Liikuntaharjoittelu on kuin sydänlääkettä – Vuoden liikuntalääketieteellinen tutkimus 2021 -kilpailun voitto Karthik Hemanthakumarille

Liikuntalääketieteen väitöskirjatutkija Karthik Hemanthakumar ja hänen tutkimusryhmänsä Helsingin yliopistosta voittivat ensimmäisen palkinnon Liikuntatieteellisen Seuran ja Liikuntalääketieteen keskusten järjestämässä Vuoden liikuntalääketieteellinen tutkimus 2021 -kilpailussa. Hemanthakumar tutkimusryhmineen selvitti tutkimuksessaan sydän- ja verisuonitautien riskitekijöiden, eli ikääntymisen, lihavuuden ja verenpaineen, sekä liikuntaharjoittelun vaikutuksia sydämen endoteelisoluihin koe-eläinasetelmalla (hiirillä).

Tutkimustulokset osoittivat, että ikääntyminen ja ylipaino aiheuttivat haitallisia muutoksia sydämen endoteelisoluissa. Liikuntaharjoittelu vaikutti samoihin geeneihin ja signaalireitteihin päinvastaisesti suojaten soluja. Tärkeimmät muutokset liittyivät fibroosiin ja solujen vanhenemiseen (senesenssi). Tutkijat havaitsivat geenin SERPINH1/HSP47 nousevan merkitsevästi ikääntymisen ja ylipainon yhteydessä ja laskevan merkitsevästi liikunnan vaikutuksesta. Liiallinen SERPINH1/HSP47 endoteelisoluissa aiheutti solumuutoksia ja johti solujen vanhenemisen lisääntymiseen.

Voittajatutkimus vahvistaa käsitystä siitä, että liikunta parantaa endoteelisolujen terveyttä. Tutkimus tarjoaa uutta tietoa liikunnan terveysvaikutusten molekyylimekanismeista verisuonistossa. SerpinH1/HSP47 saattaa olla tulevaisuudessa jopa yksi lääkehoidon kohde verisuonistossa. Sen vaikutukset muistuttavat liikunnan positiivisia terveysvaikutuksia. Toisin sanoen: liikuntaharjoittelu on kuin ”sydänlääkettä” ja tämän tutkimuksen myötä ymmärrämme jälleen paremmin, miksi näin on.

Liikuntalääketieteen päivien 2021 yhteydessä järjestettyyn kilpailuun osallistui 40 suomalaista liikuntalääketieteellistä tutkimusta. Kilpailussa toiseksi sijoittui TtM, fysioterapeutti Päivi Herranen Jyväskylän yliopistosta ja kolmanneksi FT Pirjo Komulainen Kuopion liikuntalääketieteellisestä tutkimuslaitoksesta. Kaikkien tutkimuskilpailuun osallistuneiden tutkimusten tiivistelmät on julkaistu Liikunta & Tiede -lehden numerossa 5/2021.

Finalistikäsikirjoitukset arvioivat professori (emeritus) Jaakko Hartiala Turun yliopistosta, dosentti Leo Niskanen Päijät-Hämeen keskussairaalasta ja professori Jari Parkkari Jyväskylän yliopistosta.

Elina Mäkisestä vuoden nuori liikuntalääketieteen tutkija

Liikuntatieteellinen Seura ja Liikuntalääketieteen keskukset palkitsevat tutkimuskilpailussa myös nuoren tutkijan. Tänä vuonna palkinnon sai väitöskirjatutkija Elina Mäkinen Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisestä tiedekunnasta tutkimuksellaan ”Peritty huono aerobinen suorituskyky ja sitä seuraava lihavuus lisäävät tulehdusta ja vähentävät aivojen muokkautuvuutta”.

Mäkisen tutkimusryhmän tutkimuksessa selvitettiin perityn kestävyyskunnon yhteyksiä aivojen terveyteen koe-eläinasetelmalla (rotilla). Useissa aiemmissa tutkimuksissa on havaittu ylipainon ja metabolisen oireyhtymän yhteydet tiedonkäsittelyn ongelmiin, mutta mekanismeja yhteyden taustalla ei vielä tunneta kovin hyvin.

