Rytmien tutkija
Keväällä sen taas huomaa: olo on pirteämpi ja aamulla herääminen on paljon helpompaa kuin sydäntalven aikaan. Valon vaikutus vuorokausirytmiin on yksi monista eläinfysiologian professori Seppo Saarelan 40-vuotisen tutkijanuran kiinnostuksen kohteista.
Professori Seppo Saarela tutkii valon vaikutuksia aivoihin muun muassa kääpiöhamstereiden avulla.
Seppo Saarelan tutkimusryhmän pari vuotta sitten ihmisaivoista löytämät valoherkät opsiinit herättivät huomiota tiedemaailmassa ja laajemminkin. Aiemmin luultiin, että selkärankaisilla eliöillä on valoa aistivia soluja vain silmien verkkokalvolla. Saarelan ryhmän tutkimustulos mullisti aiemmat oletukset. Onko silmä sittenkään ainoa valon reitti ihmisaivoihin?
Pitkään on tiedetty, että selkärangattomilla eläimillä on eri puolilla elimistöä valoherkkiä soluja, ja esimerkiksi liskoilla on päälaella alkeellinen ”kolmas silmä”, jolla ne aistivat vuorokaudenajan vaihtelun. Valoherkkien solujen löytyminen selkärankaisten aivoista muutti kokonaiskuvaa.
”Tulevina vuosina selviää, vaikuttaako korvakäytävän kautta annettava valo vuorokausirytmiin. Meillä on meneillään koe, jossa sokealle hiirikannalle annetaan valoa korvien kautta. Näin tutkitaan, onko tällä tavalla annostellulla valolla vaikutusta aivojen opsiinien ilmenemiseen, elimistön monoamiinien ja melatoniinin pitoisuuksiin ja siten vuorokausirytmiin”, Saarela kertoo.
Pimeähormonilla tahtia
Melatoniinin eli niin sanotun pimeähormonin vaikutusta vuorokausirytmiin on tutkittu Oulussa jo reilut kolme vuosikymmentä. Professori Saarela on ollut mukana melatoniinitutkimuksissa toisellakin mantereella ollessaan tutkijavaihdossa Yhdysvalloissa 1990-alkupuolella.
”Työskentelin Texasissa professori Russel Reiterin eli lempinimeltään Mr. Melatoninin laboratoriossa. Tuolloin melatoniinia pidettiin sen antioksidanttivaikutusten vuoksi varsinaisena nuoruushormonina, joka hidastaa ikääntymistä”, Saarela muistelee melatoniini-innostusta.
”Myöhemmin ryhdyimme Suomessa selvittämään, liittyykö sydäninfarktien esiintymisen yleisyys varhain aamuyöllä elimistön melatoniinipitoisuuden laskuun”, Saarela jatkaa. Rotilla tehdyissä tutkimuksissa selvisi, että melatoniinin eritys käpyrauhasessa lisääntyy nopeasti sydäninfarktin jälkeen, mikä edistää infarktissa vaurioituneen sydänkudoksen toipumista.
Nykyisin melatoniinin vaikutukset vuorokausi- ja vuodenaikaisrytmiin ja lisääntymiseen sekä sen antioksidatiiviset suojavaikutukset sairauksia vastaan tunnetaan hyvin. Melatoniinia käytetään yleisesti muun muassa unettomuuden ja jetlagin hoitoon.
Poron selviytyminen selville
”Aloitin biologian opiskelun vuonna 1969 Olavi Sotavallan ollessa professorina, ja olin tuolloin Oulun yliopiston ensimmäisiä eläinfysiologeja. Väitöskirjassani tutkin lintujen lämmönsäätelymekanismeja”, Saarela selvittää tutkijanuransa alkutaivalta. Lämmönsäätelyasioissa hän siirtyi linnuista nisäkkäiden ruskean rasvakudoksen aineenvaihduntaan.
Talven aikana avantouintiin hurahtaneet ovat yrittäneet säännöllisessä kylmäaltistuksessa aktivoida kehonsa ruskeaa rasvakudosta. Sen on todettu vaikuttavan suotuisasti rasva- ja sokeriaineenvaihduntaan ja jopa ehkäisevän lihomista kuluttamalla runsaasti energiaa lämmöntuottoon. Ruskea rasva on siten toiminnallisesti enemmän lihaskudoksen kuin valkoisen rasvan kaltaista.
Professori Saarelan ryhmä on tutkinut ruskean rasvan aineenvaihduntaa erityisesti poroilla. Muutenkin poro on ollut tärkeä tutkimuskohde pohjoisessa yliopistossa.
”Porojen energia-aineenvaihduntaa on tutkittu niin laboratorio-oloissa kuin Kaamasen porontutkimusasemalla hyvinkin alkeellisissa oloissa. Joskus vuosikymmeniä sitten meni puoli päivää saada aggregaatti toimimaan, että saimme sähköä mittauslaitteisiin. Yliopiston Transit-pakettiauto oli liikkuva laboratoriomme”, Saarela naureskelee muistoilleen.
Porotutkimuksissa on selvitetty pohjoisen elinkeinoelämän kannalta tärkeän lajin selviytymistä ankarissa oloissa. Saarelan tutkijat ovat selvittäneet muun muassa ravinnon niukkuuden ja stressin fysiologisia vaikutuksia poroihin.
Eläinfysiologian tutkimustuloksia pystytään hyödyntämään laajasti ihmislääketieteessä. ”Eläinfysiologilla on kokonaisvaltainen näkemys elimistön toiminnasta: hermostosta, ruuansulatuskanavasta, hormonaalisesta järjestelmästä. Siksi eläinfysiologi pystyy tekemään tiivistä yhteistyötä eri tieteenalojen edustajien kanssa”, Saarela pohtii.
Painonsäätely ja hormonit kohteena
Nyt Saarelan ryhmä ponnistelee yhteistyössä lääketieteilijöiden kanssa ruumiinpainon säätelymekanismeja tutkivassa Suomen Akatemian rahoittamassa projektissa.
”Ylipaino ja metabolisen oireyhtymän aiheuttamat rasva- ja sokeriaineenvaihdunnan häiriöt, eli käytännössä sydän- ja verisuonisairaudet ja diabetes, ovat kansallinen ongelma. Projektissa selvitämme paraikaa leptiinin eli kylläisyyshormonin, greliinin eli nälkähormonin ja eräiden proteiinien osuutta ruumiinpainon säätelyssä”, Saarela sanoo.
Vetreävartinen professori Saarela on pitänyt oman painonsa kurissa pitkäaikaisella kilpatanssiharrastuksella ja hiihtämällä. Rantasalmen mökillä on moni hänen kansainvälinen kollegansa saanut kokea Suomen suven ja saunan. Myös lastensuojelu on professorille sydämenasia: Saarela on toiminut Nuorten Ystävät ry:n puheenjohtajana jo lähes kaksikymmentä vuotta.
Teksti: Satu Räsänen
Kuva: Juha Sarkkinen
