Effects of aging, training and collagen gene defects on murine osteoarthritis

Lapveteläinen Tuomo 26.11.2004\nLääketieteellinen tiedekunta\nAnatomia\nEffects of aging, training and collagen gene defects on murine osteoarthritis (Ikääntymisen, kuormituksen ja kollageenien geenivirheiden vaikutukset nivelrikkoon hiirissä)\nVastaväittäjä: professori Timo Takala, Oulun Diakonissalaitos\nKustos: professori Heikki J. Helminen, Kuopion yliopisto Väitöskirjan tiivistelmä:\nIkääntymisen, juoksukuormituksen ja ruston kollageenien geenivirheiden vaikutuksista nivelrikon kehittymiseen\n\nNivelrikko on yksi merkittävimmistä työkyvyttömyyttä aiheuttavista kansansairauksistamme. Yli 30-vuotiaista suomalaisista 15 % naisista ja 5 % miehistä kärsii oirehtivasta polvinivelrikosta sekä 5 - 6 % naisista ja 4 - 5 % miehistä oirehtivasta lonkkanivelrikosta. Nivelrikon esiintyminen painottuu vanhempiin ikäluokkiin, joiden suhteellinen osuus väestöstä on kasvamassa.\n\nNivelruston uusiutumis- ja korjautumiskyky on hyvin huono, ja syntymään päässeet nivelrustovauriot eivät parane. Nivelrikolle altistavia tekijöitä tunnetaan paljon, mutta rustovaurioiden synnyn molekyylibiologiset mekanismit ovat vielä hämärän peitossa. Hoitomahdollisuudet rajoittuvat lähinnä nivelrikon oireiden, kuten kivun, tulehduksen ja turvotuksen lievittämiseen tulehduskipulääkkeillä sekä tilapäisesti kuormitusta vähentämällä. Kirurgisina hoitokeinoina käytetään nivelten asennon korjaamista ja nivelten protetisointia. Nivelrikon ennaltaehkäisy voi osoittautua yhdeksi nivelrikon kustannustehokkaimmista hoitokeinoista tulevaisuudessa.\n\nVäitöskirjatutkimuksessa selvitettiin eräiden keskeisten nivelrikolle altistavien tekijöiden, ikääntymisen, juoksukuormituksen ja ruston kollageenien geenivirheiden vaikutuksia nivelrikon syntyyn pitkäkestoisissa kokeissa hiiriä koe-eläiminä käyttäen. C57Black-hiirikannan uroshiiret ovat synnynnäisesti herkkiä polvinivelen nivelrikolle. 18 kuukauden iässä vaikeita nivelrikkomuutoksia havaittiin 10 - 25 %:lla normaalisti eläneistä hiiristä ja 40 - 60 %:lla hiiristä, jotka pakotettiin juoksemaan päivittäin juoksumatolla yhden kilometrin matkan. Saman hiirikannan hiirten nivelrikkoalttiutta selvitettiin myös kokeessa, jossa ne saivat vapaasti juosta häkkeihin sijoitetuissa juoksupyörissä. Hiiret ovat hyvin aktiivisia juoksemaan ja ne taivaltavat mittausten mukaan jopa viisi kilometriä yhdessä yössä. Vapaaehtoisen juoksupyöräharjoituksen todettiin hieman vähentävän nivelrikon ilmaantuvuutta 15 kk:n ikään mennessä.\n\nOsalta hiiristä poistettiin toinen alleeli tyypin II kollageenia koodaavasta geenistä, minkä arvellaan heikentävän tyypin II kollageenin synteesiä. Nivelrikon esiintyvyys ja vaikeusaste lisääntyivät huomattavan paljon niissä poistogeenisissä hiirissä, joille ei tarjottu juoksupyöräharjoittelua, mutta merkittävästi vähemmän niissä hiirissä, jotka saivat juosta. Edelleen, osalta hiiristä poistettiin molemmat tyypin XI kollageenia koodaavista geenialleeleista. Nivelrikon ilmaantuvuus kasvoi hieman normaalihiiriin verrattuna niissä hiirissä, jotka eivät juosseet, mutta laski hieman niissä hiirissä, jotka saivat juosta halunsa mukaan. Lopuksi tutkimme siirtogeenisiä hiiriä, joiden genomiin oli siirretty useita kopioita tyypin II kollageenia koodaavasta muutellusta geenistä. Tällainen geenimutaatio aiheuttaa häiriön tyypin II kollageenimolekyylien rakenteeseen, mikä havaittiinkin huomattavasti lisääntyneenä nivelrikkoalttiutena hiirissä 15 kuukauden ikään mennessä. Jos nämä hiiret saivat harjoitella juoksupyörässä, nivelrikkomuutokset edelleen lisääntyivät ja pahenivat. Kummankin tyyppinen juoksukuormitus vaikutti hiirten painon kehitykseen, muttei niiden kuolleisuuteen. Juoksuharjoitelleet hiiret olivat 5 - 13 % kevyempiä kuin kontrollihiiret.\n\nTutkimuksen keskeisimmät havainnot ja johtopäätökset olivat seuraavat: Juoksukuormituksen tyyppi vaikutti nivelrikon esiintyvyyteen ja vaikeusasteeseen hiirissä. Synnynnäisesti nivelrikolle alttiissa hiirissä pakotettu juoksukuormitus, johon lisäksi saattoi liittyä tapaturmien mahdollisuus, lisäsi polvinivelrikon esiintyvyyttä. Fysiologinen, vapaaehtoinen juoksuharjoitus puolestaan vähensi sitä. Osan tästä vaikutuksesta saattoi selittää nivelten vähentynyt painokuormitus, mutta suuremman osan voitiin olettaa johtuvan juoksemisen ja kuormituksen anabolisista lihas- ja tukikudos- sekä nivelrustovaikutuksista. Jos tyypin II kollageenin synteesi heikkeni, mutta kollageenimolekyylien rakenne säilyi normaalina, juoksuharjoittelu vähensi nivelrikon kehittymistä 15 kuukauden ikään mennessä. Nämä vaikutukset selittyivät samoilla mekanismeilla. Tyypin XI kollageenin nivelrustosta kokonaan poistamisen merkitys nivelrikon synnyssä näytti vähäiseltä. Jos tyypin II kollageenimolekyylien rakenne muuttui poikkeavaksi, nivelrikkoalttius lisääntyi ja tässä tilanteessa kuormitus pahensi nivelrikkomuutoksia. Ihmiseltä polvinivelrikko yleensä vähentää liikkumista. Hiirille kehittyvä polvinivelrikko ei heijastunut niiden juoksuaktiivisuuteen eikä juoksuaktiivisuuden muutoksia näin ollen voida pitää kehittyvän nivelrikon vaikeusasteen luotettavina mittareina.\nKuopion yliopiston julkaisuja D. Lääketiede. ISBN 951-781-486-0\nKuopion yliopisto\nViestintä\ntiedotus@uku.fi

ISBN-10:
951-781-486-0
Kieli:
eng
Sivumäärä:
75 s.
Tekijät:
Lapveteläinen Tuomo(diss)
Tuotekoodi 019947
20,00 €