Abstract The purpose of this study was to describe and evaluate the effectiveness of lifestyle counseling interventions on physical activity, body mass index and adherence to lifestyle change in overweight and obese adolescents. Further, the study aimed to describe and evaluate parents’ adherence to a change in lifestyle in their family. The aim was to promote overweight and obese adolescents’ health and develop an effective lifestyle counseling intervention. In the first phase, a systematic literature review was conducted to evaluate the effectiveness of earlier interventions (n=14) on overweight and obese adolescents’ subsequent physical activity, body mass indices and psychological symptoms. In the second phase, the feasibility of developed interventions was assessed with an expert panel. In the third phase the effectiveness of Facebook-delivered lifestyle counseling intervention (Fb) and lifestyle counseling with physical activity self-monitoring (Fb+Act) were evaluated using a randomized controlled trial. A total of 504 overweight or obese adolescents from Northern Finland were invited to study. Adolescents who participated (n=46) and their parents (n=49) were randomly assigned to experimental or control groups. The effectiveness of earlier lifestyle counseling interventions on adolescents’ physical activity and body mass indices were small. The effectiveness of interventions developed in this study on adolescents’ physical activity, body mass indices were small. The Fb+Act group had lower sedentary time compared to the control group during post-intervention measurements. The Fb group body mass index decreased. Adherence to increasing physical activity decreased in adolescents and their parents. / Tiivistelmä Tutkimuksen tarkoituksena oli kuvata ja arvioida interventioiden vaikuttavuutta ylipainoisten ja lihavien 13–16-vuotiaiden nuorten fyysiseen aktiivisuuteen, painoindeksiin ja elintapamuutokseen sitoutumiseen. Lisäksi kuvattiin ja arvioitiin nuorten vanhempien sitoutumista perheen elintapamuutokseen. Tutkimuksen tavoitteena oli edistää ylipainoisten ja lihavien nuorten terveyttä ja kehittää vaikutuksiltaan tehokas elintapaohjausinterventio. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa systemaattisen kirjallisuuskatsauksen avulla arvioitiin aikaisempien interventioiden (n=14) vaikuttavuutta ylipainoisten ja lihavien nuorten fyysiseen aktiivisuuteen, painoindeksiin ja psykologisiin tekijöihin. Toisessa vaiheessa arvioitiin suunniteltujen interventioiden toteutettavuutta asiantuntijapaneelilla. Kolmannessa vaiheessa arvioitiin sosiaalista mediaa hyödyntävän elintapaohjausintervention (some) ja elintapaohjausinterventio yhdistettynä fyysisen aktiivisuuden omaseurantaan (some+fa) vaikuttavuutta satunnaistetulla kontrolloidulla kokeella. Tutkimukseen kutsuttiin Pohjois-Suomesta 504 ylipainoista tai lihavaa nuorta vanhempineen ja tutkimukseen osallistuneet nuoret (n=46) ja heidän vanhempansa (n=49) satunnaistettiin koe- ja kontrolliryhmiin. Systemaattisen kirjallisuuskatsauksen mukaan interventioiden vaikuttavuus ylipainoisten ja lihavien nuorten fyysiseen aktiivisuuteen ja painoindeksiin ovat olleet vähäisiä. Tässä tutkimuksessa kehitettyjen interventioiden vaikuttavuus ylipainoisten ja lihavien nuorten painoindeksiin ja fyysiseen aktiivisuuteen oli vähäinen. Some+fa -ryhmän liikkumaton aika oli vähäisempi verrattuna kontrolliryhmään (p=0,021). Some-ryhmän nuorten painoindeksi laski. Nuorten ja vanhempien osalta sitoutuminen fyysisen aktiivisuuden lisäämiseen laski.

