Teksti: Pirita Salomaa
Pystyisitkö sinä oleilemaan kolme varttia vain 16-asteisessa vesialtaassa? Turussa on meneillään tutkimus, johon osallistuvat tutkimuspotilaat eivät kylmää kavahda. Altistamalla tutkittavansa kylmälle tutkijat saavat uutta tietoa terveydelle edullisen ruskean rasvan toiminnasta. Kun ruskeasta rasvasta opitaan lisää, voidaan tietoa hyödyntää esimerkiksi tyypin 2 diabeteksen ehkäisyssä, insuliiniherkkyyden parantamisessa ja painonhallinnassa.
Ruskeaa rasvaa on useassa paikassa ihmiskehoa, eniten solisluiden ympärillä kaulan alueella. Se tuottaa lämpöä kylmissä olosuhteissa eikä varastoi, vaan kuluttaa energiaa.
Pitkään luultiin, että ruskeaa rasvaa on vain vauvoilla, mutta runsaat kymmenen vuotta sitten kolme eri tutkimusryhmää onnistui osoittamaan, että aikuisillakin on kylmässä aktivoituvaa ruskeaa rasvakudosta.
Yksi ruskean rasvan tunnistaneista tutkimusryhmistä oli Turun yliopiston, Tyksin ja Åbo Akademin yhteisessä PET-tutkimuskeskuksessa työskentelevä ryhmä, joka on viime vuodet keskittynyt sen tutkimiseen.
Tutkimusryhmää johtaa apulaisprofessori Kirsi Virtanen. Hän on koonnut ympärilleen yli 20-päisen asiantuntijajoukon, joka yhdessä ratkoo himoitun ruskean rasvan mysteeriä.
Ruskeaa rasvaa on kaikilla vain vähän
Ruskeaa rasvaa on kehoissamme enimmillään vain 200–300 grammaa. Laihtumisen on osoitettu lisäävän sitä, mutta runsaan lihomisen tai ikääntymisen takia ruskean rasvan toiminta alkaa hiipua.
– Jo tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että ihmisen lihoessa valkoiseen rasvakudokseen alkaa kehittyä matala-asteinen tulehdus. Eläinmalleista saatu tutkimustieto kertoo, että ruskeassa rasvassa tulehdus kehittyy hitaammin.
– Meitä kiinnostaa, miten mahdollinen tulehdus ihmisen ruskeassa rasvakudoksessa käyttäytyy, ja voidaanko sitä vähentää kylmäaltistuksella, Virtanen kuvaa yhtä tutkimusryhmänsä kiehtovaa kysymystä.
Yhdysvalloissa tehdyn tutkimuksen perusteella tiedetään, että aktiivisesti toimivalla ruskealla rasvalla on ylipainoisia tyypin 2 diabetekselta suojaava vaikutus.
– Tutkimuksessa havaittiin, että alle kymmenellä prosentilla niistä ylipainoisista, joiden ruskea rasva toimi aktiivisesti, oli tyypin 2 diabetes. Sen sijaan yli viidennes niistä henkilöistä, joiden ruskean rasvan toiminta oli vaisua, oli sairastunut tähän tautiin, Virtanen tiivistää.
Virtasen tutkimusryhmän tavoitteena on löytää keinoja, joilla insuliiniresistenssistä kärsivien ja ylipainoisten ruskean rasvakudoksen määrää voitaisiin lisätä ja toimintaa aktivoida ilman merkittävää laihduttamista, lihavuusleikkausta tai kylmäaltistusta. Samoin pyrkimyksenä on löytää avaimia esimerkiksi lääkehoitoihin, joiden avulla ruskean rasvan aktiivisuus säilyisi ikäihmisillä.
Tutkimuspotilaat mahdollistavat tutkijoiden työn
Parhaillaan Virtasen ryhmällä on käynnissä hanke, johon osallistuu nelisenkymmentä alle 45-vuotiasta vapaaehtoista tutkimuspotilasta. Puolet heistä on keskivartalolihavia ja puolet normaalipainoisia. Tyypin 2 diabetesta tutkittavilla ei ole.
Suomalaisten tutkimusmyönteisyys ja sitoutuneisuus ovat tutkimuksen onnistumisen kannalta kultaakin kalliimpia. Tutkimus kestää vuoden, ja ensimmäisen kolmen tutkimuskuukauden aikana tutkimuspotilaat altistetaan kylmälle lukuisia kertoja.
– He oleskelevat kaksi kertaa viikossa 45 minuuttia kerrallaan altaassa, jonka veden lämpötila on 16 astetta. Tämä voi kuulostaa hurjalta, mutta ajan myötä useimmat tottuvat kylmään. Tutkimukseen sisältyy myös PET-kameralla tehtäviä kuvauksia, joiden aikana tutkittavat pötköttävät kylmäpeitteiden välissä, Virtanen kertoo.
Tutkimuksesta aiheutuu tutkimuspotilaille muutakin epämukavuutta kuin kylmyys. Heiltä napataan koepalat solisluun seudulla sijaitsevasta rasvakudoksesta sekä ennen että jälkeen kylmäaltistusjakson.
– Lisäksi otamme muun muassa sydänfilmin ja verinäytteitä, ja tutkimukseen sisältyy myös kaksi viikkoa kestävä glukoosisensorointi. Näin ollen tutkittavat saavat runsaasti tietoa omasta terveydentilastaan, kuten esimerkiksi verensokeri- ja rasvatasapainostaan, Virtanen täsmentää.