Tutkimuksessa vertailtiin eri ikäisiä rottia, joilla oli perinnöllisesti hyvä ja huono juoksukyky. Tutkijat havaitsivat, että peritty huono kestävyyskunto ja alttius sairastua metaboliseen oireyhtymään olivat jo nuorena yhteydessä vähäisempään aivojen muokkautuvuuteen. Lisäksi tulehdukseen liittyviä proteiineja oli enemmän metaboliseen oireyhtymään taipuvaisten rottien aivoissa. Tutkimus siis osoitti, että peritty huono kestävyyskunto on yhteydessä vähäisempään aivojen muokkautuvuuteen, ja että elimistön kohonnut tulehdustila saattaa vaikuttaa tähän.

Havainnot saattavat selittää aiemmissa tutkimuksissa havaittua heikon kestävyyskunnon yhteyttä oppimiskykyyn ja käyttäytymisen säätelyyn. Vaikka eläinkokeista saatuja tuloksia ei voida suoraan rinnastaa ihmisiin, lisää polygeeninen rottamalli tulosten sovellettavuutta.

Vuoden liikuntalääketieteellinen tutkimus 2021 -kilpailun finalistit

Pirjo Komulainen, Kuopion liikuntalääketieteen tutkimuslaitos: Nelivuotisen liikunta- ja ravintointervention vaikutukset ikääntyvien elämänlaatuun

Pirjo Komulainen¹, Kai Savonen^1,2, Heikki Pentikäinen¹, Maija Hassinen¹, Reija Männikkö¹, Leena Hakola¹, Harri Heikkilä¹, Vesa Kiviniemi³, Timo A Lakka^1,2,4, Rainer Rauramaa¹

1 Kuopion liikuntalääketieteen tutkimuslaitos;
2 Kuopion yliopistollinen sairaala, kliininen fysiologia ja isotooppilääketiede;
3 Lääkealan turvallisuus- ja kehittämiskeskus Fimea;
4 Itä-Suomen yliopisto, biolääketieteen yksikkö

Kuvaus tutkimuksesta

Elämänlaatua mitataan itsearvioituna, koettuna, terveytenä. Tässä tutkimuksessa selvitimme lihaskuntoharjoittelun, kestävyysliikunnan ja terveellisen ruokavalion itsenäisiä vaikutuksia sekä näiden yhteisvaikutuksia koettuun terveyteen. Aineisto on osa nelivuotista satunnaistettua kontrolloitua DR’s EXTRA -interventiotutkimusta, johon osallistui 1410 iältään 55-78-vuotiasta miestä ja naista. Tutkimus toteutettiin Kuopion liikuntalääketieteen tutkimuslaitoksella.

Nelivuotisten interventioiden vaikutukset olivat merkittäviä koettuun terveyteen lihaskuntoharjoittelu-, ruokavalio-, yhdistetty lihaskuntoharjoittelu ja ruokavalio- sekä yhdistetty kestävyysliikunta ja ruokavalioryhmässä. Koettu terveys ei parantunut kummassakaan yhdistetyssä liikunta- ja ruokavalioryhmässä enempää kuin osatekijöidensä summat. Tulokset auttavat kehittämään ja suuntaamaan ikääntyville tarkoitettuja palveluja ja tukitoimia toimintakyvyn ja hyvinvoinnin turvaamiseksi.