Abstract Low back pain (LBP) is a common condition already in adolescence and seems to predict future symptoms. Most of the previous longitudinal studies on LBP have been conducted in adult populations. Among adolescents, LBP has been linked most convincingly to psychosocial factors and smoking. We are not aware of any previous studies on clustering of potential risk factors in adolescent LBP. The main objective of this study was to analyze the potential associations of mainly modifiable psychosocial and lifestyle factors with LBP in adolescence. The factors evaluated were overweight, smoking, physical workload, family’s socioeconomic status, and the co-occurrence of psychosocial and lifestyle factors. The present study used the database of the 16- to 18-year-old adolescent subcohort, Oulu Back Study (n=1,987), of the Northern Finland Birth Cohort 1986. Moreover, we evaluated whether the associations differ depending on the presence of LBP symptoms at baseline of the two-year follow-up period. LBP was common among cohort adolescents as, on average, every second adolescent reported LBP, girls reporting more symptoms. As a whole, more associations were found among girls than boys. Overweight was associated with new LBP in the follow-up, but the association was not strong. Prolonged habitual smoking was associated with LBP, particularly with symptoms at baseline and follow-up. High exposure to awkward trunk postures and an overall physically demanding job were especially associated with new LBP in the follow-up. Family’s socioeconomic status was not consistently associated with LBP. At 16 years, four latent class clusters of psychosocial and lifestyle factors were found in both genders. Clusters characterized by behavioural problems were associated with LBP among both genders. Especially girls with the combination of emotional and behavioural problems were at the greatest risk of seeking care for new LBP. The results of this study indicate that LBP in adolescence is associated with both psychosocial and lifestyle factors. The information obtained may be utilized for improving preventive measures and individual care for adolescent LBP. / Tiivistelmä Alaselkäkipu on yleistä jo nuorilla, ja varhain koetut oireet ennustavat myöhempiä selkäkipuoireita. Suurin osa alaselkäkivun seurantatutkimuksista on tehty aikuisväestöllä. Nuorten alaselkäkivun on esitetty vakuuttavimmin liittyvän psykososiaalisiin ongelmiin ja tupakointiin. Alaselkäkipuun liittyvien tekijöiden mahdollista kasautumista ei ole nuorilla tutkittu aiemmin. Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, ovatko pääasiassa muunneltavissa olevat psykososiaaliset ja elämäntapatekijät yhteydessä nuoruudessa esiintyvään alaselkäkipuun. Arvioitavina tekijöinä olivat ylipaino, tupakointi, fyysinen työkuormitus, sosioekonomiset tekijät, sekä psykososiaalisten ja elämäntapatekijöiden kasautuminen. Tutkimusaineisto koostui Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1986:n osaotoksesta (Oulun selkätutkimus), johon kuului 1987 16–18-vuotiasta nuorta. Mahdollisia yhteyksiä arvioitiin erikseen sen mukaan, raportoivatko nuoret seurannan alussa alaselkäkipuoireita vai ei. Alaselkäkipu oli nuorilla yleistä, ja tytöillä yleisempää kuin pojilla. Keskimäärin joka toinen nuori raportoi oireita. Tutkittujen tekijöiden ja alaselkäkivun välisiä yhteyksiä todettiin selvemmin tytöillä. Ylipaino ennusti seurannassa ilmaantuvaa alaselkäkipua, mutta yhteys ei ollut vahva. Säännöllinen tupakointi oli yhteydessä alaselkäkipuun ja etenkin toistuviin oireisiin. Tutkituista työkuormitustekijöistä etenkin hankalat työasennot ja fyysisesti monella tapaa raskaaksi luokiteltava työ altistivat seurannassa uudelle alaselkäkivulle. Sosioekonomiset tekijät eivät olleet selkeästi yhteydessä alaselkäkipuun. Latenttien luokkien analyysi tunnisti seurannan alkuvaiheessa neljä erilaista ryhmää (klusteria) psykososiaalisten ja elämäntapatekijöiden perusteella molemmilla sukupuolilla. Sekä tytöillä että pojilla alaselkäkipua esiintyi erityisesti niissä ryhmissä, joissa esiintyi runsaasti käyttäytymishäiriöitä. Tunne-elämän ja käyttäytymisen ongelmat ennustivat alaselkäkivun vuoksi hoitoon hakeutumista tytöillä. Tulosten perusteella nuorten alaselkäkipuun liittyy sekä psykososiaalisia että elämäntapatekijöitä. Tuloksia voidaan hyödyntää alaselkäkivun ennaltaehkäisyn ja nuorten yksilöllisen hoidon suunnittelussa.

