Pasi Saario
kemisti, FM, Kaarina
Maksan rooli metabolisessa oireyhtymässä
Mikä on metabolinen oireyhtymä?
Metabolinen oireyhtymä on hyvin yleinen aineenvaihdunnan häiriö tila. Sen keskeisimmät tunnusmerkit ovat vyötärölihavuus ja siihen liittyvä maksan insuliiniresistenssi. Ylipaino ei ole suoraan merkki metabolisesta oireyhtymästä, vaan ongelmat näyttävät liittyvä liialliseen viskeraali- eli sisäelinrasvan määrään. Tästä on seurauksena se, että jo noin 10%:n pysyvällä laihtumisella on merkittäviä terveyshyötyjä metabolisen oireyhtymän kannalta.
Oireyhtymään liittyvä viskeraalirasva sijaitsee vatsalihasten alla sisäelinten ympärillä ja se on suorassa yhteydessä maksaan porttilaskimon kautta. Porttilaskimo sijaitsee ruuansulatuselimistön ja maksan välissä, ja sitä kautta imeytyvät vesiliukoiset ravintoaineet kuten sokerit ja aminohapot. Ravinnosta imeytyvät rasvaliukoiset rasvahapot ja vitamiinit kuljetetaan toista reittiä maksan ohi. Ravinnon rasvojen osalta maksan tehtäväksi jää rasvaliukoisten ravintoaineiden kuljettamiseen käytettävien kylomikronien ja niihin jääneiden ravintoaineiden vastaanottaminen.
Viime vuosina on vahvistunut yhteys maksan insuliiniresistenssin, viskeraalirasvan sekä maksan rasvoittumisen välillä. Maksaan kertyvä rasva näyttäisi lisäävän sen insuliiniresistenssiä ja siten järkyttävän elimistön sokeri- ja rasva-aineenvaihdunnan tasapainoa. Voidaankin todeta että nämä kolme yhdessä saavat aikaan muut oireyhtymään liittyvät terveysongelmat, joista merkittävin kansanterveydellisesti lienee tyypin 2 diabetes.
Tyypin 2 diabetes on tila, joka syntyy kun maksan insuliiniresistenssi heikkenee niin paljon, että insuliini ei pysty enää kontrolloimaan verensokeria normaalisti ja tuloksena on kiihtynyt sokerin valmistaminen ja vapauttaminen maksasta insuliinin vastahormonien vaikutuksesta (kortisoli ja glukagoni). Kohonnut verensokeri johtaa myös lisääntyneeseen insuliinin eritykseen ja tutkimuksissa insuliinin erittyminen onkin todettu hyväksi mittariksi maksan rasvoittumiselle. Kohonnut insuliini häiritsee rasvojen vapautumista rasvakudoksesta vaikeuttaen elimistön siirtymistä rasvan käyttöön ruokailujen välillä.
Maksan rasvoittuminen (NAFLD) on yleistynyt yhdessä kasvavien T2D lukujen kanssa ja syyllisenä siihen on pidetty mm. liiallisen rasvaisen ruuan syömistä, vähentynyttä liikuntaa sekä lisääntynyttä sokerien käyttöä erityisesti juomissa. Mielenkiintoinen asia on se, että vaikka rasvamaksa onkin yleisenä sairautena aika uusi, niin alkoholin käyttöön liittyvästä rasvamaksasta on kertynyt jo runsaasti tietoa. Voisiko sieltä löytyä tietoa, jolla saamme lisäselvyyttä rasvamaksan syntyyn myös niillä henkilöillä, jotka eivät alkoholia käytä?
Eräs aineenvaihdunnallisesti mielenkiintoinen ja keskustelua herättänyt ravintoaine, jonka käyttö elintarvikkeissa on parin viimevuosikymmenen aikana kasvanut hurjasti, on fruktoosi. Fruktoosi on monessa mielessä hyvin mielenkiintoinen sokeri, sillä elimistö ei pysty käyttämään sitä sellaisenaan, vaan se käsitellä maksassa.
