Kun kemikaalit sekoittavat aineenvaihdunnan – metaboliahäiriköt ja diabetes
Jenni Küblbeck ja Jaana Rysä
Shutterstock
Ympäristökemikaalit kytkeytyvät useisiin diabeteksen taustalla vaikuttaviin aineenvaihdunnan säätelymekanismeihin. Hormonitoimintaa ja aineenvaihduntaa häiritsevät kemikaalit - tuttavallisemmin hormoni- ja metaboliahäiriköt - eivät ole diabeteksen ensisijaisia riskitekijöitä, mutta ne voivat lisätä sairastumisriskiä erityisesti silloin, kun henkilöllä on perinnöllinen tai elintapoihin liittyvä alttius sairastua.
Diabeteksen kannalta merkityksellistä ei ole yksittäinen yhdiste, vaan matalista ja monilähteisistä altistuksista kertyvä kokonaiskuorma, joka voi häiritä aineenvaihduntaa, vaikka yksittäisten yhdisteiden pitoisuudet olisivat pieniä. Metaboliahäiriköt muodostavat siten yhden palan diabeteksen monitekijäisessä riskikokonaisuudessa.
Hormonitoimintaa häiritsevät kemikaalit (endocrine disrupting chemicals, EDCs) määritellään synteettisiksi tai luonnosta peräisin oleviksi yhdisteiksi, jotka muuttavat hormonijärjestelmän toimintaa ja aiheuttavat haitallisia terveysvaikutuksia yksilölle tai tämän jälkeläisille (1).
Nämä yhdisteet voivat vaikuttaa hormoneihin monin tavoin, kuten sitoutumalla hormonireseptoreihin, häiritsemällä hormonien synteesiä ja aineenvaihduntaa tai muuttamalla hormonien kuljetusta ja hajoamista. Vaikutuksia voidaan havaita hyvin pienilläkin pitoisuuksilla ja erityisen kriittisiä ovat sikiön varhaisen kehityksen vaiheet, jolloin pysyviä muutoksia voi tapahtua myös epigeneettisten mekanismien kautta.
Viime vuosina on alettu käyttää myös aineenvaihduntaa tai metaboliaa häiritsevät kemikaalit (metabolism disrupting chemicals, MDCs) tai metaboliahäiriköt (2) -nimityksiä kuvaamaan hormonihäiriköitä, joiden vaikutukset kohdistuvat erityisesti energia-aineenvaihdunnan säätelyyn (taulukko 1).
Metaboliahäiriköt voivat lisätä aineenvaihduntasairauksien riskiä tai etenemistä esimerkiksi lisäämällä insuliiniresistenssiä, muuttamalla rasvasolujen ja haiman beetasolujen toimintaa, edistämällä kroonista matala-asteista tulehdusta sekä vaikuttamalla ruokahalua, energiankulutusta ja hormonitasapainoa sääteleviin neuroendokriinisiin säätelyjärjestelmiin.
Syy-seuraussuhteiden osoittaminen on vaikeaa, sillä usein altistus tapahtuu monille yhdisteille samanaikaisesti, ja vaikutukset voivat ilmetä vasta vuosikymmenten kuluttua.
Metaboliahäiriköt ja diabetes
Maailmanlaajuiset väestötutkimukset osoittavat, että esimerkiksi korkeat bisfenoli A (BPA) -yhdisteiden, ftalaattiyhdisteiden, tiettyjen per- ja polyfluorattujen (PFAS) -yhdisteiden, polysyklisten aromaattisten hiilivety (PAH) -yhdisteiden sekä torjunta-aineiden pitoisuudet veressä ovat yhteydessä insuliiniresistenssiin ja lievästi kohonneeseen tyypin 2 diabeteksen riskiin (3).
Myös pienemmät kokeelliset tutkimukset tukevat näitä havaintoja ja osoittavat, että jo pienet, turvallisiksi arvioidut BPA-annokset voivat vaikuttaa glukoosivasteisiin ja insuliinineritykseen terveillä aikuisilla (4).
Vaikka yksittäinen altistuminen ei yksin johdakaan sairastumiseen, altistumisen kokonaiskuormalla näyttää olevan energia-aineenvaihduntaa haittaava vaikutus. MDC-yhdisteiden on osoitettu vaikuttavan myös raskaudenaikaisiin glukoosiaineenvaihdunnan häiriöihin ja raskausdiabeteksen lisääntymiseen (5).