Abstract The atherosclerotic plaques develop with the adhesion of inflammatory cells and lipids onto the innermost layer of the vessel. They may eventually occlude the vessel impairing blood flow. A severe complication is the rupture of a plaque resulting in the formation of a thrombus that can cause myocardial infarction or stroke. Though a large number of risk factors for atherosclerosis have been identified, the pathogenesis of atherosclerosis is far from unravelled. The aim of the present work was to study both traditional as well as potential novel risk factors of atherosclerosis. The first study examined the relationship between IGF-I concentrations and carotid artery atherosclerosis and its metabolic risk factors. Low IGF-I concentrations were associated with several cardiovascular risk factors. A positive association was observed between IGF-I concentrations and carotid artery intima-media thickness in women. The results suggest that IGF-I may be involved in the pathogenesis of atherosclerosis. Interestingly, the effect may manifest differentially in men and women. The second study focused upon the effects of obesity and weight loss on liver gene expression. A global decrease in gene expression was observed. The down-regulated genes included genes involved in the ubiquitin cycle, which may point to a reduction in oxidative stress due to the hypocaloric diet. The down-regulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma cofactor 1 alpha (PGC-1α) may be related to improved insulin sensitivity. Several novel genes not previously linked to obesity and weight loss were also discovered. In the third and fourth studies, the developmental origins of atherosclerosis hypothesis was studied in a rat model of fetal undernutrition. Unfavourable changes in the obesity-related peptide hormones adiponectin and resistin were observed which could predispose to insulin resistance in later life. In addition, total cholesterol levels were elevated in the undernourished offspring. The gene expression changes in the rat pups suggest that the development of pancreas was affected, which might further contribute to disturbances in insulin and glucose metabolism. / Tiivistelmä Ateroskleroosi eli valtimonkovettumatauti on sairaus, joka saa alkunsa verisuonen sisäseinämään kiinnittyvistä tulehdussoluista ja veren rasvapartikkeleista, joista muodostuu pitkän ajan kuluessa ateroskleroottisia plakkeja. Plakit voivat kasvaessaan heikentää veren virtausta valtimoissa ja pahimmillaan jopa tukkia suonen kokonaan. Mikäli plakki repeää, voi muodostua verihyytymä joka sydämessä aiheuttaa sydäninfarktin ja aivoissa aivoinfarktin. Vaikka useita ateroskleroosille altistavia tekijöitä tunnetaan, taudin syntymekanismit ovat vielä suurelta osin selvittämättä. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia sekä ateroskleroosin perinteisiä että mahdollisia uusia riskitekijöitä. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin insuliininkaltaisen kasvutekijä I:n (IGF-I) yhteyttä kaulavaltimon ateroskleroosiin sekä perinteisiin ateroskleroosin riskitekijöihin. Matalat IGF-I pitoisuudet liittyivät moniin ateroskleroosin riskitekijöihin. Naisissa korkeammat IGF-I pitoisuudet kuitenkin yhdistyivät paksumpaan kaulavaltimoon, mikä viittaa ateroskleroosiin. Tulosten perusteella IGF-I saattaa liittyä ateroskleroosin kehitykseen ja mahdollisesti sen vaikutukset ilmenevät naisissa ja miehissa eri tavoin. Toisessa osatyössä tutkittiin maksan geenien ilmentymistä lihavuudessa ja laihdutusjakson jälkeen. Laihduttaneessa ryhmässä 142:n geenin ilmentyminen oli vähentynyt ja vain yhden lisääntynyt suhteessa kontrolliryhmään. Ubikitiini-syklin geenien ilmentymisen väheneminen voi viitata vähentyneeseen oksidatiiviseen stressiin elimistössä dieetin seurauksena. Muun muassa diabetekseen liittyvän geenin, peroxisome proliferator-activated receptor gamma cofactor 1 alpha, väheneminen puolestaan voi liittyä parantuneeseen insuliiniherkkyyteen laihduttaneissa. Lisäksi tässä työssä tuli esiin monia uusia, mielenkiintoisia geenejä, joita ei aiemmin ole yhdistetty lihavuuteen tai ateroskleroosiin. Kolmannessa ja neljännessä osatyössä selvitettiin ns. Barkerin hypoteesia, eli sitä, voisiko sairastumisalttius määräytyä jo sikiökauden ja varhaiskehityksen aikana. Rottakokeemme osoittivat, että sikiöaikaisen aliravitsemuksen seurauksena kolesteroliarvot olivat korkeammat ja että lihavuuteen liittyvien peptidihormonien, adiponektiinin ja resistiinin, pitoisuuksissa oli tapahtunut epäsuotuisia muutoksia, jotka voivat altistaa insuliiniresistenssille Tulokset viittasivat myös siihen, että aliravitsemus oli mahdollisesti vaikuttanut haiman kehitykseen, mikä voi myös osaltaan vaikuttaa mm. insuliini- ja sokeriaineenvaihduntaan. Tämänkaltaiset muutokset saattavat altistaa ateroskleroosille myöhemmällä iällä.

Abstract Regular physical activity, a high level of cardiorespiratory fitness and the maintenance of normal weight are strongly associated with several positive health outcomes across the lifespan. The aim of this study was to evaluate how physical activity and social status in adolescence are associated with physical activity in adulthood, and how a change in the level of physical activity from adolescence to adulthood is associated with overall and abdominal obesity in adulthood. This study also evaluated the relationship between occupational physical activity and physical fitness and produced reference values of cardiorespiratory fitness for males and females aged 31 years. The study population consisted of the Northern Finland birth cohort of 1966 (N = 12,058). Data on physical activity and social situation at 