Molekulaarisen lääketieteen alaan kuuluva väitöskirja tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa.
Mikä on väitöstutkimuksesi aihe? Miksi aihepiiriä on tärkeää tutkia?
Terve ikääntyminen on tärkeä tavoite paitsi sairauksien ehkäisyn, myös toimintakyvyn säilymisen kannalta. Väestön ikääntyessä ikääntymiseen liittyvistä sairauksista, kuten Alzheimerin taudista, on tullut merkittävä uhka kansanterveydelle. Alzheimerin tauti on yleisin muistisairaus. Siihen ei toistaiseksi ole löydetty tehokasta hoitoa, mikä johtuu luultavasti siitä, ettei tautimekanismeja vielä täysin ymmärretä. Ikääntyminen ja perinnöllinen alttius ovat tärkeimpiä Alzheimerin taudin riskitekijöitä, mutta taudin kehittymiseen vaikuttavat merkittävästi myös elintapatekijät, kuten liikunnan puute.
Väitöskirjan päätavoitteena oli selvittää, millaisten mekanismien kautta säännöllinen liikunta voi suojata aivoja ja elimistöä erityisesti ikääntymisen haitoilta ja Alzheimerin taudilta. Elämäntapamuutoksiin, kuten säännölliseen liikuntaan liittyvien solu- ja molekyylitason tapahtumien ymmärtäminen antaa lähtökohtia ikääntymisen haittojen ja Alzheimerin taudin lääkkeettömään ehkäisyyn ja terveen ikääntymisen edistämiseen.
Mitkä ovat väitöstutkimuksesi keskeiset tulokset tai havainnot?
Hiirillä tehty tutkimus osoitti, että säännöllinen liikunta suojasi lihassoluja ikääntymiseen liittyvältä solustressiltä. Tutkimuksessa käytetyt hiiret saivat liikkua vapaasti. Liikunnan hyödyllisen vaikutukset liittyivät hapetus-pelkistystasapainon, solulimakalvoston stressivasteen ja lämpöshokkiproteiinipuolustuksen paranemiseen. Lisäksi säännöllinen liikunta ehkäisi tiedollisten toimintojen heikentymistä Alzheimerin tautia mallintavilla 5xFAD-siirtogeenisillä hiirillä ja sillä oli yhteys hermotukisoluina toimivien astrosyyttien uusiutumiseen. Liikunnan myönteisiin vaikutuksiin Alzheimerin tautimallissa liittyi GFAP-positiivisten astrosyyttien määrän kasvu ja rakenteen muutoksia, joilla voi olla yhteys hermokasvutekijä BDNF:n pitoisuuden kasvuun astrosyyteissä. Liikunnan havaittiin vaikuttavan myös lihasten ja aivojen rauta-aineenvaihduntaan, joka Alzheimerin taudissa muuttuu. Tutkimus oli ensimmäinen, jossa osoitettiin aivojen rautatasapainon yhteys liikunnan myötä laskeviin hepsidiinitasoihin hiirillä. Hepsidiini on rautatasapainoa säätelevä proteiini. Tulokset viittaavat siihen, että säännöllinen liikunta säätelee rautatasapainoa vähentämällä hepsidiinin määrää aivoissa, mahdollisesti IL-6/STAT-signalointireitin vaimentamisen kautta.
Tutkimus valottaa uudella tavalla säännöllisen liikunnan hyödyllisiä vaikutuksia aivoissa ja lihaksissa ja vahvistaa käsitystä liikunnan hyödyllisyydestä ikääntymisen haittojen ja Alzheimerin taudin ehkäisyssä.
Miten tutkimus toteutettiin?
Säännöllisen liikunnan vaikutuksia ikääntymiseen ja Alzheimerin tautiin tutkittiin hiirimallien avulla. Liikunnan vaikutuksia ikääntymisen tutkittiin hiirillä, jotka saivat käyttää mielin määrin juoksupyörää 21 kuukauden ajan. Liikunnan vaikutusta Alzheimerin taudissa tutkittiin Alzheimerin tautia mallintavilla 5xFAD-hiirillä, joita verrattiin villityypin hiiriin kuuden kuukauden omaehtoisen liikunnan jälkeen. Ikääntymiseen ja Alzheimerin tautiin liittyviä vaikutuksia tutkittiin lihaksista, plasmasta ja aivoista useilla biokemiallisilla mittauksilla. Vaikutuksia tiedollisiin toimintoihin arvioitiin erilaisilla käyttäytymistesteillä. Vaikutuksia Alzheimerin tautimuutoksiin selvitettiin myös histologisilla tutkimuksilla. Astrosyyttien merkitystä liikunnan hyödyissä 5xFAD-hiirillä selvitettiin solujen morfologia- ja kolokalisaatioanalyyseillä.
Master of Science Irina Belayan väitöskirja Exercise-induced cellular and molecular alterations in aging and Alzheimer’s disease (Liikunnan aiheuttamat solu- ja molekyylimuutokset ikääntymisessä ja Alzheimerin taudissa) tarkastetaan terveystieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä toimii professori Alexei Verkhratsky Manchesterin yliopistosta ja kustoksena apulaisprofessori Katja Kanninen Itä-Suomen yliopistosta. Tilaisuus on englanninkielinen ja sitä voi seurata verkossa 12.11.2021 klo 12 alkaen.