Lisätietoja: Pirjo Komulainen, pirjo.komulainen(at)uef.fi
Kuopion liikuntalääketieteellisen tutkimuskeskuksen verkkosivut
Kuopion liikuntalääketieteellinen tutkimuslaitos Facebookissa
The International Puijo Symposium Facebookissa
The International Puijo Symposium LinkedInissä

 

Kristin Suorsa, Turun yliopisto: Vuorokauden aikaisen unen, paikallaanolon ja fyysisen aktiivisuuden muutokset suhteessa toisiinsa eläköidyttäessä: kompositionaalinen data-analyysi

Kristin Suorsa^1,2, Jesse Pasanen^1,2, Tuija Leskinen^1,2, Anna Pulakka³, Saana Myllyntausta⁴, Jaana Pentti^1,2,5, Jussi Vahtera^1,2, Sari Stenholm^1,2                  

1 Kliininen laitos/Kansanterveystiede, Turun yliopisto ja Turun yliopistollinen sairaala, Turku, Suomi;
2 Väestötutkimuskeskus, Turun yliopisto ja Turun yliopistollinen sairaala, Turku, Suomi;
3 Väestönterveysyksikkö, Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL), Helsinki, Suomi;
4 Psykologian ja logopedian laitos, Turun yliopisto, Turku;
5 Clinicum/Lääketieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto, Helsinki, Suomi

Kuvaus tutkimuksesta

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, miten vuorokauden komponentit eli uni, paikallaanolo ja fyysinen aktiivisuus muuttuvat suhteessa toisiinsa eläkkeelle siirryttäessä hyödyntäen kompositionaalista data analyysi – menetelmää.

Tutkimuksessa käytettiin suomalaisen Finnish Retirement and Aging (FIREA)-tutkimuksen kiihtyvyysmittariaineistoa, joka on kerätty eläköityviltä kunta-alan työntekijöiltä. Mittauksissa tutkittavat pitivät kiihtyvyysmittaria ranteessaan viikon ajan päivin ja öin, ennen ja jälkeen eläköitymisen aina samaan vuodenaikaan. Vuorokausikomponenttien muutoksia tarkasteltiin suhteessa toisiinsa vertaamalla keskenään ensin aktiivisia (kevyt sekä reipas ja rasittava fyysinen aktiivisuus) ja passiivisia komponentteja (unen kesto, paikallaanoloaika). Tämän jälkeen verrattiin kevyttä fyysistä aktiivisuutta reippaaseen ja rasittavaan fyysiseen aktiivisuuteen sekä paikallaanoloaikaa unen kestoon.

Tutkimuksessa havaittiin, että eläkkeelle siirryttäessä vuorokauden aktiviteeteissa painottuvat entistä enemmän uni ja entistä vähemmän fyysinen aktiivisuus. Erityisesti fyysisistä ja palvelualan töistä eläköityneillä naisilla uni ja paikallaanolo lisääntyivät fyysisen aktiivisuuden kustannuksella. Toimihenkilöammateista eläköityneillä uni puolestaan korvasi paitsi fyysistä aktiivisuutta, myös hieman paikallaanoloaikaa. Reipas ja rasittava fyysinen aktiivisuus vähentyi suhteellisesti enemmän kuin kevyt fyysinen aktiivisuus kaikilla eläköityneillä.

Lisätietoja: Kristin Suorsa, kristin.suorsa(at)utu.fi
Twitter: @kristin_suorsa

 

Karthik A. Hemanthakumar, Helsingin yliopisto: Sydän- ja verisuonitautien riskitekijät ikääntyminen, lihavuus ja verenpaine muokkaavat haitallisesti sydämen endoteelisoluja - liikunnalla päinvastainen vaikutus (englanniksi)

Karthik Amudhala Hemanthakumar^1,2, Shentong Fang¹, Andrey Anisimov¹, Mikko I. Mäyränpää³, Eero Mervaala⁴, Riikka Kivelä^1,2,5

1 Wihurin tutkimuslaitos, Helsinki;
2 Kantasolujen ja metabolian tutkimusohjelma, Tutkimusohjelmayksikkö, Lääketieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto, Helsinki;
3 Patologia, Helsingin yliopisto ja Helsingin yliopistollinen sairaala, Helsinki;
4 Farmakologian laitos, Lääketieteellinen tiedekunta, Helsingin yliopisto, Helsinki;
5 Liikuntatieteellinen tiedekunta, Jyväskylän yliopisto, Jyväskylä

Description about the research

Cardiovascular diseases (CVD) rank as a number one cause for mortality and accounts for one third of the deaths in several OECD countries. Better understanding of the cellular and molecular links between the coronary vasculature and cardiac function under physiological and pathological conditions would enhance the development of personalized targeted therapies for CVD.

