Viisivuotiaan atooppinen ihottuma. Kuva: <A HREF=http://fi.wikipedia.org/wiki/Tiedosto:Atopic_dermatitis_child.JPG>Wikimedia Commons</A>
Viisivuotiaan atooppinen ihottuma. Kuva: Wikimedia Commons

"Atooppinen marssi" ihottumasta astmaan voidaan ehkä pysäyttää.

Monet allergisesta ihottumasta kärsivät lapset saavat kuukausia tai jopa vuosia myöhemmin astman. Tutkijat kutsuvat tätä allergisen reagointitavan kehitystä "atooppiseksi marssiksi".

Washingtonin yliopiston tutkijat St. Louisissa ovat löytäneet atooppisen marssin mahdollisen selitysmekanismin. He huomasivat, että vaurioituva iho erittää ainetta, joka kulkeutuu verenkierrossa muihin kudoksiin ja aiheuttaa astmaoireita allergeeneille altistetuille laboratoriohiirille.

PLoS Biology -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan ihottuman varhainen hoito ja sitä aiheuttavan aineen välttäminen voivat estää astman kehittymisen lapsille, joilla on jo ihottuma.

Vakavasta allergisesta ihottumasta kärsivistä lapsista 50-70 prosentille kehittyy astma. Koko väestössä astma on paljon harvinaisempi: se on Yhdysvalloissa 9 prosentilla lapsista ja 7 prosentilla aikuisista. Atooppinen ihottuma on 17 prosentilla lapsista.

Lääkärit ja tutkijat ovat päätyneet erilaisiin teorioihin siitä, miksi ihottuma on yhteydessä astmaan. Onko joillakin ihmisillä immuunijärjestelmän häiriö, joka saa ylireagoimaan allergeeneihin, jotka ovat kontaktissa ihoon ja hengitysteihin? Vai onko heillä päinvastoin vikoja ihossa ja hengitysteissä, jotka johtavat liioiteltuun immuunivasteeseen?

Ihotautiprofessori Raphael Kopanin nyt tekemän löydön mukaan ongelma alkaa vaurioituvasta ihosta. Tutkijat huomasivat, että rikkoutuneen ihon solut erittävät TSLP:tä, ainetta joka voi aiheuttaa voimakkaan immuunivasteen.

Kun TSLP kulkeutuu verenkierrossa keuhkoihin, se aiheuttaa astmalle tyypillisen yliherkkyyden.

Tutkijat käyttivät hiiriä, joille tuotettu geenivirhe aiheutti ihoon ekseeman kaltaisia vaurioita, joiden kohdalla iho paksuni ja tulehtui. Rikkoutunut iho eritti TSLP:tä osana hälytysjärjestelmää, joka varoittaa elimistöä siitä, että sen fyysinen suojamuuri toimii heikosti. Sen tarkoitus on aktivoida immuunijärjestelmä ulkoisia hyökkääjiä vastaan.

Tutkijat arvelivat, että muut fyysiset suojamuurit, kuten keuhkot, ymmärtävät tämän hälytyksen. Siksi he kokeilivat, mitä tapahtuu, kun ihovaurioiset hiiret vetivät henkeensä allergeenia. He huomasivat, että keuhkot reagoivat voimakkaasti. Hiirien hengitys vaikeutui ja keuhkoputket supistuivat ja tulehtuivat.

"Olemme innostuneita, koska olemme rajanneet atooppisen marssin ongelman yhteen molekyyliin", Kopan sanoi. "Olemme osoittaneet, että iho voi toimia viestivänä elimenä ja ajaa keuhkot allergiseen tulehdukseen vapauttamalla TSLP:tä. Nyt on tärkeää löytää keinoja estää ihoa tuottamasta TSLP:tä. Jos se onnistuu, linkki ihottuman ja astman välillä voidaan murtaa."