Koska tutkijat selvittävät myös sitä, miten kylmäaltistus vaikuttaa aivojen tiedonkäsittelyyn eli kognitioon, teetetään tutkimuspotilailla sitäkin mittaavia testejä.
Makuuhuoneen lämpötilan lasku riittää
Jatkuva paleleminen ei vaikuta ruskean rasvan määrään, mutta kylmässä oleskelun tiedetään lisäävän sitä. Osalle ihmisistä kylmät olosuhteet eivät ole terveyden kannalta muulla tavoin edullisia, eikä kaikkia voi rohkaista esimerkiksi harrastamaan avantouintia.
– Tosin sitä, onko avantouimareilla keskimääräistä enemmän ruskeaa rasvaa, ei vielä ole tutkittu. Suomen ilmastossa onnistuva, lähes kaikille sopiva keino ruskean rasvan määrän kasvattamiseen on makuuhuoneen lämpötilan laskeminen talvella, Virtanen huomauttaa.
Siitäkään, onko lämpimissä maissa asuvilla keskimääräistä vähemmän ruskeaa rasvaa kuin vaikkapa Pohjoismaissa asuvilla, ei toistaiseksi ole varmaa näyttöä.
Kaulan alueella oleva ruskea rasva lämmittää aivoihin virtaavaa verta, mikä on tärkeää etenkin tehtävissä, joissa pitää tehdä vaativia päätöksiä kovassa kylmärasituksessa. Virtasen ryhmässä työskentelevä tutkija, FT Mueez U-Din mainitsee esimerkkeinä sukeltajat, sotilaat ja astronautit.
– Runsas aktiivisen ruskean rasvan määrä voi vaikuttaa positiivisesti paitsi aivojen tietojenkäsittelykykyyn myös kylmästä johtuvan lihasvärinän hallitsemiseen, hän täydentää.
3D-malli paljastaa solujen yhteispelin
Yli kymmenen vuoden ajan ruskeaa rasvaa PET-keskuksessa tutkinut U-Din sai viime keväänä Suomen Akatemialta runsaan 700 000 euron rahoituksen tutkimukseen, jossa selvitetään, miten solujemme energiantuotannolle välttämätön molekyyli NAD+ liittyy ruskean rasvan aineenvaihdunnan heikkenemiseen.
Hän ja Kirsi Virtanen tekevät yhteistyötä mitokondrioita eli solujen aineenvaihdunnasta vastaavia soluelimiä tutkivan Oulun yliopiston professori Eija Pirisen kanssa. Tutkijoiden yhteinen tavoite on kehittää kolmiulotteinen rasvasolumalli, joka tarjoaisi uusia mahdollisuuksia ruskean rasvan tutkimukseen.
– Yksikään elimistön solutyyppi ei pärjää yksinään, ja aineenvaihduntaa tutkittaessa on kiinnostavaa selvittää, miten solujen yhteispeli toimii. 3D-mallia voidaan hyödyntää esimerkiksi ruskean rasvakudoksen ja immuunijärjestelmän toimintaan liittyvien imusolujen yhteyden tutkimiseen, U-Din selittää.
B3-vitamiinin nikotiiniamidiribosidin tiedetään tehostavan mitokondrioiden toimintaa lihaksissa. Nyt tutkijoita kiinnostaa, miten se vaikuttaa ruskeassa rasvassa.
– BATNAD-työnimen saanut tutkimuksemme tuo toivoaksemme valoa siihen, kuinka ruskea rasva hyödyntää B3-vitamiinia eli voidaanko sen avulla tehostaa mitokondrioiden toimintaa myös tässä kudoksessa ja näin ollen aktivoida ruskeaa rasvaa, U-Din täsmentää.
Kudoksen aktivointi voi suitsia ruokahalua
Sekä Mueez U-Din että LT Sanna Laurila ovat Turun yliopistossa muutama vuosi sitten tehdyissä väitöstutkimuksissaan osoittaneet, että ateriointi vaikuttaa ruskean rasvan aineenvaihduntaan.
Kun syömme, ruuansulatushormoni sekretiini alkaa aktivoida ruskeaa rasvaa. Tällöin sen hapenkulutus lisääntyy, ja kudoksen tuottama lämpö on kylläisyysviesti aivoille.
Molempien väitöstutkimusten tulokset vahvistavat käsitystä siitä, että ruskean rasvan toiminta on yhteydessä aineenvaihduntaan ja painonhallintaan.
– Säännöllinen ruokarytmi voi näin ollen olla edullista terveydelle tätäkin kautta, mutta aiheesta tarvitaan vielä lisää tutkimustietoa, Kirsi Virtanen huomauttaa.
Minkään tietyn ruoka-aineen tai ruokavalion ei varmuudella tiedetä vaikuttavan ruskean rasvan määrään, mutta eräissä tutkimuksissa on saatu viitteitä siitä, että chilipippurin kapsaisiini ja oliiviöljy saattavat tehostaa sen toimintaa.
– Ruskea rasva kuluttaa parhaimmillaankin vain noin kaksi kiloa valkoista rasvaa vuodessa, Virtanen kuitenkin toppuuttelee heitä, jotka suunnittelevat chiliharrastuksen aloittamista kilojensa karistamiseksi.
Diabetestutkimussäätiö myönsi tänä vuonna 100 000 euron apurahan apulaisprofessori Kirsi Virtasen ryhmän tekemään ruskean rasvan tutkimukseen. Säätiön ovat perustaneet Diabetesliitto ja diabetesyhdistykset.
