Abstract The aim of this study was to investigate the nature of the association between obesity and periodontal infection and the association of statin medication with periodontal infection. This study was based on the nationally representative Health 2000 Survey, conducted by the National Institute for Health and Welfare (former National Public Health Institute of Finland) in 2000–2001. Article I included 396 dentate, non-diabetic subjects, aged 30–59 years, who had never smoked and who participated in the Follow-up Study on Finnish Adults’ Oral Health about four years later. Article II included 2,784 dentate, non-diabetic subjects, aged 30–49 years. Article III included 425 dentate, non-diabetic, non-rheumatic subjects, aged 45–64 years, who had never smoked and who participated in the in-depth examinations of the Health 2000 Survey. Article IV included 1,297 dentate, non-diabetic subjects, aged 30–49 years, who had never smoked. Article V included 2,032 dentate, non-diabetic, non-rheumatic subjects, aged 40–69 years, who did not smoke. The data used in this study were collected via home-visit interviews, self-administered questionnaires, clinical health examinations and laboratory measurements. In this general population of Finnish adults, high BMI was found to be associated with the incidence of new teeth with pathologically deepened periodontal pockets during four-year follow-up. On the other hand, the presence of teeth with deepened periodontal pockets was found to be associated with obesity in an exposure-response manner. Serum IL-6 levels were found to be associated with the number of teeth with deepened periodontal pockets, but no consistent association was found between serum TNF-α, triglyceride, HDL-C or LDL-C levels and periodontal infection. Statin medication was found to be inversely associated with the number of teeth with deepened periodontal pockets among subjects with visible signs of gingival inflammation, whereas among subjects with no signs of inflammation, statin medication was associated with an increased likelihood of having periodontal infection. The results of this study support the view that obesity could be causally related to the development of periodontal infection, but does not provide evidence that high body weight could be considered a major risk factor. The present study also suggests that a bi-directional association between obesity and periodontal infection is possible. The present study suggests that elevated serum IL-6 could mediate the association of obesity with periodontal infection. The results of this study also suggest that statins could be beneficial as a part of periodontal treatment. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää lihavuuden ja parodontaali-infektion välisen yhteyden luonnetta sekä statiinien käytön yhteyttä parodontaali-infektioon. Tutkimus perustui kansalliseen Terveys 2000 -tutkimukseen, jonka toteutti Terveyden ja hyvinvoinnin laitos (entinen Kansanterveyslaitos) vuosina 2000 ja 2001. Artikkeli I perustui 396 hampaalliseen henkilöön, jotka olivat ei-diabeetikkoja, 30–59-vuotiaita, eivät koskaan olleet tupakoineet sekä olivat osallistuneet suunterveyden seurantatutkimukseen neljä vuotta myöhemmin. Artikkeli II perustui 2784 hampaalliseen henkilöön, jotka olivat ei-diabeetikkoja, 30–49-vuotiaita eivätkä olleet koskaan tupakoineet. Artikkeli III perustui 425 hampaalliseen henkilöön, joilla ei ollut diabetesta tai reumaa, olivat 45–64-vuotiaita, eivät koskaan olleet tupakoineet ja olivat osallistuneet Terveys 2000 -tutkimuksen täydentäviin tutkimuksiin. Artikkeli IV perustui 1297 hampaalliseen henkilöön, jotka olivat ei-diabeetikkoja, 30–49-vuotiaita eivätkä olleet koskaan tupakoineet. Artikkeli V perustui 2032 hampaalliseen henkilöön, jotka olivat ei-diabeetikkoja, ei-reumaatikkoja, 40–69-vuotiaita, jotka olivat hampaallisia eivätkä tupakoineet. Tutkimuksen aineisto kerättiin kotihaastattelusta, kyselyistä, kliinisestä tutkimuksesta sekä laboratoriomittauksista. Korkean painoindeksin todettiin olevan yhteydessä uusien ientaskuhampaiden ilmaantumiseen seurannan aikana. Toisaalta ientaskuhampaiden esiintymisen todettiin olevan yhteydessä lihavuuteen altistus-vastesuhteen mukaisesti. Seerumin IL-6 pitoisuuden todettiin olevan yhteydessä ientaskuhampaiden lukumäärään, mutta seerumin TNF-α-, triglyseridi-, LDL-kolesteroli- tai HDL-kolesterolipitoisuudella ei todettu yhteyttä ientaskuhampaiden lukumäärään. Statiinien käytön todettiin olevan käänteisesti yhteydessä ientaskuhampaiden lukumäärään henkilöillä, joilla oli näkyviä merkkejä ikenen inflammaatiosta. Henkilöillä, joilla ei ollut näkyviä merkkejä inflammaatiosta, statiinien käyttö oli yhteydessä suurentuneeseen todennäköisyyteen ientaskuhampaiden esiintymiseen. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat käsitystä, että lihavuus voi olla kausaalisesti yhteydessä parodontaali-infektion kehittymiseen, mutta ei puolla käsitystä, että sitä voitaisiin pitää merkittävänä riskitekijänä. On myös mahdollista, että lihavuuden ja parodontaali-infektion välillä on kaksisuuntainen yhteys. Tämän tutkimuksen tulosten mukaan on mahdollista, että kohonnut seerumin IL-6 pitoisuus voi välittää lihavuuden yhteyden parodontaali-infektioon. Tutkimuksen tulosten mukaan on myös mahdollista, että statiineista voi olla hyötyä osana parodontaalihoitoa.