14 and 31 years were collected by postal inquiries in 1980 and in 1997–1998, respectively. Cardiorespiratory fitness, muscular fitness and obesity were measured at medical examination at age 31. Participation in sports twice a week or more after school hours, being a member in a sports club and a high grade in school sports at age 14 were associated with a high level of physical activity at age 31. Adolescent participation in rather intensive endurance sports, and some sports that require or encourage diversified sports skills appeared to be the most beneficial with respect to the enhancement of adult physical activity. Low social class and poor school achievements were associated with physical inactivity at age 14. Poor school achievements at age 14 were also associated with physical inactivity at age 31. Becoming inactive during the transition from adolescence to adulthood was associated with overall obesity in both genders and abdominal obesity in females at 31 years. A linear dose-response relationship was observed between the frequency of participation in brisk exercise and cardiorespiratory fitness. The mean peak oxygen uptake was 43 ml·kg-1·min-1 in males and 34 ml·kg-1·min-1 in females. Very low levels of cardiorespiratory fitness were associated with a combination of infrequent participation in brisk exercise and increased body mass index. High level of occupational physical activity was associated with a high level of physical fitness, but low level of leisure-time physical activity at age 31. The enhancement of regular participation in physical activity across the lifespan is an important challenge for public health promotion. The present results that define the predictors and correlates of physical activity can be used to identify the target groups for interventions to enhance continuous participation in physical activities. New information on physical fitness of young adults is useful in physical activity counseling when fitness test results are interpreted and the need for health-enhancing or fitness-improving physical activity is evaluated. / Tiivistelmä Säännöllinen liikunta, hyvä fyysinen kunto ja normaali paino ovat yhteydessä hyvään terveyteen. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten liikunta-aktiivisuus ja sosiaaliset tekijät nuoruusiässä ovat yhteydessä liikunta-aktiivisuuteen aikuisena, sekä miten liikunta-aktiivisuuden muutos nuoruudesta aikuisikään on yhteydessä lihavuuteen ja keskivartalolihavuuteen aikuisena. Lisäksi selvitettiin raskaan ruumiillisen työn yhteyttä fyysiseen kuntoon nuorilla työntekijöillä ja luotiin aerobisen kunnon väestöpohjaiset viitearvot 31-vuotiaille. Tutkimusaineiston muodosti Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1966 (N = 12058). Liikunta-aktiivisuus selvitettiin postikyselyin 14- ja 31-vuotiaana vuosina 1980 ja 1997–1998. Aerobinen kunto, lihaskunto, lihavuus ja keskivartalolihavuus mitattiin 31-vuotiaana terveystarkastuksessa. Urheilun harrastaminen kaksi kertaa viikossa tai useammin kouluajan ulkopuolella, kuuluminen urheiluseuraan ja hyvä liikuntanumero 14-vuotiaana olivat yhteydessä aktiiviseen liikkumiseen 31-vuotiaana. Intensiivisten kestävyyslajien sekä tiettyjen monipuolisia taitoja vaativien tai kehittävien lajien harrastaminen nuorena oli voimakkaimmin yhteydessä aktiiviseen liikkumiseen aikuisena. Heikko sosioekonominen asema ja heikko koulumenestys olivat yhteydessä liikkumattomuuteen 14-vuotiaana. Heikko koulumenestys 14-vuotiaana ennusti liikkumattomuutta myös 31-vuotiaana. Muutos liikunnallisesti aktiivisesta inaktiiviseksi 14 ja 31 ikävuoden välillä oli sekä miehillä että naisilla yhteydessä lihavuuteen ja naisilla keskivartalolihavuuteen 31-vuotiaana. Maksimaalinen hapenottokyky oli kohortin 31-vuotiailla miehillä keskimäärin 43 ml·kg-1·min-1 ja naisilla 34 ml·kg-1·min-1. Ripeän liikunnan harrastaminen oli positiivisesti ja lineaarisesti yhteydessä maksimaaliseen hapenottokykyyn. Erittäin matala maksimaalinen hapenottokyky havaittiin niillä 31-vuotiailla, jotka harrastivat harvoin ripeää liikuntaa ja olivat ylipainoisia tai lihavia. Raskas ruumiillinen työ oli yhteydessä hyvään fyysiseen kuntoon mutta vähäiseen vapaa-ajan liikuntaan 31-vuotiailla työntekijöillä. Liikunta-aktiivisuuden tukeminen elämänkulun eri vaiheissa on tärkeä haaste terveyden edistämisessä. Tämän tutkimuksen tuloksia liikkumattomuuteen liittyvistä nuoruusiän ja aikuisiän tekijöistä voidaan hyödyntää, kun määritellään kohderyhmiä interventioihin elinikäisen liikunnan edistämiseksi. Tuloksia nuorten aikuisten fyysiseen kuntoon liittyvistä tekijöistä voidaan hyödyntää käytännön liikuntaneuvonnassa, kun tulkitaan kuntotestien tuloksia ja määritellään tarvetta terveyttä edistävän ja fyysistä kuntoa kohottavan liikunnan lisäämiseksi.