Sikiöaika ja varhaislapsuus ovat herkkiä kehitysvaiheita: altistuminen näiden aikana voi vaikuttaa pitkäkestoisesti aineenvaihdunnan säätelyyn. Useat tutkimukset viittaavat siihen, että varhainen altistus voi ohjata glukoosiaineenvaihduntaa ja rasvakudoksen toimintaa epäsuotuisaan suuntaan sekä vaikuttaa immuunijärjestelmään ja suoliston mikrobiomiin ja siten lisätä tyypin 1 ja tyypin 2 diabeteksen riskiä jo lapsuudessa (6).
Metaboliahäiriköt ja glukoositasapaino
Metaboliahäiriköt voivat vaikuttaa elimistön glukoositasapainoon kolmella keskeisellä tavalla (kuva 1).
1) Insuliininerityksen heikkeneminen. Haiman beetasolut ovat herkkiä ympäristökemikaalien vaikutuksille. BPA:n ja ftalaattien on osoitettu häiritsevän solujen kalsiumsignalointia ja aiheuttavan hapetusstressiä, mikä voi vaurioittaa haiman soluja ja heikentää niiden toimintakykyä ja johtaa insuliininerityksen lyhyt- tai pitkäaikaiseen heikkenemiseen. Pitkittynyt altistus voi lisäksi muuttaa beetasolujen prosesseja geenien säätelyn tasolla ja vaikuttaa solujen kypsymiseen ja massan ylläpitoon, mikä heikentää haiman toimintareserviä ja voi lisätä tyypin 1 ja tyypin 2 diabeteksen riskiä (6).
2) Insuliiniresistenssi. Monet kemikaalit, kuten PFAS-yhdisteet ja erilaiset torjunta-aineet voivat lisätä maksan glukoosintuotantoa sekä häiritä rasvojen β-oksidaatiota ja edistää triglyseridien kertymistä maksasoluihin (3). Näiden seurauksena kehittyvä metabolinen rasvamaksatauti (metabolic dysfunction associated steatotic liver disease, MASLD) voimistaa insuliiniresistenssiä ja on osa laajempaa aineenvaihdunnan häiriintymistä, mikä voi johtaa tyypin 2 diabeteksen kehittymiseen.
3) Rasvakudoksen muutokset. Rasvakudos toimii sekä haitallisten yhdisteiden varastona että kohde-elimenä. Monet kemikaalit, kuten tributyltin (TBT), ftalaatit ja jotkin PFAS-yhdisteet, toimivat ns. obesogeeneinä ja voivat edistää rasvasolujen muodostusta (7). Tämä lisää viskeraalisen rasvan määrää, muuttaa adipokiinien tasapainoa (leptiinin nousu, adiponektiinin lasku) ja vahvistaa matala-asteista tulehdusta, joka on erityisesti tyypin 2 diabeteksen riskitekijä.
Näiden mekanismien lisäksi yhdisteet voivat lisätä maksan ja rasvakudoksen tulehdusväittäjäaineiden tuotantoa ja häiritä suoliston mikrobiomia (6). Molemmat mekanismit ovat sidoksissa systeemiseen matala-asteiseen tulehdukseen, joka on keskeinen osa tyypin 2 diabeteksen patofysiologiaa.
Tulevaisuuden tutkimussuunnat
Ympäristöperäisten aineenvaihduntaa häiritsevien kemikaalien ja diabeteksen välinen yhteys on monisyinen ilmiö. Yksi tutkimuksen keskeisiä haasteita on, että nykyinen näyttö osoittaa selviä biologisia vaikutuksia, mutta yksityiskohtaiset mekanismit ja altistuksen merkitys väestötasolla ovat edelleen puutteellisesti ymmärrettyjä. Tulevaisuuden tutkimuslinjat onkin suunnattava kohti integroitua ja monitieteistä lähestymistapaa, joka yhdistää molekyylitason löydökset epidemiologiseen tietoon altistumisesta sekä kliiniseen merkitykseen (8).
Ensimmäinen merkittävä tutkimusalue liittyy mekanismien tarkempaan selvittämiseen, kuten reseptorivälitteisten säätelyreittien ja epigeneettisten muutosten tarkempaan tutkimiseen. Mekanismien tutkimisen ohella tarvitaan merkittävää panostusta tutkimusmenetelmien kehittämiseen. EDC- ja MDC-tutkimus on ollut pitkälti riippuvainen perinteisistä in vitro -malleista ja eläinkokeista, jotka eivät aina heijasta ihmisen fysiologiaa tai altistustasoja.
Toiseksi on tärkeää kehittää uusia biologisia koemalleja, kuten ihmisalkuperää olevia 3D-kudosmalleja, organoideja ja mikrofluidiikkaan perustuvia organ-on-chip-malleja, joiden avulla voidaan tutkia annosvasteita, matalien altistustasojen vaikutuksia sekä eri kemikaalien yhteisvaikutuksia tavoilla, joita perinteiset järjestelmät eivät mahdollista. Yhdistettynä ns. multiomiikan lähestymistapoihin nämä mallit voivat tuottaa kokonaisvaltaisemman kuvan siitä, miten EDC/MDC-altistus muokkaa aineenvaihduntaa solutasolta elinten tasolle.
