Aktiivinen luu tarvitsee energiaa

Ihon ja pehmytkudosten alta löytyy luuranko, jonka avulla liikumme yhdessä lihasten kanssa. Liikkumisen lisäksi luusto suojaa ihmisen tärkeitä elimiä sekä toimii elimistön mineraalipankkina. Mekaanisten tehtäviensä lisäksi luu on metabolisesti aktiivinen kudos, joka uudistuu jatkuvasti. Uudistuessaan luun eri solutyypit hajottavat vanhaa ja muodostavat uutta luuta. Onkin arvioitu, että kymmenessä vuodessa ihmisen luusto on uusiutunut! Luuston uusiutumisen täytyy kuluttaa energiaa, mutta miten?

Glukoosi, tuttavallisemmin sokeri, on solujen ensisijaista ruokaa. Glukoosi kulkeutuu solujen sisälle glukoosinkuljettajaproteiinien (GLUT) lävitse. GLUT-proteiiniperheeseen kuuluu useita eri proteiineja, jotka eroavat toisistaan ominaisuuksiltaan. Ominaisuudet määrittävät GLUT-proteiinien sijainnin kudoksissa: yksi saattaa vastata perusenergiansaannista, toinen aktivoituu syömisen seurauksena.

Tutkimuksessamme havaitsimme rotan luuta muodostavissa soluissa eli osteoblasteissa useita GLUT-proteiiniperheen geenejä. Tämä vahvistaa teoriaa osteoblastien suuresta energiantarpeesta.  Jatkoimme proteiinien tutkimista häiritsemällä niiden toimintaa ja tarkkailemalla solujen antamia vasteita. Yllätyimme, että solujen energian saannin häiritseminen ei vaikuttanut niiden toimintaan kuolettavasti. On kiehtovaa ja toisaalta ymmärrettävää, että soluilla on niin kutsuttuja kompensaatiomekanismeja joilla solut varmistavat energiansaantinsa häiriötekijöistä huolimatta ja säilyttävät kudoksen elinvoimaisena.

Havaitsimme myös, että osteoblasteissa tapahtui erilaisia muutoksia riippuen siitä, mitä GLUT-proteiinia manipuloimme. Onkin mielenkiintoista, kuinka erilaisina kulkureitteinä toimivilla sokeria kuljettavilla proteiineilla tuntuu olevan solussa omat tehtävänsä ja näiden proteiinien tasapaino on tärkeää solujen normaalille toiminnalle.

Miksi sitten tämä on tärkeää? Tutkimuksemme on perustutkimusta, jossa selvitetään solujen toimintaa. Perustutkimusta voisikin verrata valtavaan palapeliin, jossa pienet palaset loksahtelevat pikkuhiljaa paikalleen paljastaen lopulta kokonaisuuden.  Kokonaisuuden valmistuttua ymmärrämme solujen ja kudoksen normaalin toiminnan, mutta pystymme mahdollisesti myös selvittämään mistä epänormaali toiminta johtuu. Perustutkimus voi avata myös uusia tutkimusalueita sekä mahdollistaa uusia tutkimuskohteita lääkekehitykselle. Luuston osalta onkin kiehtovaa, kuinka passiiviseksi luultu kudos onkin erittäin aktiivinen ja on osana koko kehon tasapainoa.

Milja Arponen
Kirjoittaja työskentelee tohtorikoulutettavana biolääketieteen laitoksella aiheenaan luuston ja energiametabolian väliset vuorovaikutukset.