Vastaväittäjä: Professori Harri Suominen, Jyväskylän yliopisto
Kustos: Professori (emer.) Heikki Helminen, Kuopion yliopisto
Aika ja paikka: Keskiviikko 3.6.2009 klo 12, Canthian auditorio L2

Väitöstiedote:

Tyypin II kollageenilla on merkittävä rooli luun muovautumisessa ja uudismuodostuksessa

Kollegeenilla voi olla aiemmin arvioitua suurempi vaikutus luun lujuuteen, osoittaa tuore väitöstutkimus.

Osteoporoosi ja nivelrikko ovat merkittäviä kansanterveydellisiä sairauksia, joista aiheutuu yksilön toimintakyvyn heikkenemistä, työkyvyttömyyttä ja huomattavia yhteiskunnallisia kustannuksia. Perinnöllisillä tekijöillä on aikaisemmissa tutkimuksissa osoitettu olevan tärkeä osuus kyseisten sairauksien synnyssä. Näiden sairauksien syntymekanismeista ei kuitenkaan ole yksityiskohtaista tietoa, minkä vuoksi hoitomahdollisuudet ovat rajalliset.

Tyypin I kollageeni on luun tärkein säiemäinen valkuaisaine, jonka osuus on yli 90 prosenttia kaikista kollageeneista. Tyypin II kollageeni on rustokudoksen tärkein rakennusaine. Vaikka tyypin II kollageenia esiintyy luussa vain vähäisiä määriä, sillä on tärkeä merkitys luuston sikiökautisessa kehityksessä. Sen merkitystä luun aineenvaihdunnassa ei tarkasti tunneta, mutta tyypin II kollageenia säätelevän Col2a1-geenin mutaatioiden on osoitettu aiheuttavan altistumista luuston kehityshäiriöille ja sairauksille.

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin kuormituksen vaikutusta luun mineraalitiheyteen, mekaaniseen lujuuteen sekä solutason muutoksiin koe-eläinmalleja hyödyntäen. Lisäksi selvitettiin Col2a1-geenivirheen vaikutusta luun kehitykseen ja kasvuun hyödyntäen muuntogeenisiä hiiriä.

Keskeiset tulokset

Tutkimuksessa todettiin Col2a1-geenivirheen häiritsevän luun kasvua ja altistavan luunmurtumille. Solutasolla muuntogeenisillä hiirillä luun hajoaminen hallitsi luun muodostusta johtaen kokonaisluumassan vähentymiseen. Kasvunaikainen kuormitus korosti tätä muutosta.

Pitkäkestoinen juoksukuormitus aiheutti koirille luun mineraalitiheyden alentumisen ja luuaineenvaihdunnan kiihtymisen solutasolla. Toisaalta kollageenisäikeiden yhdensuuntainen järjestäytyminen lisääntyi ja tasoitti alentuneen mineraalitiheyden vaikutuksen luun mekaanisiin ominaisuuksiin.

Luun lujuusominaisuuksia ennustettaessa on perinteisesti kiinnitetty huomiota luun mineraalitiheyteen. Kollageenimäärän, sen järjestäytyneisyyden tai rakenteen muutokset saattavat kuitenkin vaikuttaa luun mekaaniseen lujuuteen aikaisempia arvioita enemmän, joten pelkkä mineraalitiheyden mittaus saattaa johtaa luun kestävyyden virhearviointiin.

Tulosten hyödynnettävyys

Kollageenien rakennetta määräävien geenien virheet saattavat selittää osan luukadon ja nivelrikon aiheuttamista luumuutoksista. Tutkitut muuntogeeniset mallit soveltuvat tuki- ja liikuntaelimistön sairauksien mallintamiseen ja uusien entistä tehokkaampien hoitovaihtoehtojen kuten geeniterapian kehittämiseen.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Kuopion yliopiston julkaisuja D. Lääketiede 448, ISBN 978-951-27-1168-0. Sitä voi tilata yliopiston kirjaston julkaisumyynnistä, sähköposti: yrjo.valtanen@uku.fi, tai verkko-osoitteesta http://www.uku.fi/kirjasto/julkaisutoiminta/julkmyyn.shtml

Lisätietoja:
Jyrki Nieminen
p. 040 8649 775
jyrki.nieminen@sll.fimnet.fi