Myös astmapotilaiden keuhkot tuottavat TSLP:tä. Kopanin mukaan ihotutkimus voi auttaa löytämään keinoja vaikuttaa keuhkoissa syntyneeseen TSLP:hen. Siten voitaisiin auttaa myös potilaita, joiden astma ei ole yhteydessä ihottumaan.

Kehittyvät miniaivot auttavat tutkimaan aivojen sairauksia ja niiden hoitoja.

Ihmisen ihosoluista voidaan valmistaa miniaivoja, joissa on pari miljoonaa elävää ja toimivaa hermosolua. Nyt sellaiset on istutettu osaksi hiiren aivoja.

Ihmisen hermosolujen esiasteita on aiemmin siirretty kehittyviin hiiriin, joiden aivoissa ne ovat kypsyneet toimiviksi. Kokonaista miniaivoa ei ole ennen onnistuttu hiireen istuttamaan niin, että se todella sulautuisi osaksi hiiren hermostoa.

Yhdysvaltalaisen Salk-instituutin tutkijat raportoivat kokeestaan Nature Biotechnology -lehdessä.

Kantasolututkija, professori Fred Gagen ryhmä kasvatti ensin miniaivoja laboratoriossa puolitoista kuukautta, minkä jälkeen muutaman millimetrin kudospallukka siirrettiin hiiren aivokuoreen tehtyyn onkaloon. Miniaivo istutettiin aivokuoressa alueelle, joka säätelee tilan hahmottamista ja liikettä.

Nämä miniaivot eivät olleet täysin kehittyneitä vaan kehitysvaiheessa olevista hermosoluista koostuvia kudosklimppejä. Hiirten immuunijärjestelmää oli peukaloitu niin, ettei se hyökkäisi ihmiskudosta vastaan.

Koe oli häkellyttävä menestys. Viiden päivän kuluttua tutkijat huomasivat, että istutettuun kudokseen oli alkanut kasvaa verisuonia. Parin viikon päästä suonisto läpäisi jo koko kudoksen.

Eräitä biomarkkereita tarkkailemalla havaittiin, että miniaivoissa olevat hermosolujen esiasteet alkoivat kehittyä aivosoluiksi ja muodostaa yhteyksiä, synapseja. Kolmen kuukauden päästä miniaivoista oli versonut viejähaarakkeita eli aksoneita syvälle hiiren aivoihin.

Tutkijat pystyivät ennennäkemättömän tarkasti seuraamaan, miten sähkö kulki elävän hiiren aivoissa sen oman kudoksen ja ihmiskudoksen välillä. Fluoresoivan eli hohtavan väriaineen avulla ryhmä näki, miten verisuonet muodostuivat siirrettyyn kudokseen.

Nyt on siis luotu hiiriä, joiden aivoissa pieni osa on ihmistä. Hiiren kannalta se ei merkitse juuri mitään. Ihmisen aivosolut ovat tehokkaampia tiedonvälittäjiä kuin hiiren omat, mutta ne eivät kuitenkaan tee hiirestä älykkäämpää.

Onnistuminen avaa mahdollisuuksia sille, että laboratoriossa voitaisiin saada verisuonia kasvamaan miniaivoihin ja luoda niistä yhä monimutkaisempia.

Dosentti, kantasolututkija Kirmo Wartiovaara Helsingin yliopistosta pitää tutkimusta uraauurtavana.

”On aivan huippuluokan saavutus, että elävästä hiirestä pystyy näkemään, miten hiiren ja ihmisen solut keskustelevat keskenään sähköllä. Kyllä maailma on nyt taas pikkuisen parempi paikka.”

Konkreettinen hyöty miniaivoista voi tulevaisuudessa olla ihmisen varaosina. Tutkijat toivovat, että joskus olisi mahdollista rakentaa aivovammapotilaille korvaavaa kudosta.