Abstract This national cross-sectional study aimed to measure the oral health status, and oral health related-quality of life (OHRQoL) among Nepalese schoolchildren. Another aim was to investigate the association of dental caries and its consequences with OHRQoL, sociodemographic factors, oral health-related behaviours, anthropometrics, and school attendance and performance. The study was conducted in 18 out of total 75 randomly selected districts of Nepal representing 5 developmental, and concurrently 3 simultaneously ecological regions. Altogether 1137 of the invited 1157 schoolchildren from 27 conveniently selected schools participated both in the survey and clinical examination. Information on sociodemographic factors and oral health-related behaviours was collected using a structured questionnaire. Validated Nepali Child-OIDP was used for assessing children’s OHRQoL. Clinical oral examinations were conducted as per the WHO guidelines and assessed dental caries, its consequences (pufa/PUFA) and periodontal status. BMI, waist-to-hip ratio, and waist-to-height ratio were computed from anthropometric measurements. School-related information included data on school absenteeism was collected from school registry and school performance (percentage of the sum of scores in three core subjects). Gingival bleeding was highly prevalent among all participants. The youngest ones had most often need for dental caries treatment; 79% vs. 64% among the oldest ones. Dental caries and its consequences were most prevalent among those living in the Kathmandu Valley or in the rural areas or in mountain or hilly ecological regions, as well as those consuming sweets or candy, or tea with sugar, and brushing teeth infrequently. Most of the participants had problem with eating, cleaning the mouth, and sleeping. Dental caries and its consequences were associated with poor OHRQoL. They were also associated with both high and low BMI and central obesity (high waist-to-hip and waist-to-height ratios) as well as high school absenteeism (>13% of total schooldays missed) and poor school performance. Both low and high BMI, and poor OHRQoL, as well as high school absenteeism were all inversely associated with school performance. In conclusion, dental caries and gingival bleeding are common among Nepalese schoolchildren. Dental caries and its consequences are associated with poor OHRQoL. These conditions are also associated with sociodemographic factors, poor oral health-related behaviours, and anthropometrics (BMI and central obesity) as well as high school absenteeism and poor school performance. / Tiivistelmä Tämän poikkileikkaustutkimuksen tavoitteena oli tutkia nepalilaisten koululaisten suunterveyttä ja siihen liittyvää elämänlaatua (OHRQoL). Toiseksi tavoitteena oli tutkia karieksen ja sen seurausten mm. oireet ja tulehdus, yhteyttä suunterveyteen liittyvään elämänlaatuun, sosiodemografisiin ja antropometrisiin tekijöihin, suunterveyskäyttäytymiseen, koulupoissaoloihin sekä -menestykseen. Tutkimus toteutettiin 18/75 satunnaisesti valitussa Nepalin piirikunnassa, jotka edustivat sekä viittä kehitysaluetta että kolmea ekologista aluetta. Mukaan kutsutuista 1157 koululaisesta (27 koulua, mukavuusotos), 1137 osallistui sekä kysely- että kliiniseen tutkimukseen. Sosiodemografiset taustatiedot sekä tiedot suunterveyskäyttäytymisestä kerättiin strukturoidulla kyselylomakkeella. Suunterveyteen liittyvää elämänlaatua arvioitiin käyttäen validoitua nepalin kielistä Child-OIDP –lomaketta. Kliinisessä tutkimuksessa tutkittiin kariestilanne, sen