Ruumiinpainon ja energiametabolian vuodenaikaisen vaihtelun molekulaariset mekanismit. Talviadaptaation vaikutus energiatasapainon ylläpitäjään, AMP-aktivoituvaan proteiinikinaasiin

Väitöstyössä tutkittiin talviadaptaation vaikutusta aineenvaihdunnan säätelyyn osallistuvien proteiinien pitoisuuksiin eri kudoksissa. Mallieläiminä käytettiin kahta eri talvehtimisstrategian omaavaa lajia, kääpiöhamsteria ja supikoiraa. Tutkittujen proteiinien määrät erosivat kesä- ja talviadaptoituneilla eläimillä erityisesti rasvakudoksessa, mutta suunta oli päinvastainen supikoirilla ja hamstereilla. Havaitut muutokset proteiinitasoissa kuvastavat lajien eroja talvehtimisessa ja havainnollistavat entsyymien oleellista osaa rasvavarastojen vuodenaikaisessa säätelyssä ja käytössä.

Useat luonnonvaraiset eläinlajit ovat sopeutuneet ravinnonsaannin vuodenaikaisiin vaihteluihin. Oleellinen osa fysiologista sopeutumista ovat muutokset energia-aineenvaihduntaa säätelevien proteiinien määrissä ja aktiivisuustasoissa. Yksi keskeinen elimistön energiatasapainoa solutasolla kontrolloiva entsyymi on AMP-aktivoituva proteiinikinaasi (AMPK). Väitöstutkimuksessa määritettiin proteiinianalyysilla kesä- ja talviadaptoituneiden supikoirien ja hamstereiden eri kudoksista erityisesti AMPK:n ja sen kohdemolekyylin, rasvahappojen valmistusta säätelevän entsyymin, pitoisuuksia ja aktiivisuutta.

Tutkimuksessa havaittiin myös, että 10 viikon talvipaasto ei vaikuta supikoiran lihasten insuliinisignalointiin liittyvien entsyymien pitoisuuksiin, lihasten solutyyppikoostumukseen tai energiavarastoihin. Supikoira ilmeisesti kykenee säilyttämään lihastensa toimintakyvyn pitkittyneen paaston aikana, mikä voi olla edellytys talven yli selviämiselle.

Vuodenaikaisrytmiin kytketty rasvakudoksen määrän vaihtelu ja siihen liittyvät aineenvaihdunnalliset muutokset tarjoavat mielenkiintoisen tutkimuskohteen ruumiinpainon säätelyn ja energiatasapainon ylläpidon molekulaaristen mekanismien selvittämiseen. Tutkimus tarjoaa uutta tietoa proteiinitason muutoksista osana fysiologista sopeutumista.