Abstract Childhood overweight is a serious health concern in developed countries. To help develop obesity prevention and treatment programs for children, knowledge on predisposing factors for childhood obesity and eating behavior in overweight children is needed.. The purpose of this cross-sectional study was to evaluate the prevalence, risk factors and parental recognition of childhood overweight and obesity in overweight children. Another aim was to investigate vegetable consumption and eating behaviour and factors associated with them. The first research material consisted of 749 school beginners in the City of Oulu in year 2003. The second material consisted of 54 eight-year-old overweight children and their 65 normal weight peers. The parents filled in a questionnaire enquiring food and physical activity habits and background information of the children and the family. Parents also evaluated weight status of their children. Food frequency questionnaire was used to evaluate the vegetable consumption of the children and their parents. Eating behaviour was assessed by a series of eating behavior specific questions. Fifth of the children were overweight using internationally accepted criteria. Risk factors for the child's overweight and obesity were as follows: parents' overweight, child’s physical inactivity, skipping breakfast and overeating. More than half of the parents did not recognise their offspring's overweight. Overweight was less likely to be recognised in boys than in overweight girls. Child’s healthy diet and high physical activity were inversely related to parental recognition of overweight status. Normal-weight children and parents ate vegetables more frequently than overweight children. Mother’s consumption of vegetables was the most significant predictor of child’s vegetables consumption. Emotional eating was more common in overweight children than normal weight children and if the child lived only with one biological parent. Mother's emotional eating was positively associated with the child’s emotional overeating. Efforts to prevent childhood overweight should begin in early childhood. A family-oriented intervention with the parents as the exclusive agents of change might be superior to a child-only approach. When guiding parents the importance of physical activity, regular breakfasts and reasonable portion sizes should be emphasized. Healthcare providers should promote awareness of childhood obesity among community. When treating overweight children more attention should be paid to the food habits and eating behaviour of the children and their parents. / Tiivistelmä Lasten ylipaino on merkittävä terveysongelma sekä Suomessa että muualla maailmassa. Ylipainon ehkäisemiseksi sekä hoidon kehittämiseksi on tärkeää saada tietoa lasten ylipainon riskitekijöistä sekä jo ylipainoisten lasten elintavoista. Tämän poikkileikkaustutkimuksen tarkoituksena oli selvittää ylipainon esiintyvyyttä, riskitekijöitä sekä ylipainon tunnistamista ja siihen yhteydessä olevia tekijöitä oululaisilla lapsilla. Lisäksi tavoitteena oli tutkia ylipainoisten lasten kasvisten käyttöä ja syömiskäyttäytymistä sekä niihin yhteydessä olevia tekijöitä. Ensimmäinen tutkimusaineistoista koostui kaikista oululaisista peruskoulun vuonna 2003 aloittaneista lapsista. Tutkimukseen osallistui 749 keskimäärin 7-vuotiasta lasta. Toisena aineistona olivat pohjoissuomalaiset 8-vuotiaat ylipainoiset lapset (n = 54) ja heidän normaalipainoiset verrokkinsa (n = 65). Lasten ja vanhempien ravitsemus- ja liikuntatottumuksia sekä perheen ja vanhempien taustatietoja selvitettiin kyselylomakkeen avulla. Vanhemmat arvioivat myös lapsensa painostatuksen. Lasten ja heidän vanhempiensa kasvisten käytön useutta selvitettiin frekvenssikyselyllä. Lasten ja vanhempien syömiskäyttäytymistä arvioitiin validoiduilla syömiskäyttäytymiskyselyillä. Tulosten mukaan vajaa viidennes lapsista oli ylipainoisia kansainvälisen painoindeksikriteerin mukaan. Lapsen ylipainon ja lihavuuden riskiin olivat yhteydessä vanhempien ylipaino, lapsen vähäinen liikunta sekä aamupalan syömättä jättäminen ja liiallinen syöminen. Yli puolet ylipainoisten lasten vanhemmista ei tunnistanut lapsensa ylipainoa. Vanhemmat tunnistivat poikien ylipainon tyttöjen ylipainoa huonommin. Lapsen ylipaino tunnistettiin heikommin, jos lapsi söi terveyttä edistävästi ja oli fyysisesti aktiivinen. Ylipainoiset lapset söivät harvemmin kasviksia kuin normaalipainoiset lapset. Äidin kasvisten käyttö oli keskeisin lasten kasvisten käyttöön yhteydessä oleva tekijä. Ylipainoisilla lapsilla oli normaalipainoisia enemmän mielialaan liittyvää runsasta syömistä. Mielialaan liittyvä runsas syöminen oli yleisempää silloin, jos lapsi asui vain toisen biologisen vanhemman kanssa. Lisäksi äidin tunnesyöminen oli positiivisessa yhteydessä lapsen mielialasyömiseen. Lasten ylipainon ehkäisemiseen tähtäävien toimenpiteiden tulisi alkaa jo varhaislapsuudessa. Perheiden ohjauksessa tulee ottaa puheeksi erityisesti liikunnan ja aamupalan merkitys. Lisäksi tulee tukea lasta syömään sopiva ruokamäärä. Terveydenhuollossa on syytä selvittää vanhempien näkemyksiä lapsensa painosta. Ylipainoisten lasten hoidossa tulisi kiinnittää huomiota paitsi lasten, myös heidän vanhempiensa ruokailutottumuksiin ja mielialasyömiseen.

