Takaisin

Glykosylaation kehittyneet lopputuotteet vaikuttavat eri tavoin solujen muotoon nivelruston kerroksissa

Väitös lääketieteellisen fysiikan alalta
Väittelijä:  FM Mari Huttu
Aika ja paikka 22.9.2017 klo 12, TTA, Teknia, Kuopion kampus

Filosofian maisteri Mari Huttu tutki väitöskirjatyössään nivelruston solujen eli kondrosyyttien ja kudoksen vuorovaikutusta terveessä, ikääntyneessä ja nivelrikkoisessa nivelrustossa. Erilaisten mittausten avulla määritettiin nivelruston rakenne ja biomekaaniset ominaisuudet sekä kondrosyyttien tilavuus ja muoto terveessä, ikääntyneessä ja nivelrikkoisessa nivelrustossa. Näin pystyttiin saamaan uutta tietoa, mitkä nivelruston rakennekomponentit ja biomekaaniset ominaisuudet osallistuvat kondrosyyttien tilavuuden ja koon säätelyyn nivelrikossa, ja miten ikääntyminen vaikuttaa kondrosyytien vasteisiin.

Nivelruston rakenteellisten ja toiminnallisten ominaisuuksien, sekä näiden välisen vuorovaikutuksen ymmärtäminen on tärkeää esimerkiksi verrattaessa laboratoriossa saatuja mittaustuloksia oikean nivelessä sijaitsevan nivelruston toimintaan. Ikääntyneen ja nivelrikkoisen nivelruston kondrosyyttien ja kudosten välisen vuorovaikutuksen tutkiminen lisäsi tietoa siitä, mitä nivelrustossa tapahtuu solu- ja kudostasolla ikääntymisen seurauksena ja nivelrikon kehittyessä.

Nivelrikko on maailmanlaajuisesti yleisin nivelsairaus, jonka oireita ovat nivelkipu ja nivelen jäykistyminen. Nivelrikkoa ei ainakaan toistaiseksi voi parantaa. Monet sairauden varhaiset merkit kudostasolla ovat samanlaisia kuin normaalissa ikääntymisessä. Nivelruston ikääntymiselle taas on tyypillistä glykosylaation kehittyneiden lopputuotteiden kertyminen kudokseen. Nämä tuotteet jäykistävät nivelruston rakennetta.

Väitöskirjatyössä kondrosyyttien tilavuus ja muoto sekä nivelrustokudoksen rakenne (kollageeni ja proteoglykaanit) määritettiin mikroskooppisten ja spektroskooppisten menetelmien avulla. Tervettä kudosta kuormitettiin osmoottisesti ja ikääntynyttä mekaanisesti, nivelrikkoista kudosta tutkittiin ilman kuormitusta.

Tervettä nivelrustoa osmoottisesti kuormitettaessa pintakerroksen kondrosyyttien tilavuus ensin kasvoi ja sitten palautui normaaliksi. Solujen vasteen havaittiin olevan samanlainen käytetystä immersionesteestä tai lämpötilasta huolimatta. Ikääntynyttä nivelrustoa kuormitettaessa mekaanisesti havaittiin kondrosyyttien muodon muutosten vähentyvän ruston pintakerroksessa ja lisääntyvän syväkerroksessa. Nivelrikkoisessa nivelrustossa havaittiin erityisesti ruston kollageenisäikeiden orientaation säätelevän pintakerroksen kondrosyyttien tilavuutta, kun taas syvemmällä kudoksessa kondrosyyttien muotoa säätelee todennäköisesti myös proteoglykaanit ja kollageenit yhdessä.

Väitöskirjatyö osoitti, että terveen ruston kondrosyyttien biomekaaniset vasteet osmoottisessa kuormituksessa eivät riipu käytetystä immersionesteestä eivätkä lämpötilasta. Tämä on tutkimusmetodien kannalta erittäin tärkeä tulos. Ikääntyneessä nivelrustossa kondrosyyttien biomekaaniset vasteet ovat erilaisia nivelruston eri kerroksissa. Tulos osoitti, että glykosylaation kehittyneet lopputuotteet vaikuttavat kondrosyyttien muodon muutokseen eri tavoin nivelruston eri kerroksissa.  Nivelrikkoisessa nivelrustossa pääasiassa kollageenisäikeiden orientaatio säätelee kondrosyyttien tilavuutta ja muotoa.

Väitöskirjatyö selitti ikääntymisen vaikutuksia kondrosyyttien muodonmuutoksiin. Lisäksi väitöskirjatyö syvensi tietämystä nivelrikon aiheuttamista muutoksista kondrosyyteissä ja nivelrustokudoksessa. Tätä tietoa voisi käyttää hyväksi suunniteltaessa kuntoutus- tai hoitokeinoja ikääntyville ja nivelrikkoa kärsiville potilaille.

Filosofian maisteri Mari Hutun lääketieteellisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Cell – Tissue Interactions in Normal, Aging and Osteoarthritic Articular Cartilage (Solujen ja kudoksen väliset vuorovaikutukset terveessä, ikääntyneessä ja nivelrikkoisessa nivelrustossa) tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Juha Tuukkanen, Oulun yliopisto ja kustoksena toimii professori Rami Korhonen, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11935?encoding=UTF-8