Veren leukosyyttien telomeerien pituuden yhteys alaraajojen lihasvoimaan ja voimantuottotehoon

Abstract

Herranen, P. 2018. Veren leukosyyttien telomeerien pituuden yhteys alaraajojen lihasvoimaan ja voimantuottotehoon. Liikuntatieteellinen tiedekunta, Jyväskylän yliopisto, gerontologian ja kansanterveystieteen pro gradu -tutkielma, 58 s.

Telomeerien pituutta pidetään hyvänä ihmisen biologista ikääntymistä kuvaavana markkerina sekä ikääntymiseen liittyvien sairauksien ja kuolleisuuden ennustajana. Alaraajojen lihasvoiman ja voimantuottotehon on taas havaittu laskevan ikääntymisen myötä ja ennustavan toiminnanvajausten syntyä. Telomeerien pituuden yhteyttä alaraajojen lihasvoimaan ja voimantuottotehoon on tutkittu kuitenkin vielä hyvin vähän. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko veren leukosyyttien telomeerien pituudella yhteyttä alaraajojen lihasvoimaan ja voimantuottotehoon ikääntyneillä, 63–76-vuotiailla naisilla, ja selittävätkö ikä, painoindeksi, sairastavuus ja fyysinen aktiivisuus tätä yhteyttä. Lisäksi tutkittiin, ennustaako telomeerien pituus alaraajojen lihasvoiman ja voimantuottotehon heikentymistä ikääntyneillä naisilla kolmen vuoden seurannan aikana.

Tutkimus on osa Finnish Twin Study on Ageing – tutkimusta (FITSA), jossa tutkitaan geneettisten ja ympäristötekijöiden merkitystä toiminnanvajauksien syntyyn. Tutkimukseen osallistui 386 63–76-vuotiasta naiskaksosta. Veren leukosyyttien telomeeripituus määriteltiin qPCR-menetelmällä tutkimuksen alussa vuonna 2000. Polven isometrinen ojennusvoima sekä voimantuottoteho mitattiin sekä tutkimuksen alussa että kolmen vuoden seurannan jälkeen. Ojennusvoima mitattiin dynamometrillä ja voimantuottoteho Nottingham Leg Extensor Power Rig –laitteella. Analyysimenetelminä käytettiin Pearsonin korrelaatiokertoimen tulkintaa, lineaarista regressioanalyysia, toisen asteen regressioanalyysia, toistettujen mittausten varianssianalyysia ja katoanalyysissa T-testiä.

Veren leukosyyttien telomeerien pituudella ei todettu olevan yhteyttä alaraajojen lihasvoimaan (p=0.274) eikä voimantuottotehoon (p=0.622). Tutkittavien alaraajojen lihasvoima ja voimantuottoteho eivät heikentyneet tilastollisesti merkitsevästi (p>0.050) kolmen vuoden seurannan aikana. Telomeeripituudella ja ajalla ei havaittu myöskään yhteisvaikutusta alaraajojen lihasvoimaan (p=0.100) eikä voimantuottotehoon (p=0.588).

Tutkimustulokset eivät tue näkemystä, että veren leukosyyttien telomeeripituus olisi ikääntymiseen liittyvää alaraajojen lihasvoiman tai voimantuottotehon laskua selittävä biologinen mekanismi. Aiheesta tarvitaan kuitenkin lisää tutkimusta. Jatkotutkimuksissa aihetta tulisi tutkia pitkittäisasetelmilla, suuremmilla väestöryhmillä ja määrittämällä telomeeripituus lihaksen satelliittisoluista. Myös telomeerien pituuden mittaustarkkuutta ja käytettävissä olevia mittausmenetelmiä tulisi arvioida kriittisesti.

Asiasanat: telomeeri, lihasvoima, kaksostutkimus, ikääntyneet

Age-associated loss of strength and power in the lower extremities has been found to be a good predictor of disability in elderly people. It is not fully known, what are the biological mechanisms that cause decrease in strength and power during aging. Telomere length is considered to be a marker of biological aging and predictor of age-related illnesses and mortality. However, it is not known if and how telomere length is associated with lower extremity muscle strength and power. The purpose of the study was to investigate the association between leukocyte telomere length and muscle strength and power in lower extremities in older women and to study whether age, body mass index, morbidity and physical activity explains this potential association. In addition, it was investigated whether leukocyte telomere length predicts decrease in muscle strength and power over the three year follow-up period. The study is part of the Finnish Twin Study on Ageing (FITSA), which investigates the role of genetic and environmental factors in the development of functional disadvantages. The study involved 386 twin sisters aged 63-76. Leukocyte telomere length was determined by quantitative polymerase chain reaction at the beginning of the study in the year 2000. Isometric knee extensor strength was measured by dynamometer and leg extensor power with the Nottingham Leg Extensor Power Rig at the beginning of the study and after the three year follow-up. The data was analyzed using the Pearson correlation coefficient, linear regression analysis, polynomial regression analysis, repeated measures analysis of variance and T-test for estimate the bias in the drop-out analysis. There was no association between leukocyte telomere length and lower extremity muscle strength (p=0.274) and power (p=0.622). Strength and power did not change significantly during the three-year follow-up (p>0.050). Telomere length and time also showed no interaction with lower- extremities muscle strength (p=0.100) or power (p=0.588). The results of this study do not support the hypothesis that leukocyte telomere length would be an age-related biological mechanism explaining the decrease in muscle strength and power in lower extremities. Further studies with telomere analysis in longitudinal study setups and larger study samples are needed to confirm or refute these findings. It is also possible that telomeres may have tissue specific associations with muscle strength and functional performance and therefore determining telomere length from muscle satellite cells in future studies might be useful. The measurement accuracy of telomere length and the available measurement methods should also be critically evaluated.