Professoriluento | Kati Hanhineva

“Let the food be the medicine”. Jo ennen ajanlaskumme alkua Hippokrates oivalsi, että nauttimamme ravinto voi edistää hyvinvointiamme ja terveyttämme. Viimeiset parikymmentä vuotta ihmiskunnan elinkaaressa ovat kuitenkin vieneet meitä päinvastaiseen suuntaan. Tällä hetkellä, maailmassa on vuosittain lähes neljä miljoonaa kuolemaa, jotka aiheutuvat epäterveellisten elintapojen, mukaan lukien ruokavalion, synnyttämästä liikalihavuudesta ja siihen liittyvistä kroonisista sairauksista kuten tyypin kaksi diabeteksesta, syövistä ja sydän- ja verisuonisairauksista. 

Toisaalta, epidemiologiset eli väestötason tutkimukset ovat osoittaneet mikä ruoka on terveellistä, eli millaiset ruoka-aineryhmät ovat yhteydessä madaltuneeseen riskiin sairastua noihin mainitsemiini kroonisiin sairauksiin. Näitä ovat erityisesti kasvikunnan tuotteet, eli vihannekset, hedelmät, marjat, juurekset ja täysjyvävilja. Tällainen ruokavalio on terveellinen myös planeetallemme, ja sitä tarvitaankin ruokkimaan kasvava väestö ekologisesti säilyttäen hyvät elinolosuhteet maapallolla tuleville sukupolville. 

Runsaasti kasviksia sisältävien ruokavalioiden edut nousevat koko ajan kirkkaammin esille väestötason tutkimuksissa, mutta varsinaista syys-seuraussuhdetta miksi kasvikset ovat terveellisimpiä, ei vielä kokonaan ymmärretä. Tämä johtuu pitkälti siitä, että ravinnon ja terveyden yhteydessä on kyseessä kolmen kompleksin osatekijän summa: Ravinnon biokemiallinen koostumus, suoliston mikrobiflooran koostumus ja sen toiminta, sekä elimistömme aineenvaihdunta ja sen säätely. 

Jos mietitään ensinnäkin ruokaa. Mikä tahansa nauttimamme elintarvike on hyvin kompleksinen biokemiallinen kokonaisuus. Tämä pitää erityisesti paikkansa kasviperäisen ravinnon kohdalla, sillä kasveilla on uniikki kyky syntetisoida mielettömän paljon sellaisia molekyylirakenteita, mitä mikään muu elämän muoto biosfäärissä ei pysty tekemään. Tämä on seurausta siitä että koko kasvin elinkierron se joutuu pysymään samalla paikalla, mihin siemen josta se on itänyt, kerran putosi. Näin ollen, kaikki kommunikaatio mitä kasvit käyvät ympäristönsä kanssa – puolustautuminen ympäristöolosuhteita tai taudinaiheuttajia vastaan, tai pölyttäjien houkuttelu paikalle seuraavan sukupolven syntyä varten – kasvit joutuvat käymään kemiallisesti. Niillä on kyky syntetisoida satoja tuhansia erilaisia kuhunkin tilanteeseen sopivia bioaktiivisia molekyylejä, joista käytetään yhteisnimitystä fytokemikaalit. Nämä fytokemikaalit ovat myös oleellinen osa kasvipohjaisten ruokien ja elintarvikkeiden koostumusta, ja saamme niitä ruoasta päivittäin keskimäärin noin yhden gramman verran. Ne voivat osallistua elimistöömme päätyessään monenlaisiin toimintoihin kuten aineenvaihdunnan säätelyyn, tulehdusreaktioiden hillitsemiseen, tai geeniekspression hienosäätämiseseen. Vaikka emme niiden koostumusta ruoassa vielä täysin tunne, osa fytokemikaaleista on jo hyvinkin tuttuja: vaikkapa beetakaroteeni, joka on porkkanalle keltaisen värin tuova A-vitamiinin lähtöaine, tai yleisnimitys kuten antioksidantti, jolla viitataan antioksidatiivisia  ominaisuuksia omaaviin fytokemikaaleihin. Ruoan biokemiallista kompleksisuutta mutkistaa edelleen se seikka, että ruoanvalmistuksen prosessit sekä teollisuudessa että kotona, muokkaavat siinä olevien yhdisteiden koostumusta ja siten vaikuttavat myös valmiin ruoan bioaktiiviseen potentiaaliin. Prosessointi voi vähentää fytokemikaalien määrää, tai se voi myös lisätä hyödyllisten yhdisteiden imeytyvyyttä ruoasta. Erityisesti sellaiset prosessit, joissa käytetään aineenvaihdunnallisesti toiminnallisia komponentteja kuten bakteereita ja hiivoja erilaisissa fermentaatioprosesseissa, vaikuttavat suuresti lopputuotteen biokemialliseen koostumukseen. 