kliiniset seuraukset (pufa/PUFA) sekä kiinnityskudosten tila WHOn ohjeiden mukaan. BMI, vyötärön ja lantion ympärysmitan suhde sekä vyötärön ympärysmitan ja pituuden suhde laskettiin mittaustulosten perusteella. Kouluista saatiin tiedot poissaoloista viimeisen kouluvuoden aikana sekä koulumenestys kolmessa keskeisimmässä oppiaineessa viimeisimmässä todistuksessa. Lähes kaikilla todettiin ienverenvuotoa. Nuorimmassa ikäryhmässä oli muita useammin korjaavan karieshoidon tarvetta (79% vs. 64%). Kariesta sekä sen seurauksia esiintyi eniten niiden keskuudessa, jotka asuivat Kathmandun laaksossa tai vuoristossa. Karieksen esiintyvyys oli myös yhteydessä mm. sokerin, makeisten ja sokeriteen kulutukseen sekä epäsäännölliseen hampaiden harjaukseen. Karies seurauksineen oli yhteydessä huonoon suunterveyteen liittyvään elämänlaatuun (OHRQoL), erityisesti syömiseen, suun puhdistamiseen sekä nukkumiseen. Sillä oli myös yhteys sekä matalaan että korkeaan BMIhin, lisääntyneisiin koulupoissaoloihin sekä huonoon koulumenestykseen. Matala ja korkea BMI, huono suunterveyteen liittyvä elämänlaatu sekä poissaolot olivat käänteisesti yhteydessä koulumenestykseen. Karies ja ienverenvuoto ovat yleisiä nepalilaisten koululaisten keskuudessa. Karies seurauksineen on yhteydessä huonoon suunterveyteen liittyvään elämänlaatuun (OHRQoL), haitalliseen suunterveyskäyttäytymiseen, sosiodemografisiin ja antropometrisiin tekijöihin (BMI, keskivartalolihavuus) sekä lisääntyneisiin koulupoissaoloihin ja huonoon koulumenestykseen.

Abstract Cardiovascular disease is currently the leading cause of mortality worldwide. Several factors contribute to its development, including increased body mass index, high blood pressure and smoking. Many genetic and behavioural determinants of these risk factors have been identified, but the interplay between them along the life course is still poorly understood. Life course epidemiology and statistical methods developed for life course studies are required to enhance understanding of the aetiologies of these risk factors for more effective prevention and treatment of cardiovascular disease. In this thesis, structural equation modelling was applied 1) to estimate the effect of variation in the fat mass and obesity-associated gene, FTO, on body mass index over the life course, 2) to identify sensitive periods of growth in influencing adult blood pressure and 3) to identify developmental changes in the effects of two confirmed genetic loci, TTC12-ANKK1-DRD2 and CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4, affecting smoking behaviour. Additionally, pleiotropic effects of the variation in CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 on smoking, body mass index and blood pressure were studied. The study population was based on the Northern Finland Birth Cohort 1966 with data available from early gestation until the age of 31 years (N≈6000). The first study indicated that the effect of the FTO variant on body mass index changes over time, with strengthening of the effect by age. The results from the second study demonstrated the important role of both prenatal and postnatal growth in determining adult blood pressure. In the third study, TTC12-ANKK1-DRD2 was shown to influence the initiation of smoking, while CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 was associated with smoking persistence. Finally, some evidence was found for pleiotropic effects of the CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 gene cluster on the three traits of interest. Results from all the studies emphasised