Ikääntymiseen liittyy usein
eritasoista kognitiivisten toimintojen heikkenemistä. Kognitiivisia toimintoja
ovat mm. havaitseminen, tunnistaminen, erilaiset kielelliset toiminnot,
ajattelu, päättely, ongelmanratkaisu, muistaminen ja oppiminen. Vanhenemiseen
saattaa kuulua hermoston rappeutumissairauksia kuten Alzheimerin tauti ja
Parkinsonin tauti, jotka voivat vaikuttaa suuresti ihmisen elämänlaatuun ja
kykyyn asua itsenäisesti kotona. Siksi on tärkeää tutkia vanhenemiseen
liittyviä prosesseja ja selvittää mahdollisuuksia vähentää ja jopa torjua
ikääntymiseen liittyviä vaivoja.
Polyfenolisia yhdisteitä, joita
esiintyy runsaasti esimerkiksi marjoissa, hedelmissä ja vihanneksissa, on
tutkittu runsaasti niiden mahdollisten terveysvaikutusten ansiosta. Esimerkiksi
flavonoidien on havaittu parantavan oppimista ja muistia sekä eläimillä että
ihmisillä. Myös antosyaanit, joita esiintyy runsaasti esimerkiksi mustikoissa,
näyttävät tutkimuksien perusteella vähentävän ikääntyneiden eläinten
muistihäiriöitä. Myös useiden muiden polyfenolien on havaittu vaikuttavan
positiivisesti muistiin ja oppimiseen. Tässä tutkimuksessa selvitettiin
runsaasti polyfenoleja sisältävän ruokavalion ja iän vaikutuksia hippokampuksen
oppimis- ja muistitoimintoihin. Hippokampus on aivojen osa, joka sijaitsee
temporaali- eli ohimolohkojen sisäosissa korvien lähellä. Hippokampuksella on
keskeinen rooli muistitoiminnoissa.
Morrisin vesisokkelo
Tutkimukseen valittiin 20
aikuista (6 viikon ikäistä) ja 24 keski-ikäistä (16 kuukauden ikäistä)
uroshiirtä. Hiiret jaettiin satunnaisesti neljään eri ryhmään. Yksi ryhmä
aikuisia hiiriä ja yksi ryhmä keski-ikäisiä hiiriä ruokailivat
kontrolliravinnolla, kun taas yksi ryhmä aikuisia hiiriä ja yksi ryhmä
keski-ikäisiä hiiriä saivat ravinnokseen viinirypäleitä ja mustikkaa sisältävää
jauhetta (polyfenoliruokavalio). Hiiret olivat näillä ruokavalioilla kuuden
viikon ajan, jonka jälkeen aloitettiin Morrisin vesisokkelokoe.
Morrisin vesisokkelo on
jyrsijätutkimuksissa yleisesti käytetty tutkimusmenetelmä, jolla tutkitaan
eläinten spatiaalista oppimista ja muistia. Vesisokkelo koostuu pyöreästä
vesialtaasta, johon on sijoitettu yksi koroke, jolle eläin pääsee lepäämään.
Koroke voi olla kokeen vaiheesta riippuen joko vedenpinnan yläpuolella, jolloin
eläin näkee korokkeen, tai hiukan vedenpinnan alapuolella, jolloin eläin ei näe
koroketta, mutta pääsee kuitenkin sille lepäämään. Aluksi hiiriä totutettiin veteen
ja uimiseen kahden päivän ajan (totutteluvaihe). Aloituspäivänä (päivä 0)
hiirille annettiin kuusi 90 sekunnin mittaista kertaa yrittää löytää näkyvä
koroke (vihjeoppiminen). Harjoituspäivinä 1-4 hiirien tuli löytää näkymättömissä
oleva koroke (spatiaalinen oppiminen). Jokaiselle hiirelle annettiin kuusi 90
sekunnin mittaista harjoituskertaa (kuva 1).
Kolme vuorokautta viimeisen
harjoituskerran jälkeen koroke poistettiin altaasta, ja hiirten spatiaalinen
muisti arvioitiin tarkkailemalla, kuinka läheltä korokkeen entistä kohtaa
hiiret uivat (muistitesti). Hiirten uintinopeus sekä korokkeen löytämiseen
kulunut aika ja matka tallennettiin videoimalla jokaisen hiiren uintisuoritus. Hiirten
ruumiinpainoa ja ravinnonkäyttöä seurattiin koko tutkimusjakson ajan. Muistitestin
jälkeen eläimet nukutettiin, ja aivojen hippokampuksen kudos tutkittiin ja
pakastettiin.
Kuva 1. Morrisin
vesisokkelokoe. Aluksi hiiriä totutettiin altaaseen ja uimiseen kahden päivän
ajan (totutteluvaihe). Aloituspäivänä (päivä 0) hiirille annettiin kuusi 90
sekunnin mittaista kertaa yrittää löytää näkyvä koroke (vihjeoppiminen).
Harjoituspäivinä 1-4 hiirien tuli löytää näkymättömissä olevat korokkeet (spatiaalinen
oppiminen). Hiirten spatiaalinen muisti arvioitiin kolme vuorokautta viimeisen
harjoituskerran jälkeen. Kuva
on mukailtu lähteestä: Bensalem ym. (2016): Dietary polyphenol supplementation
prevents alteration of spatial navigation in middle-aged mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience 10: 9.
Tulokset ja johtopäätökset
Tuloksien perusteella
polyfenoliruokavalio vähensi onnistuneesti ikääntymisen aiheuttamia vaivoja.
Kontrolliravintoa saaneilla keski-ikäisillä hiirillä ilmeni spatiaalisen
oppimisen hidastumista, mitä pidetään merkkinä iästä joutuvasta kognitiivisten toimintojen
heikkenemisestä. Kun saman ikäluokan hiirille syötettiin runsaasti polyfenoleja
sisältävää ravintoa, kognitiivisten toimintojen heikkeneminen hidastui.
Kudosanalyysien perusteella marjoilla ruokittujen hiirten aivojen toiminta oli
erilaista kontrolliryhmään verrattuna. Polyfenoliravintoa saaneiden hiirten
hippokampuksen kalmoduliini-kinaasi-II-mRNA-tasot (CaMKII) eivät olleet
ollenkaan alentuneet. CaMKII on keskeinen tekijä hermosolujen terveydessä,
hermosynapsien plastisuudessa ja pitkäaikaisessa muistissa. Luultavasti
polyfenolit vähentävät kognitiivisten toimintojen heikkenemistä edistämällä
synapsien plastisuutta. Synapsin plastisuus tarkoittaa synapsin kykyä muuttaa
toimintaansa aikaisemman sähköisen aktiivisuuden mukaan eli kykyä oppia. Tutkimus
osoitti, että polyfenolien lisääminen ruokavalioon voi olla tehokas
ravitsemuksellinen keino ikääntymisen aiheuttamaa kognitiivisten taitojen
vähentymistä vastaan.
Kirjoittajan kommentti:
Tutkimuksessa on käytetty viljeltyä pensasmustikkaa. Suomessa
esiintyvä luonnonmustikka sisältää nelinkertaisen määrän antosyaaneja
pensasmustikkaan verrattuna.
Teksti:
Anni Koskela, Arktiset Aromit ry
anni.koskela(at)arktisetaromit.fi
+358
40 164 6177