi.
  2. Toisessa vaiheessa trioosit jatkavat aineenvaihduntaa joko glukoneogeneesissä, täyttävät maksan glykogeenejä ja/tai fruktolyysin reaktioketjussa pyruvaatiksi; pyruvaatti muutetaan sitruunahappokierrossa sitraatiksi ja lopuksi de novo synteesissä vapaista rasvahapoista syntetisoidaan palmitiinihappoa.

Palmitiinihappo

Palmitiinihappo on yleisin tyydyttynyt rasvahappo sekä eräs yleisimmistä rakenneosasista eläin- ja kasvirasvoissa. Esimerkiksi ihrassa ja voissa on 25 % palmitiinihappoa. Myös ihmisen rasvasta 25 % on palmitiinihappoa. Palmitiinihapon estereitä ja suoloja kutsutaan palmitaateiksi.

Trioosit ovat kolmesta hiiliatomista muodostuvia monosakkarideja. Dihydroksiasetoni on kaksi hydroksyyliryhmää sisältävä ketoni. Glyseraldehydi on yksinkertaisin monosakkarideista. Se on makea yhdiste, jota syntyy hiilihydraattien hajoamisen seurauksena.

Fruktoosi metaboloituu DHAP:ksi ja glyseraldehydiksi

Fruktoosin aineenvaihdunnan ensimmäinen askel on fruktoosin fosforylaatio, jossa fruktokinaasi muuttaa fruktoosimolekyylin fruktoosi-1-fosfaatiksi. Tämä reaktioketju sitoo fruktoosin aineenvaihdunnan maksaan.

Maksassa esiintyy myös heksokinaasi IV-entsyymiä (Glukokinaasi), joka voi fosforyloida vähäisestä määrästä fruktoosia fruktoosi 6-fosfaattia (glukoneogneettisen reaktioketjun välivaihe). Käytännössä kaikki fruktoosimolekyylit fosforyloidaan maksassa kuitenkin fruktoosi-1-fosfaatiksi.

Kuvakaappaus: Wikipedia

Toisaalta suurin osa glukoosimolekyyleistä jää fosforyloimatta ja kulkee maksan läpi rasvakudokseen ja luurankolihaksiin insuliiniriippuvaisen glukoosinkuljetusmolekyylin (GLUT4) kuljettamana.

Fruktoosi-1-fosfaatti hydrolysoidaan fruktoosi-1fosfaatti aldolaasin (aldolaasi B) avulla dihydoksiasetonifosfaatiksi (DHAP). Dihydroksiasetonifosfaatti on orgaaninen molekyyli, joka esiintyy välituotteena monissa biokemiallisissa reaktioissa, esimerkiksi glykolyysissä. Aldolaasi eli fruktoosi-1,6-bisfosfaattialdolaasi on entsyymi, joka osallistuu glykolyysiin ja glukoneogeneesiin katalysoimalla fruktoosi-1,6-bisfosfaatin reversiibeliä hajoamista glyseraldehydi-3-fosfaatiksi tai glyseraldehydiksi ja dihydroksiasetonifosfaatiksi.

DHAP voi isomerisoitua glyseraldehydi-3-fosfaatiksi, tai glyseroli-3-fosfaatiksi. Glyseraldehydi kinaasi voi muuttaa glyseraldehydin glyseraldehydi-3-fosfaatiksi tai glyseroli-3-fosfaatiksi.

Fruktoosin aineenvaihdunnan tuottamat väliaineet voivat osallistua glukoneogeneesiin ja glykogeenin synteesiin, tai ne voidaan hapettaa pyruvaatiksi ja edelleen laktaatiksi, tai dekarboksyloida asetyylikoentsyymi-A:ksi mitokondrioissa sekä edelleen siirtää vapaiden rasvahappojen synteesiin ja lopulta triglyseridien synteesiin.

Kuva: Fruktoosin aineenvaihdunta dihydroksifosfaatiksi (DHAP), glyseraldehydiksi ja glyseraldehydi-3-fosfaatiksi maksassa.

Glykogeenin synteesi dihydroksiasetonifosfaatista ja glyseraldehydi-3-fosfaatista

Fruktoosin aineenvaihdunta jatkuu glukoneogeneesin lähtöaineista. Fruktoosista metaboloidaan aluksi dihydroksiasetonifosfaattia (DHAP) ja glyseraldehydia fruktokinaasin ja aldolaasi B:n katalysoimana.

Lisääntynyt DHAP- ja glyseraldehydi-3-fosfaatin konsentraatio maksassa ohjaa glukoneogeneesin reaktioketjun kohti glukoosi-6-fosfaattia, glukoosi-1-fosfaattia ja glykogeenin synteesiä.

Fruktoosi on parempi substraatti glykogeenin synteesille kuin glukoosi. Glykogeenivaraston täydennys on etusijalla triglyseridien synteesiin nähden. Kun maksan glykogeenivarasto on täydennetty, fruktoosin ylimääräiset aineenvaihduntatuotteet jatkavat triglyseridien synteesiin.

Kuva: Fruktoosin aineenvaihdunta glykogeeniksi maksassa

Triglyseridien synteesi dihydroksiasetonifosfaatista ja glyseraldehydi-3-fosfaatista

Ravinnosta saatu ylimääräinen fruktoosi voidaan muuttaa pyruvaatiksi ja siirtää sitruunahappokiertoon, jossa se muutetaan edelleen sitraatiksi, tai ohjata reaktiosarjaa vapaiden rasvahappojen synteesiin soluliman nestemäisessä sytosolissa. Fruktolyysin syntetisoima DHAP voidaan muuttaa glyseroliksi ja edelleen glyseroli-3-fosfaatiksi triglyseridien synteesiin de novo lipogeneesissa.

”Thus, fructose can provide trioses for both the glycerol 3-phosphate backbone, as well as the free fatty acids in TG synthesis. Indeed, fructose may provide the bulk of the carbohydrate directed toward de novo TG synthesis in humans.

Kuva: Triglyseridien synteesi maksassa

Maksassa fruktoosi aktivoi useita rasvahappojen synteesiin (lipogeneesi) osallistuvia insuliinista riippumattomia entsyymejä. Nämä ovat: pyruvate kinase, NADP+-dependent malate dehydrogenase, citrate lyase, acetyl CoA carboxylase, fatty acid synthase, pyruvate dehydrogenase.

Runsaasti teollista fruktoosia sisältävän ravinnon on havaittu altistavan hypertriglyseridemialle eli veren liialliselle triglyseridipitoisuudelle.

”The hypertriglyceridemic effects observed are a hallmark of increased dietary carbohydrate, and fructose appears to be dependent on a number of factors including the amount of dietary fructose consumed and degree of insulin resistance.”

Fruktoosin aineenvaihdunnan virheet

Fruktoosin aineenvaihduntaan vaikuttavien kahden tärkeän entsyymin puutos aiheuttaa kaksi synnynnäistä hiilihydraattien aineenvaihdunnan virhettä.

Fruktokinaasin puutos aiheuttaa essentiaalisen fruktosurian. Fruktokinaasi osallistuu reaktioketjuun, jossa fruktoosi muutetaan fruktoosi-1-fosfaatiksi. Tämän entsyymin puutoksen seurauksena fruktoosin aineenvaihdunta jää epätäydelliseksi, jolloin fruktoosia erittyy virtsaan. Fruktosuria on perinnöllinen tila, joka ei kuitenkaan aiheuta kliinisiä oireita, sillä fruktoosi voidaan metaboloida fruktoosi-6-fosfaatiksi heksokinaasin avulla esimerkiksi rasva- ja lihaskudoksissa.

Fruktoosin imeytymishäiriö ja perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi

Fruktoosin imeytymishäiriö on ruoansulatuskanavan häiriö, jossa fruktoosin imeytyminen ohutsuolesta verenkiertoon on heikentynyt fruktoosinkuljetusmolekyylien vähäisyyden vuoksi. Imeytymishäiriön oireita ovat mm. vatsakipu, turvotus, ilmavaivat ja ripuli.

Fruktoosin imeytymishäiriö muistuttaa oireiltaan ärtyvän suolen oireyhtymää sekä laktoosi-intoleranssia.

Fruktoosin imeytymishäiriötä ei pidä sekoittaa mahdollisesti hengenvaaralliseen perinnölliseen fruktoosi-intoleranssiin, jossa maksassa fruktoosia pilkkovat entsyymit eivät toimi oikein.

Fruktoosi imeytyy ohutsuolesta ilman ruoansulatusentsyymien apua. Terveen henkilön ohutsuoli pystyy kerrallaan imeyttämään ohutsuolesta verenkiertoon 25-50 grammaa fruktoosia. Fruktoosin imeytymishäiriötä sairastavilla jo alle 25 g fruktoosiannos voi aiheuttaa vatsavaivoja. Sorbitoli voi edelleen heikentää fruktoosin imeytymistä ja lisätä vatsavaivoja. Imeytymätön fruktoosi fermentoituu suolistobakteerien vaikutuksesta ja lisää suolistokaasujen muodostumista.

Monet runsaasti fruktoosia sisältävät hedelmät, esimerkiksi omenat, päärynät, mangot ja vesimelonit, voivat aiheuttaa oireita fruktoosin imeytymishäiriötä sairastavalla. Oireita voi tulla myös runsaasti fruktoosia sisältävästä pöytäsokerista, hunajasta, maissisiirapista, rusinoista, hedelmämehuista ja fruktaaneista (FODMAP).

Fruktoosin imeytyshäiriöön ei ole parantavaa hoitoa, mutta sen aiheuttamia oireita voi välttää minimoimalla fruktoosin saannin. Myös FODMAP-ruokavalio voi auttaa oireiden helpottamisessa. Lähde: Wikipedia

Perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi (HFI)

Perinnöllinen fruktoosi-intoleranssi (HFI) johtuu synnynnäisestä aldolaasi B-entsyymin puutoksesta. Puutoksen seurauksena sakkaroosi, fruktoosi ja sorbitoli aiheuttavat oireita synnynnäistä fruktoosi-intoleranssia sairastavilla. Aldolaasi-B entsyymin puutos johtaa fruktoosi-1-fosfaatin kerääntymiseen maksasoluihin, munuaisiin ja ohutsuoleen. Ajan mittaan tämä johtaa maksasolujen tuhoutumiseen. HFI vaikuttaa myös glukoneogeneesiin, glykogenolyysiin ja adenosiinitrifosfaatin (ATP) regeneraatioon. HFI aiheuttaa mm. pahoinvointia, oksentelua, kouristeluja, ärtyisyyttä, hypoglykemiaa, keltatautia, verenvuotoa, maksan liikakasvua sekä mahdollisesti munuaisten vajaatoimintaa. HFI voi johtaa kuolemaan, mutta se on melko harvinaista.

Kuva: Fruktolyysin ja glykolyysin aineenvaihdunta




Ravinto vaikuttaa syövän riskiin

Hilary Brueck raportoi Business Insiderissa laajasta kansainvälisestä seurantatutkimuksesta, joka osoitti yhteyden ruokatottumusten ja syövän riskin väliltä. 18.9.2018 julkaistu tutkimus seurasi 471 495 eurooppalaisen aikuisen ruokatottumusten ja syövän yhteyttä keskimäärin 15 vuoden ajan.

Tutkimus vahvisti aiempia havaintoja, joiden mukaan suuri annoskoko, runsas punaisen lihan, suolan ja lisätyn sokerin saanti, tyydyttyneitä rasvoja sisältävät ruoat, pikaruoat, snacksit ja alkoholi kasvattavat syöpien riskiä. Runsaasti tuoreita hedelmiä, vihanneksia ja palkokasveja sekä rasvaista kalaa ja vähärasvaista lihaa syövien riski sairastua syöpään oli pienempi ja yleinen terveys parempi.

PLOS Medicine-lehden julkaisema tutkimus osoitti, että runsaasti elimistön tarvitsemia ravinteita sekä vähän energiaa sisältävällä ruokavaliolla voi jonkin verran laskea yleisten syöpien riskiä. Vähän ravinteita ja runsaasti energiaa sisältävä ruokavalio puolestaan kasvatti hieman syöpään sairastumisen riskiä.

Tutkimuksen tehneet 56 tutkijaa seurasivat 471 495 ihmisen ravintotottumuksia kymmenessä Euroopan maassa keskimäärin 15 vuoden ajan.

”In this study, we observed a higher risk of cancer for people eating, on average, more foods with a high content in energy, sugar, saturated fat, or sodium,” the study’s lead author, Mélanie Deschasaux, told Business Insider in an email, giving examples such as processed meats, pastries, and cola.

Seurantatutkimuksessa ravintoarvoiltaan heikointa ruokavaliota noudattavien riski sairastua syöpiin oli 7 % korkeampi kuin niillä, jotka noudattivat kasvispainotteisempaa ja kevyempää ruokavaliota.

Vahvin korrelaatio ravintotottumusten ja syöpien välillä havaittiin seuraavien syöpien kohdalla:

  • Paksusuolen syöpä
  • Vatsasyöpä
  • Suun syövät (huulisyöpä, kielisyöpä)
  • Keuhkosyöpä (miehillä)
  • Maksa- ja rintasyöpä (naisilla)

Tutkimus

Tutkimuksessa kontrolloitiin syövän riskiin vaikuttavia muita muuttujia, kuten seurattujen perinnöllinen alttius sairastua johonkin syöpään, fyysinen aktiivisuus, tutkittavan painoindeksi ja tupakointi.

Näistä yleisistä syöpien riskiä kasvattavista muuttujista riippumatta epäterveellisen ruokavalion osoitettiin kasvattavan eräiden syöpien riskiä. Henkilöt, jotka söivät paljon pikaruokaa, lisättyjä sokereita, runsaasti suolaa, tyydyttyneitä rasvoja ja punaista lihaa sairastuvat todennäköisemmin syöpään kuin ravintoarvoiltaan rikkaampaa runsaasti hedelmiä ja kasviksia syövät henkilöt.

Ravinteiltaan heikoimpia ruokia syötiin runsaimmin Isossa-Britanniassa, Saksassa ja Ranskassa. Välimeren maissa ja Norjassa ihmiset olivat tutkimuksen mukaan keskimäärin terveempiä.

Tutkimus tukee kasvavaa näyttöä siitä, että kasvispainotteinen ja paljon kuituja sisältävä ravinto korreloi pitkän iän ja terveyden kanssa. Prosessoidut ruoat näyttävät sen sijaan kasvattavan erilaisten sairauksien riskiä ja lyhentävän odotettavissa olevaa elinaikaa.

Yleinen havainto ravitsemusta käsittelevissä tutkimuksissa on ollut, että paljon tuoreita hedelmiä ja vihanneksia, terveellisiä rasvoja kuten oliiviöljyä, avokadoja ja pähkinöitä sekä terveellisiä kuituja sisältävä Välimeren ruokavalio assosioituu pidempään ja terveempään elämään.

Helmikuussa julkaistu 100 000 aikuisen ruokatottumuksia analysoinut ranskalaistutkimus osoitti, että eniten prosessoituja ja pakattuja valmisruokia, sipsejä ja keksejä, sokeroituja muroja, pakasteaterioita ja makeutettuja virvoitusjuomia syövillä oli kasvanut riski sairastua mihin tahansa syöpään verrattuna niihin, jotka söivät vähemmän prosessoituja ja vähemmän sokereita sisältävää ruokia.

Lisäämällä ruokavalioon hyviä kuituja sisältäviä täysjyväviljoja sekä kasviksia, hedelmiä, hyviä rasvanlähteitä ja kasviproteiineja syövän ja erityisesti paksusuolen syövän riskiä voi hieman laskea. Prosessoitujen, runsaasti sokeria, suolaa ja huonoja rasvoja sisältävän ravinnon yleistymisen (”pikaruokakulttuurin”) vaikutus on havaittavissa paksusuolen syövän yleistymisenä erityisesti nuorilla.

Ruoansulatus ei voi pilkkoa sulamattomia ravintokuituja elimistön ravinnoksi, mutta ne parantavat suoliston hyvinvointia nopeuttamalla ruokamassan kulkua suolistossa. Samalla kuidut ja resistentti tärkkelys hyödyntävät suoliston mikrobiomia, joka vaikuttaa elimistön hyvinvointiin monin tavoin.