the importance of environmental and behavioural factors in determining adult metabolic profile, in addition to genetic predisposition. This study demonstrated the usefulness of life course studies in detecting age-varying genetic effects, and provided new insights into the already identified factors associated with cardiovascular disease risk. The findings also emphasise the importance of early interventions and life style guidance for long-term benefits in health. / Tiivistelmä Sydän- ja verisuonitaudit ovat maailman yleisin kuolemansyy. Useat tekijät vaikuttavat näiden tautien kehittymiseen, mukaan lukien ylipaino ja lihavuus, kohonnut verenpaine sekä tupakointi. Useita geneettisiä ja ei-geneettisiä tekijöitä on yhdistetty näihin riskitekijöihin, mutta niiden yhteisvaikutukset elämänkaaren varrella ovat vielä huonosti tunnettuja. Elämänkaariepidemiologiaa ja sitä varten kehitettyjä tilastollisia menetelmiä tarvitaan, jotta saataisiin uutta tietoa riskitekijöiden etiologioista ja voitaisiin tehokkaammin ennaltaehkäistä ja hoitaa sydän- ja verisuonitauteja. Tässä väitöskirjatyössä käytettiin rakenneyhtälömallitusta 1) estimoimaan FTO-geenin yhteyttä painoindeksiin (BMI) elämänkaaren varrella, 2) tunnistamaan kehityksellisesti tärkeitä ajanjaksoja suhteessa aikuisiän verenpaineeseen ja 3) tutkimaan kahden jo ennestään tunnistetun geneettisen lokuksen, TTC12-ANKK1-DRD2:n ja CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4:n, vaikutusta tupakointiin eri elämänvaiheissa. Lisäksi tutkittiin CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4:n mahdollisia pleiotrooppisia vaikutuksia tupakointiin, painoindeksiin ja verenpaineeseen. Tutkimusväestönä käytettiin Pohjois-Suomen syntymäkohorttia vuodelta 1966, joka sisältää tutkimusaineistoa varhaisraskaudesta aikuisuuteen 31 vuoden ikään saakka (N≈6000). Ensimmäinen osatyö osoitti, että FTO-geenin vaikutus painoindeksiin voimistuu iän kasvaessa. Toisen osatyön tulokset antoivat näyttöä siitä, että raskaudenaikainen ja syntymän jälkeinen kasvu ovat yhteydessä aikuisiän verenpaineeseen. Kolmannessa osatyössä osoitettiin, kuinka TTC12-ANKK1-DRD2 on yhteydessä tupakoinnin aloittamiseen, kun taas CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4 vaikuttaa tupakointikäyttäytymisen pysyvyyteen. Viimeinen osatyö antoi näyttöä CHRNA5-CHRNA3-CHRNB4-geeniklusterin pleiotrooppisista vaikutuksista kolmeen tutkittuun fenotyyppiin. Kaikkien osatöiden tuloksissa korostui, geneettisten tekijöiden lisäksi, ei-geneettisten tekijöiden tärkeys aikuisiän metabolisen profiilin kehityksessä. Tämä työ on osoittanut elämänkaarimallituksen hyödyllisyyden, kun pyritään havaitsemaan iän mukaan vaihtelevia geneettisiä efektejä. Se on myös tuonut uutta tietoa liittyen jo aiemmin todettuihin sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin. Lisäksi tulokset korostavat riittävän varhaisten ehkäisytoimien ja elämäntapaohjauksen tärkeyttä pyrittäessä saavuttamaan pitkäaikaisia terveyshyötyjä.

Abstract Treatment-related late effects have increasingly become important, since the majority of children, adolescents and young adults with cancer become long-term survivors. Osteonecrosis (ON) is recognized as a potential debilitating sequel in patients with cancer. The aims of this work were to define the incidence of and clinical risk factors for ON identified with end-of-therapy magnetic resonance imaging (MRI) screening among patients with childhood cancer and to investigate the incidence of and risk factors for ON requiring total joint arthroplasty (TJA) in patients treated for cancer