Helsingin yliopistolla Eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa järjestettiin vuosina 2013-2014 staffeille suunnattu ruokintatutkimus. Mukaan otettiin erityisesti atooppista dermatiittia (atopiaa) sairastavia staffeja, sillä tahdottiin selvittää tarkemmin tämän taudin syntymekanismeja sekä ravinnon vaikutusta taudin oireisiin. Mukana oli lisäksi ei-atooppisia koiria vertailuryhmänä. Valitettavasti iholtaan täysin oireettomia koiria oli loppujen lopuksi hyvin vaikea löytää ja saada mukaan, joten tämä ryhmä jäi toivottua pienemmäksi. Tutkimuksessa koirat jaettiin kahteen ruokaryhmään, kuivamuonaa (Hill’s Canine adult sensitive skin with chicken) ja raakaruokaa (MUSH Vaisto) syöviin, ja koirat olivat tällä dieetillä noin 4-5 kuukautta. Tutkimuksen aikana ei saanut syöttää muuta ruokaa, mutta jos näin tapahtui, tuli se kirjata aina ylös. Lisäksi lääkitykset tuli pitää mahdollisimman pienenä, jotta ne häiritsisivät näytteistä saatuja tutkimustuloksia mahdollisimman vähän.

Tässä artikkelissa kerrotaan alustavia tuloksia osalle tutkimuskoirista tehdyistä metabolomiikan analyyseistä. Metabolomiikka on yksi lääketieteellisen sekä ravitsemuksellisen tutkimuksen uusimmista työkaluista. Siinä tutkitaan yhdellä kertaa kymmeniä tai satoja esimerkiksi verestä ja virtsasta löytyviä hyvin pieniä aineenvaihduntatuotteita (eli metaboliitteja). Näistä aineenvaihduntatuotteista yritetään määrittää tietynlainen muutaman metaboliitin sisältävä ”metabolinen sormenjälki”, joka löytyisi aina tiettyä tautia sairastavalta potilaalta, jolloin lääkäreillä ja eläinlääkäreillä olisi helppo kliininen työkalu taudinmääritykseen. Metabolomiikan tutkimus on vasta alkutaipaleellaan, joten paljon tutkittavaa ja pohdittavaa tällä tieteenalalla vielä riittää.

Koska tiedetään, että ravinto vaikuttaa yksilön aineenvaihduntaan ja sen lopputuotteisiin hyvin paljon, käytetään metabolomiikkaa myös ravitsemustutkimuksessa. Koska staffien ruokintatutkimuksessa oli kaksi ruokaa, jotka erosivat hyvin paljon toisistaan, päätimme tutkia 102:n aineenvaihduntatuotteen pitoisuudet verinäytteistä yhteensä 21:lta staffilta. Tulokset olivat hämmästyttäviä. Tietokoneohjelma jakoi koirat kahteen eri ryhmään verestä löytyneiden aineenvaihduntatuotteiden perusteella, ja koirat jakaantuivat täysin oikein raakaruokaa syöviin ja kuivamuonaa syöviin koiriin. Tulokset esitetään Kuvassa 1, missä näkyy alhaalla 25 selkeimmin ruokaryhmien välillä eronnutta aineenvaihduntatuotetta ja oikealla 21 koiraa. Punainen palkki vasemmalla tarkoittaa kuivamuonaa syöneitä ja vihreä palkki raakaruokaa syöneitä koiria. Sinisellä värillä näkyvät aineenvaihduntatuotteet löytyivät pieninä pitoisuuksina ja punaisella näkyvät suurina pitoisuuksina koirien verinäytteistä.

Kahdeksan koiran osalta tahdoimme vielä tutkia, näkyykö ruokavalioiden ero yhtä selkeästi virtsassa, josta tiedetään löytyvän samat aineenvaihduntatuotteet kuin verestä, mutta hyvin erilaisina pitoisuuksina, sillä virtsa on suodattunut munuaisten läpi. Kuvassa 2 näemme tulokset näiden kahdeksan staffin virtsasta, jossa ruokavalioiden ero on nähtävissä yhtä selvänä kuin veressä.