Ravintokuidut pienentävät suolistosyöpien riskiä. Tämä perustuu ainakin osittain siihen, että kuituja pilkkovat suoliston mikrobit tuottavat lyhytketjuisia rasvahappoja, kuten butyraattia, joka ehkäisee kasvainten kehittymistä paksusuoleen.

” Lyhytketjuisia terveydelle tärkeitä suolistossa syntyviä rasvahappoja, tai tarkemmin niiden suoloja, ovat asetaatti, propionaatti ja erityisesti butyraatti. Lyhytketjuisilla rasvahapoilla on kokeellisissa tutkimuksissa syöpää, infektioita ja suolistoinflammaatiota estävää vaikutusta. Ne myös auttavat suoliston pintaa uusiutumaan ja pysymään terveenä.” – Lähde: Pronutritionist

Täysjyväviljoista saatavat kuidut ovat erityisen hyviä suoliston terveydelle, koska viljan kuoriosat ja alkiot (bran & germ) stimuloivat hapetusstressiä vähentävien antioksidanttien toimintaa ja sisältävät useita hyviä ravinteita, kuten sinkkiä, kuparia ja E-vitamiinia.

Lähde: Business Insider




Kuinka ravinto ja elintavat vaikuttavat MS-taudin etenemiseen? Osa 3:

 

Kuinka ravinto ja elintavat vaikuttavat MS-taudin etenemiseen? Osa 3 jatkaa ravinnon ja elintapojen vaikutuksen selvittämistä MS-taudin ja siihen assosioituvien oireiden taustalla.

Mitä eroa on infektiolla ja inflammaatiolla?

Autoimmuunitaudin voi laukaista jokin infektio, kuten Epstein-Barr- tai herpesvirus. Inflammaatio altistaa sairastumiselle ja pahentaa immuunivälitteisten tulehduksellisten sairauksien oireita. Eräät ravintoaineet aiheuttavat oksidatiivista stressiä, joka ylläpitää ja pahentaa inflammaatiota.    

Infektio ja inflammaatio menevät helposti sekaisin, koska molemmat kertovat tulehduksesta. Ne eivät kuitenkaan tarkoita samaa asiaa.

Infektion aiheuttama lyhytaikainen tulehdus (tartuntatulehdus) auttaa elimistöön tunkeutuneen sairastuttavan mikrobin tuhoamisessa. Jatkuva matala-asteinen tulehdus (inflammaatio) on kudoksia ärsyttävä tila, joka voi kehittyä mm. vamman, ravinnon (postbrandiaalinen tulehdus), tupakoinnin, alkoholin ja eräiden toksiinien sekä joidenkin tuntemattomien syiden seurauksena, kuten eräät autoimmuunitulehdukset (esimerkiksi reuma).

Matala-asteinen tulehdus ei tavallisesti näy ulospäin tai oireile kipuna. Tutkimukset viittaavat siihen, että matala-asteinen tulehdus on kuitenkin lähes kaikkien kroonisten tautien osatekijä.

”Ne ruoka-aineet, jotka vähentävät tulehdusta tuntuvat edistävän ihmisen terveyttä muutoinkin. Ruokavalio, joka vähentää voimallisesti tulehdusta, vähentää myös kolesterolia, verenpainetta, aterian jälkeistä hapetusstressiä, LDL-kolesterolin hapettumista ja verensokeria aterian jälkeen ja paastossa sekä estää lihomista.” – Pronutritionist

Infektio siis puolustaa elimistöä mikrobeja vastaan. Pitkään jatkuva matala-asteinen inflammaatio on elimistölle haitallinen tila, koska se voi aiheuttaa kudosvaurioita. Wikipedian mukaan autoimmuunitulehdus vahingoittaa elimistöä immuunipuolustuksen hyökätessä elimistön omia soluja vastaan.

C-reaktiivinen proteiini eli CRP

Elimistön tulehduksista kertoo verinäytteestä mitattava CRP eli C-reaktiivinen proteiini. CRP on maksan syntetisoima akuutin infektion proteiini, joka sitoutuu solun erilaisiin ainesosiin, kuten polysakkarideihin, lipideihin, nukleiinihappoihin, nukleotideihin sekä kationeihin kuten hepariiniin, protamiiniin ja histoineihin.

CRP on komplementtijärjestelmän aktivoija, joka edistää vierasaineiden opsonisaatiota ja fagosytoosia. CRP osallistuu luontaiseen immuniteettiin ja vierasaineiden eliminointiin. Opsonisaatio on prosessi, jossa infektoivan patogeenin pintaan tarttuu siihen erikoistunut vasta-ainemolekyyli eli opsoniini, jonka avulla syöjäsolut (fagosyytit) tunnistavat ja tuhoavat patogeenit.

CRP:n pitoisuus veressä nousee bakteeri-infektioiden ja muiden tulehdustilojen sekä kudosvaurion yhteydessä nopeasti. CRP:n normaali viitealue on alle 10 mg/l, mutta infektion aikana CRP:n määrä voi kasvaa jopa 1000-kertaiseksi viitealueeseen verrattuna.

Ruokavalio, laihtuminen ja CRP

Lihavuus on matala-asteisen inflammaation yksi tärkeä syy. Laihtuminen voi laskea inflammaatiota mittaavaa CRP-arvoa jopa 80 %. Myös ruokavalio vaikuttaa tulehdusta mittaavaan CRP-arvoon. Terveellinen ruoka, kuten kasvikset, marjat, hedelmät ja kala voivat laskea tulehdusarvoja jopa kolmanneksella.

Wikipedia kertoo, että jo muutaman päivän vesipaasto vahvistaa kehon immuunijärjestelmää taistelussa tulehduksia vastaan. Vastaavia tuloksia on saatu kerran tai kahdesti kuussa toteutettavilla nelipäiväisillä niukan ravinnon jaksoilla.

Elimistö näyttäisi pääsevän paaston ja niukan dieetin avulla eroon immuunijärjestelmän vahingoittuneista ja vanhentuneista osista, joka johtaa immuunijärjestelmän uusiutumiseen (Kari Tyllilä: Yllättävä löytö voi tuoda apua syöpähoitoihin: Paasto uudistaa immuunijärjestelmää).

Tulehdus ja sytokiinit

Sytokiinit ovat immuunijärjestelmän säätelijöitä. Ne ohjaavat immuunijärjestelmän kaikkien solujen erilaistumista, kasvua ja toiminnallista säätelyä. Sytokiini on yleisnimitys yli sadalle pienimolekyyliselle proteiinirakenteiselle välittäjäaineelle.

Valkosolut tuottavat sytokiineihin lukeutuvia interferoneja virusinfektion aikana. Interferonien tarkoituksena on estää virusten lisääntyminen infektion alkuvaiheessa. Proinflammatoristen eli inflammaatiota lisäävien interferonien (sekä happiradikaalien) ensisijaisena tehtävänä on tappaa elimistöön päässeitä viruksia, bakteereita ja ja sieniä.

Jos immuunivasteeseen osallistuvia sytokiineja tai happiradikaaleja muodostuu elimistössä liikaa, ne vaurioittavat kudoksia ja altistavat sairastumiselle.

Beetainterferoneja käytetään MS-taudin oireita hillitsevänä lääkkeenä. Toisaalta gammainterferoni, jota naisilla muodostuu luonnostaan miehiä enemmän, assosioituu suurina pitoisuuksina MS-taudin puhkeamiseen ja pahenemiseen.

Tärkeät sytokiinit

Kuva sytokiinien merkityksestä ja hierarkkisista säätelyverkoista tarkentuu koko ajan. Sytokiineja on tunnistettu yli sata. Pelkästään interleukiiniperheeseen kuuluvia sytokiineja tunnetaan 29. Sytokiinien tutkimus tarjoaa uusia lähestymistapoja myös autoimmuunitautien ja syöpien hoitoon.

Immuunijärjestelmän kannalta keskeisiä sytokiinejä ovat interleukiinit (IL), interferonit (IFN), tuumorinekroositekijä alfa (TNF-α), ja solutyyppispesifiset kasvutekijät, kuten granulosyyttikasvutekijä (G-CSF) ja erytropoietiini (EPO).

Sytokiinien eritys lisääntyy infektion aikana, mikä vahvistaa elimistön puolustautumista taudinaiheuttajia vastaan. Immuunivasteeseen ja infektion torjuntaan osallistuvat ainakin proinflammatoriset sytokiinit, kuten IL-1, IL-6, TNF- α.

IL-17 on nopeasti kasvava sytokiiniperhe, jonka jäsenet eroavat rakenteellisesti muista sytokiineista. IL-17 on keskeinen sytokiini MS-taudin patogenesissä (Gold & Lühder, Interleukin-17 – Extended Features of a Key Player in Multiple Sclerosis).

Monet sytokiinit aiheuttavat ja ylläpitävät elimistön matala-asteista tulehdusta. Toisaalta sytokiinit voivat olla myös inflammaatiota vähentäviä eli anti-inflammatorisia, kuten mm. IL-4, IL-10 ja TGF- β.

Sytokiinien säätelyverkot

Sytokiinit muodostavat toiminnalllisia verkostoja. Yksittäinen sytokiini vaikuttaa tavallisesti useisiin solutyyppeihin, mutta sen aikaansaamat vasteet eri soluissa voivat olla täysin erilaiset.

Monissa immuunivälitteisissä tulehduksellisissa sairauksissa aktivoituu osin samanlainen sytokiiniverkosto, mutta yksittäisen sytokiinin merkitys eri sairauksien patogeneesissa voi vaihdella paljonkin. Yhtenä esimerkkinä tuumorinekroositekijä (TNF-α), joka vaikuttaa mm. nivelreuman, selkärankareuman, tulehduksellisten suolistotautien ja psoriaasin patogeneesissa.

Sytokiinit toimivat ajallisesti ja paikallisesti tarkan säätelyn alaisina hierarkkisina säätelyverkostoina. Jos säätely jostakin syystä pettää, sytokiinien ylituotanto voi toimia laukaisevana mekanismina monissa sairauksissa, kuten autoimmuunitaudeissa.

Sytokiinireseptoreiden signalointi

Sytokiinien biologiset vaikutukset välittyvät solun pinnalla sijaitsevien erityisten reseptoreiden kautta. Interferonien, useimpien interleukiinien ja solutyyppispesifisten kasvutekijöiden (EPO, TPO, GM-CSF, G-CSF) reseptorit välittävät vaikutuksensa hematopoieettiseen sytokiinireseptoriperheeseen kuuluvien reseptoreiden kautta.

Kaikkien reseptroreiden aktivaatiomekanismi on samankaltainen: sytokiinin sitoutuminen reseptorin solunulkoiseen osaan saa aikaan ketjuen pariutumisen ja johtaa reseptoriin kiinnittyneiden JAK-tyrosiinikinaasien (JAK1-3 ja TYK2) aktivaatioon ja signaalinvälitykseen erikoistuneiden proteiinien fosforylaatioon sekä muutoksiin mm. DNA-synteesissä ja transkriptiossa (Levy ja Darnell 2002, O’Shea ym. 2002).

Luettavaa sytokiineista

Kuinka elimistö reagoi tulehdukseen?

Elimistö reagoi tulehdukseen tavallisesti verisuonimuutoksilla sekä kudosnesteen ja tulehdussolujen kertymisellä tulehdusalueelle. Verisuonimuutosten seurauksena hiussuonten seinämät muuttuvat läpäisevimmiksi ja tulehdusalueelle kertyy proteiineja ja nestettä.

Tulehdusreaktio houkuttelee paikalle myös valkosoluja, kuten syöjäsoluja, joiden tehtävänä on puolustaa elimistöä ulkoisilta taudinaiheuttajilta ja siivota tulehdusaluetta vaurioituneista soluista. Tulehduksien aiheuttama ”märkä” muodostuu tulehdussoluista, taudinaiheuttajista, osin tuhoutuneesta kudoksesta ja kudosnesteestä.

Tulehduksen oireet ovat rubor, tumor, calor, dolor ja functio laesa eli punoitus, turvotus, kuumotus, kipu ja toimintakyvyn heikkeneminen.

Ravinto ja inflammaatio

Pitkään jatkuva matala-asteinen tulehdus kasvattaa sairastumisen riskiä. Tutkimusten mukaan inflammaatio on useimpien kroonisten sairauksien taustatekijä. Inflammaatio altistaa mm. autoimmuunitaudeille, sydän- ja verisuonitaudeille, syöville, tyypin 2 diabetekselle, lihavuudelle ja Alzheimerin taudille.

Rasvakudos erittää runsaasti erilaisia tulehdussytokiineja, joten lihavuus ylläpitää ja lisää inflammaatiota. Laihduttaminen voi merkittävästi vähentää elimistöä rasittavaa matala-asteista tulehdusta.

Aterianjälkeinen (postbrandiaalinen) verensokerin nousu kasvattaa oksidatiivista stressiä muodostamalla happiradikaaleja. Oksidatiivinen stressi pahentaa inflammaatiota. Mitä korkeammaksi verensokeri nousee, sitä enemmän muodostuu happiradikaaleja.

Ravinto vaikuttaa inflammaatioon monin tavoin.

Ravinto voidaan jakaa karkeasti tulehduksia aiheuttaviin, neutraaleihin ja tulehduksia hillitseviin ravintoaineisiin. Ravintoaineiden aiheuttamaan tulehdusvasteeseen vaikuttavat mm. ravinnon määrä ja muut samaan aikaan nautitut ravintoaineet.

Rasvat ovat tavallisilla annoksilla tulehduksen kannalta yleensä neutraaleja. Värikkäiden marjojen, hedelmien ja kasvisten syöminen lievittää tulehdusta. Imeytymättömät proteiinit voivat lisätä suoliston tulehduksia, mutta lihan, kanan ja äyriäisten tulehdusvaikutuksista on hyvin vähän tutkittua tietoa.

Tulehduksia vähentäviä (anti-inflammatorisia) ruokia ovat mm.

  • Rasvainen kala
  • Neitsytoliiviöljy
  • Kala
  • Mantelit ja pähkinät
  • Marjat ja hedelmät
  • Monet kasvikset
  • Appelsiinimehu
  • Granaattiomena
  • Kaakao
  • Punaviini

Inflammaation kannalta neutraaleja ruokia ovat mm.

  • Rypsiöljy
  • Margariini
  • Voi
  • Soija ja palkokasvit
  • Meijerituotteet
  • Kananmunat
  • Eräät täysjyvätuotteet
  • Monet kasvikset
  • Tumma pasta
  • Peruna
  • Leipä
  • Vihreä tee
  • Kahvi
  • Valkoviini
  • Maito ja piimä

Tulehduksia lisääviä ruokia ovat mm.

  • Kerma suurina annoksina
  • Makkarat ja lihajalosteet
  • Runsas sokeri
  • Runsas fruktoosi (fruktoosisiirappi?)

Lue lisää:

Pronutritionist: Anti-inflammatorinen eli tulehdusta vähentävä ruokavalio

Inflammaation vaikutus RRMS- ja PPMS-tautien oireisiin

Tulehdustekijät ovat havaittavissa aaltoilevasti etenevän RRMS-taudin patologiassa ja assosioituvat selkeästi taudin oireisiin. RRMS-tautimuodossa keskushermostossa ilmenevät tulehduspesäkkeet (leesiot) ovat yhteydessä taudinkuvaan liittyviin kliinisiin pahenemisvaiheisiin. Inflammaation helpottuminen ilmenee remissiona, jolloin taudin oireet paranevat joko osittain tai lähes täysin etenkin taudin varhaisvaiheessa.

Progressiivinen MS-tauti

Ensisijaisesti etenevä MS-tauti (primaarisprogressiivinen, PPMS) on MS-taudin alatyyppi, jossa oireet ja invaliditeetti lisääntyy sairauden alusta alkaen tasaisesti ilman selviä inflammaatioon assosioituvia pahenemisvaiheita, RRMS etenee toissijaisesti eteneväksi (SPMS) taudiksi yleensä noin parin vuosikymmenen aikana. SPMS ja PPMS muistuttavat hyvin läheisesti toisiaan.