in childhood, adolescence or young adulthood in a register-based study. MRI of the lower extremities revealed ON in 23 (24%) of the 97 patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL) at the end of treatment. High body mass index, female gender, older age at diagnosis, and higher cumulative dexamethasone dose were independent risk factors for ON. Six of the 32 patients (19%) treated for lymphoma or solid tumor had ON in MRI scans at the end of the treatment. All of these patients with ON had non-Hodgkin lymphoma or Hodgkin lymphoma. In a register-based study, patients diagnosed with cancer before 31 years of age were identified from the Finnish and Danish Cancer registries. These data were combined with data from the National Hospital Discharge and the Finnish Arthroplasty registers. The cohort consisted of 6,358 patients diagnosed with hematologic malignancy and 18,542 patients diagnosed with solid tumor from 1975 to 2000 in Finland and from 1975 to 2006 in Denmark. The estimated cumulative incidence of TJA was 4.5% at 20 years for patients treated for chronic myeloid leukemia, followed by 2.1% for patients treated for acute myeloid leukemia and 0.4% for patients treated for ALL. Allogeneic stem cell transplantation increased the risk of TJA. In conclusion, ON as determined with MRI is a common complication in children after treatment for ALL. High BMI was identified as a new significant risk factor for ON in patients with pediatric ALL. The incidence of ON requiring TJA was highest among children, adolescents and young adults treated for myeloid leukemias. / Tiivistelmä Syöpähoitojen aiheuttamien myöhäisvaikutusten merkitys on viime vuosina kasvanut, koska suuri osa lapsena tai nuorena aikuisena syöpään sairastuneista paranee. Syöpähoitojen seurauksena voi syntyä luukuolioita, jotka heikentävät merkittävästi elämänlaatua ja liikuntakykyä. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli selvittää magneettitutkimuksella luukuolioiden ilmaantuvuus ja riskitekijät syöpähoitojen lopetusvaiheessa lapsuusiän syövän sairastaneilla sekä selvittää rekisteritutkimuksella tekonivelleikkausta vaativan luukuolion ilmaantuvuus ja riskitekijät lapsena tai nuorena aikuisena hoidetuilla syöpäpotilailla. Akuutin lymfaattisen leukemian (ALL) sairastaneista 23/97:lla (24 %) todettiin alaraajojen magneettitutkimuksessa luukuolioita. Korkea painoindeksi, naissukupuoli, vanhempi ikä diagnoosihetkellä ja suurempi kumulatiivinen deksametasoniannos lisäsivät luukuolion todennäköisyyttä. Lymfooman tai kiinteän kasvaimen sairastaneista 6/32:lla (19 %) todettiin luukuolioita. Tutkimme tekonivelleikkausta vaativan luukuolion ilmaantuvuutta Suomen ja Tanskan väestöpohjaisten rekistereiden avulla. Tutkimuskohorttimme muodostui 6 358 leukemiaan ja lymfooman sekä 18 542 kiinteään kasvaimeen Suomessa ja Tanskassa alle 31-vuotiaana sairastuneesta potilaasta. Tekonivelleikkausta vaativan luukuolion kumulatiivinen ilmaantuvuus 20 vuoden seurannan aikana oli kroonisen myelooisen leukemian sairastaneilla 4,5 %, akuutin myelooisen leukemian sairastaneilla 2,1 % ja ALL:n sairastaneilla 0,4 %. Allogeeninen kantasolujen siirto lisäsi luukuolioiden todennäköisyyttä. Tässä väitöskirjatyössä osoitettiin, että ALL:n sairastaneilla lapsilla magneettitutkimuksella todetut luukuoliot ovat yleinen haittavaikutus. Korkea painoindeksi on luukuolioiden uusi merkittävä riskitekijä. Tutkimus antoi myös uutta tietoa tekonivelleikkausta vaativan luukuolion ilmaantuvuudesta ja riskitekijöistä lapsuusiällä tai nuorella aikuisiällä syövän sairastaneilla.