Abstract The metabolic syndrome is a cluster of components predisposing to type 2 diabetes and cardiovascular disease. Abdominal obesity and insulin resistance seem to be central in the metabolic syndrome, although no unifying pathophysiological mechanism is available. The aim of this thesis was to determine out how the variation in PTP1B and adiponectin gene as well as variations in the plasma adiponectin concentration contribute to the risk of obesity related diseases. PTP1B is a negative regulator of insulin signalling and therefore considered a candidate gene for type 2 diabetes. In the first study, it was found that three PTP1B polymorphisms studied have not strong impact on type 2 diabetes. However, one SNP may be slightly protective against type 2 diabetes, since it was more frequent in the healthy group compared to group of patients with type 2 diabetes. Another SNP was associated with body mass index (BMI). The combination of certain alleles of PTP1B and LEPR (leptin receptor) genes was also associated to BMI. Adiponectin is an adipocytokine expressed in adipose tissue. It has insulin sensitizing effects in liver and muscle and it has also beneficial effects on cardiovascular health. In the second study, the contribution of adiponectin genotypes with obesity-related phenotypes was studied. In Caucasians, the carriers of rare allele of Tyr111His polymorphism were more insulin resistant and at a higher risk of developing type 2 diabetes. In African-Americans, other polymorphisms were associated with BMI and lipids. Thus, the effects of polymorphisms on obesity related phenotypes seemed to be different between ethnic groups. Plasma adiponectin levels were measured from different study groups. In the third study, it was found out that low plasma adiponectin levels associated with different components of the metabolic syndrome and there was a trend towards reductions in adiponectin with an increasing number of components. Fourth study indicated that baseline low adiponectin level associated with a more than 2-fold risk for developing impaired glucose tolerance or type 2 diabetes in the follow-up study of normoglycemic middle-aged Finnish subjects. In the fifth study, plasma adiponectin levels were measured from postmenopausal women receiving estrogen replacement therapy. We observed a reduction in adiponectin levels in women having peroral estradiol which could be part of the "early harm" profile on cardiovascular risk factors of the peroral estrogen replacement therapy detected in clinical trials. These studies further strengthen the role of plasma adiponectin in the obesity related diseases and bring new information of polymorphisms in the adiponectin and PTP1B genes in different populations. / Tiivistelmä Metabolinen oireyhtymä on kertymä tekijöitä, jotka altistavat tyypin 2 diabetekselle ja sydän- ja verisuonitaudeille. Keskivartalolihavuus ja insuliiniresistenssi, eli insuliinin heikentynyt teho, vaikuttavat olevan keskeisiä metabolisessa oireyhtymässä. Kuitenkaan taustalla olevaa syntymekanismia ei täysin tunneta. Väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia PTP1B- ja adiponektiinigeenin muuntelun sekä plasman adiponektiinitason yhteyttä metaboliseen oireyhtymään, sen osatekijöihin ja seurauksiin. PTP1B on insuliinin toimintaa soluissa estävä molekyyli. Ensimmäisessä tutkimuksessa havaittiin että kolme tutkittua PTP1B-geenin nukleotidimuutosta eivät ole vahvasti yhteydessä tyypin 2 diabetekseen. Eräs nukleotidimuutos saattaisi olla lievästi suojaava tyypin 2 diabetesta vastaan, sillä se oli yleisempi terveillä kuin tyypin 2 diabetesta sairastavilla. PTP1B:n ja leptiinireseptorigeenin eräiden alleelien yhdistelmä oli yhteydessä painoindeksiin. Adiponektiini on rasvakudoksen erittämä hormoni, jolla on suotuisia, insuliinin vaikutusta edesauttavia vaikutuksia elimistössä sekä edullisia vaikutuksia verenkiertoelimistössä. Toisessa työssä havaittiin että Amerikan valkoihoisilla, joilla oli eräs harvinainen adiponektiinigeenin alleeli (Tyr111His), oli heikompi insuliinin teho kuin henkilöillä joilla ei ollut kyseistä muutosta. Tämä alleeli oli yleisempi suomalaisilla tyypin 2 diabetesta sairastavilla kuin terveillä, mikä saattaa tarkoittaa että se liittyy suurentuneeseen riskiin tyypin 2 diabetekselle. Afroamerikkalaisilla taas toiset nukleotidimuutokset olivat yhteydessä lihavuuteen ja plasman rasva-arvoihin. Adiponektiinin pitoisuutta plasmassa mitattiin erilaisissa aineistoissa. Kolmannessa tutkimuksessa havaittiin, että matala pitoisuus oli yhteydessä metabolisen oireyhtymän eri osatekijöihin ja pitoisuus oli sitä matalampi, mitä enemmän osatekijöitä henkilöllä on. Neljännessä tutkimuksessa havaittiin että matala plasman adiponektiinipitoisuus oli yhteydessä suurentuneeseen riskiin saada huonontunut glukoosin sietokyky tai tyypin 2 diabetes tulevaisuudessa. Viidennessä tutkimuksessa adiponektiinitaso määritettiin naisilta jotka olivat ohittaneet vaihdevuodet ja saivat estrogeenikorvaushoitoa. Havaittiin että plasman adiponektiinitaso laski niillä naisilla, jotka saivat korvaushoitoa suun kautta. Tämä saattaisi osittain selittää suun kautta annettavan estrogeenikorvaushoidon epäedullista vaikutusta sydän ja -verisuonitautien riskitekijöihin. Tutkimus vahvistaa edelleen adiponektiinin merkitystä lihavuuteen liittyvissä sairauksissa ja tuo uutta tietoa adiponektiini- ja PTP1B-geenien muuntelun merkityksestä eri väestöissä.