”PPMS-potilailla yleisimmät taudin alkuoireet olivat motoriset-, pikkuaivo- ja tuntohäiriöt. Motorisen toiminnan häiriöt olivat yleisimmät löydökset kliinisessä neurologisessa tutkimuksessa. Kaikilla PPMS-potilailla oli virtsaustoiminnan häiriöitä, joista tihentynyt virtsaamistarve ja siihen liittyvä virtsan karkailu olivat yleisimmät oireet. Urodynaamisen tutkimuksen yleisimmät löydökset olivat virtsarakon seinämälihaksen yliaktiivisuus (detrusor hyperrefleksia) sekä seinämälihaksen ja virtsaputken sulkijalihaksen koordinoimaton supistelu (detrusor sphinkterin dyssynergia, DSD).” – Maritta Ukkonen: Primaarisprogressiivinen MS-tauti, kliininen, immunologinen ja radiologinen kuva

Tulehduksen vaikutusta ei ole poissuljettu myöskään etenevässä MS-taudissa. Inflamaation voi aiheuttaa autoimmuunitulehdus tai solujen (oligodendrosyyttien) rappeutumisen eli sytodegeneraation aiheuttama neurologinen tulehdus.

”Adheesiomolekyylien ja joidenkin sytokiinien ilmentymisen lisääntyminen viittaa siihen, että tulehduksellista aktiviteettia esiintyy pidemmälle edenneessä PPMS-taudissakin.” – Maritta Ukkonen: Primaarisprogressiivinen MS-tauti, kliininen, immunologinen ja radiologinen kuva

Tutkimukselliset löydöt

Etenevissä MS-taudeissa on havaittavissa runsaasti molekyyli- ja solutason muutoksia, jotka selittävät taudinkuvaan liittyvää neurologista rappeutumista (neurodegeneraatiota).  Tällaisia neurologiseen rappeutumiseen assosioituvia muutoksia ovat mm.

  • keskushermoston syöjäsoluina toimivien mikrogliasolujen aktivoituminen
  • kroonisen hapettumisreaktion aiheuttamat vauriot keskushermoston soluissa
  • mitokondrioihin kumuloituvat vauriot keskushermoston viejähaarakkeissa
  • ikään liittyvä atrofia
  • viejähaarakkeiden signaalinvälityksen havaittava heikkeneminen.

Tällaiset patologiset muutokset voivat johtua autoimmuunitulehduksen aiheuttamista viejähaarakkeiden eristekalvojen vaurioista (demyelinaatio), mutta syynä voi olla myös tautiin liittyvä keskushermoston solujen (neuronien ja oligodendrosyyttien) primaari rappeutuminen.

Mahdollisesti moolemmat, sekä inflammaatio että keskushermoston solujen rappeutuminen (sytodegeneraatio) vaikuttavat etenevien MS-tautimuotojen patogeneesiin.

Patologiset mekanismit, jotka ylläpitävät neurodegeneraatiota ja aiheuttavat PPMS-ja SPMS-potilaille kudosvaurioita, tunnetaan huonosti. Nämä tekijät liittyvät ilmeisesti perifeerisen immunologisen toleranssin virheelliseen toimintaan.

Taudin aiheuttamasta neurodegeneraatiosta on esitetty (ainakin) kaksi hypoteessia: inside-out-hypoteesi ja outside-in-hypoteesi.

Inside-out hypoteesin mukaan taudin alusta alkaen etenevä keskushermoston solujen rappeutuminen on kaikkien tautiin liittyvien prosessien selittävä tekijä.

Outside-in hypoteesi olettaa, että taudin varhaisvaiheessa ilmenevät inflammaatioon assosioituvat demyelinoivat prosessit laukaisevat joukon keskushermostoa rappeuttavia tapahtumaketjuja.

Osallistuuko suoliston mikrobiomi autoimmuunitaudin patogeneesiin?

Viime aikoina on saatu viitteitä siitä, että suoliston mikrobiomin hyvinvoinnilla on tärkeämpi rooli etenevän MS-taudin taudinkuvassa kuin on aiemmin oletettu.

Tieto mikrobiomista ja sen merkityksestä isäntäorganismille täsmentyy koko ajan. Vagus-hermo välittää tietoa ruoansulatuselimistön tapahtumista aivoille. Se toimii suorana välittäjänä mikrobiomin ja keskushermoston välillä.

Mikrobiomi vaikuttaa keskushermostoon muokkaamalla signaalireittejä aivo-suolisto-akselilla. Tämä kaksisuuntainen kommunikaatioverkko hermoston ja suoliston välillä aktivoi hermoston makrofageja ja vaikuttaa neurologisiin tapahtumiin säätelemällä hermoston immuuniaktiivisuutta.

Mikrobiomin merkitys

BBC kirjoittaa, että kehon solujen kokonaismäärästä 43 % on ihmisen omia soluja. Suurin osa kehossamme elävistä soluista kuuluu kuitenkin mikrobiomin bakteereille, arkeille, viruksille ja sienille.

Ihmisen DNA:ssa on noin 23 000 proteiineja koodaavaa geeniä. Geenit säätelevät solujemme, kudostemme ja elimistömme rakennetta. Geenien väliset alueet ohjaavat geenien toimintaa. Oman genomin lisäksi kehossamme on mikrobiomin geneettistä materiaalia, joka koostuu 2-20 miljoonasta geenistä.

DNA, mutaatiot ja yhden emäksen variaatiot

Ihmisen DNA on noin 3 miljardia emästä pitkä kaksoisjuoste. DNA:n rakenteessa toistuu neljä emästä, joita kuvataan kirjaimilla A (adeniini), T (tymiini, C (sytosiini) ja G (guaniini). A ja T sekä C ja G muodostavat DNA:n kaksoisjuosteessa emäspareja.

Geenit eli perintötekijät muodostuvat eri mittaisista DNA-jaksoista

Solun jakautuminen edellyttää DNA:n kahdentumista. Prosessi on hyvin täsmällinen, mutta aika ajoin siinä tapahtuu virheitä ja DNA-juosteen alkuperäinen emäsjärjestys muuttuu. Tällaiset virheet aiheuttavat geenimutaatioita.

Geenimuutosten kolme lähdettä ovat vanhemmilta saatu perimä, elintapojen ja ympäristön tuoma altistus (myrkyt, patogeenit, ravinto jne.) sekä sattumanvaraiset DNA:n kopioitumisvirheet. Kopioitumisvirheitä tapahtuu jatkuvasti. Aina, kun solu jakaantuu, aiheutuu DNA:han keskimäärin kolme virhettä. Tällaiset geenimutaatiot voivat käynnistää syövän.

Pistemutaatiot eli yhden emäksen variaatiot (Single Nucleotide Polymorphism), joissa esimerkiksi DNA:n emäsjuosteen jonkin geenin emäsparissa adeniini muuttuu sytosiiniksi, ovat hyvin yleisiä. Yleensä nämä ovat neutraaleja, mutta jotkin yhden nukleotidin polymorfismit assosioituvat lisääntyneeseen sairastumisriskiin.

Toinen genomi

Professori Sarkis Mazmanian (Caltech) kertoi BBC:lle, että periaatteessa meillä on kaksi toisiinsa vuorovaikuttavaa genomia. Ne ”kommunikoivat” keskenään kemiallisten signaalien välityksellä. Tällaisia mikrobiomin tuottamia hermostoon vaikuttavia välittäjäaineita ova esimerkiksi eräät mikrobien aineenvaihduntatuotteet, kuten dopamiini, serotoniini ja GABA.

Mikrobiomin tuottamat kemialliset signaalit voivat vaikuttaa myös epigeneettisesti ihmisen omaan genomiin. Tämä tapahtuu esimerkiksi siten, että johonkin geenin emäksistä kiinnittyy ympäristötekijöiden säätelemänä geenin transkriptioon vaikuttava metyyliryhmä.

Mikrobiomiin vaikuttavat ympäristötekijät voivat olla viruksia, bakteereita, sieniä, tietyn kemiallisen koostumuksen omaavia ravintoaineita sekä toksisia tai inflammatorisia kemikaaleja. Nämä voivat heikentää immuunijärjestelmän säätelyä ja edesauttaa epigeneettisten muutosten, pistemutaatioiden ja geenimutaatioiden kehittymistä DNA:han.

Yhden nukleotidin polymorfismit (single nucletide polymorphism, SNP) assosioituvat moniin sairauksiin, kuten syöpiinn ja autoimmuunitauteihin. Esimerkiksi tyypin 1 diabeteksessa ja MS-taudissa tällaisia tautiin assosioituvia yhden nukleotidin polymorfismeja on tunnistettu muun muassa geenin CYP27B1 eri lokuksissa.

Geenit eivät ole täysin muuttumattomia. Ympäristötekijät vaikuttavat geenien toimintaan.

Myös epigeneettinen muutos, jossa geenin yhden tai useamman emäksen päälle on kiinnittynyt metyyliryhmä vaikuttaa geenin ekspressioon ja transkriptioon.

Kuinka mikrobiomi vaikuttaa elimistöön?

Suoliston mikro-organismit estävät vieraiden ja mahdollisesti haitallisten mikrobien pesiytymisen suolistoon ja pääsyn suoliston kautta verenkiertoon.

Mikrobiomi vaikuttaa myös ruoansulatukseen, aineenvaihduntaan, immuunijärjestelmän säätelyyn sekä eräiden vitamiinien ja muiden tärkeiden yhdisteiden, kuten dobamiinin, GABAn ja serotoniinin synteesiin ja edelleen keskushermoston toimintaan mm. vagus-hermon välityksellä.

Onko antibiooteilla ja rokotuksilla vaikutuksia mikrobiomiin?

Antibiootit ja rokotukset ovat pelastaneet kymmeniä tai satoja miljoonia ihmishenkiä viimeisen vuosisadan aikana, mutta joidenkin tutkijoiden mukaan mikrobiomin lajikirjo on pienentynyt infektioilta suojaavan taistelun seurauksena ja tämä on heikentänyt mikrobiomin vaikutusta immuunijärjestelmän säätelyyn.

Hypoteesin mukaan mikrobiomin lajikirjon pienentyminen vaikuttaa immuunijärjestelmän säätelyn kautta sairastumissalttiuden lisääntymiseen. Erityisesti sairastumisalttiuden lisääntyminen vaikuttaa allergioihin ja autoimmuunitauteihin.

Professori Ruth Ley (Max Planck Institute) totesi BBC:lle, että vaikka olemmme taistelleet menestyksekkäästi infektioita vastaan, autoimmuunitautien ja allergioiden määrä on kääntynyt selvään kasvuun.

Tulkitsen tämän niin, että koska mikrobiomi yleensä periytyy äidiltä lapselle, voivat pienet mikrobiomin lajikirjon muutokset kumuloitua sukupolvien aikana ja heikentää pitkällä aikajänteellä immuunijärjestelmän säätelyä. Se voisi selittää väestötasolla eräiden tautien yleistymisen.

Rokotukset ja antibiootit eivät kausaalisesti aiheuta autoimmuunitauteja, mutta ovat voineet useiden sukupolvien aikana vaikuttaa autoimmuunitautien kehittymisen kannalta otollisemman immunologisen ympäristön rakentumiseen. Tällainen spekulaatio kuulostaa ihan järkeenkäyvältä.

Näkökulma: Rokotteiden sisältämät viruksen proteiinit toimivat autoimmuunitaudin laukaisijoina minimaalisen pienellä todennäköisyydellä, mutta näin kävi surullisessa narkolepsiaepidemiassa. Yleisesti ottaen rokotteet ovat hyvin turvallisia. Virus, jolta rokote suojaa voi laukaista autoimuunitaudin myös rokottamattomilla.

Rokottaminen voi laukaista vakavan allergisen reaktion tai sairauden, mutta todennäköisyys sellaiselle on häviävän pieni. Myös rokotteen sisältämien tehoste- ja säilöntäaineiden pelko on aiheeton; hengittämällä elimistöön kulkeutuu taajama-alueilla jo yhdessä päivässä rokotteisiin verrattuna moninkertainen määrä teollisuudesta ja liikenteestä peräisin olevia haitallisia mikropartikkeleita. Hengitysilman pienhiukkaset kulkeutuvat keuhkoista verenkiertoon ja vaikuttavat siten terveyteen.

Maailmanlaajuisesti ilmansaasteet tappavat vuosittain miljoonia ihmisiä. Suurin ongelma on Aasiassa ja Afrikassa. Tämä on rokotteita todellisempi ja akuutimpi uhkakuva myös Euroopassa.

Teollinen ruoka yksipuolisti mikrobiomia

Mikrobiomin heikentymiseen on vaikuttanut myös viime vuosisadalla alkanut ravinnon teollistuminen. Teollisesti valmistetut vähemmän ravinteita ja enemmän energiaa sisältävät ruoat ja rasvat sekä runsas sokereiden käyttö ovat syrjäyttäneet luonnnollisemmat ravinnonlähteet.

Lihan ja sokereiden määrä ravinnossa on lisääntynyt samaan aikaan, kun hapatettujen ruokien ja kasvisten saanti on vähentynyt. Punainen liha, lihajalosteet, transrasvat ja sokerit assosioituvat tutkimuksissa heikentyneen suolistoterveyden ja suoliston tulehdusten kanssa; nämä heikentävät immuunijärjestelmää ja sen säätelyä.

Punainen liha ja suoliston terveys

Runsaan proteiinien saannin kohdalla ongelmia aiheuttaa se, että vaikka proteiinit pilkotaan tärkeiksi aminohapoiksi ja peptideiksi ohutsuolessa, osa proteiineista ei imeydy ohutsuolesta elimistön hyödynnettäväksi, vaan päätyy paksusuoleen, jossa ne ravitsevat mikrobiomin huonoja bakteereita.

Imeytymättömän proteiinin vaikutuksesta paksusuoleen syntyy imeytymätöntä rautaa, ammoniakkia, amiineja, sulfideja ja haaraketjuisia rasvahappoja (BCFA).

Erityisesti lihan paistamisen yhteydessä Mailard-reaktiossa (ruskistumisessa) syntyy sokeroituneita proteiineja, jotka eivät imeydy ohutsuolessa, vaan kulkeutuvat paksusuolen bakteerien fermentoitavaksi (Tuohy et al. 2006). Lähde: Pronutritionist

Ravitsemuksessa tapahtunut muutos ei tietenkään ole yksiselitteisesti huono asia. Ravintoa on enemmän ja monipuolisemmin tarjolla kuin koskaan aiemmin historiassa. Samaan aikaan pikaruoka- ja herkuttelukulttuurilla on kuitenkin hintansa: immuunijärjestelmän toiminnan säätelyyn osallistuvan mikrobiomin heikentyminen on ehkä mahdollistanut aiemmin harvinaisten tautien ja oireyhtymien yleistymisen.

Autoimmuunitautien, allergioiden ja autismin lisääntyminen voisi siis selittyä väestötasolla tapahtuneilla mikrobiomin pitkän aikavälin muutoksilla. Tämä on mielenkiintoinen ajatus.

Ymäristömuuttujat ja terveys

Evoluutio on tehnyt meistä ympäristön muutoksiin hyvin sopeutuvan lajin. Ympäristön muuttuminen mm. ravinnon ja erilaisten kemikaalien osalta on nykyään kuitenkin niin nopeaa, ettei ihmisen aineenvaihdunta ja immuunijärjestelmä ehdi sopeutua muutoksiin.

Kun ihmiset aiemmin sairastuivat ja kuolivat infektioihin, nyt infektioita suurempia uhkia ainakin kehittyneissä maissa ovat elintapoihin assosioituvat kardiometaboliset oireyhtymät, sydän- ja verisuonitaudit, diabetes, syövät jne.

Ravintoaineiden puutokset ja ympäristön myrkyt altistavat sairastumiselle

Välttämättömien ravintoaineiden puutos ei välittömsti johda sairastumiseen, sillä keho varastoi jonkin verran välttämättömiä vitamiineja ja mineraaleja. Elimistössä on simerkiksi B12-vitamiinia yleensä riittävästi kattamaan muutaman vuoden tarpeen, vaikka sitä ei ravinnosta saisikaan. Vakavien puutosoireiden kehittyminen edellyttää pidempiaikaista vitamiinien tai mineraalien puutosta.

Elimistöllä on myös monia aineenvaihduntamekanismeja elintoimintoja ylläpitävien elinten energiansaannin turvaamiseksi. Solut saavat energiaa hiilihydraateista, rasvoista ja proteiineista.