Vahvalla on myös älliä. Kuva: Santeri Viinamäki / Wikimedia Commons
Vahvalla on myös älliä. Kuva: Santeri Viinamäki / Wikimedia Commons

Vahvemmat koehenkilöt pärjäsivät paremmin reaktionopeutta, loogista päättelyä ja muistia mittaavissa testeissä.

Liikunta hyödyttää aivoja, se on osoitettu useissa tutkimuksissa.

Nyt monikansallinen tutkijaryhmä on havainnut, että puristusvoima on yhteydessä aivojen terveyteen sekä ikääntyneillä että nuoremmilla ihmisillä. Paremmat näppivoimat omaavat henkilöt suoriutuivat keskimäärin paremmin erilaisissa muistia ja loogista päättelyä mittaavissa testeissä, osoittaa Schizophrenia Bulletin -lehdessä julkaistu tutkimus.

Muun muassa Manchesterin yliopistossa ja Ruotsin Karoliinisessa instituutissa työskentelevät tutkijat keräsivät Britannian biopankista tiedot 475 000 ihmisestä. Tutkittavina oli myös 1 100 skitsofreniaa sairastavaa ihmistä, sillä tutkijoita kiinnosti, voisiko voimaharjoittelusta olla apua sairauden hoidossa.

Siihen tämä tutkimus ei vielä vastaa, mutta ylipäänsä tutkimuksessa löydettiin vahva tilastollinen yhteys puristusvoiman ja aivojen toiminnan välillä.

Tutkijoilla oli käytössään tieto koehenkilöiden pärjäämisestä erilaisissa muistia ja ajattelua mittaavissa testeissä. Vahvemmat lihakset ennustivat hyvää suoriutumista kaikissa näissä – muun muassa reaktionopeutta, loogista päättelyä ja muistia mittaavissa testeissä.

Aiemmissa tutkimuksissa tällainen yhteys on löydetty ainoastaan yli 55-vuotiailta, mutta tutkijat havaitsivat nyt saman pätevän nuorempiinkin.

Tutkimuksessa huomioitiin tuloksiin mahdollisesti vaikuttavat muut tekijät, kuten ikä, sukupuoli, paino ja koulutustaso. Mikäli jotain vielä piilossa olevaa selittävää tekijää ei ole, näyttää siltä, että lihasvoimalla ja aivojen terveydellä on selvä yhteys.

Sinänsä tulos ei yllätä. Tiedetään hyvin, että säännöllinen harjoittelu virkistää aivoja. Aiemmissa tutkimuksissa on esimerkiksi havaittu, että aerobinen liikunta tehostaa hippokampuksen toimintaa ja tätä kautta kielellistä muistia ja oppimista.

Hiljattain havaittiin myös, että maksimaalinen hapenottokyky ennustaa hieman parempaa valkean aineen rakennetta aivoissa sekä terveillä että orastavasta muistisairaudesta kärsivillä ihmisillä.

Uuden tutkimuksen perusteella ei voi vielä varmasti sanoa, että lihasharjottelu parantaisi henkisiä kykyjä, mutta tilastollinen yhteys on olemassa.

”Tarvitaan lisätutkimusta jotta näkisimme, voiko lihaksia vahvistavalla painoharjoittelulla todella tehdä myös aivoistamme terveemmät”, huomauttaa liikuntaan ja mielenterveyteen erikoistunut tutkijatohtori Joseph Firth Manchesterin yliopistosta tiedotteessa.

Erityisesti ryhmä haluaisi selvittää, olisiko lihastreenistä avuksi mielenterveysongelmiin.

”Tutkimuksemme osoittaa, että lihasvoima on yhteydessä aivojen toimintaan myös ihmisillä, jotka kärsivät skitsofreniasta, vakavasta masennuksesta ja kaksisuuntaisesta mielialahäiriöstä. Kaikki nämä häiritsevät aivojen normaalia toimintaa ja on hyvin mahdollista, että lihasharjoittelu voisi parantaa sekä näiden henkilöiden fyysistä että henkistä kuntoa”, Firth sanoo.