Abstract The increasing prevalence of metabolic syndrome and the consequent cardiovascular diseases, including atherosclerotic diseases and type 2 diabetes, are a cause of public concern worldwide. This development has stimulated an active search for novel risk factors and new candidate genes. The hormones regulating energy balance and the polymorphisms associated with them are of special interest as potential risk factors for metabolic syndrome. Ghrelin is a novel peptide hormone from stomach with strong growth hormone releasing activity. It is also able to modify glucose and insulin metabolism, blood pressure levels, cardiac function, adipogenesis and inflammatory processes in experimental conditions. Whether ghrelin and ghrelin gene variations have a role in the development of metabolic syndrome and the associated diseases, is not known. In the present study, the associations between fasting plasma ghrelin concentrations, ghrelin gene mutations (Arg51Gln and Leu72Met), features of metabolic syndrome, type 2 diabetes and carotid artery atherosclerosis were analysed. In addition, the relationship between ghrelin and insulin-like growth factor I (IGF-I) concentrations was studied. The study population consisted of 1045 middle-aged subjects of the hypertensive and the control cohorts of the OPERA project from the City of Oulu, Finland. Low ghrelin concentrations were found to be associated with several components of metabolic syndrome: adiposity, low HDL cholesterol levels, high insulin concentrations and high blood pressure levels. The prevalence of insulin resistance and type 2 diabetes was increased amongst the subjects with low ghrelin concentrations. Out of the individual factors tested, IGF-I concentration was the most significant predictor of ghrelin concentrations. This negative association was strongest in the subjects with insulin resistance and type 2 diabetes, which suggests that changes in ghrelin/IGF-I interactions might be involved in the development of these conditions. The subjects with the Gln51 allele of the ghrelin gene had lower ghrelin concentrations and, consistent with the findings mentioned above, higher prevalence of type 2 diabetes and hypertension compared with the subjects homozygous for the Arg51 allele. No correlation between ghrelin and C-reactive protein concentrations was seen. However, there was a positive association between ghrelin concentrations and carotid artery intima-media thickness. This association was independent of the commonly recognised risk factors of atherosclerosis and was only seen in men, who also had more advanced atherosclerosis than women. These observations call for further studies to clarify the potential causative role of ghrelin in the etiology of metabolic syndrome, type 2 diabetes and atherosclerotic cardiovascular diseases. / Tiivistelmä Metaboliseen oireyhtymään liittyy kohonnut riski sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin kuten tyypin 2 diabetekseen ja sepelvaltimotautiin. Metabolisen oireyhtymän nopea esiintyvyyden kasvu on johtanut aktiiviseen uusien riskitekijöiden etsintään. Erityisen kiinnostuksen kohteena ovat olleet energia-aineenvaihduntaa säätelevät hormonit ja niihin liittyvät polymorfiat. Greliini on ensisijaisesti vatsalaukusta erittyvä hormoni, joka lisää voimakkaasti kasvuhormonin eritystä. Koeolosuhteissa sillä on myös vaikutuksia sokeriaineenvaihduntaan, verenpaineeseen, sydämen toimintaan, rasvakudoksen kehittymiseen ja tulehduksellisiin tapahtumiin, minkä perusteella on syytä epäillä greliinillä olevan osuutta metabolisen oireyhtymän ja siihen liittyvien sairauksien synnyssä. Tässä tutkimuksessa selviteltiin greliinin paastoplasmapitoisuuksien ja greliinipolymorfioiden (Arg51Gln ja Leu72Met) yhteyksiä metabolisen oireyhtymän piirteisiin, tyypin 2 diabetekseen ja kaulavaltimoiden ateroskleroosiin. Lisäksi tutkittiin greliinin ja insuliinin kaltaisen kasvutekijän (IGF-I) pitoisuuksien yhteyksiä. Tutkimusväestö koostui 1045 oululaisesta keski-ikäisestä OPERA tutkimukseen kuuluvasta henkilöstä. Tutkimuksessa matalien greliinipitoisuuksien havaittiin olevan yhteydessä useisiin metabolisen oireyhtymän piirteisiin: lihavuuteen, alhaisiin HDL kolesterolin pitoisuuksiin, korkeisiin insuliinipitoisuuksiin ja kohonneeseen verenpaineeseen. Matala greliinipitoisuus yhdistyi myös tyypin 2 diabeteksen ja verenpainetaudin esiintyvyyteen. Tutkituista tekijöistä IGF-I -pitoisuudet selittivät parhaiten greliinipitoisuuksia. Tämä käänteinen yhteys oli erityisen vahva tyypin 2 diabeetikoilla ja insuliiniresistenteillä henkilöillä viitaten greliinin ja IGF-I:n mahdollisen vuorovaikutukseen liittyvän näiden tilojen kehittymiseen. Lisäksi havaittiin, että greliinigeenin Gln51-alleelia kantavien henkilöiden greliinipitoisuudet olivat alhaiset, ja että he sairastivat enemmän diabetesta ja verenpainetautia kuin henkilöt jotka olivat homotsygootteja Arg51-alleelin suhteen. Greliinipitoisuudet ja C-reaktiivisen proteiinin pitoisuudet eivät korreloineet keskenään. Kaulavaltimon seinämäpaksuus korreloi positiivisesti greliinipitoisuuksien kanssa miehillä riippumatta perinteisistä ateroskleroosin riskitekijöistä. Tutkimustulokset tukevat olettamusta, että greliinillä saattaa olla merkitystä metabolisen oireyhtymän, tyypin 2 diabeteksen ja ateroskleroosin kehittymisessä. Jatkotutkimukset ovat tarpeen tämän yhteyden osoittamiseksi.