Abstract Metabolic syndrome (MetS) is a cluster of obesity-related cardiometabolic risk factors. It predicts the development of cardiovascular disease and type 2 diabetes, which are major public health concerns. Visceral obesity and insulin resistance are the predominant underlying factors of MetS, other diagnostic components being elevated blood pressure, high triglycerides, and low HDL-cholesterol. The most important treatment of MetS is through lifestyle changes. There are limited data concerning the prevalence of MetS among young populations. Furthermore, even though the effects of physical activity on MetS components are well established at an individual basis and in some subpopulations, large population-based data about associations of young men’s fitness and MetS-related cardiometabolic risk factor changes are warranted. In Finland, military service is compulsory for males. In 2005, 1,160 young men (mean age 19.2 years, range 18–28 years) were followed throughout their military service (6–12 months) in the Sodankylä Jaeger Brigade. The military service period includes high amounts of physical exercise, but no dietary restrictions. Physical fitness, anthropometrics, body composition, and cardiometabolic risk factors were assessed at the beginning and at the end of military service. Among the entire study population, the prevalence of MetS was 3.5–6.8 %, depending on the definition used, and increased in parallel with an increasing body mass index. On the average, the military training period resulted in a decrease in body weight and amount of fat tissue, especially visceral fat, and improved physical fitness. Body composition and fitness improvements were more pronounced in overweight and obese service men. Beneficial changes in body composition and related cardiovascular risk factor improvements were associated with increased physical fitness, especially aerobic fitness. This study indicates that an improvement in physical fitness is related to improvements in body fat distribution and cardiovascular health at population level in young men. This is an age when co-morbidities are usually as yet non-existing, but might be most efficiently prevented by lifestyle changes, such as becoming physically active. / Tiivistelmä Metabolinen oireyhtymä on tyypin 2 diabeteksen ja valtimosairauksien riskitekijäryväs. Sen osatekijöitä vyötärölihavuuden lisäksi ovat kohonnut verenpaine, insuliiniresistenssi, korkea veren triglyseridipitoisuus ja HDL-kolesterolin pitoisuus. Viime vuosina metabolinen oireyhtymä on yleistynyt lihavuuden lisääntymisen myötä. Lihavuuden ja sen liitännäissairauksien tärkeimpiä hoitokeinoja ovat laihtumiseen tähtäävät elintapamuutokset. Liikunnan tiedetään johtavan edullisiin kehonkoostumusmuutoksiin sekä kardiovaskulaaririskitekijöiden parantumiseen. Laajat väestötason tutkimukset nuorten aikuisten kunnon ja varhaisten valtimosairausriskitekijöitten muutosten välisistä yhteyksistä kuitenkin puuttuvat. Varusmiespalvelus tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tarkastella nuoria miehiä laajassa, lähes valikoitumattomassa väestöotoksessa, sillä Suomessa varusmiespalvelus on pakollinen kaikille miehille. Vuonna 2005 1160 miestä (keski-ikä 19,2 vuotta, vaihteluväli 18–28 vuotta) astui palvelukseen Sodankylän jääkäriprikaatissa. Kehonkoostumus, fyysinen kunto, antropometria sekä veren rasva-arvot mitattiin varusmiespalveluksen (6–12 kk) alussa ja lopussa. Metabolisen oireyhtymän vallitsevuus oli 3,5–6,8 % käytetystä määritelmästä riippuen. Se oli yleisempi korkeimmissa painoindeksiluokissa. Keskimäärin koko aineistossa varusmiesten paino laski, kehon rasvan määrä väheni ja kunto parani palvelusaikana. Edulliset muutokset fyysisessä kunnossa ja kehon koostumuksessa korostuivat ylipainoisilla ja lihavilla varusmiehillä. Nämä muutokset, erityisesti painon ja sisälmysrasvan väheneminen, olivat yhteydessä kestävyyskunnon paranemiseen. Vastaavasti kardiovaskulaaririskitekijöiden edulliset muutokset olivat yhteydessä erityisesti kestävyyskunnon paranemiseen ja vyötärölihavuuden vähenemiseen. Tämän tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että nuorten miesten valtimosairauksien riskitekijöiden muutos on yhteydessä fyysisen kunnon nousuun. Nuoret miehet tulee saada lisäämään vapaa-ajan liikuntaa myös siviilielämässä. Keski-iässä yleistyvät valtimosairaudet ja diabetes voisivat olla huomattavissa määrin torjuttavissa vaikuttamalla nuorten miesten liikuntatottumuksiin.