Kun ravintoa ei ole saatavilla, elimistö muuttaa varastorasvoja ketoaineiksi ja glukoneogeneesissä ketoaineita edelleen glukoosiksi tai soluissa energiaksi. Kun elimistön glykogeenit ja rasvavarastot loppuvat, elimistö alkaa tuottaa ketoaineita vapaista proteiineista ja rasvahapoista. Ravinnon jatkuva puutos saa aineenvaihdunnan pilkkomaan lihaksia aminohapoiksi, joita voi käyttää ketoaineina. Näiden selviytymismekanismien ansiosta terve ihminen voi elää jopa kuukauden pelkällä vedellä.

Toksisten aineiden kumuloituminen elimistöön ja välttämättömien ravinteiden puutokset altistavat kuitenkin pitkään jatkuessaan sairastumiselle.

Ravinto ja suolisto

Yksipuolinen ravinto, liiallinen hygienia, runsas alkoholi, tupakointi sekä eräät lääkkeet voivat heikentää suoliston mikrobiomia. Tälla on vaikutuksia terveyteen, koska suoliston mikribiomia tarvitaan mm. suojaamaan suolistoa ulkoisilta taudinaiheuttajilta, vähentämään suolistotulehdusten vaaraa, ehkäisemään suolistosyöpää ja pilkkomaan ravinnon sulamattomia kuituja.

Monista hedelmistä, kasveista, marjoista, tummasta suklaasta ja kahvista saatavilla polyfenoleilla on suoliston mikrobiomille ja painonhallinnalle ilmeisen myönteisiä vaikutuksia. Ne tukevat suoliston terveyttä ylläpitävien bifidobakteerien kasvua. Punaisesta lihasta saatava hemirauta voi pahentaa suoliston tulehduksia, mutta samaan aikaan saatava resistentti tärkkelys vähentää inflammaatiota.

RRSM ja PPMS

MS-taudin kaksi yleisintä mutoa ovat taudinkuvaltaan ja patologisilta mekanismeiltaan hyvin erilaisia tauteja. On ehkä aiheellista harkita sellaista vaihtoehtoa, että RRMS ja PPMS ovat kaksi erillistä sairautta tai monitekijäistä oireyhtymää.

Ne muistuttavat monin tavoin toisiaan, mutta näiden kahden MS-taudin patogeneesi poikkeaa toisistaan merkittävällä tavalla. RRMS on tulehduksellinen autoimmuunitauti, jossa keskushermoston tulehdukset laukaisevat MS-tudille ominaisen demyelinoivan autoimmuunireaktion. PPMS on sairauden alusta alkaen neurodegeneratiivinen, hermoston soluja rappeuttava sairaus, jossa oligodendrosyyttien tuhoutumista ja atrofiaa tapahtuu tasaisesti ilman inflmaatioon assosioituvia pahenemisvaiheita.

Tällaista hypoteesia tukee kliinisten löydösten ohella myös se, että anti-inflammatoriset ja immunosupressiiviset lääkkeet eivät toimi toivotulla tavalla etenevissä MS-taudeissa, vaikka nillä saadaan hyviä hoitotuloksia aaltoilevaa tautimuotoa sairastavilla.

Myöskään kantasoluhoidosta ei löydy apua etenevään MS-tautiin. Kantasoluhoidossa potilaalta kerätään kantasoluja, joita kasvatetaan petri-maljoissa. Kantasolujen keräämisen jälkeen potilaan virheellisesti toimiva immuunijärjestelmä tuhotaan voimakkaalla kemoterapialla. Viimeisessä vaiheessa kantasoluista istutetaan potilaalle uusi immuunijärjestelmä.

Kaiken kaikkiaan kantasoluhoito kestää noin kuukauden ja sillä on saatu hyviä hoitotuloksia RRMS-potilailla. PPMS- ja SPMS-potilaille kantasoluhoito ei ainakaan nykyisellään sovellu.

Immuunijärjestelmää hillitsevillä lääkkeillä ja kantasoluhoidolla ei ole toivottua vaikutusta etenevässä MS-taudissa, koska immuunijärjestelmän virheellinen toiminta ei ole oireiden ensisijainen syy. Etenevä MS-tauti ei myöskään ole ensisijaisesti tulehduksellinen sairaus, koska tulehduksia vähnetävillä lääkkeillä ei saada toivottua vastetta.

Tästä hypoteesista ei vallitse tietellistä konsensusta, mutta etenevien MS-tautien tutkimus on lisääntynyt ja viime aikoina on saatu selkeitä viitteitä siitä, että PPMS on osin virheellisesti ymmärretty sairaus; sen sekoittaminen relapsoivaan-remittoivaan MS-tautiin vain pahentaa tilannetta ja hidastaa tutkimustyötä.

Niin tai näin, molemmissa MS-taudin muodoissa ravinto ja elintavat vaikuttavat taudin etenemiseen, mutta erilaisten patologisten prosessien ja aineenvaihduntakanavien kautta.   

Ehkäpä MS-taudin yksilölliset oireet ja taudinkulku eri potilailla selittyy sillä, että kahteen yleisimpään MS-taudin muotoon vaikuttavat erilaiset geenivariaatiot, geenien alleelit, yhden nukleotidin polymorfismit ja epigeneettiset muutokset.

MS-tautiin assosioituvia geenejä on tunnistettu noin 200, mutta yksikään potilaista ei varmasti kanna kaikkia mahdollisia MS-tautiin liittyviä geenimuutoksia. Tämä monimuotoisuus selittää sen, miksi MS-tautiin on äärimmäisen vaikeaa löytä parantavaa ja kaikille potilaille soveltuvaa hoitoa.

Oksidatiiviseen ainnenvaihduntaan vaikuttavia tekijöitä: PPAR, sirtuiinit ja AMPK

Palataan hapetusreaktioihin, sillä ne vaikuttavat solujen aineenvaihduntaan mm. ravintoaineiden kautta. Oksidatiivinen stressi ja matala-asteinen tulehdus heikentävät elimistön terveyttä ja altistavat kroonisille sairauksille. Immuunivälitteisissä tulehduksellisissa sairauksissa oksidatiivinen stressi ja inflammaatio ylläpitävät ja pahentavat taudin oireita.

Happiradikaalit kaappaavat elektroneja muilta molekyyleiltä

Oksidatiivisella stressillä tarkoitetaan solujen ja laajemmin koko elimistön hapetus-pelkistystilan epätasapainoa. Kun hapettavia tekijöitä on liikaa suhteessa pelkistäviin tekijöihin, oksidatiivinen stressi välittyy reaktiivisten happi- ja typpiradikaalien kautta muihin molekyyleihin.

Reaktiivinen happiradikaali (ROS) on hapesta muodostunut yhdiste, joka sisältää parittoman elektronin. Se pyrkii parilliseen elektronimäärään reagoimalla läheisyydessään olevien muiden yhdisteiden kanssa. Tämä johtaa eräänlaiseen dominoefektiin, jossa happiradikaali vaurioittaa kohtaamansa molekyylin rakennetta ja/tai toimintaa.

Oksidatiivisen metabolismin vaikutusta tehostaa kaksi entsyymiä ja tumareseptori. Entsyymit ovat AMP-aktivoidut proteiinikinaasit: AMPK (Steinberg and Kemp, 2009) sekä sirtuiinit (SIRT), jotka ovat joukko NAD+ -vaikutuksesta aktivoituvia histonideasetylaaseja (Zhang et al., 2011; Rice et al., 2012). Vaikuttava tumareseptori on PPAR-isotyyppi (peroxisome proliferator-activated receptors) Desvergne and Wahli, 1999; Burns and VandenHeuvel, 2007).

Rasvojen energiantuotanto

Keho säilyttää energiaa rasvahappoina, koska rasvahapoissa on hiilihydraatteihin nähden yli kaksinkertainen määrä energiaa painoyksikköä kohden. Rasvahappoja muutetaan energiaksi mitokondrioissa tapahtuvassa beeta-oksidaatiossa:

  • Aluksi rasvat hajotetaan rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Esimerkiksi triglyseridissä on kolme rasvahappoketjua, jotka ovat kiinnittyneenä glyseroliosaan.
  • Glyseroli hapetetaan solulimassa glyseraldehydi-3-fosfaatiksi, joka voidaan käyttää energiantuotantoon (n. 5 % triglyserideistä saatavasta energiasta) tai glukoosin tuottamiseen glukoneogeneesissä. Glukoneogeneesi käyttää glukoosimolekyylin tuottamiseen enemmän energiaa kuin syntyvästä glukoosimolekyylistä vapautuu glykolyysissä ja soluhengityksessä.
  • Rasvahapot hapetetaan mitokondrioissa tapahtuvassa beeta-oksidaatiossa (β–oksidaatiossa).
    Rasvahapot aktivoidaan edelleen mitokondrion ulkokalvolla kiinnittämällä rasvahapon karboksyyliryhmään koentsyymi A. Näin muodostunut asyyli-KoA kulkee mitokondrion sisäkalvon läpi aktiivisella kuljetuksella. Soluliman asyyli-KoA:lla ja mitokondrion asyyli KoA:lla on eri tehtävät: solulimassa ”rakentava” anabolia ja mitokondriossa ”hajottava” katabolia.
  • Mitokondrion matriksissa rasvahappo hajotetaan kaksihiilisiksi pätkiksi (asetyyli-KoA).
  • Asetyyli KoA (asetyylikoentsyymi A) hapetetaan edelleen sitruunahappokierrossa.
  • Elimistön energiantuotannon lopputuotteena syntyy vettä ja hiilidioksidia, jotka poistuvat kehosta mm. hengityksen ja hikoilun kautta.

Mitokondrioissa ja peroksisomeissa tapahtuvaa rasvahappojen beetaoksidaatiota tehostavat PPAR-isotyypit. Beetaoksidaatiossa ravinnon tai kehon varastoimia rasvahappoja käytetään energianlähteenä.  PPAR-isotyypit säätelevät beetaoksidaatioon liittyvien geenien transkriptiota ja muodostavat AMPK-sirtuiinipolkuja.

Vähäenerginen ravinto ja liikunta aktivoi AMPK-sirtuiini-PPAR-polun aineenvaihduntaa

AMPK-sirtuiini-PPAR-polku aktivoituu vähäenergisen ravinnon ja fyysisen harjoittelun seurauksena. Aktivaatiota tehostavat kasvisten ja hedelmien sisältämät polyfenolit ja pitkäketjuiset monityydyttämättömät rasvahapot (omega-3). Ligandin aktivoimat PPAR-isotyypit muodostavat kahdesta erilaisesta osasta koostuvia (heterodimeerisiä) komplekseja RXR-reseptorin kanssa.

Käytännössä: Vähäenerginen, omega-3-rasvahappoja ja polyfenoleita sisältävä ravinto tehostaa aineenvaihduntaprosessia, jossa rasvahappoja muutetaan energiaksi beeta-oksidaatiossa.

Vastaavasti runsasenerginen ravinto tehostaa anabolista aineenvaihduntaa ja lipogeneesiä, jossa verenkierrossa olevia sokereita muutetaan varastorasvoiksi. Energiatiheät ravintoaineet edistävät solujen kasvua aktivoimalla SREBP-1c ja SREBP-2 proteiineja (sterol regulatory element-binding proteins), Xu et al., 2013, ja ChREBP (carbohydrate responsive element-binding protein), Xu et al., 2013.

LXR tumareseptorit kontrolloivat SREBP-1c ja SREBP-2-proteiineja, Mitro et al., 2007; Nelissen et al., 2012. Oksysterolit ja glukoosi puolestaan aktivoivat SREBP-1c- ja SREBP-2-proteiineja, jotka osallistuvat lipidien, triglyseridien ja kolesterolin synteesiin.

MS ja inflammaatio: NF-kB ja AP-1)

Ravinnon, inflammaation ja MS-taudin yhteyden kannalta merkityksellisiä ovat kaksi transkriptiotekijää, jotka osallistuvat inflammaatioon ja autoimmuunireaktioihin. Nämä ovat tuman transkriptiotekijä-kB (NF-kB) ja aktivaattoriproteiini (AP-1; Yan and Greer, 2008).

MS-taudissa sekä NF-kB ja AP-1 aktivoituvat vaikuttaen useiden proinflammatoristen geenien ekspressioon ja proinflammatoristen molekyylien tuotantoon. Aktivoitumisen mekanismia ei täysin tunneta, mutta on todennäköistä, että aktivaatioon vaikuttaa virusten, sytokiinien ja oksidatiivisen stressin lisäksi eräät ravintoaineet, kuten tyydyttyneet rasvat, transrasvat.

Tumareseptoreiden aktivaatio

Kaikkien tumareseptoreiden (PPAR, LXR ja VDR) on aktivoiduttava erityisten ligandien avulla. Nämä ligandit voivat olla spesifejä ravintotekijöitä, mikä osoittaa, kuinka solut reagoivat ravintoaineisiin ja säätelevät energian homeostaasia. Samalla tämä mekanismi on kuin molekylaarinen avain, joka auttaa ymmärtämään kuinka ravintoaineet vaikuttavat tulehduksellisten sairauksien etenemiseen (Heneka et al., 2007; Zhang-Gandhi and Drew, 2007; Krishnan and Feldman, 2010; Cui et al., 2011; Schnegg and Robbins, 2011; Gray et al., 2012).

”Therefore, each of the three nuclear receptors—PPAR, LXR, and VDR—competes for the binding to RA-RXR and forms hetero-complexes that can inhibit NF-kB and exert a tight control over the expression of inflammatory genes, thus integrating metabolic and inflammatory signaling. It is clear that there is competition between the three receptors PPAR, LXR, and VDR-D, for the binding with RA-RXR, but this competition should have an influence only on metabolism and not on inflammation, because it is not yet known which of the three heterodimers is more effective in inhibiting NF-kB.”

Proinflammatoristen molekyylien tuotanto MS-taudin pahenemisvaiheen aikana on biosynteettinen prosessi, jota ylläpitää ja pahentaa runsasenerginen ruokavalio. Toisaalta inflammaatioon assosioituvan relapsin oireita ja kestoa voi helpottaa vähäenergisellä ruokavaliolla.

”In principle, what favors anabolism will promote the inflammatory processes, while what favors catabolism will contrast them.”

Kuvan lähde:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4342365/figure/fig4-1759091414568185/

 

Tästä artikkelisarjasta on tullut sellainen iisakin kirkko, joka ei näytä koskaan valmistuvan. Aihe on älyttömän kiinnostava. Jatkan tästävielä neljännessä osassa.




Käänteentekevä brittiläinen syöpätutkimus kertoo, että lasten akuutti lymfoplastileukemia on ehkä ehkäistävissä!

Noin kolmannes lasten syövistä on leukemioita ja yleisin niistä on akuutti lymfoblastileukemia. Lymfaattisen leukemian hoitoennuste on hyvä. 80-90 % sairastuneista paranee pysyvästi. Tuore brittiläinen tutkimus havaitsi, että akuutti lymfoblastileukemia (ALL) voi olla ehkäistävissä.

Leukemia

Leukemia on verisyöpä, jossa luuytimen tuottamat valkosolujen esiasteet muuttuvat pahanlaatuisiksi syöpäsoluiksi. Valkosolujen esiasteiden lisääntynyt jakautuminen täyttää veren ja luuytimen syöpäsoluilla. Tämä aiheuttaa punasolujen, verihiutaleiden ja muiden kuin syöpävalkosolujen eli ”blastien” vähenemistä veressä.

ALL eli akuutti lymfoblastileukemia on yleisin lapsilla tavattava leukemia. Suomessa siihen sairastuu 40-50 lasta vuosittain. Noin yhdellä kahdestakymmenestä lapsesta on geenimuunnos, joka altistaa akuutille lymfoblastileukemialle, mutta vain noin prosentille geenimuutoksen kantajista kehittyy leukemia.

Leukemian oireet ovat usein epämääräisiä. Tyypillisiä oireita ovat väsymys, kalpeus ja pitkittyneet infektiot, mustelmat ja ihottumat. Luusäryt ovat myös tavallisia.

Akuutti lymfoblastileukemia (akuutti lymfaattinen leukemia) eli ALL puhkeaa äkisti ja etenee nopeasti. Sairastuminen on tavallisinta pienillä lapsilla.