Tällä hetkellä käytössä olevat biomarkkerit eivät aina heijasta luotettavasti pitkäaikaista tai kumulatiivista altistusta, mikä vaikeuttaa tutkimustiedon soveltamista kliiniseen työhön sekä yksilötason riskinarviointia. Päätöksenteon tueksi tarvitaan uusia, validoituja biomarkkereita, jotka kuvaavat altistusta ja siihen liittyviä biologisia vaikutuksia esimerkiksi kudostasolla tai aineenvaihduntaa kuvaavien profiilien avulla.
Kolmas tulevaisuuden tutkimushaaste on monitekijäisyyden parempi huomioiminen. Ihmiset altistuvat samanaikaisesti useille kemikaaleille, joiden yhteisvaikutukset voivat olla additiivisia, synergistisiä tai jopa vastakkaisia. Kemikaaliseosten vaikutuksia aineenvaihduntaan tarkastelevat tutkimusasetelmat vastaavat paremmin todellisia altistustilanteita. Tämä edellyttää uusien kokeellisten lähestymistapojen ohella myös edistyneitä tilastollisia ja laskennallisia menetelmiä.
Kliiniset tutkimukset ovat vielä lähes kartoittamattomia. On tärkeää selvittää, voidaanko altistuksen vähentämisellä vaikuttaa diabeteksen ehkäisyyn tai sen etenemiseen, erityisesti riskiryhmissä. Tähän sisältyvät sekä yksilötason ohjaus että yhteiskunnan toimet, kuten kemikaalilainsäädäntö ja ympäristövalvonta. Vasta kun ymmärrämme, missä määrin altistuksen vähentäminen vaikuttaa aineenvaihdunnan kannalta keskeisiin muutoksiin, voidaan EDC/MDC-altistus huomioida tehokkaammin diabeteksen ehkäisyssä.
Kohti parempaa tunnistamista ja ehkäisyä – mitä kliinikon olisi hyvä tietää?
Ympäristökemikaalit kytkeytyvät moniin diabeteksen taustalla vaikuttaviin mekanismeihin. Vaikka hormonihäiriköt eivät ole ensisijaisia diabeteksen riskitekijöitä, ne voivat toimia eräänlaisina vahvistimina etenkin henkilöillä, joilla on perinnöllinen tai elämäntapoihin liittyvä alttius sairastumiseen.
Diabeteksen kannalta kyse ei ole yhdestä “myrkystä”, vaan kumulatiivisesta altistekuormasta, joka kertyy matalista, mutta monilähteisistä altistuksista ja voi häiritä aineenvaihdunnan säätelyä monella tasolla jo pienilläkin pitoisuuksilla. Tämän vuoksi ympäristökemikaalit kannattaa nähdä yhtenä palana diabeteksen monimutkaisessa riskipalapelissä; ei ensisijaisena syynä, mutta merkityksellisenä tekijänä, joka voi kiihdyttää aineenvaihdunnan häiriöitä.
Vaikka altistusta ei voida yksilötasolla kokonaan välttää, ilmiön ymmärtäminen ja potilaiden ohjaaminen kohtuullisiin altistusta vähentäviin valintoihin kuuluu nykyaikaiseen elintapaohjaukseen ja diabeteksen ennaltaehkäisyyn.
On hyvä pitää mielessä, että EDC- tai MDC‑altistus voi osittain selittää diabeteksen kehittymistä potilailla, joilla ei ole perinteisiä riskitekijöitä, mutta se voi myös voimistaa klassisten riskitekijöiden vaikutusta tai muokata hoitovastetta. Potilaita on hyvä ohjata välttämään tarpeetonta altistusta. Tämä on erityisen tärkeää raskauden aikana ja lapsiperheissä, sillä hormonihäiriköiden vaikutukset ovat annosvasteeltaan epälineaarisia, ja pienetkin altistukset voivat olla merkityksellisiä kehittyvälle aineenvaihdunnalle. Varhaisen elämän altistuksilla voi olla pitkäaikaisia seurauksia.
Metaboliahäiriköt liittyvät diabeteksen lisäksi muihin yleisiin metabolisiin häiriöihin, kuten lihavuuteen, metaboliseen rasvamaksatautiin ja sydän- ja verisuonitauteihin. Siksi niiden vaikutusten huomioiminen täydentää kliinikon mahdollisuuksia tarkastella potilaan metabolista kokonaisriskiä.