Fruktoosin yhtäläisyydet alkoholin (EtOH) kanssa ovat suorastaan hämmentäviä. Molemmat:
- käsitellään maksassa ja niiden biokemia on hämmästyttävän samankaltaista
- saavat aikaan maksasairauden runsaasti nautittuna ja kummallakin se näyttää liittyvän reaktiivisten aldehydien lisäämään oksidatiiviseen stressiin maksakudoksessa
- ovat kohtuullisesti käytettynä terveyttä edistäviä esim. lisäten HDL-kolesterolin määrää
Voisiko kasvaneella fruktoosin käytöllä olla suora yhteys lisääntyneeseen ylipainoon ja tyypin 2 diabetekseen?
Insuliiniresistenssin seurauksena insuliinin hillitsevä vaikutus maksaan vähenee, jolloin maksa herkistyy insuliinin vastahormonien vaikutukselle. Tavallisimmat näistä ovat glukagoni ja kortisoli. Glukagonin funktiona on vapauttaa maksaan varastoitunutta sokeria. Kortisoli puolestaan aktivoi maksassa glukoneogeneesiä sääteleviä geenejä samalla lisäten lihaskudoksen kataboliaa. Tyypin 2 diabeteksessa tämä johtaa maksan glykogeenivarastojen liialliseen täyttymiseen, mistä on seurauksena ongelmat ruuan jälkeisen verensokerin käyttäytymisessä sekä maksan de novo lipogeneesissä. Tyypin 2 diabeetikon maksa tuottaa tavallista enemmän de novo rasvaa ja lisäksi insuliinin kontrolli rasvaisten VLDL(1):ien erittymiseen on heikentynyt. Tästä on seurauksena veren rasva-arvojen heikkeneminen: triglyseridit kohoavat, HDL laskee ja pienen tiiviin LDL:n määrä kasvaa.
Kortisoli on myös erityisesti stressitilanteessa erittyvä hormoni ja sen vuoksi myös stressiin liittyvät terveysongelmat, kuten lisääntynyt sydän- ja verisuonitautiriski, voisi selittyä kortisolin kiihdyttämän lipolyysin (FFA), proteolyysin (aminohapot) ja glukoneogeneesin kautta. Mielenkiintoinen yksityiskohta on, että viskeraalirasvakudoksessa on muita rasvakudoksia enemmän kortisoni reseptoreja. Stressi tilanteessa tämä johtaa tilanteeseen jossa insuliinin lipolyysiä hillitsevä vaikutus viskeraalikudokseen heikkenee. Metabolisessa oireyhtymässä ongelmana on juuri ektooppisen vatsarasvan liiallinen lipolyysi, joka voisi kertoa epätasapainosta kortisoli/insuliini-akselilla.
Keskivartalolihavuudesta kärsiville henkilöille kova stressi on erityisen hankala. Tällaisessa tilanteessa on huono ajatus siirtyä vähän rasvaa ja runsaasti hiilihydraatteja sisältävään ruokavalioon, sillä sen seurauksena aineenvaihdunta siirtyy rasvojen sijasta käyttämään yhä enemmän aminohappoja verensokerin ja energiatason ylläpitämiseen. Pääosin aminohapoista tapahtuvan glukoneogeneesin kiihtymisestä on seurauksena HDL-kolesterolin alenemisen lisäksi kolesterolin takaisin kuljetuksen häiriintyminen (ABCA1). Tämä stressihormonivälitteinen aineenvaihdunnan tila yhdistettynä ravintorasvoihin keskittyvään interventioon voisi selittää esimerkiksi Helsinki Business Men-tutkimuksen yllättävän tuloksen sekä piikin Pohjois-Karjalan sydänkuolleisuudessa projektin alkuaikoina.