In this study, our main goal is to understand the effect of exercise training (physiological stimulus), and CVD risk factors like aging, obesity, and pressure overload (pathological stimulus) on cardiac endothelial cells and its gene regulation. Hence, we emulated the physiological and pathological conditions in C57Bl/6J mice and leveraged high throughput technologies like next generation RNA sequencing to understand the gene regulation in cardiac endothelial cells.

Our results demonstrated that exercise training promoted blood vessel growth, vascular stability and homeostasis and strengthened the cell-cell junctions. Intriguingly, exercise training inhibited the same pathways that were upregulated by aging, obesity and pressure overload. These pathways were related to inflammation, oxidative stress, TGF-B signaling, EndMT and cellular senescence. The results provided molecular level evidence how exercise training provides beneficial effects on endothelial cells and vasculature leading to improved cardiac function. Furthermore, we identified SerpinH1, a gene known to be involved in fibrosis, as a potential therapeutic target in cardiac endothelial cells.

For more information: Karthik A. Hemanthakumar, karthik.amudhalahemanthakumar(at)helsinki.fi
Twitter: @KarthikAmudhala @Kivela_lab
Vasculature in Cardiometabolic Disease Group website
Endothelial and Stem Cells Regulating Tissue Function website

 

 

Päivi Herranen, Jyväskylän yliopisto: Puristusvoiman polygeeninen riskisumma ennustaa ikääntyvien naisten lihasvoimaa ja toimintakykyä

Päivi Herranen¹, Teemu Palviainen², Taina Rantanen¹, Anne Viljanen¹, Jaakko Kaprio², Elina Sillanpää^1,2

1 Gerontologian tutkimuskeskus (GEREC), Liikuntatieteellinen tiedekunta, Jyväskylän yliopisto, Jyväskylä;
2 Suomen molekyylilääketieteen instituutti (FIMM), Helsingin yliopisto, Helsinki

Kuvaus tutkimuksesta

Käden puristusvoima on luotettava yleisen lihasvoiman, fysiologisen ikääntymisen sekä terveydentilan ja toimintakyvyn indikaattori. Polygeeniset riskisummat (polygenic risk score, PRS) ovat yksilöllisiä riskilukuja, jotka kuvaavat yksilön geneettistä alttiutta ominaisuuteen tai tautiin. Tässä tutkimuksessa johdettiin geneettinen riskiarvo puristusvoimalle Pan-UK Biobankin genominlaajuisista assosiaatioanalyyseistä ja tutkittiin ensimmäistä kertaa, selittääkö suurempi puristusvoiman riskisumma suomalaisten ikääntyvien naiskaksosten parempaa mitattua lihasvoimaa, fyysistä toimintakykyä ja vaikeuksia päivittäisissä toiminnoissa.

Tutkimuksessa todettiin geneettisen riskiarvon ennustavan puristusvoimaa ja alaraajojen lihasvoimaa sekä lihasvoimaa edellyttäviä toimintakyvyn suoritteita, kuten kävelynopeutta, tuolista ylös nousua ja raskaista kotitöistä suoriutumista. Polygeenisten riskisummien avulla voidaan tutkia mekanismeja, jotka vaikuttavat lihasvoiman heikkenemiseen ikääntyessä. Niiden avulla voidaan myös selvittää, mikä merkitys lihasvoimalla on sairastumisriskiin ja sairauksista toipumiseen. Tämä tulee mahdollisesti edistämään entistä yksilöllisempien menetelmien kehittämistä ja käyttöönottoa sairauksien riskiarvioinnissa, hoidossa ja kuntoutuksessa.

Lisätietoja: Päivi Herranen, paivi.m.herranen(at)jyu.fi

Lisätietoja
Jonne Kamsula
Liikuntatieteellinen Seura ry                  
puh. 010 778 6606, jonne.kamsula(at)lts.fi