Ympäristötekijät ja kemikaalialtistus on tärkeää ottaa osaksi laajempaa ennaltaehkäisyä ja terveyspolitiikkaa. Kansainväliset asiantuntijaryhmät, kuten kansainvälinen endokrinologian asiantuntijajärjestö (Endocrine Society), ja kemikaaliasiantuntijat ovat peräänkuuluttaneet EDC- ja MDC-yhdisteiden sääntelypolitiikan ohjausta ja altistuksen vähentämistä varovaisuusperiaatteen mukaisesti, vaikka havaittujen haitallisten vaikutusten mekanismien selvittäminen vaatii vielä lisätutkimuksia (9).
Metaboliahäiriköt tiivistetysti
Metaboliahäiriköt ovat huomioitavia diabeteksen riskitekijöitä erityisesti yhdistettynä klassisiin riskitekijöihin. Ne voivat häiritä glukoosiaineenvaihduntaa, vaikuttaa haiman ja maksan toimintaan, altistaa rasvamaksalle ja kiihdyttää matala-asteista tulehdusta ja näin ollen muokata potilaan riskiprofiilia, nopeuttaa metabolisten häiriöiden kehittymistä ja heikentää hoitovastetta. Vaikutukset voivat alkaa jo sikiökaudella ja jatkua läpi elämän.
Kliinikon näkökulmasta keskeisiä asioita ovat tietoisuus ympäristötekijöiden roolista diabeteksen monimuotoisessa etiologiassa sekä altistuksen tunnistaminen ja potilaiden ohjaus kohti altistuksen vähentämisen tapoja osana elintapaohjausta.
Vaikka yksilön mahdollisuudet välttää altistumista ovat rajalliset, tietoisuus ja pienetkin muutokset arjessa voivat olla merkityksellisiä pitkällä aikavälillä. Yhteiskunnan tasolla kemikaalien vaikutusten tutkiminen, käytön sääntely ja altistumisen hallinta ovat avainasemassa diabeteksen ja muiden aineenvaihduntasairauksien ehkäisyssä.
Kirjoittajat
Jenni Küblbeck
FT, yliopistotutkija
Itä-Suomen yliopisto, farmasian laitos
jenni.kublbeck@uef.fi
Jaana Rysä
FT, professori
Itä-Suomen yliopisto, farmasian laitos
jaana.rysa@uef.fi
Kirjallisuus
1. La Merrill MA, Vandenberg LN, Smith MT, ym. Consensus on the key characteristics of endocrine-disrupting chemicals as a basis for hazard identification. Nat Rev Endocrinol 2020;16:45-57. https://doi.org/10.1038/s41574-019-0273-8
2. La Merrill MA, Smith MT, HcHale CM, ym. Consensus on the key characteristics of metabolism disruptors. Nat Rev Endocrinol 2025;21:245-261. https://doi.org/10.1038/s41574-024-01059-8
3. Dagar M, Kumari P, Mirza AMW, ym. The Hidden Threat: Endocrine Disruptors and Their Impact on Insulin Resistance. Cureus 2023;15:e47282. https://doi.org/10.7759/cureus.47282
4. Stahlhut RW, Myers JP, Taylor JA, ym. Experimental BPA Exposure and Glucose-Stimulated Insulin Response in Adult Men and Women. J Endocr Soc 2018;2:1173-1187. https://doi.org/10.1210/js.2018-00151
5. Mitra T, Gluati R, Ramachandran K, ym. Endocrine disrupting chemicals: gestational diabetes and beyond. Diabetol Metab Syndr 2024;16:95. https://doi.org/10.1186/s13098-024-01317-9
6. Celik MN, Yesildermir O. Endocrine disruptors in Child Obesity and Related Disorders: Early Critical Windows of Exposure. Curr Nutr Rep 2025;14:14. https://doi.org/10.1007/s13668-024-00604-1
7. Jaskulak M, Zimowska M, Rolbiecka M, ym. Understanding the role of endocrine disrupting chemicals as environmental obesogens in the obesity epidemic: A comprehensive overview of epidemiological studies between 2014 and 2024. Ecotoxicol Environ Saf 2025;299:118401. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2025.118401
8. Alonso-Magdalena P. The hidden health effects of endocrine-disrupting chemicals. Nat Rev Endocrinol 2025. https://doi.org/10.1038/s41574-025-01222-9
9. Gore AC, Chappel VA, Fenton SE, ym. EDC-2: The Endocrine Society’s Second Scientific Statement on Endocrine-Disrupting Chemicals. Endocr Rev 2015;36:E1-E150. https://doi.org/ 10.1210/er.2015-1010