Physical activity in adolescence - with special reference to cardiovascular health

Liikunta ja sydän- ja verisuoniterveys nuorilla Aikuisiällä ilmenevien sydän- ja verisuonisairauksien kehitys alkaa lapsuudessa. Vähäinen liikunta lisää vaaraa sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin sekä vaikuttaa haitallisesti näiden sairauksien riskitekijöihin läpi elämän. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia nuorten liikuntaa ja sen yhteyttä sydän- ja verisuoniterveyteen. Sydän- ja verisuoniterveyttä tutkittiin riskitekijöiden sekä valtimon laajentumiskyvyn avulla. Tutkittavat koostuivat nuorista, jotka osallistuivat pitkäaikaisen sepelvaltimotaudin ehkäisytutkimuksen (STRIP) 13-vuotistutkimuskäynnille ja jotka raportoivat vapaa-ajan liikuntatottumuksensa (n=560). Liikunnan lisäksi nuorten pituus, paino, verenpaine ja olkavaltimon laajentumiskyky mitattiin sekä analysoitiin laboratorionäytteitä (otettiin verinäyte) ja selvitettiin ruoankäyttöä. Vähäinen vapaa-ajan liikunta oli yleistä etenkin tytöillä. Vapaa-ajallaan vähän liikkuvat pojat viettivät enemmän aikaa televisio- ja tietokoneruudun ääressä kuin vapaa-ajallaan paljon liikkuvat pojat. Äidin, toisin kuin isän, vapaa-ajan liikunta ja paino olivat yhteydessä lapsen vapaa-ajan liikuntaan. Vähän liikkuvat tytöt olivat olleet jo kahden vuoden iästä saakka useammin ylipainoisia kuin runsaammin liikkuvat ikätoverinsa. Sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöiden kasautuminen oli tavallisempaa vähän kuin paljon liikkuvilla nuorilla. Vähän liikkuvilla pojilla oli lisäksi huonompi olkavaltimon laajentumiskyky kuin paljon liikkuvilla pojilla. Tämä on tärkeä löydös, koska valtimon laajentumiskyky kuvannee sydän- ja verisuoniterveyttä jo ennen rakenteellisten muutosten ilmaantumista. Useat nuoret, etenkin tytöt, liikkuivat vähän vapaa-ajallaan. Vähäisellä vapaa-ajan liikunnalla oli haitallinen yhteys sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöihin sekä valtimon laajentumiskykyyn. Nuorten kannustaminen liikunnalliseen elämäntapaan on erittäin tärkeää sydän- ja verisuoniterveyden edistämiseksi sekä nuoren että kansanterveyden kannalta.

Generation and Characterization of Knockout Mice and Analysis of Patient Material Demonstrates a Role for Tissue Inhibitor of Metalloproteinases 4 (Timp4) in the Cardiovascular System and Tumor Metastasis

This thesis focuses on tissue inhibitor of metalloproteinases 4 (TIMP4) which is the newest member of a small gene and protein family of four closely related endogenous inhibitors of extracellular matrix (ECM) degrading enzymes. Existing data on TIMP4 suggested that it exhibits a more restricted expression pattern than the other TIMPs with high expression levels in heart, brain, ovary and skeletal muscle. These observations and the fact that the ECM is of special importance to provide the cardiovascular system with structural strength combined with elasticity and distensibility, prompted the present molecular biologic investigation on TIMP4. In the first part of the study the murine Timp4 gene was cloned and characterized in detail. The structure of murine Timp4 genomic locus resembles that in other species and of the other Timps. The highest Timp4 expression was detected in heart, ovary and brain. As the expression pattern of Timp4 gives only limited information about its role in physiology and pathology, Timp4 knockout mice were generated next. The analysis of Timp4 knockout mice revealed that Timp4 deficiency has no obvious effect on the development, growth or fertility of mice. Therefore, Timp4 deficient mice were challenged using available cardiovascular models, i.e. experimental cardiac pressure overload and myocardial infarction. In the former model, Timp4 deficiency was found to be compensated by Timp2 overexpression, whereas in the myocardial infarct model, Timp4 deficiency resulted in increased mortality due to increased susceptibility for cardiac rupture. In the wound healing model, Timp4 deficiency was shown to result in transient retardation of re-epithelialization of cutaneous wounds. Melanoma tumor growth was similar in Timp4 deficient and control mice. Despite of this, lung metastasis of melanoma cells was significantly increased in Timp4 null mice. In an attempt to translate the current findings to patient material, TIMP4 expression was studied in human specimens representing different inflammatory cardiovascular pathologies, i.e. giant cell arteritis, atherosclerotic coronary arteries and heart allografts exhibiting signs of chronic rejection. The results showed that cardiovascular expression of TIMP4 is elevated particularly in areas exhibiting inflammation. The results of the present studies suggest that TIMP4 has a special role in the regulation of tissue repair processes in the heart, and also in healing wounds and metastases. Furthermore, evidence is provided suggesting the usefulness of TIMP4 as a novel systemic marker for vascular inflammation.