Toinen keskeinen tekijä ravinnon ja terveyden yhteydessä on ruoansulatuskanavan mikrobifloora, joka auttaa elimistöämme ottamaan vastaan ja käsittelemään ruoan biokemikaalikirjon. Nauttimamme ravinto muokkaa suolistoflooran koostumusta, ja suoliston mikrobit muokkaavat ruoasta saatavien biokemikaalien rakennetta – kyseessä on siis tiivis kaksisuuntainen vuorovaikutussuhde. Suolistoflooran tutkimus on viime vuosina kokenut räjähdysmäisen kasvun ja olemme uusien tutkimusmenetelmien ansiosta päässeet yksityiskohtaisesti kartoittamaan mikrobilajien kirjoa ja analysoimaan aineenvaihduntatuotteita joita mikrobit tuottavat ravinnosta. On osoitettu, että suoliston mikrobit osallistuvat aktiivisesti elimistömme useisiin tärkeisiin toimintoihin kuten immuunivasteen kehitykseen, ravinnosta saatavan energian käytettävyyteen ja aineenvaihdunnan säätelyyn. Lisäksi suolistolla on aivan erityinen suora linja aivoihimme, ja suolistoflooran koostumuksella onkin vaikutusta useisiin hermoston välittäjäaineiden pitoisuuksiin ja hormonien eritykseen ja toimintaan, ja jopa niihin liittyvien sairauksien puhkeamisriskiin.    On havaittu, että terveellinen, runsaasti erilaisia kasvikunnan tuotteita sisältävä ruokavalio edesauttaa suolistoflooran koostumuksen monimuotoisuutta, kun taas epäterveellinen vähän kasviksia sisältävä ruoka köyhdyttää sitä. Monipuolisen ruokavalion avulla siis ruokimme myös suolistoflooraamme ja pidämme yllä sen diversiteettiä, jotta se hoitaa kunnolla moninaiset tehtävänsä, joita olemme vasta viime vuosina alkaneet ymmärtää.  

Kolmas tekijä ravinnon ja terveyden yhteispelissä on tietysti sitten oma elimistömme ja sen aineenvaihdunta. Ihmiselimistö on massiivinen koneisto, jonka toimintaa ja säätelyä suhteessa nauttimaamme ravintoon emme tunne vielä täysin yksityiskohtaisesti. Tiedämme kuinka perusravintoaineet, eli hiilihydraatit, rasvat ja proteiinit hyväksikäytetään, mutta niiden aineenvaihduntaan vaikuttavat hienosäätelymekanismit ovat vielä monilta osin hämärän peitossa. Elimistömme aineenvaihdunnallinen vaste pohjautuu geneettiseen koodiimme, mutta siihen vaikuttaa suuresti myös elinympäristömme kokonaisuudessaan: elintavat, kehon koostumus, ympäristöaltisteet, lääkitys jne. 

Ravinnon ja terveyden molekulaarisen yhteispelin tutkimuksessa olemme siis vallan massiivisen ja haastavan palapelin äärellä. Meillä on käytössä monia hyviä perustutkimuksen työkaluja, ja näitä täydentämään nykyään yhä enenevässä määrin sellaisia tutkimusmenetelmiä, joissa hyödynnetään hyvin laajan analyyttikirjon samanaikaista mittaamista. Esimerkkinä näistä niin kutsutuista omiikka-menetelmistä on metabolomiikka, jota olen omassa tutkimuksessani ruoan ja ravitsemuksen parissa hyödyntänyt jo yli 15 vuoden ajan. Metabolomiikalla pystytään yhdellä analyysillä profiloimaan esimerkiksi elintarvikkeen fytokemikaalikoostumusta, tai karakterisoimaan millaisia aineenvaihdunnan muutoksia kyseinen elintarvike on aikaansaanut vaikkapa verinäytteestä mitattaessa, kun henkilö on kyseistä ruokaa nauttinut.

