Endotoksemia on tila, jossa gramnegatiivisten bakteerien pintamolekyylien, lipopolysakkaridien, pitoisuus verenkierrossa on kohonnut. Tämän katsotaan yleisesti johtuvan suoliston lisääntyneestä läpäisevyydestä. Myös suun bakteerit, erityisesti parodontiittipatogeenit, voivat edesauttaa endotoksemian syntyä. Parodontiittipatogeenien lipopolysakkarideja päätyy verenkiertoon sekä suoraan, tulehtuneen parodontaalikudoksen kautta, että epäsuoraa reittiä, syljen mukana.
Lipopolysakkaridit ovat bakteerien tärkeitä virulenssitekijöitä, jotka käynnistävät elimistössä tulehdusreaktion. Lipopolysakkaridien aiheuttama tulehdus on yhteydessä aineenvaihdunnan häiriöihin, kuten insuliiniresistenssiin ja korkeaan kokonaiskolesteroliin. Endotoksemia liittyykin sekä akuutteihin infektioihin että kroonisiin tulehdustiloihin, ja se on yhdistetty useisiin kardiometabolisiin sairauksiin ja tiloihin, kuten ylipainoon ja metaboliseen oireyhtymään. Tutkimusryhmämme aiempien tulosten perusteella endotoksemia on sydän- ja verisuonisairauksien sekä diabeteksen itsenäinen riskitekijä.
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, millaisia muutoksia endotoksemia aiheuttaa elimistön aineenvaihdunnassa. Tutkimuksessa hyödynnettiin kolmea suomalaista aineistoa, joiden koko oli yhteensä 7 178 henkilöä. Näistä aineistoista FINRISKI-97 on väestöpohjainen, Parogene edustaa sepelvaltimoiden varjoainekuvauksessa käyneitä potilaita ja FinnTwin16 muodostuu kaksospareista, joita tutkittiin varhaisaikuisuudessa.
Mittauksissa käytettiin seeruminäytteitä. Näytteistä selvitettiin NMR-spektroskopiaan perustuvalla menetelmällä yhteensä 157:n aineenvaihduntaan osallistuvan molekyylin pitoisuudet, ja endotoksiiniaktiivisuus määritettiin Limulus amebocyte lysate -analyysilla. Endotoksemian ja aineenvaihduntatuotteiden välisiä yhteyksiä analysoitiin lineaarisella regressiomallilla, jossa huomioitiin ikä, sukupuoli, painoindeksi ja tupakointi. Aineistojen tulokset yhdistettiin meta-analyysin avulla. Lisäksi selvitettiin, eroavatko metabolista oireyhtymää tai sydäntautia sairastavien tulokset terveiden osallistujien tuloksista.
Meta-analyysin perusteella endotoksemia yhdistyi suurentuneisiin glykosyloitujen akuutin faasin proteiinien, glukoosin sekä aromaattisten ja haaraketjuisten aminohappojen pitoisuuksiin seerumissa. Endotoksemialla oli yhteys myös moniin lipoproteiiniaineenvaihduntaa kuvastaviin mittaustuloksiin: se liittyi korkeisiin VLDL- ja LDL-pitoisuuksiin, HDL-partikkelien pieneen kokoon, VLDL-partikkelien suureen kokoon sekä rasvahappojen kokonaispitoisuuteen. Vähäinen endotoksemia taas yhdistyi HDL-partikkelien suureen ja LDL-partikkelien pieneen kokoon sekä rasvahappojen korkeaan tyydyttymättömyysasteeseen. Endotoksemian yhteys rasvahappoihin ja glykosyloituihin akuutin faasin proteiineihin korostui merkitsevästi metabolista oireyhtymää sairastavilla, kun taas sydänsairaiden ja terveiden välillä ei tässä analyysissä havaittu merkitseviä eroja.
Tutkimuksen perusteella endotoksemia liittyy tulehdukselle tyypilliseen aineenvaihduntaprofiiliin sekä useisiin sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin. Glykosyloidut akuutin faasin proteiinit ennustavat sekä useita sairauksia että suurentunutta kuolemanriskiä, ja tyydyttyneiden rasvahappojen tiedetään säätelevän immuunivastetta. Löydökset vahvistavat käsitystä endotoksemian, ja siten myös parodontiitin, yhteydestä kardiometabolisiin sairauksiin.
Endotoxemia is associated with an adverse metabolic profile
Anne-Mari Määttä 1, Aino Salminen 1, Milla Pietiäinen 1, Jaakko Leskelä 1, Pirkko Pussinen 1, Teemu Palviainen 2, Jaakko Kaprio 2, Wolfgang Sattler 3, Juha Sinisalo 4, Veikko Salomaa 5
1 Suu- ja leukasairauksien osasto, Helsingin yliopisto
2 Molekyylilääketieteen Instituutti (FIMM), Helsingin yliopisto
3 Molekyylibiologian ja -biokemian osasto, Grazin lääketieteellinen yliopisto, Itävalta
4 Kardiologian osasto, Helsingin yliopistollinen sairaala
5 Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (THL), Helsinki
Innate Immun 2021; 27(1): 3–14.
doi: 10.1177/1753425920971702.
Julkaistu verkossa 27.11.2020.