Aivot ovat osa kehoa

Aivot ovat pitkälle erikoistuneet ja sijaitsevat suojassa veri-aivoesteen takana, mutta niiden perustarpeet ovat samat kuin muullakin kehollamme: toimiva energia-aineenvaihdunta, kyky syntetisoida ja käsitellä erilaisia molekyylejä sekä puolustus häiriöitä vastaan. Näin ajatellen ei ole yllätys, että unen puute vaikuttaa paitsi aivojen, myös muun kehon terveyteen.

Viimeisten parin vuosikymmenen aikana on selvinnyt, että unen puute ravistelee moninaisia kehon toimintoja, erityisesti kuitenkin energia-aineenvaihduntaa ja immuunijärjestelmää. Väestötutkimukset ovat osoittaneet, että henkilöillä, jotka nukkuvat lyhyeen tai kärsivät huonosta unesta on kohonnut riski sairastua mitä erilaisimpiin sairauksiin, mukaan lukien tyypin 2 diabetes ja verisuonten kalkkeutuminen. Aivosairauksista riski sairastua depressioon ja neurodegeneratiivisiin sairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin, on lisääntynyt. Mutta miten pelkkä vajavainen uni voi altistaa näin vakaviin seurauksiin?

Useissa laboratorioissa on järjestetty kokeita, joissa nuoria, terveitä koehenkilöitä pidetään valveilla joko kokonaan esimerkiksi 1-2 vuorokauden ajan, tai unta rajoitetaan, usein 4 tuntiin yössä viikon ajan. Koehenkilöt ovat unilaboratoriossa tarkan silmälläpidon alaisina: heidän aivosähkökäyräänsä ja muita elintoimintoja rekisteröidään jatkuvasti, ja verinäytteitä otetaan ennen kokeen alkua, sen loputtua ja toipumisjakson aikana.

Verinäytteistä mitataan monenlaisia asioita – voidaan esimerkiksi eristää valkosolut ja tehdä niistä koko genomin kattava geeninilmenemisanalyysi. Kun tätä verrataan normaalisti nukkuvien ilmentymisanalyysiin, saadaan tietoa siitä mitkä geenit unen estyminen aktivoi.

Univaje edistää monien sairauksien syntyä

Kun mitataan verensokeri ja – insuliini, huomataan, että insuliinia erittyy normaalia enemmän, jolloin verensokerin ja insuliinin suhde rupeaa muistuttamaan insuliiniresistenssissä tavattavia arvoja, ja insuliiniresistenssi puolestaan on tyypin 2 diabeteksen esiaste. Uunituoreessa tutkimuksessa olemme todenneet, että kolesterolin takaisinkuljetuksen molekyylejä koodaavien geenien ilmeneminen väheni univajeessa, vihjaten siihen, että univaje heikentää kolesterolin kuljetusta. Kolesterolin kertyminen verisuoniin takaisinkuljetuksen estyessä on yksi ateroskleroosin syntyä edistävistä mekanismeista. Väestöaineistoissa havaittiin sekä geenipolkujen muutoksia että itse ”hyvän” kolesterolin vähenemistä niillä henkilöillä, jotka kärsivät univajeesta. Samasta kokeesta ja epidemiologisista aineistoista havaittiin myös immunologisesta aktivaatiosta kertovien geenien ja geenipolkujen ilmenemisen lisääntymistä. Monien yleisten sairauksien taustalta löytyy matala-asteinen tulehdus – samankaltainen, kuin univajeessa havaitsimme. Käsityksemme onkin, että keho lukee univajeen uhkaksi ja käynnistää puolustusreaktion, jonka ensimmäisessä vaiheessa käynnistyy luonnollinen immuunivastereaktio (innate immunity). Univajeen pitkittyessä immuunivasteen ylläpito muokkaa myös energia-aineenvaihduntaa, sillä puolustuksen ylläpito vaatii energiaa, joka on kanavoitava muista kehon toiminnoista. Tämä tasapainosta järkkynyt aineenvaihdunta altistaa sitten sairauksille.