Stressistä kärsivällä henkilöllä sekä verensokeri että insuliini ovat koholla. Jos tällaisessa tilanteessa siirrytään vähärasvaiseen ruokavalioon, niin siitä on seurauksena lihaskatabolian ja de novo lipogeneesin kiihtyminen sekä verensokerin kohoaminen ja nämä yhdessä lisäävät huomattavasti sydän- ja verisuonitautien riskiä. Rasvainen ruoka helpottaa stressaantuneen elimistön tilannetta usealla eri tavalla 1) Ravinnon rasvojen mukana tuleva glyseroli vähentää aminohappojen käyttöä energiaksi samalla aktivoiden kilpirauhasen toimintaa 2) tyydyttyneet rasvat parantavat kolesterolitasapainoa (LDL va. sdLDL) ja mahdollistavat turvallisen kuljetusalustan kolesterolin kuljetukselle sitä tarvitseviin kudoksiin. 3) kilpirauhasen toiminta aktivoi maksan ketogeneesiä, jolloin muodostuva β-hydroksibutyraatti korvaa osan elimistön tarvitsemasta glukoosista vähentäen glukoneogeneesin tarvetta edelleen 4) kilpirauhasen toiminta aktivoi myös kolesterolista tapahtuvaa hormonisynteesiä (SREBP-2), josta on seurauksena maksan LDL-reseptorien aktivoituminen ja seerumin LDL-kolesterolipitoisuuden lasku.
Edellä kerrottuun pohjautuen voisi metabolisen oireyhtymän ja tyypin 2 diabeteksen hoidossa olla hyötyä ruokavaliosta, joka
1) vähentää erittyvän insuliinin määrää
-lipolyysi rasvakudoksesta paranee
2) sisältää riittävästi hyviä eläin- tai kasvirasvoja, jotka aktivoivat kilpirauhasen toimintaa ja siten rasvan käyttöä energiaksi
-maksan β-oksidaatio paranee
3) ei estä vaan ennemmin aktivoi kolesterolin poistamista verisuonen pinnasta
- lisää HDL-kolesterolin määrää ja vähentää ABCA1:n toimintaa inhiboivien karbonyyliyhdisteiden muodostumista.
4) vähentää maksasolussa syntyvän de novo rasvan määrää
- sisältää vain vähän sokeria, alkoholia ja tärkkelystä
5) nostaa HDL-kolesterolin pitoisuutta
- hyvä lipolyysin kontrolli
6) hillitsee lihaskataboliaa
- erityisesti ylipainoisille vanhuksille lihasmassan säilyminen on erittäin tärkeää
Painonhallinnassa voisi olla hyötyä ruokavaliosta, joka pitää hyvin nälkää ja mahdollistaa pitkät ruokailuvälit.
Tuoreita tutkimuksia vähähiilihydraattisesta ruokavaliosta
Viime kesäkuussa julkaistiin keskustelua herättänyt tutkimus, ns. israelilaistutkimus (N Engl J Med 2008;359:2169), jossa tarkasteltiin hiilihydraattien rajoittamisen vaikutusta laihtumiseen ja aineenvaihdunnallisten häiriöiden korjaamiseen. Tarkastelun kohteena olivat kolme ruokavaliota: perinteinen vähärasvainen ja vähäkalorinen laihdutusruokavalio, vähäkalorinen välimeren ruokavalio sekä hiilihydraatteja rajoittava ja rasvojen käyttöä painottava vähähiilihydraattinen dieetti, joka perustui tunnettuun Atkinsin dieettiin. Hiilihydraattien rajoittamiseen perustuva ruokavalio tuotti muita parempia tuloksia seuraavilla seuratuilla mittareilla: painonkehitys, HDL kolesteroli, triglyseridit, LDL kolesteroli, kokonaiskolesterolin ja HDL kolesterolin suhde, C-reaktiivinen proteiini (CRP), adiponektiini ja leptiini. Lisäksi ei-diabeetikkojen insuliiniherkkyys ja paastoinsuliini alenivat eniten hiilihydraatteja rajoittavassa ryhmässä. Tutkimuksessa mukana oli myös diabeetikkoja, joilla Atkinsiin pohjautuva ruokavalio alensi merkitsevästi ns. pitkää sokeria (glykolysoitunut hemoglobiini, HbA1c) kahteen muuhun ruokavalioon verrattuna. Hiilihydraatteja rajoittava ryhmä vaihtoi lähtötilanteen viljan ja sokereiden hiilihydraateista n. 10 E% rasvaan eikä kaloreita rajoitettu tutkimuksen aikana, joten henkilöt saivat syödä aina kun oli nälkä.