Leukemia johtuu perimäaineksen vaurioista, jotka aiheuttavat verisolujen muuttumisen pahanlaatuisiksi. Perimäaineksen muutokset ovat monenlaisia yksittäisistä emäsjärjestyksen vaihdoksista geenien ja kromosomien muutoksiin, kopioihin ja translokaatioihin (Duodecim).

Tutkimus väittää, että akuutti lymfoblastileukemia voi olla ehkäistävissä.

Brittiläisen tutkijaryhmän tutkimuksen on julkaissut Nature Reviews Cancer. Tutkimuksen mukaan, sairastuminen leukemiaan edellyttää geneettisen alttiuden (geenimuutoksen) lisäksi jonkin laukaisevan ympäristötekijän.

Nyt johtavat syöpätutkijat Englannissa uskovat selvittäneensä, mikä sairauden laukaisee ja miksi monet lapset sairastuvat akuuttiin lymfoblastileukemiaan.

Uusi näkökulma leukemiaan

Professori Mel Greaves (Institute of Cancer Research), on analysoinut tehtyjä syöpätutkimuksia 30 vuoden ajalta. Greavesin tutkimuspaperi avaa uuden näkökulman leukemian syistä.

Analysoituaan useita tutkimuksia hiirikokeista laajoihin väestötutkimuksiin viimeisten 30 vuoden ajalta, Professori Greaves vakuuttui siitä, että lapsilla, joilla on leukemialle altistava geenimuutos, leukemian laukaisee jokin tavallinen bakteeri- tai virusinfektio.

Tämän mielenkiintoisen englantilaisen tutkimuksen mukaan yleiset infektiot voivat laukaista akuutin lymfoplastileukemian (ALL) lapsilla, joilla on leukemialle altistava geenimuutos, ja jotka ovat eläneet hyvin hygieenisessä ympäristössä ensimmäisen elinvuotensa.

Greaves löysi viimeisten 30 vuoden aikana tehdyistä tutkimuksista asettamaansa hypoteesia tukevaa tutkimusnäyttöä. Yksi Greavesin näkemystä tukeva havainto oli sikainfluenssaan liittyvä piikki lasten leukemiatilastoissa. Esimerkiksi Milanossa seitsemän sikainfluenssaan sairastunutta lasta sairastui infektion jälkeen leukemiaan.

ALL on yleisin 2-5 -vuotiailla. Tämä tilastollinen fakta pätee tosin vain kehittyneisiin ja rikkaisiin maihin, joissa vauvat eivät tavallisesti altistu infektioita aiheuttaville patogeeneille ensimmäisen elinvuotensa aikana.

Englantilaistutkijoiden hypoteesi olettaa, että immuunijärjestelmän ja immuniteetin kehittymättömyyden vuoksi verenkiertoon muodostuu liikaa valkosolujen pahanlaatuisia esiasteita.

Tutkimus tyrmää aiemmat hypoteesit, joiden mukaan leukemian laukaisee sähköverkkojen sähkömagneettinen säteily, ympäristön kemikaalit tai saasteet. Professori Greavesin mukaan tällaisille väitteille ei tutkimuksista löydy tieteellistä tukea.

Greavesin päätelmä on, että vauvojen pitäisi olla enemmän tekemisissä muiden lasten kanssa ja altistua harmittomille patogeeneille ja ympäristön mikrobeille. Tällainen mikrobeille altistuminen kehittää vauvojen immuunijärjestelmää ja antaa immuniteetin joitain patogeenejä vastaan.

Ilman riittävää immuniteettia immuunijärjestelmä tuottaa liikaa valkosoluja (lymfosyyttejä), ja tämä voi johtaa leukemiaan. Greaves uskoo, että vauvan altistaminen harmittomille pöpöille – niin hullulta kuin se kuulostaakin – voi suojata lapsia akuutilta lymfoplastileukemialta.

Suunnitteilla on leukemiaa ehkäiseviä hoitoja. Greavesin mukaan vauvojen altistaminen harmittomille ja tavallisille mikrobeille on turvallinen tapa ehkäistä leukemiaa.

Kehityksen paradoksi

Professori Greavesin mielestä kehityksen paradoksi on se, että mitä enemmän pienet lapset altistuvat infektoiville patogeeneille, sitä useammin he sairastavat vakavia tauteja. Mutta Greavesin mukaan infektioiden aiheuttamat taudit ei ole ongelma, vaan infektioiden puute, koska kehittymätön immuniteetti altistaa vakavammille sairauksille.

Aiemmissa tutkimuksissa on havaittu, että päivähoidossa olevien ja rintaruokittujen lasten suoja akuuttia lymfoblastileukemiaaa vastaan on hyvä. Greaves päätteli, että tämä johtuu patogeenialtistuksen vahvistamasta immuniteetista. Lapset ovat altistuneet päiväkodeissa ympäristön patogeeneille ja saaneet vahvan immuunisuojan äidinmaidosta.

Altistuminen on kehittänyt immuunijärjestelmää. Samaa mekanismia on pohdittu tyypin 1 diabeteksen ja eräiden allergioiden laukaisijaksi.

Pitäisikö vauvat ”pöpöttää”?

“Be less fussy about common or trivial infections and encourage social contact in the first year of life with as many children as possible – and actually contact with older children is probably a good thing,” Greaves said.

Sinänsä ”pöpöttämisen ” idea ei ole uusi. Suomessakin lapsia kehotettiin vielä viime vuosisadalla leikkimään lantakasoissa. Liian hygieeninen ympäristö jättää immuunijärjestelmän haavoittuvaksi, koska hygieenisessä ympäristössä immuniteetti ei kehity infektoivia taudinaiheuttajia vastaan.

Greaves painottaa, että harmittomien mikrobien välttely ja turha hössötys on haitallista lapsen immuunijärjestelmän kehitykselle.

Idea vaikuttaa nurinkuriselta ja kaikki tutkijat eivät ole vakuuttuneita Greavesin hypoteesista. Mutta toisaalta samankaltaista mekanismia hyödynnetään rokotteissa: kun heikennetty taudinaiheuttaja esitellään rokotteen avulla immuunijärjestelmälle, elimistö kehittää immuniteetin ko. taudinaiheuttajaa vastaan.

Pöpöille altistuminen vahvistaa immuunijärjestelmää. Ehkä se voi vahvistaa myös immuunijärjestelmän säätelyä ja ehkäistä valkosolujen hallitsematonta lisääntymistä leukemiassa. Aiheesta tarvitaan lisää tutkimuksia.

Immuunijärjestelmän virheellinen toiminta aiheuttaa oireita autoimmuunitaudeissa, joiden laukaisijaksi arvellaan infektioita, kuten Epstein-Barr ja herpesvirus. Ymäristötekijöiden aiheuttamat yhden nukleotidin polymorfismit geeneissä assosioituvat moniin syöpiin, joten ehkäpä Greavesin hypoteesi vahvistuu tulevissa tutkimuksissa.

“The most important implication is that most cases of childhood leukaemia are likely to be preventable,” said Professor Greaves.

Lähde: Independent




Kuinka ravinto ja elintavat vaikuttavat MS-taudin etenemiseen? Osa 2

Tulehdusten vaikutus neurodegeneratiivisiin tapahtumiin assosioituu vahvasti kaikkiin MS-taudin muotoihin. Aktiiviset leesiot liittyvät yleensä inflammaatioon. Tästä syystä MS-hoitojen kohdentaminen tulehduksellisiin tekijöihin on aiheellista. (Frischer et al., 2009; Lassmann, 2013, Kutzelnigg and Lassmann, 2014). Inflammaatio ja sen merkitys MS-taudissa jatkaa edellisen artikkelin aloittamaa syvempää tutustumista MS-tautiin vaikuttaviin tekijöihin.

MS on ongelmallinen sairaus. Tautiin vahvasti assosioituvia geenivariantteja tunnetaan 100-200. Näistä useimmat osallistuvat immuunijärjestelmän toimintaan. Monitekijäiseen tautiin vaikuttaa vaihtelevien ympäristö- ja geenitekijöiden lisäksi myös eräät aineenvaihduntaan kytkeytyvät tekijät. (Ascherio, 2013)

Ravinnolla on kiistattomia vaikutuksia terveyteen. Jotkin ravintoaineet altistavat lihomiselle, matala-asteiselle tulehdukselle ja sairastumiselle, mutta toiset ehkäisevät tulehduksia, ylläpitävät kehon normaalia aineenvaihduntaa ja terveyttä.

Ravintoaineet osallistuvat solujen ja suoliston mikrobiomin kautta aineenvaihduntaan tulehduksellisissa taudeissa, kuten MS-taudissa. Ravintoaineet voivat siis hillitä tai pahentaa tulehdusreaktioita. Jatketaan tässä artikkelissa Paolo Riccion ja Rocco Rossanon laajan ravintoa ja tulehdustekijöitä käsittelevän tutkimuskatsauksen avaamista.

Inflammaatio ja sen merkitys MS-taudissa

 

  1. Ravinnon määrä ja laatu vaikuttavat mm. entsyymien, transkriptiotekijöiden sekä solun tuman reseptorien toiminnan kautta aineenvaihduntaan. Ravintoaineet myös ohjaavat soluja joko anaboliseen tai kataboliseen aineenvaihduntaan sekä säätelevät tulehduksellisia ja immunologisia vasteita elimistössä. (Desvergne et al., 2006).
  2. Ravinto ja elintavat osallistuvat monella tavalla suolistoflooran hyvinvointiin. Ihminen on eräänlainen metaorganismi, joka elää mutualistisessa taikka symbiottisessa suhteessa kehon mikrobiomin kanssa.Mikrobiomi muodostuu biljoonista mikrobeista (1014), jotka voivat edustaa  satoja tai jopa yli tuhatta bakteerilajia. Mikrobiomin merkitystä korostaa lisäksi se, että kehossa mikrobien soluja on arvioiden mukaan kymmenkertainen määrä kehon omiin soluihin nähden.Tämä monimutkainen ekosysteemi on keskeinen osa ihmistä, ja se vaikuttaa sekä aineenvaihdunnan että immuunijärjestelmän kautta elimistön toimintaan.

Osallistuva mikrobiomi

Keho toimii mutualistisessa tai symbioottisessa suhteessa mikrobiomin hyvien mikrobien kanssa. Mutualismilla tarkoitetaan biologiassa kahden osapuolen välistä fysiologista suhdetta, joka on kummallekin myönteinen.

Eubioosi ja dysbioosi

Suolistoflooralla on useita tärkeitä immunologisia ja metabolisia tehtäviä; se mm. suojelee elimistöä enteropatogeeneiltä ja osallistuu moniin immuunijärjestelmän normaaleihin toimintoihin.

Suolisto on ihmisen suurin immunologinen elin ja monilla sairauksilla on yhteys ruoansulatuksen ja suoliston toimintaan. Eubioottinen suoliston mikrobiomi on terve ja tasapainoinen.

Terve ja tasapainoinen, eubioottinen mikrobiomi voi muuttua oireilevaksi, dysbioottiseksi mikrobiomiksi, jos patogeenisten mikrobikantojen määrä pääsee lisääntymään ja horjuttamaan suoliston mikrobien herkkää tasapainoa. Dysbioosilla tarkoitetaan suoliston bakteerikannan haitallisia muutoksia. (Chassaing and Gewirtz, 2014)

Dysbioosi voi aiheuttaa monenlaisia oireita, kuten:

  • Vatsan turvotus
  • Aivosumu
  • Akne
  • Ripuli
  • Ummetus
  • Ihon kutina
  • Heikot kynnet
  • Väsymys
  • Ahdistus
  • Painonnousu

Dysbioosin aiheuttamiin oireisiin vaikuttaa se, mitkä suoliston bakteerikannat ovat epätasapainossa. Tutkimuksissa on havaittu, että suolistoflooran dysbioosi assosioituu mm. tulehduksellisiin suolistosairauksiin (IBD), ärtyneen suolen oireyhtymään (IBS), allergioihin, astmaan, sydän- ja verisuonitauteihin, metaboliseen oireyhtymään, autoimmuunitauteihin ja ylipainoon.

Dysbioosiin vaikuttavia tekijöitä

Suolistofloora on herkästi haavoittuva mikrobien ekosysteemi.  Dysbioosi voi kehittyä suolistoon mm. antibioottien käytön, stressin ja epäterveellisen, paljon sokeria, valkoisia jauhoja, huonoja rasvoja, alkoholia sekä punaista lihaa sisältävän ruokavalion seurauksena.

Toisaalta dysbioosia voi ehkäistä ruokavalion avulla. Runsaskuituinen, pro- ja prebiootteja sisältävä, kasvisvoittoinen hapatettuja ruokia sisältävä ruokavalio ylläpitää suolistoflooran hyvinvointia. Suolistoflooran kannalta hyviä ravintoaineita ovat:

  • Juurekset
  • Tummanvihreät lehtikasvit, kuten pinaatti
  • Sipulit
  • Palkokasvit
  • Kaalit
  • Hapatetut ruoat (hapankaali, suolakurkut, kimchi, jogurtti, viili ja piimä)
  • Täysjyväviljat

Ravinnon vaikutukset suolistoflooran tasapainoon perustuvat siihen, että eri ravintoaineet ruokkivat erilaisia mikrobipopulaatioita suolistossa. Ruokavalio voi johtaa yhtä hyvin elimistölle hyödyllisten tai haitallisten bakteerikantojen lisääntymiseen ja siten vaikuttaa suolistoflooran tasapainoon.

Yksipuolinen ravinto yksipuolistaa myös suoliston mikrobiomia ja heikentää siten immuunijärjestelmän toimintaa.

Runsaasti prosessoituja ravintoaineita, sokereita, huonoja rasvoja, punaista lihaa ja alkoholia sisältävä dysbioosia edistävä ravinto altistaa suoliston inflammaatiolle. Suoliston tulehdukset ja immuuunijärjestelmän toiminnan muutokset kasvattavat systeemisen inflammaation ja kroonisten tulehdussairauksien riskiä.

Suoliston hyvät mikrobit hyödyntävät ruoansulatuskanavassa sulamatonta kuitua ja vapauttavat elimistöön ihmiselle tärkeitä lyhytketjuisia rasvahappoja. Lyhytketjuiset rasvahapot vahvistavat suolen pintakerroksia, hillitsevät tulehduksia sekä säätelevät kylläisyyttä ja rasvan kertymistä kehoon.

FODMAP

Aina suolistobakteereita hyödyttävä sinänsä terveellinen ravinto ei toimi toivotulla tavalla. Ärtyvän suolen oireyhtymää (IBS) sairastavilla huonosti ohutsuolesta imeytyvät lyhytketjuiset ns. FODMAP-hiilihydraatit voivat aiheuttaa oireita, kuten turvotusta, vatsakipuja ja ilmavaivoja.

FODMAP-nimitys tulee hiilihydraattien englanninkielisistä nimistä fermentable oligo-, di- and monosaccharides and polyols. FODMAP-hiilihydraatteja ovat fruktaanit, galaktaanit, raffinoosit, fruktoosi, laktoosi ja polyolit eli sokerialkoholit.

FODMAP-hiilihydraattien on todettu aiheuttavan vaikeita oireita suurimmalle osalle IBS:stä kärsivistä. Osalla ärtyvän suolen oireyhtymän oireita voi aiheuttaa FODMAP-hiilihydraattien sijaan stressi ja muut elintavat.

Kuvan lähde: Valio

 

Metabolia: Ravintoaineet vaikuttavat aineenvaihduntaan ja soluihin sekä säätelevät tulehdusreaktiota

Aineenvaihdunta on kaksisuuntainen biologinen prosessi. Ravinto pilkotaan ruoansulatuskanavassa imeytyvään muotoon eli ravinnon perusmolekyyleiksi (aminohapot, rasvahapot, sokerit, suojaravinteet ja vesi), joita elimistö voi käyttää energiaravinteina sekä elimistön uusiutumisen ja veren, lihasten, luiden, entsyymien, hormonien ja ruoansulatusnesteiden tarvitsemina rakennusaineina.

Aineenvaihdunta jaetaan kahteen toimintamekanismiin: anaboliseen ja kataboliseen aineenvaihduntaan.