Metabolomiikka1

Kuva 1. Veren aineenvaihduntaprofiili 21:lta staffilta, joista punaisella näkyy 10 kuivamuonaa syönyttä koiraa ja vihreällä 11 raakaruokaa syönyttä koiraa.

Metabolomiikka2

Kuva 2. Virtsan aineenvaihduntaprofiili 8:lta staffilta, joista punaisella näkyy 4 kuivamuonaa syönyttä koiraa ja vihreällä 4 raakaruokaa syönyttä koiraa.

Huomaamme siis kuvien sinisistä ja punaisista palkeista, että näiden aineenvaihduntatuotteiden osalta koirien profiilit näyttävät melko lailla päinvastaisilta, riippuen kumpaa ruokaa ne ovat syöneet. Verinäytteiden osalta kuivamuonaa syövien ryhmässä nähtiin mm. dimetyyliglysiinin, metioniinin ja kystationiinin kohonneita pitoisuuksia. Nämä kaikki aineenvaihduntatuotteet ottavat osaa homokysteiinin aineenvaihduntaan, jonka pitoisuus olikin kuivamuonaryhmässä moninkertainen verrattuna raakaruokaryhmään. Homokysteiini on ollut suuren mielenkiinnon kohteena mm. sydän- ja verisuonitautien, munuaisvian sekä dementian tutkimisessa ihmisillä. Näiltä potilailta löydetään usein kohonneita veren homokysteiinipitoisuuksia. Homokysteiiniarvoja voidaan yrittää laskea folaatilla sekä B12- ja B6-vitamiinilisillä. Myös esimerkiksi sokerijuurikkaasta saatavaa betaiinia on tutkittu homokysteiiniarvoja laskevana tuotteena. Veren betaiinipitoisuudet olivatkin raakaruokaa syöneillä staffeilla huomattavasti suuremmat kuin kuivamuonaa syöneillä koirilla. Lisäksi kasvisruokavalion on ihmisillä todettu kohottavan homokysteiiniarvoja, verrattuna lihaa syöviin ihmisiin. Raakaruokaryhmässä olleilla koirilla olikin huomattavasti lihapitoisempi ruokavalio kuin kuivamuonaryhmän koirilla. Kohonneita homokysteiiniarvoja voi siis aiheuttaa mm. B12-vitamiinin ja folaatin puutos, mahdollisesti jotkin sairaudet, mutta myös kasvispitoinen ruokavalio sekä perintötekijät. Mikä on kohonneiden homokysteiiniarvojen takana meidän tutkimuksessamme, vaatii vielä lisäanalyysejä.

Virtsassa korostui raakaruokaa syöneillä erityisesti sellaiset aineenvaihduntatuotteet kuin hydroksyproliini sekä kreatiini. Sekä kreatiinia että hydroksyproliinia on paljon lihassa, joten niiden löytyminen virtsasta on tässä ruokaryhmässä luonnollista, sillä raakaruoka on hyvin lihapitoista, kun taas kuivamuona on hiilihydraattipitoisempaa. Hydroksyproliinin kohonnut pitoisuus virtsassa saattaa kertoa myös proteiinin, kalsiumin ja fosforin vääränlaisesta suhteesta ravinnossa, mutta tähän tilanteeseen on olemassa myös muita merkkiaineita, joten tämäkin asia vaatii vielä lisäanalyyseja.

Metabolomiikan tutkimukset ovat mielenkiintoisia ja informatiivisia, mutta vaativat laajaa fysiologian ja biokemian osaamista. Analyysien ja johtopäätösten teko vaatii usean asiantuntijan yhteistyötä, joten meilläkin tämä työ on yhä kesken. Tämän artikkelin tarkoituksena on antaa ensimakua näistä kiinnostavista tuloksista, joista näemme näiden ruokavalioiden hyvin päinvastaisen vaikutuksen moniin aineenvaihduntareitteihin. Kun olemme selvittäneet laajempia fysiologisia vaikutuksia tarkemmin, raportoimme jälleen uusista tuloksista.

Mainokset