Runsaasti eläinrasvaa ja kolesterolia sisältävää ruokavaliota pidetään syypäinä länsimaita vaivaaviin sydänsairauksiin, ylipainoon ja tyypin 2 diabetekseen. Edellä mainitussa tutkimuksessa saadut tulokset kuitenkin antavat perustellun syyn epäillä hypoteesin paikkansa pitävyyttä. Israelilaistutkimuksen tulokset eivät ole edes ensimmäisiä vastaavia, vaan samansuuntaisia tuloksia on saatu aiemminkin ja myös jo sen julkaisun jälkeen. Miten kaloreita rajoittamaton enemmän tyydyttynyttä eläinrasvaa ja kolesterolia sisältävä ruokavalio voi laihduttaa tehokkaimmin ja toisaalta tuottaa parannusta tulehdusarvoissa sekä veren rasva-, kolesteroli- ja sokeriarvoissa perinteisiä erittäin sydänystävällisinä pidettyjä ruokavalioita paremmin? Voi olla vaikea ymmärtää miksi runsaimmin ravinnon kolesterolia sisältävällä ryhmällä nähdään suurimmat mitattavat hyödyt sydänsairausriskin pienentämisessä?
Vuoden 2008 alkoi jo Suomessakin näkyä hiilihydraatteihin liittyvää kirjoittelua, joissa tunnustettiin nopeasti imeytyvien hiilihydraattien haitalliset vaikutukset nälänhallintaan. Nälänhallinta on painonhallinnan avainkysymys. Nopeasti imeytyvästä hiilihydraatista seuraa liiallinen insuliinin eritys, joka johtaa liian alhaiseen verensokeriin. Alentunut verensokeri ilmoittaa itsestään nälkänä, heikotuksena ja väsymyksenä. Tämän seurauksena on ryhdytty suosittelemaan matalamman glykeemisen indeksin elintarvikkeita, joita ovat esimerkiksi ruisleipä, joka rakenteensa vuoksi sulaa vaaleita leipiä hitaammin vapauttaen siten energiaa tasaisemmin.
Vuoden lopulla julkaistiin kaksi tutkimusta, joista toisessa verrattiin vähäkuituisen korkean GI:n ja runsaskuituisen matalan GI:n omaavia ruokavalioita (JAMA. 2008;300(23):2742-2753). Toisessa verrattiin matalan glykeemisen indeksin ruokavaliota sekä hiilihydraatteja rajoittavaa runsaammin rasvaa sisältävää ketogeenista ei-glykeemistä ruokavaliota (Nutrition & Metabolism 2008, 5:36). Molempien tutkimusten henkilöt olivat tyypin 2 diabeetikkoja ja tutkimuksissa tarkasteltiin ruokavalioiden tehoa sairauden hoidossa sekä aineenvaihdunnan tasapainon palauttamisessa. Tuloksista nähdään, että runsaammin rasvaa sisältänyt ketogeeninen dieetti sai aikaan suurimman painon pudotuksen, alensi eniten pitkää verensokeria kuvaavaa HbA1c:tä, tuotti suuriman nousun HDL-kolesterolin määrään ja alensi eniten triglyseridejä. Lisäksi ApoB/ApoA –suhde parani selvästi eniten vähähiilihydraattisella ruokavaliolla ja myös verenpaineen lasku (sekä ylä- että alapaine) oli suurin vähähiilihydraattisella ruokavaliolla. Tutkimustulosten vertailu esitetty seuraavilla sivuilla:
Eikö näiden uusien tutkimusten tuloksia voisi käyttää hyödyksi myös suomalaisten metabolisesta oireyhtymästä ja tyypin 2 diabeteksesta kärsivien hoidossa?