Aivojenkin täytyy osata puolustautua

Miksi tällaiset asiat kiinnostavat aivotutkijaa? Aivoilla on oma immuunijärjestelmänsä, jonka kivijalan muodostavat mikrogliasolut. Tutkimuksen kohteena onkin, aktivoituvatko nämä solut aivoissa unen puutteen aikana, ja voisiko tämä aktivoituminen johtaa samantapaisiin matalan tason immunologiseen aktivoitumiseen kuin muualla elimistössä on todettu? Tämä voisi olla mekanismi, jolla unen puute lisää Alzheimerin taudin riskiä – ja myös muiden neurodegeneratiivisten tautien riskiä, joiden synnyn osasyynä pidetään neuroinflammaatiota.

 

Tietoa kirjoittajista: 

 

 

Viitteet ja lisää lukemista

Kokeellinen tutkimus omasta tutkimusryhmästä

• Aho V, Ollila HM, Kronholm E, Bondia-Pons I, Soininen P, Kangas AJ, Hilvo M, Seppälä I, Kettunen J, Oikonen M, Raitoharju E, Hyötyläinen T, Kähönen M, Viikari JSA, Härmä M, Sallinen M, Olkkonen VM, Alenius H, Jauhiainen M, Paunio T, Lehtimäki T, Salomaa V, Orešič M, Raitakari OT, Ala-Korpela M, Porkka-Heiskanen T. Prolonged sleep restriction induces changes in pathways involved in cholesterol metabolism and inflammatory responses. Scientific Reports, 2016
• Aho V, Ollila HM, Rantanen V, Kronholm E, Surakka E, van Leeuwen WMA, Lehto M, Matikaineni S, Ripatti S, Härmä M, Sallinen M, Salomaa V, Jauhiainen M, Alenius H, Paunio T, Porkka-Heiskanen, T.  Partial sleep restriction activates immune response-related gene expression pathways: experimental and epidemiological studies in humans. PLoSOne 8(10):e77184, 2013.
• Van Leeuwen WMA, Lehto M, Kaarisola P, Lindholm H, Sallinen M, Härmä M, Porkka-Heiskanen T, Alenius H.  Sleep restriction increases the risk of cardiovascular diseases by enhancing proinflammatory responses through IL-17 and CRP. PloS ONE 4(2): e4589, 2009
• Van Leeuwen WMA, Hublin C, Sallinen M, Härmä M, Hirvonen A, Porkka-Heiskanen T.  Prolonged sleep restriction affects glucose metabolism in healthy young men. Int J Endocrinol, ID 108641,2010.

Klassikkoja maailmalta

• Mullington JM, Haack M, Toth M, Serrador JM, Meier-Ewert HK. Cardiovascular, inflammatory, and metabolic consequences of sleep deprivation. Prog Cardiovasc Dis 51: 294–302, 2009.
• Wolk R, Gami AS, Garcia-Touchard A, Somers VK. Sleep and cardiovascular disease. Curr Probl Cardiol 30: 625–662, 2005.
• Van Cauter E, Spiegel K, Tasali E, Leproult R. Metabolic consequences of sleep and sleep loss. Sleep Med. Suppl 1:S23-8, 2008.

Väestötutkimuksia

• Kronholm E, Laatikainen T, Peltonen M, Sippola R, Partonen T. Selfreported sleep duration, all-cause mortality, cardiovascular mortality and morbidity in Finland. Sleep Med 12: 215–221, 2011.
• Anothaisintawee T, Reutrakul S, Van Cauter E, Thakkinstian A. Sleep disturbances compared to traditional risk factors for diabetes development: Systematic review and meta-analysis. Sleep Med Rev. 30:11-24, 2015
• Badran M, Yassin BA, Fox N, Laher I, Ayas N, Epidemiology of Sleep Disturbances and Cardiovascular Consequences. Can J Cardiol. 31(7):873-9, 2015