Abstract Type 2 diabetes is one of the fastest increasing lifestyle diseases globally. Its cure is not yet possible, but there is firm evidence from scientific studies that it can effectively be prevented by lifestyle changes. There is limited evidence-based information on the prevention of diabetes in practice. This dissertation offers new desirable information on the issue. The aim of this dissertation study was to describe the prevalence of risk factors for type 2 diabetes and hidden glucose disorders predicting the development of diabetes in the Finnish adult population, and to analyse whether the risk for developing diabetes could be reduced by simple lifestyle counselling. Furthermore, the ability of the Finnish Diabetes Risk Score (FINDRISC) to detect glucose disorders leading to diabetes and undiagnosed diabetes was analysed. In the dissertation data from large Finnish population surveys (the FINRISK 2002 glucose tolerance survey and the FIN-D2D 2004−2005 survey) were analysed. In addition, a prospective design and large-scale intervention were included. We found that obesity and glucose disorders are very common in the Finnish middle-aged population. Prevalence of obesity was 24% for men and 28% for women, that of abnormal glucose metabolism 42% for men and 33% for women, and that of undiagnosed diabetes 9% for men and 7% for men. One quarter of individuals aged 45−64 years were at high risk for diabetes. Lifestyle interventions were offered to more than 10,000 high-risk individuals, 3,379 men and 6,770 women. Of the men, 43% were also at high risk for cardiovascular morbidity and 42% at high risk for cardiovascular mortality estimated through the FRAMINGHAM and SCORE risk engines, respectively. The FINDRISC, originally developed for predicting the risk of development of type 2 diabetes, also predicted the prevalence of diabetes in the population. The effect of lifestyle interventions on weight and its association with glucose tolerance was evaluated in individuals at high risk for diabetes in a one-year follow-up. In total 17.5% of them lost ≥ 5% weight. Their relative risk for diabetes decreased 69% compared with the group that maintained their weight. This study shows that FINDRISC predicts prevalent type 2 diabetes. A significant proportion of middle-aged Finnish population has a glucose disorder including undiagnosed type 2 diabetes. Lifestyle interventions in primary health care may promote weight loss, which decreases the risk of diabetes. / Tiivistelmä Diabetes on yksi nopeimmin lisääntyvistä elintapasairauksista maailmassa. Sitä ei vielä voida parantaa, mutta tieteellisissä tutkimuksissa on kiistattomasti osoitettu, että sitä voidaan tehokkaasti ehkäistä elintapamuutoksilla. Diabeteksen ehkäisystä käytännössä on hyvin niukasti tutkimustietoa. Tämä väitöskirja tuo kaivattua lisätietoa aiheesta. Väitöstutkimuksen päätavoitteena oli selvittää diabeteksen riskitekijöiden ja piilevien diabetesta ennakoivien sokerihäiriöiden yleisyyttä suomalaisessa aikuisväestössä. Tämän ohella tavoitteena oli selvittää voidaanko yksinkertaisella elintapaneuvonnalla vähentää sellaisten henkilöiden sairastumisvaaraa, joilla oli suuri riski sairastua diabetekseen. Lisäksi arvioitiin diabetesriskitestin kykyä tunnistaa ennakoivat sokerihäiriöt ja aiemmin tunnistamaton diabetes. Tutkimuksessa käytettiin laajoja suomalaisia väestötutkimusaineistoja: FINRISKI-2002 -tutkimusta, sen alaotosta ja D2D-väestötutkimusta 2004–2005. Mukana oli myös pitkittäisasetelma ja laajamittainen interventio. Tutkimuksen perusteella huomasimme, että lihavuus ja sokerihäiriöt ovat hyvin yleisiä keski-ikäisillä suomalaisilla. Merkittävästi lihavia (BMI ≥ 30 kg/m2) oli 24 % miehistä ja 28 % naisista ja poikkeava sokeriaineenvaihdunta oli 42 %:lla miehistä ja 33 %:lla naisista. Tunnistamaton diabetes oli 9 %:lla miehistä ja 7 %:lla naisista. Suuressa diabetekseen sairastumisvaarassa oli neljäsosa 45−64-vuotiaista. Interventioon otettiin yli 10 000 suuressa diabeteksen sairastumisriskissä olevaa henkilöä, 3 379 miestä ja 6 770 naista. Miehistä 43 % oli suuressa sairastumisvaarassa myös sydän- ja verisuonisairauteen ja 42 % suuressa kuolemanvaarassa Framingham- ja SCORE-riskilaskureilla arvioituna. Tyypin 2 diabeteksen sairastumisriskin arviointiin kehitetty Riskitesti ennusti hyvin myös diabeteksen esiintymistä väestössä. Elintapainterventioiden vaikutusta painoon ja sokeriaineenvaihduntaan analysoitiin vuoden seurannassa sellaisilla henkilöillä, joilla oli suuri diabetesriski. Paino laski 5 % tai enemmän 17,5 %:lla, jolloin sairastumisriski diabetekseen väheni 69 % verrattuna ryhmään, jonka paino ei muuttunut. Tutkimuksen perusteella lihavuus, sokerihäiriöt ja tunnistamaton diabetes ovat yleisiä keski-ikäisessä väestössä. Riskitesti on hyvä työkalu myös diabeteksen seulonnassa. Perusterveydenhuollossa tarjottavalla elintapaneuvonnalla voidaan saada aikaan laihtuminen, joka vähentää sairastumisvaaraa diabetekseen.