Anaboliset reaktiot ovat energiaa kuluttavia reaktioita, joissa yksinkertaisista lähtöaineista valmistetaan monimutkaisempia yhdisteitä. Kataboliset reaktiot ovat energiaa tuottavia reaktioita, joissa suuret molekyylit pilkotaan yksinkertaisemmiksi yhdisteiksi. Ravintoaineiden pilkkomisen seurauksena energiaravinteista (hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit) vapautetaan energiaa elimistön käyttöön.

Esimerkiksi:

Anabolisissa reaktioissa yksinkertaisista lähtöaineista rakennetaan monimutkaisempia makromolekyylejä:

Solun rakennuspalikat                           Solurakenteen suuremmat yksiköt

Sokerit                                – – >               Polysakkaridit
Rasvahapot                         – – >               Rasvat, lipidit, solukalvot
Aminohapot                        – – >               Proteiinit
Nukleotidit                         – – >               Nukleiinihappo

Anaboliset reaktiot kuluttavat energiaa ATP:n tai NADH:n (ja NADPH:n) muodossa.
ATP – – > ADP + Pi
NADH + H+ – – > NAD+

Aineenvaihdunnan proteiinisynteesi kuluttaa runsaasti energiaa. Myös glukoosia muodostava glukoneogeneesi kuluttaa enemmän energiaa kuin mitä se tuottaa glukoosina solujen glykolyysissä ja soluhengityksessä.

Anabolinen ja katabolinen aineenvaihdunta vuorottelevat elimistössä päivittäisten rutiinien lisäksi myös iän ja elämäntilanteen mukaan. Fyysinen harjoittelu ja sairaudesta toipuminen kallistavat aineenvaihduntaa anaboliseksi, jolloin aineenvaihdunta rakentaa esimerkiksi lihaskudosta tai korjaa sairauden aiheuttamia vaurioita. Myös kasvavien lasten aineenvaihdunta painottuu anabolisen metabolian puolelle.

Minulla ja uskoakseni monella MS-tautia sairastavalla aineenvaihdunta on katabolisessa tilassa. Se osaltaan selittää lihaskatoa.

Aineenvaihduntaan vaikuttavia tekijöitä

Aineenvaihduntaan vaikuttaa useita tekijöitä, kuten ravinnon määrä ja laatu, makroravinteet, ravinnon sisältämät suojaravinteet (vitamiinit ja mineraalit), stressi, nestetasapaino, maksan, suoliston ja haiman terveys, geenit, hormonit, insuliinisensitiivisyys, leptiinisensitiivisyys, liikunta, ja uni jne.

Entsyymit ja transkriptiotekijät

Kuinka ravintomolekyylit vaikuttavat solujen metaboliaan? Tämän ymmärtämiseksi täytyy määritellä kataboliaan ja anaboliaan vaikuttavien entsyymien ja transkriptiotekijöiden merkitys.

Yksinkertaistettu kaavio osoittaa miten luonnolliset ravintotekijät säätelevät solumetaboliaa oksidatiiviseen aineenvaihduntaan (vasemmalla), biosynteesiin (oikealla) ja NF-kB-välitteiseen inflammaatioon (alla keskellä) sitoutumalla tumareseptoreihin, transkriptiotekijöihin sekä vuorovaikutteisiin entsyymeihin. Kuvan lähde: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4342365/

Agonisti ja antagonisti

Agonisti eli ”reseptorinaktivoija” on kemiallinen yhdiste, joka rakenteensa perusteella eli ligandina ja elimistön viestimolekyylien tavoin aktivoi kohdereseptoriaan ja käynnistää siihen kytkeytyvän solun fysiologisen signaalinvälitysmekanismin.

Agonistin vaikutus voidaan kumota agonistin kanssa samaan reseptoriin sitoutuvalla antagonistilla eli reseptorinsalpaajalla.

Tumareseptori

Tumareseptorit sijaitsevat joko tumassa DNA:han kiinnittyneinä tai solun sytoplasmassa. Ne aktivoituvat solukalvon läpäisevän, hydrofobisen viestimolekyylin sitouduttua niihin.

Tällaisia viestimolekyylejä ovat mm. monet hormonit (tyroksiini, estradioli, testosteroni, kortisoli, retinoli ja D-vitamiini), jotka reseptoriinsa sitouduttuaan vaikuttavat suoraan solun geeniekspressioon.

Kaikkien tumareseptorien rakenteeseen kuuluu:

  • Transkriptiota säätelevä alue
  • DNA:han sitoutuva alue
  • Ligandia sitova alue.

Transkriptio

Transkriptio on biologinen prosessi, jossa DNA-templaatin avulla valmistetaan yhdelle DNA-juosteelle komplementaarinen RNA-molekyyli. Transkriptiossa RNA-polymeraasi kopioi DNA:ssa olevaa geneettistä koodia RNA:ksi. Se on proteiinisynteesin ensimmäinen vaihe.

Transkriptiossa syntyy myös lähetti-RNA-, ribosomaalinen-RNA- ja siirtäjä-RNA-molekyylejä. Lähetti-RNA:ta käytetään proteiinisynteesin mallina translaatiossa, siirtäjä-RNA:t kuljettavat aminohappoja translaatiossa käytettäväksi ja ribosomaalinen RNA muodostaa yhdessä ribosomaalisten proteiinien kanssa ribosomeja, jotka toimivat translaatiossa moottoreina.

RNA-polymeraasi

RNA-polymeraasi on entsyymi, joka aukaisee kaksijuosteista DNA:ta lyhyeltä matkalta ja liittää nukleotidejä toisen DNA-juosteen (templaatin) pariksi muodostuvaan RNA-molekyyliin.

Templaattina toimivaa DNA-juostetta kutsutaan (-)-juosteeksi ja koodaavaa juostetta (+)-juosteeksi (koodaavassa juosteessa siis sama emäsjärjestys kuin muodostuvassa RNA-molekyylissä).

Toisin kuin DNA-polymeraasi, RNA-polymeraasi ei tarvitse aluketta, vaan voi aloittaa RNA:n synteesin suoraan DNA:n ja nukleotidien (A, U, C, G) avulla. RNA-polymeraasi tarvitsee kuitenkin erityisiä DNA-sekvenssejä, promoottoreita, joiden kohdalle polymeraasi sitoutuu. Lähde: Solunetti

Kuvan lähde: Wikipedia

Transkriptiotekijät

Transkriptiotekijät eli transkriptiofaktorit ovat proteiineja, jotka tunnistavat DNA:ssa promoottoreita ja tehostajia ja säätelevät geenin transkriptiota. Transkriptiotekijöiden on tunnistettava ja liityttävä DNA:n aloituskohtaan, ennen kuin RNA-polymeraasi voi liittyä siihen. Transkriptiotekijät jaetaan kolmeen luokkaan:

  1. Yleiset transkriptiotekijät, jotka ovat transkriptiolle välttämättömiä proteiineja. Yhdessä RNA-polymeraasin kanssa ne muodostavat perustranskriptiokoneiston.
  2. Ylävirran transkriptiotekijät ovat säätelyn ulkopuolisia proteiineja, jotka kiinnittyvät DNA:han geenin aloituskohdasta ylävirtaan ja säätelevät transkriptiota.
  3. Indusoivat transkriptiotekijät ovat ylävirran transkriptiofaktoreiden kaltaisia, mutta ne edellyttävät aktivointia tai inhibointia.

Yleisten transkriptiotekijöiden (TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF) läsnäolo geenien käynnistäjien TATA-alueella on välttämätöntä, jotta transkriptio lähtee alkuun. Sinkkisormet, leusiinivetoketjut, ja heliksi-mutka-heliksin sisältävät proteiinit (engl. homeodomain) ovat tavallisimman tyyppiset transkriptiota säätelevät proteiinit. Lähde: Internetix

Ligandi

Ligandi on molekyyli tai ioni, joka on koordinoitunut keskusioniin ja sitoutunut siihen koordinatiivisella sidoksella. Sidoksen muodostuessa keskusioni toimii Lewisin happona ja ligandit Lewisin emäksinä. Ligandeja kutsutaan yksi-, kaksi-, kolme-, neljä- tai kuusihampaisiksi riippuen siitä kuinka monta elektroniparin luovuttajaksi soveltuvaa luovuttaja-atomia sen rakenteessa on.

Reseptorit voivat olla entsyymejä tai ne voivat aktivoida entsyymejä. Entsyymejä aktivoivien (tai entsyymeinä toimivien) reseptoreiden rakenteessa on ligandia sitovan solun ulkopuolisen osan lisäksi katalyyttinen tai entsyymiä sitova solunsisäinen osa. Entsyymireseptorien ligandina toimii usein kasvutekijä.

Entsyymejä aktivoivat reseptorit ovat toimintansa perusteella

  • tyrosiinikinaasireseptorit
  • tyrosiinikinaaseja aktivoivat reseptorit
  • tyrosiinifosfataasireseptorit
  • seriini/treoniinikinaasireseptorit
  • guanylaattisyklaasireseptorit
  • histidiinikinaasia aktivoivat reseptorit

Entsyymit ja substraatit

Entsyymit ovat biologisia katalyyttejä eli ne nopeuttavat kemiallisia reaktioita. Entsyymit ovat tavallisesti proteiineja, mutta myös RNA-molekyylit voivat olla entsyymejä, jolloin puhutaan ribotsyymeistä.

Monissa proteiinientsyymeissä aktiivinen keskus koostuu muusta kuin aminohapoista, usein aminohappoihin koordinoituneesta yhdestä tai useammasta metalli-ionista. Näitä entsyymiä auttavia ryhmiä kutsutaan kofaktoreiksi ja tavallisimpia ovat kupari-, rauta- ja sinkki-ionit. Jos kofaktori on orgaaninen molekyyli, puhutaan koentsyymistä.

Molekyyliä, johon entsyymin toiminta kohdistuu, kutsutaan substraatiksi. Entsyymien katalyyttinen toiminta perustuu niiden kykyyn alentaa substraattiin kohdistuvan reaktion aktivaatioenergiaa. Tämä tapahtuu siten, että entsyymi pakottaa substraatin kohti siirtymätilaa muodostamalla sen kanssa heikkoja vuorovaikutuksia. Heikkojen vuorovaikutusten ja siirtymätilan uusien sidosten syntyminen vapauttaa energiaa, jka sysää katalysoitavan reaktion liikkeelle nopeammin.

Ilman entsyymejä kemialliset reaktiot tapahtuisivat soluissa liian hitaasti, eikä elämä olisi mahdollista. Entsyymit nopeuttavat reaktioita vähintään tuhatkertaisesti, joskus jopa 1017-kertaisesti. Nopeimmat entsyymit muuttavat jopa 40 miljoonaa molekyyliä reaktiotuotteiksi yhdessä sekunnissa.

Alla lista tulehduksia säätelevistä agonisteista (+) ja antagonisteista (-) sekä eräistä tavallisista lääkkeistä, entsyymeistä, tumareseptoreista ja transkriptiotekijöistä.

Useimmissa tapauksissa agonistit hillitsevät ja antagonistit edistävät inflammaatioita. Joissain tapauksissa tilanne näyttää kuitenkin olevan päinvastainen. Tämä on melko sekavaa, mutta ehkä tästä jonkinlaisen yleiskuvan saa:

AMPK

AMP-aktivoitu proteiinikinaasi. Proteiinikinaasit ovat kinaasientsyymeitä, joiden substraatti on proteiini. Kinaasit ovat tärkeä tekijä solunsisäisessä viestinnässä. Fosfaattiryhmän siirtämällä proteiinikinaasit tyypillisesti aktivoivat tai deaktivoivat substraattinsa. Yksi proteiinikinaasi voi fosforyloida useita substraattimolekyylejä.

AMPK (5-adenosiinimonofosfaatti-aktivoitu proteiinikinaasi) osallistuu solujen energiatasapainon säätelyyn. AMPK:ta esiintyy mm. maksa-, aivo- ja lihaskudoksissa.

(+) Agonistit – Inflammaatiota vähentävät tekijät

  • Kaloreiden rajoittaminen; vähäenerginen ravinto.
  • Liikunta
  • AMP: Adenosiinimonofosfaatti eli adenyylihappo on nukleotidi. Se muodostuu adenosiinikukleosidistä ja siihen liittyneestä fosfaattiryhmästä. Adenosiinimonofosfaatilla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa. se aktivoi useita tärkeitä reaktioita esimerkiksi glykolyysissä, glykogenolyysissä ja rasvahappojen hapettamisessa.
  • Greliini: Growth hormone release inducing, eli KH-reliini tai GH-reliini on pääasiassa mahalaukun limakalvolta erittyvä 28 aminohapon mudostama peptidihormoni, joka lisää kasvuhormonin eritystä aivolisäkkeestä. Sen lisäksi greliini stimuloi ruokahalua ja nopeuttaa mahalaukun tyhjenemistä. Greliini vaikuttaa kasvuun aiheuttamalla ruokahalun lisäyksen kautta elimistöön kasvun mahdollistavan anabolisen tilan.
  • Alfa-lipoiinihappo: LA; Antioksidantti ja koentsyymi hapetus-pelkistysreaktiossa. Lipoiinihappo on yleinen lisäravinne, joka tutkimuksissa on alentanut MS-tautia sairastavien tulehdusreaktioita.
  • Adiponektiini: Rasvasolujen erittämä hormoni, jonka vähäinen määrä veressä korreloi monien sairauksien kanssa.
  • Flavonoidit: Kasveissa esiintyviä yhdisteitä, jotka vaikuttavat makuun, väriin, koostumukseen ja säilyvyyteen sekä toimivat antioksidantteina. Flavonoidit voivat vaikuttaa veren hyytymiseen ja ehkäistä syöpiä. Flavonoideja tunnetaan yli 4000.
  • Nonflavonoidit: Polyfenoleita, jotka hyödyttävät erityisesti suoliston hyviä mikrobeja.
  • Metformiini: Metformiini on suun kautta otettava diabeteslääke, joka parantaa solujen insuliinivastetta. Metformiini voi hillitä inflammaatiota, mutta pitkäaikainen käyttö on yhdistetty kohonneisiin homokysteiinitasoihin sekä B12-vitamiinin imeytymisen heikkenemiseen.
  • Salisyylaatit: Salisylaatit ovat salisyylihapon suoloja ja estereitä

(−) Antagonistit – Inflammaatiota lisäävät tekijät

  • Dysbioottinen eli epätasapainoinen suoliston mikrobiomi.
  • Leptiini: Leptiini on rasvakudoksen vereen erittämä kylläisyyshormoni, joka säätelee ruokahalua ja elimistön energiankäyttöä. Leptiini kertoo hypotalamuksen kautta keskushermostolle kehon varastorasvan määrästä. Kun leptiinin määrä lisääntyy, ruokahalu vähenee ja päinvastoin: leptiinin vähäinen määrä aiheuttaa näläntunnetta.Leptiini vaikuttaa aktiivisuuteen yhdessä insuliinin ja melatoniinin kanssa. Se hillitsee ruokahalua ja vaikuttaa tyreotropiinin (TSH) ja kortikotropiinin (ACTH) erittymiseen aivolisäkkeestä, mikä puolestaan vaikuttaa aineenvaihdunnan vilkkauteen.

Sirtuiinit

Ihmisen histonideasetylaaseja kutsutaan sirtuiineiksi ja niillä on seitsemän alatyyppiä. Histonideasetylaasit (HDAC) ovat entsyymejä, jotka toimivat asetyyliryhmän poistajina.

Esimerkiksi SIRT 1 säätelee useita keskeisiä metabolisia prosesseja ja sillä on suuri merkitys myös energia-aineenvaihdunnan säätelyssä. SIRT 1 säätelee mm. mitokondrioiden biogeneesiä sekä energiametaboliaa ja vaikuttaa mm. diabetekseen ja lihavuuteen. SIRT 1 osallistuu myös rasvametaboliaan ja oksidatiivisen stressin säätelyyn. Sitoutumalla NF-kB:en se todennäköisesti säätelee tulehdusvasteita ja kudosten atrofioitumista. SIRT 2 vaikuttaa mm. solun jakautumisen säätelyyn.