Kun ajatellaan ruokavaliota suomalaisesta ja pohjoismaisesta näkökulmasta, me olemme itse asiassa aika onnellisessa asemassa, sillä ruokaperinteeseemme kuuluu paljon terveellisiä komponentteja, eli juureksia, vihanneksia ja marjoja, joita suomalaiset ovat tottuneet keräämään pakastimet pullolleen satokaudella ja ne ovat siten osana ruokavaliotamme läpi vuoden. Lisäksi erityisesti haluaisin korostaa täysjyväviljasta tehtyjä tuotteita – leipää, puuroja, mysliä jne. Nämä ovat yksi vahvimmin todistetuista elintarvikkeista suhteessa kroonisten sairauksien ehkäisyyn. Mikä sitten tekee täysjyväviljasta niin terveellistä ja miksi? Tähän minäkin haluaisin vastauksen, ja olenkin sen kysymyksen äärellä tehnyt tutkimustyötä viimeisen vuosikymmenen. Vastaus löytyy viljan prosessoinnista, sillä täysjyväviljassa on mukana jyvän kuorikerros, eli lese, kun taas raffinoidusta valkoisesta jauhosta se on poistettu. Tuo kuorikerros on se osa jyvää, jonka on tarkoitus suojella alkiosta kehittyvää uutta kasvia, ja niinpä siihen on ladattu aimo annos aiemmin mainitsemiani fytokemikaaliyhdisteitä. Tämänhetkisen tutkimushypoteesi onkin että juuri leseen kuitukompleksi fytokemikaaleineen on se tekijä, mikä myötävaikuttaa positiivisiin terveysvaikutuksiin, kun nämä osat suolistoflooran muokkauksen kautta elimistöömme päätyvät. Valkoisesta jauhosta tehdystä leivästä saamme kyllä energiaa siinä missä täysjyvästäkin, mutta täysjyvämuodossa saamme lisäksi mukana paljon bioaktiivisia aineosia, jotka muokkaavat elimistömme vastetta kyseiseen energianlähteeseen – voidaan ajatella, että ikään kuin täysjyvätuotteissa olisi mukana manuaali elimistölle siitä saatavan energian oikeanlaista hyväksikäyttöä varten. 
Se, mitä tällä reitillä tapahtuu molekulaarisella tasolla kun elintarvikkeen biomolekyylit valmistusprosessoinnin ja ruoansulatuselimistön kautta ihmiselimistön soluihin päätyvät, on ryhmäni yksi keskeisimpiä tutkimusaiheita, ja sen selvittely jatkuu nykyisessä professuurissani elintarvikekemian yksikössä.

No mitä hyötyä tämän kaiken tutkimisesta sitten on? Ravitsemuksen ja terveyden välisen yhteyden selvittäminen on perustutkimusta, joka luo pohjaa ravitsemussuosituksille niin väestö- kuin yksilötasollakin. Ruoan ja elimistön terveyttä säätelevien mekanismien yksityiskohtainen tutkimus, ottaen huomioon kaikkien kolmen mainitsemani osatekijän eli ravinnon, suolistoflooran ja ihmiselimistön roolit, edesauttaa meitä ymmärtämään niiden vuorovaikutusta laaja-alaisesti. Nykyaikaiset tutkimusmenetelmät mahdollistavat tämän palapelin kokoamisen yksi pala kerrallaan, ja kokonaiskuva alkaa vähitellen hahmottua. Lisäksi molekulaarisen tason profilointitietoa tarvitaan, jotta pääsemme paremmin kiinni myös yksilötasolla tapahtuvaan vaihteluun ravinnon ja elimistön välisessä vuorovaikutuksessa, mikä puolestaan mahdollistaa yksilöllistetyn ravitsemusneuvonnan, suolistoflooran roolin mukaan huomioiden. Kaiken kaikkiaan, mitä paremmin ravintoon ja terveyteen liittyvän kokonaiskuvan ymmärrämme, sitä paremmin pystymme huolehtimaan jokaiselle sopivasta ruokavaliosta ja sitä kautta myöskin ottamaan ravitsemusohjauksen jämäkämmin mukaan ennaltaehkäisevään terveydenhuoltoon.