(+) Agonistit – Inflammaatiota vähentävät tekijät

  • VDR-D: D-vitamiini ja solujen D-vitamiinireseptorit.
  • Kaloreiden rajoittaminen; vähän energiaa sisältävä ravinto.
  • Alfa-lipoiinihappo (LA): Antioksidantti ja koentsyymi hapetus-pelkistysreaktiossa. Lipoiinihappo on yleinen lisäravinne, joka tutkimuksissa on hillinnyt MS-tautia sairastavien tulehdusreaktioita.
  • Resveratroli: Resveratroli on useissa kasveissa esiintyvä fenoliyhdiste, jolla uskotaan olevan terveyttä hyödyttäviä ominaisuuksia, kuten syöpiä, virustauteja, vanhenemista ja tulehdusta ehkäiseviä sekä hermosoluja suojaavia vaikutuksia.Resveratrolia on erityisesti punaisissa ja sinisissä viinirypäleissä sekä viininlehdissä ja karpaloissa, mutta sitä on myös punaviinissä. Erään tutkimuksen mukaan resveratroli suojaa diabetekselta ja ylipainolta aktivoimalla aineenvaihdunnan säätelyyn vaikuttavaa Sirt1-geeniä. Toisessa tutkimuksessa punaviinillä saatiin hiirikokeissa anti-inflammatorisia vaikutuksia, mutta vastaavien hyötyjen saamiseksi punaviinillä, ihmisen pitäisi juoda 400 lasia punaviinia päivässä.Resveratrolin terveysvaikutuksiin kannattaakin suhtautua varauksella. Tutkimus on hyvin keskeneräistä ja resveratrolin pitkäaikaisvaikutuksia ihmiselle ei tunneta.
  • Niasiini (B3-vitamiini): Niasiini on yhteisnimitys nikotiiniamidille ja nikotiinihapolle. Niasiinin johdannaiset ovat elintärkeitä solun aineenvaihdunnalle. Puutos aiheuttaa vakavaa puutostautia – pellagraa.Kaikki B-vitamiinit ovat entsyymien tarvitsemien koentsyymien esiasteita. niasiinia tarvitaan etenkin nikotiiniamidiadeniinidinukleotidien (NAD+ ja NADP+) valmistukseen.Niasiinia saa eläuinperäisestä ravinnosta, kuten lihasta, sisäelimistä, kalasta, kananmunista, maitovalmisteista sekä kokojyväviljoista, pähkinöistä ja lehtivihanneksista.
  • TRP (Transient receptor potential channel): TRP-kanavat ovat joukko ionikanavareseptoreita. Ionikanavareseptorit ovat perustilassaan suljettuja. Kun reseptoriin sitoutuu ligandi, kanava avautuu ja ionit pääsevät kulkeutumaan muodostuneen vesihuokosen kautta kalvon läpi konsentraatiogradienttinsa suuntaisesti. Tapahtuma on nopea ja lyhytkestoinen (transient).Monet hermovälittäjäaineiden reseptorit ovat ionikanavareseptoreita. Ionikanavareseptorin kautta kulkeutuvat ionit vaikuttavat hermosoluissa sijaitsevien jänniteherkkien kanavien toimintaan ja voivat synnyttää tai ehkäistä aktiopotentiaalin muodostumista. Ionikanavareseptorien vaikutus solujen ionitasapainoon on nopeampaa kuin esimerkiksi G-proteiinien välityksellä aktivoituvien ionikanavien. Lähde: Solunetti
  • NAD+: Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi on kaikista elävistä soluista löytyvä kahdesta nukleotidista koostuva koentsyymi. Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi osallistuu hapetus-pelkistysreaktioon siirtämällä elektroneja reaktioiden välillä.NAD+ on hapettava tekijä – eli se vastaanottaa elektroneja muilta molekyyleiltä ja pelkistyy. Reaktiossa syntyy NADH, joka toimii pelkistävänä tekijänä luovuttaen elektroneja vastaanottaville molekyyleille.

(−) Antagonistit – Inflammaatiota lisäävät tekijät

  • Alkoholi
  • Tupakointi
  • Nikotiiniamidi: Tämä on mielenkiintoista. Vaikuttaa siltä, että eräät niasiinien ryhmään kuuluvat B-vitamiinit hillitsevät tai lisäävät inflammaatiota.

PPAR alfa/gamma

PPAR säätelee rasva-aineenvaihduntaa. PPAR-agonistit ovat metabolisen oireyhtymän hoidossa käytettäviä lääkkeitä, jotka kohdistuvat PPAR-reseptoriin (peroxisome proliferator-activated receptor).

Peroksisomit ovat yksinkertaisen lipidikalvon ympäröimiä soluelimiä, joita on melkein kaikissa aitotumallisten soluissa. Peroksisomit osallistuvat tärkeisiin solun aineenvaihdunta- ja signalointitehtäviin.

PPAR-reseptorit ovat joukko tumareseptoriproteiineja, jotka toimivat transkriptiotekijöinä ja säätelevät geenien ilmentymistä (gene expression). Geenin ilmentyminen tarkoittaa geneettisen infromaation lukemista DNA:sta uuden proteiinin valmistuksen yhteydessä.

 (+) Agonistit – Inflammaatiota vähentävät tekijät

  • Polyfenolit: Polyfenolit ovat kasveissa esiintyviä antioksidantteja. Monet polyfenoleja runsaasti sisältävät ravintoaineet yhdistyvät sekä väestötutkimuksissa että satunnaistetuissa välimuuttujatutkimuksissa hyvään terveyteen. Tällaisia polyfenoleja ovat mm. neitsytoliiviöljy (fenoliset alkoholit: hydroksityrosoli, tyrosoli), omena (kversetiini: flavonoli), soija (genisteiini: isoflavoni), mustikka (antosyaanit, ferula- ja kahvihapot: fenolisia happoja), kahvi (klorogeenihappo: fenolinen happo).
  • Sirtuiinit; kahvin sisältämä yhdiste hydroksyyli hydrokinoni (HHQ):”We show that coffee component HHQ has significant apoptotic effect on MDA-MB-231 and MCF-7 cells in vitro, and that ROS generation, change in mitochondrial membrane permeability, upregulation of Bax and Caspase-8 as well as down regulation of PGK1 and PKM2 expression may be important apoptosis-inducing mechanisms. The results suggest that PPARγ ligands may serve as potential therapeutic agents for breast cancer therapy. HHQ was also validated as a ligand for PPARγ by docking procedure.”
  • Thiazolidinedione (TZD): TZD aktivoi PPAR-reseptoreita. Vapaat rasvahapot (FFA) ja eikosanoidit ovat reseptorien endogeenisiä (luonnostaan esiintyviä) ligandeja. Aktivoitu reseptori kiinnittyy DNA:han kompleksina, johon kuuluu toinen tumareseptori eli RXR-reseptori (retinoid X receptor). Aktivaatio lisää eräiden spesifien geenien transkriptiota ja vähentää toisten geenien transkriptiota.Keskeinen vaikutus on eräiden spesifien geenien ekspression ja repression säätely, jolloin rasvahappojen varastoiminen rasvasoluihin (adiposyytteihin) tehostuu ja vapaat rasvahapot vähenevät verenkierrosta.Tämän seurauksena solujen energiantuotanto hiilihydraattien ja erityisesti glukoosin oksidaatiosta tehostuu.
  • Kannabinoidiagonistit: Kannabinoidireseptoreja esiintyy kaikkialla elimistössä osana endokannabinoidijärjestelmää. Tämä järjestelmä vaikuttaa moniin fysiologisiin mekanismeihin, kuten ruokahaluun, kivun aistimiseen, mielialaan ja muistiin.Kannabinoidiagonistit aktivoivat CB1- ja CB2-reseptoreita ja niitä käytetään lääkkeinä mm. kivun, anoreksian sekä oksentelun ja pahoinvoinnin hoidossa.Kannabinoidiagonisteja ja -antagonisteja käytetään lääkkeinä. Esimerkiksi Sativex, jota käytetään neuropaattisten kipujen lieventämiseen MS-taudissa.
  • 15d PGJ2 eli anti-inflammatorinen prostaglandiini. Eikosanoidit ovat solujen välisessä parakriinisessä signaloinnissa toimivia molekyylejä. Eikosanoidit valmistetaan arakidonaatista, monityydyttämättömästä rasvahaposta, jota nisäkkäät tuottavat kasviravinnosta saatavasta linolaatista.Esimerkiksi hermoärsytys voi aiheuttaa sen, että fosfolipaasi alkaa hajottaa fosfolipidejä ja vapauttaa samalla arakidonaattia. sER:n entsyymit muuttavat arakidonaatin prostaglandiinien ja tromboksaanien yhteiseksi esiasteeksi ja edelleen prostaganiideiksi, jotka ovat tulehdusreaktioissa toimivia signalointimolekyylejä. Esimerkiksi ibuprofeenin ja aspiriinin toiminta perustuu näiden sER:llä tapahtuvien reaktioiden estämiseen.”In particular, 15d-PGJ2 is recognized as the endogenous ligand for the intranuclear receptor PPARgamma. This property is responsible for many of the 15d-PGJ2 anti-inflammatory functions. In this review, we summarize the current understanding of 15d-PGJ2 synthesis, biology and main effects both in molecular physiology and pathological states.”

NF-kB

NF-kB (nuclear factor kappa-light-chain-enchancer of activated B cells) on proteiinikompleksi, joka säätelee DNA:n transkriptiota, sytokiinien tuotantoa ja solun elinkaarta. NF-kB löytyy lähes kaikista soluista. Se osallistuu soluvasteisiin mm. sytokiinien, stressin, vapaiden happiradikaalien, raskasmetallien, ultraviolettisäteliyn, hapettuneen LDL-kolesterolin sekä patogeenien stimuloimana.

NF-kB on keskeinen vaikuttaja infektioiden aiheuttamassa immuunivasteessa. Häiriintynyt NF-kB:n toiminta assosioituu syöpiiin, tulehduksellisiin sairauksiin, autoimmuunitauteihin, virusinfektioihin, septiseen shokkiin sekä immuunijärjestelmän kehityshäiriöihin. NF-kB saattaa vaikuttaa myös synaptiseen plastisuuteen sekä muistiin.

NF-kB on merkittävä synnynnäiseen ja adaptiiviseen immuunijärjestelmään liittyviä geenejä säätelevä transkriptiotekijä

Koska NF-kB ohjaa monia inflammaatioon liittyviä geenejä, ei liene yllätys, että NF-kB on erityisen aktiivinen monissa tulehduksellisissa sairauksissa.

”It is important to note though, that elevation of some NF-κB activators, such as osteoprotegerin (OPG), are associated with elevated mortality, especially from cardiovascular diseases. Elevated NF-κB has also been associated with schizophrenia. Recently, NF-κB activation has been suggested as a possible molecular mechanism for the catabolic effects of cigarette smoke in skeletal muscle and sarcopenia.Lähde: Wikipedia

Kuvan lähde: Wikipedia

(+) Agonistit: NF-kB-agonistit assosioituvat inflammaatioon

  • Tyydyttyneet (kovat) rasvat ja transrasvat.
  • Onkoproteiinit: Onkogeenien koodaamat proteiinit eli onkoproteiinit säätelevät solukasvua ja erikoistumista. NF-kB aktivoi onkoproteiineja, jotka altistavat syövälle. Onkogeenit ovat mutatoituneita geenejä, jotka voivat saada solun muodostamaan kasvaimen. Onkogeenit saavat kasvaimia aiheuttavat ominaisuutensa mutaatioiden kautta.Onkoproteiineja ovat:
    – Kasvutekijän kinaasireseptorit, jotka muodostavat autofosforyloivia dimeerejä sopontaanisti ilman ligandia.
    – Sytoplasman tyrosiinikinaasit, jotka fosforyloivat ylitehokkaasti.
  • ROS (Reactive oxygen species): Reaktiiviset happiradikaalit ovat hapesta muodostuvia yhdisteitä, jotka sisältävät parittoman elektronin ja ovat siksi hyvin reaktiivisia. Energiataloudellisesti parittomat elektronit ovat epäedullisia ja yhdiste pyrkii parilliseen elektronimäärään reagoimalla läheisyydessä olevien muiden yhdisteiden kanssa. Happiradikaali vaurioittaa kohtaamansa molekyylin rakennetta ja/tai toimintaa.Happiradikaaleja syntyy erityisesti soluhengityksessä, kun mitokondrioiden elektroninsiirtoketju käytää happea energiantuotannossa. Soluhengitys kuluttaa suurimman osan hengitysilman mukana elimistöön tulevasta hapesta, mutta sivutuotteena prosessista syntyy superoksidianionia sekä pieniä määriä muita happiradikaaleja. Myös hapetus-pelkistysreaktioita katalysoivien oksidoreduktaasien sekä elimistölle haitallisia aineita tuhoavien sytokromi P450-entsyymien toiminta tuottaa jonkin verran reaktiivisia happiradikaaleja.
  • TNF-α: Tuumorinekroositekijä alfa on tulehdusreaktion syntyyn vaikuttava välittäjäaine eli sytokiini. TNF-alfa on lähinnä makrofagien erittämä proteiini, joka osallistuu tulehdusreaktion ohella monenlaisiin biologisiin prosesseihin, kuten solunjakautumiseen, solujen erilaistumiseen, apoptoosiin (ohjattuun solukuolemaan), rasva-aineiden metaboliaan ja verihyytymän muodostukseen. TNF-alfalla on havaittu olevan osuutta mm. autoimmuunisairauksissa, insuliiniresistenssissä ja syövässä. TNF-alfan vasta-aine on infliksimabi.” TNF-alfa sekä sen solukalvon läpäisevä TNF-alfareseptori ovat kolmesta osasta kohdistuvia eli trimeerisiä proteiineja. TNF-alfan sitoutuminen solukalvon pinnalla olevaan TNF-alfareseptoriin johtaa reseptorin soluliman puoleisten osien asennon Tällöin soluliman puoleiset osat voivat aktivoida erilaisia viestimekanismeja, jotka johtavat edelleen seriini/treoniinikinaasien aktivoitumiseen. Aktivoituneet seriini/treosiinikinaasit fosforyloivat IκB-kinaasin (IKK), jolloin se aktivoituu. Fosforyloitu IκB-kinaasi liittää IκB-proteiinin kahteen seriinitähteeseen fosfaattia. Tämä fosforylaatio johtaa ubikitiinin liittämiseen IκB-proteiiniin. Proteasomit tunnistavat ubikitinoidun IκB:n ja hajottavat sen. Tällöin IκB:n solulimaan sitoma NFκB-proteiini vapautuu sen otteesta ja kulkeutuu tumaan. Tumassa NFκB yhdessä muiden proteiinien kanssa lisää kohdegeeniensä luentaa eli transkriptiota.” Lähde: Wikipedia
  • IL-1b: Interleukiini 1 beeta (IL1β) on sytokiiniproteiini, jota koodaa IL1B geeni. Interleukiini 1 beeta on merkittävä aktivoitujen makrofagien erittämä tulehdusvälittäjäaine. Se osallistuu solujen säätelyyn, kuten lisääntymiseen (proliferaatio), erikoistumiseen ja apoptoosiin.Interleukiinit ovat proteiineja ja peptidejä, jotka auttavat valkosoluja kommunikoimaan. Interleukiineja tuottavat pääasiassa auttaja-T-solut, monosyytit, makrofagit ja endoteelisolut. Interleukiinit edistävät T- ja B-solujen lisääntymistä ja vaikuttavat immuunivasteeseen. Toisaalta interleukiinit edistävät inflammaatiota ja aiheuttavat suurina määrinä kuumeen.Interleukiini 1 (IL-1) on makrofagien, fibrosyyttien ja T-lymfosyyttien tuottama pieni proteiini, jonka tehtävänä on vahvistaa makrofagien kykyä tappaa mikro-organismeja ja aktivoi auttaja-T-lymfosyyttejä. IL-1 vaikuttaa myös elimistön lämmönsäätelykeskukseen, jossa se saa aikaan ruumiinlämmön kohoamisen. Indusoi akuuttia tulehdusta.Interleukiini 1 beeta ja IL-1 antagonistireseptori (IL-1RN) geenin polymorfismit assosioituvat haavaiseen paksusuolen tulehdukseen.
  • LPS (Lipopolysaccharides): Lipopolysakkaridit tunnetaan myös polyglykaaneina ja endotoksiineina. Ne ovat suuria lipidistä ja polysakkarideista muodostuvia molekyylejä.Endotoksiinit ovat gramnegatiivisten bakteerien ulkokalvon sisältämiä myrkkyaineita, jotka vapautuvat bakteerin hajotessa. Endotoksiineilla viitataan usein lipopolysakkaridiin (LPS), jonka lipidi A-osa aiheuttaa infektion aikana isäntäelimistössä toksisia reaktioita: kuumetta, valkosolujen ja verihiutaleiden niukkuutta sekä mahdollisesti shokin (endotoksiinishokki).Endotoksiineja ovat myös Bacillus thuringiensis-bakteerin delta-endotoksiinit, jotka ovat kiteisiä proteiineja.
  • Virusten aiheuttamat infektiot: Infektiotaudit ovat virusten, bakteerien tai sienten aiheuttamia tulehdustiloja. Infektiotauteja ei aiheuta kylmettyminen, vetoisuus, stressi, valvominen, vitamiinipuute tai huono ruokavalio; infektiotauteja aiheuttavat aina mikrobit.Infektiotaudeille on ominaista tulehdusreaktion syntyminen. Tulehdusreaktioon liittyy valkosolujen ilmaantuminen ja lisääntyminen infektiokohdassa ja verenkierrossa. Valkosolut erittävät tulehdushormoneja, sytokiinejä, jotka saavat aikaan yleisoireina esimerkiksi kuumeen nousun, lihassärkyä ja huonon olon. Oireet eivät niinkään johdu itse mikrobista, vaan sen aiheuttamasta elimistön reaktiosta.Virukset ovat millimetrin tuhannesosan kokoisia proteiineista ja geeneistä muodostuvia rakenteita, jotka esimerkiksi hengitysteihin tai suolistoon tunkeuduttuaan aihauttavat tulehdusreaktion. Virusten infektoimat solut alkavat infektion seurauksena erittää tulehdusvälittäjäaineita, mikä aiheuttaa nuhaa, yskää, ripulia tai oksentelua. Limakalvon soluissa virukset monistuvat ja syntyvät uudet virukset leviävät verenkiertoon ja infektoivat uusia soluja. Antibiootit eivät tehoa viruksiin.Bakteerit ovat yleensä satoja kertoja viruksia suurempia ja muistuttavat rakenteeltaan ihmisen omia soluja. Bakteerit eroavat ihmisen omista kudoksista mm. vahvan, bakteeria suojaavan seinämän perusteella. Monet antibiootit tuhoavat bakteereita tuhoamalla bakteerien vahvan seinän. Tavallisimpia infektioita aiheuttavia bakteereita on alle kymmenen eri lajia. Yleisimmät infektioita aiheuttavat bakteerit ovat: pneumokokki, hemofilus, streptokokki, stafylokokki ja branhamella.

 (−) NF-kB-antagonistit hillitsevät inflammaatiota

  • Kaloreiden rajoittaminen eli vähäenerginen ravinto
  • Polyfenolit
  • n-3 PUFA: Monityydyttämättömät (PUFA) omega-3 rasvahapot eli alfalinoleenihappo.
  • Butyraatti: Suoliston hyvät mikrobit, kuten bifidobakteerit ja laktobasillit tuottavat kaasua syömällä imeytymättömiä fermentoituvia hiilihydraatteja. Kaasua synnyttävässä prosessissa syntyy suolisto- ja kokonaisterveyttä edistäviä lyhytketjuisia rasvahappoja (SCFA). Näitä ovat asetaatti, propionaatti ja butyraatti. Lyhytketjuisilla rasvahapoilla on havaittu suoliston inflammaatiota, infektioita ja syöpiä ehkäiseviä vaikutuksia. Ne myös auttavat suoliston pintaa uusiutumaan ja pysymään terveenä.
  • Sirtuiinit

LXR (Liver X receptor)

LXR on tumareseptori ja transkriptiotekijä. Se muistuttaa läheisesti PPAR-, FXR ja RXR-reseptoreita. LXR-reseptorit osallistuvat kolesterolin, rasvahappojen ja glukoosin homeostaasin säätelyyn.

(+) LXR-Agonisteja

  • Omega-6 monityydyttämättömät rasvahapot (PUFA):Omega-6 eli linolihappo on toinen kehon välttämättä tarvitsemista rasvahapoista. Toinen on omega-3 eli alfalinoleenihappo. Elimistö tarvitsee linolihappoa mm. ihon kunnon ylläpitämiseen. Sekä omega-6 että omega-3 rasvoja tarvitaan solukalvojen rakennusaineina sekä eikosanoidien lähtöaineina. Eikosanoidit ovat yhdisteitä, jotka säätelevät elimistössä esimerkiksi verenpainetta, veren hyytymistä, immuunivastetta ja tulehdustilaa.Matala-asteinen tulehdus assosioituu moniin sairauksiin. Monet omega-3 rasvahapoista tuotettavat eikosanoidit lievittävät tulehdusreaktioita, kun taas omega-6 rasvahapoista tuotettavat eikosanoidit osallistuvat veren hyytymisen säätelyyn sekä tulehdustilan ylläpitoon. Toisaalta omega-6 rasvat voivat myös hillitä tulehdusreaktioita.” Ylenmääräinen omega-6 rasvahappojen saanti suhteessa omega-3 rasvahappojen saantiin tai toisinpäin voi mahdollisesti estää toisen ryhmän rasvahappojen hyödyntämistä elimistössä. Näiden syiden takia on ajateltu, että runsas omega-6 rasvahappojen saanti voisi edistää tulehdusreaktioita. Tutkimuksissa runsas omega-6 rasvahappojen saanti ei ole kuitenkaan johdonmukaisesti johtanut tulehdustekijöiden lisääntymiseen tai vähenemiseen. Lisäksi on viitteitä siitä, että paitsi omega-3 rasvahappojen saanti myös linolihapon saanti ja omega-6 rasvahappojen riittävä pitoisuus verenkierrossa ovat yhteydessä pienempään sydän- ja verisuonisairauksien riskiin. Omega-3 ja omega-6 rasvahappojen saannin suhteella ei ole havaittu yhteyttä sydänsairauksien riskiin.” Lähde: Sydän.fi

    Kuvan lähde: Wikipedia

  • Oxysterolit: Oxysterolit muodostuvat hapettuneesta kolesterolista. Niiden uskotaan vaikuttavan mm. ateroskleroosiin syntyyn ja etenemiseen.”Oxygenated derivatives of cholesterol (oxysterols) present a remarkably diverse profile of biological activities, including effects on sphingolipid metabolism, platelet aggregation, apoptosis, and protein prenylation.The most notable oxysterol activities center around the regulation of cholesterol homeostasis, which appears to be controlled in part by a complex series of interactions of oxysterol ligands with various receptors, such as the oxysterol binding protein, the cellular nucleic acid binding protein, the sterol regulatory element binding protein, the LXR nuclear orphan receptors, and the low-density lipoprotein receptor. Identification of the endogenous oxysterol ligands and elucidation of their enzymatic origins are topics of active investigation.” PubMed

(−) LXR-antagonisteja

  • Omega-3 monityydyttämättömät rasvahapot (PUFA). Omega-3 eli alfalinoleenihappo on monien eikosanoidien esiaste ja sillä uskotaan olevan inflammaatiota hillitseviä vaikutuksia.

SREBP-1c (Sterol regulatory element-binding protein 1)

Proteiini, jota ihmisillä koodaa kromosomissa 17 sijaitseva SREBF1-geeni. SREBF1-geenin transkriptiovariantit koodaavat kahta erilaista isoformia: SREBP-1a ja SREBP-1c. Geenin koodaamat proteiinit ovat transkripitotekijöitä, jotka kiinnittyvät DNA:n promoottorisekvenssiin (sterol regulatory element-1; SRE1).

SREBP-1c säätelee geenejä, joita tarvitaa glukoosin aineenvaihdunnassa ja lipidien valmistuksessa. Sen ilmenemistä säätelee insuliini. SREBP-1a säätelee geenejä, jotka liittyvät lipidien ja kolesterolin valmistukseen; sem aktiivisuutta säätelee solun sterolitasot.

”Insulin, cholesterol derivatives, T3 and other endogenous molecules have been demonstrated to regulate the SREBP1c expression, particularly in rodents. Serial deletion and mutation assays reveal that both SREBP (SRE) and LXR (LXRE) response elements are involved in SREBP-1c transcription regulation mediated by insulin and cholesterol derivatives. Peroxisome proliferation-activated receptor alpha (PPARα) agonists enhance the activity of the SREBP-1c promoter via a DR1 element at -453 in the human promoter. PPARα agonists act in cooperation with LXR or insulin to induce lipogenesis.” Lähde: Wikipedia

SREBF1 vuorovaikuttaa ainakin seuraavien kanssa:

  • CREB-binding protein,
  • DAX1
  • LMNA
  • TWIST2
  • BHLHE40
  • BHLHE41

(+) SREBP-1c-agonisteja

  • LXR: LXR-reseptorit osallistuvat kolesterolin, rasvahappojen ja glukoosin homeostaasin säätelyyn.
  • Suoliston dysbioosi
  • Alkoholi
  • Insuliini

(−) SREBP-1c-antagonisteja

  • n-3 PUFA: Omega-3 rasvahapot
  • Metformiini: Diabeteslääke, joka voi hillitä myös inflammaatiota.
  • Sirtuiinit
  • AMPK

SREBP-2 (sterol regulatory element-binding proteins)

SREBP-2 on transkriptiotekijä, joka säätelee kolesterolin aineenvaihduntaan osallistuvia geenejä. SREB proteiineja tarvitaan kolesterolisynteesiin.

”This gene encodes a ubiquitously expressed transcription factor that controls cholesterol homeostasis by stimulating transcription of sterol-regulated genes. The encoded protein contains a basic helix-loop-helix leucine zipper (bHLH-Zip) domain. Various single nucleotide polymorphisms (SNPs) of the SREBF2 have been identified and some of them are found to be associated with higher risk of knee osteoarthritis. SREBF2 has been shown to interact with INSIG1 and CREB-binding protein.” Lähde: Wikipedia

(−) SREBP-2-antagonisteja

  • LXR
  • Statiinit

ChREBP (Carbohydrate-responsive element-binding protein)

ChREBP eli MLXIPL on proteiini, jota ihmisillä koodaa MLXIPL-geeni. ChREBP vuorovaikuttaa hiilihydraatteja säätelevään DNA-sekvenssiin. ChREBP siirtyy solun tumaan ja kiinnittyy DNA:han fosforylaation jälkeen.

”Although the regulation of ChREBP remains unknown in detail, the transactivity of ChREBP is partly regulated by a phosphorylation/dephosphorylation mechanism. During fasting, protein kinase A and AMP-activated protein kinase phosphorylate ChREBP and inactivate its transactivity. During feeding, xylulose-5-phosphate in the hexose monophosphate pathway activates protein phosphatase 2A, which dephosphorylates ChREBP and activates its transactivity. ChREBP controls 50% of hepatic lipogenesis by regulating glycolytic and lipogenic gene expression. In ChREBP (-/-) mice, liver triglyceride content is decreased and liver glycogen content is increased compared to wild-type mice. These results indicate that ChREBP can regulate metabolic gene expression to convert excess carbohydrate into triglyceride rather than glycogen.” PubMed

Liiallinen hiilihydraattien saanti johtaa rasvan kerääntymiseen ja insuliiniresistenssiin. Glukoosi ja insuliini säätelevät glukoosin de novo lipogeneesiä maksassa. Insuliini aktivoi useita transkriptiotekijöitä, kuten SREBP1c ja LXR. ChREBP kiinnittyy DNA:ssa hiilihydraatteja säätelevän sekvenssin (ChoRE) promottorialueelle, jossa sen kohteena on glykolyysiä, lipogeneesiä ja glukoneogeneesiä säätelevät geenit

”This gene encodes a basic helix-loop-helix leucine zipper transcription factor of the Myc / Max / Mad superfamily. This protein forms a heterodimeric complex and binds and activates, in a glucose-dependent manner, carbohydrate response element (ChoRE) motifs in the promoters of triglyceride synthesis genes.

(+) ChREBP-agonisteja

  • Glukoosi

(−) ChREBP-antagonisteja

  • LXR
  • Statiinit

PPAR = peroxisome proliferator-activated receptor;
LXR = liver X receptor; RXR = retinoid X-receptor;
NF-kB = nuclear transcription factor-kB;
SREBP = steroid regulatory element-binding protein;
ChREBP = carbohydrate responsive element-binding protein;
Sirtuins = SIRT-1/2, deacetylating enzymes;
AMPK = AMP-activated protein kinase;
n-3 PUFA = omega-3 polyunsaturated fatty acids.

Selityksiä: kaloreiden rajoittaminen

Sirtuiinit löydettiin tämän vuosituhannen alussa. Jo 1930-luvulta asti on tosin tiedetty, että ravinnosta saatavan energian rajoittaminen pidentää jyrsijöiden elinikää. Energiamäärä, joka on 60-70 % normaalista vaikuttaa suotuisasti elimistön toimintaan.

Sirtuiinit

Energiansaannin rajoittaminen laskee kehon lämpötilaa, pudottaa painoa ja rasvamäärää sekä vähentää insuliini- ja glukoosipitoisuutta. Saadun energian määrällä vaikuttaa olevan suurempi merkitys kuin sillä mistä energia saadaan. (Guarante ja Picard, 2005).

Vähäinen energiansaanti vaikuttaa oksidatiivista stressiä hillitsevästi. Eläinkokeissa energiansaannin rajoittaminen on suojannut laboratorioeläimiä monilta ikään liittyviltä sairauksita sekä diabetekselta ja syöviltä. Vaikuttaa siltä, että vähäinen energiansaanti johtaa aineenvaihdunnan sopeutumismekanismeihin, joissa SIR2-geeni (silent information regulator 2, sirtuiini) on keskeisessä osassa.

Sirtuiinit ovat NAD+:sta riippuvaisia proteiiniasetylaaseja. Nämä entsyymit pidentävät hiivojen elinikää 70 %, matojen elinikää 15-40 %, hyönteisten elinikää 30 % ja hiirien elinikää 30 % (Denu 2005). Sirtuiinit säätelevät myös solujen ohjattua kuolemaa eli apoptoosia, tulehdusvastetta, solujen elämänkaarta, geenitranskriptiota ja aineenvaihduntaa.

Sirtuiineja on seitsemän:

SIRT1: Tumassa sijaitseva deasetylaasi, joka säätelee aineenvaihduntaa ja elinikää.
SIRT2: Solulimassa sijaitseva deasetylaasi, joka vaikuttaa syövän syntyyn.
SIRT3: Mitokondrioissa sijaitseva deasetylaasi, joka osallistuu aineenvaihduntaan.
SIRT4: Mitokondrioissa sijaitseva deasetylaasi, joka osallistuu aineenvaihduntaan ja säätelee aminohappovälitteistä insuliinin eritystä.
SIRT5: Mitokondriossa sijaitseva deasetylaasi.
SIRT6: Tumassa esiintyvä sirtuiini.
SIRT7: Tumassa esiintyvä sirtuiini.

Entiten tutkitulla SIRT1-sirtuiinilla on huomattava rooli aineenvaihdunnan kannalta tärkeissä kudoksissa, kuten haimassa, maksassa ja rasvakudoksessa. SIRT1 säätelee erityisesti mekanismeja, jotka liittyvät ikääntymiseen ja energiansäätelyyn paaston tai niukkaenergisen ruokavalion aikana. SIRT1-aktivaatio voi lisätä insuliiniherkkyyttä sekä laskea insuliini- ja glukoosipitoisuuksia.

SIRT1 on PPARϓ:n estäjä, joka aiheuttaa lipolyysin kiihtymisen rasvakudoksessa ja vähentää näin rasvakudoksen määrää. SIRT1 lisää insuliinin eritystä haimasta ja suojaa haiman beetasoluja oksidatiiviselta stressiltä (Moynihan ym. 2005). Maksassa SIRT1:n aktivaatio lisää glukoosin uudismuodostusta PCG-1α:n aktivoitumisen kautta.  Lähde: Sirtuiinit – energiatasapainon ja glukoosimetabolian uudet molekyylit, Markku Laakso

 

Kuinka ravinto ja elintavat vaikuttavat MS-taudin etenemiseen? Osa 3 julkaistaan Ruokasodassa huhtikuun vaihteen tienoilla. Tässä lienee pureskeltavaa vähäksi aikaa.