Abstract Polycystic ovary syndrome (PCOS) is the most common endocrine disorder affecting reproductive aged women, with reproductive, metabolic and cardiovascular implications across the life span. The typical features of PCOS include irregular menstruation, androgen excess and polycystic ovaries in ultrasonography. The majority of women with PCOS are overweight or obese, and, at least partly, obesity-driven metabolic abnormalities often coexist with PCOS. Despite intensive research, it has remained unclear whether PCOS per se is a risk factor of metabolic abnormalities, and cardiovascular disease and events. The main aim of the current work was to investigate whether PCOS is an independent risk factor of metabolic abnormalities and cardiovascular diseases. The study population consisted of the prospective population-based Northern Finland Birth Cohort 1966, and we used data collected at ages 14, 31 and 46. The definition of PCOS was based on self-reported PCOS symptoms at age 31 and/or PCOS diagnosis by age 46. The results revealed that weight gain in early life was a risk factor for the development of PCOS. As for metabolic outcomes, at age 46, normal-weight women with PCOS did not display increased odds of abnormal glucose metabolism. However, weight gain during early adulthood was significantly associated with abnormal glucose metabolism in women with PCOS by age 46. Interestingly, PCOS per se was already associated with elevated blood pressure at age 31 and hypertension at age 46, independently of obesity. Women with PCOS also displayed reduced cardiac vagal activity, which was associated with metabolic abnormalities and hypertension. Furthermore, even though no major anatomical or functional impairments were observed in echocardiography, women with PCOS displayed a significantly greater prevalence of myocardial infarction and a two-fold higher prevalence of cardiovascular events than controls. In conclusion, our findings indicate that even though PCOS is an independent risk factor of metabolic derangements, related obesity is a major metabolic risk factor in these women. The role of PCOS in cardiovascular events per se remains controversial and requires follow-up of this cohort. Given all this, maintaining normal weight and preventing weight gain, especially during early adulthood, should be the main priority in the prevention of adverse metabolic changes in women with PCOS. / Tiivistelmä Munasarjojen monirakkulaoireyhtymä (polycystic ovary syndrome, PCOS) on lisääntymisikäisten naisten yleisin hormonaalinen häiriö aiheuttaen runsaasti sairastavuutta ja terveydenhuollon kustannuksia. PCOS:n diagnostisiin kriteereihin kuuluvat epäsäännöllinen kuukautiskierto, lisääntynyt miessukupuoli-hormonivaikutus sekä monirakkulaiset munasarjat. Merkittävä osa oireyhtymää sairastavista naisista on ylipainoisia tai lihavia ja oireyhtymän kanssa yhtä aikaa esiintyykin useita, ainakin osittain ylipainosta johtuvia, metabolisia häiriöitä. Lukuisista tutkimuksista huolimatta on kuitenkin epäselvää, altistaako PCOS itsessään metabolisille häiriöille sekä sydän- ja verisuonisairauksille. Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli selvittää, onko PCOS itsenäinen metabolisten ja sydän- ja verisuonisairauksien riskiä lisäävä tekijä. Tutkimus pohjautui Pohjois-Suomen syntymäkohortti 1966 tutkimuksen 14-, 31- ja 46-vuotisseurantoihin. PCOS luokittelu perustui 31- ja 46-vuotiskyselyissä itse ilmoitettuihin tyypillisiin PCOS oireisiin ja/tai diagnoosiin. Tutkimuksessa havaittiin, että 14- ja 31-ikävuoden välillä tapahtuva painonnousu oli yhteydessä PCOS diagnoosiin myöhemmällä iällä. 46-vuotiaana normaalipainoisilla PCOS naisilla ei ollut suurentunut tyypin 2 diabetes riski, mutta painonnousu varhaisaikuisuudessa oli merkittävästi yhteydessä sokeriaineenvaihdunnan häiriöön PCOS naisilla. PCOS oli yhteydessä kohonneeseen verenpaineeseen 31-vuotiaana ja hypertensioon 46-vuotiaana ylipainosta riippumatta. Oireyhtymään liittyvät metaboliset häiriöt olivat tärkein sydämen autonomisen hermoston säätelyyn vaikuttava tekijää, kun taas PCOS itsessään ei vaikuttanut autonomisen hermoston toimintaan. PCOS:ään sairastavien naisten sydämen rakenne ja funktio eivät merkitsevästi poikenneet kontrolloiden vastaavista muuttujista. Kuitenkin suhteellisen nuoresta iästä huolimatta PCOS naisilla esiintyi enemmän sydäninfarkteja ja kaksi kertaa enemmän sydän- ja verisuonitapahtumia, kuin kontrolleilla. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että vaikkakin PCOS on itsenäinen riskitekijä metabolisille häiriöille, oireyhtymään liittyvä ylipaino vaikuttaa merkittävästi metabolisten häiriöiden esiintymiseen. PCOS:n ja sydän- ja verisuonitautitapahtumien yhteyden tarkempi tutkiminen vaatii kohortin jatkoseurantaa. Painonhallinnan tukemisen tulisi olla PCOS:ää sairastavien naisten hoidon kulmakivi.

Abstract Respiratory tract infections are the most common acute illnesses, and innate immunity and inflammation are important in defence against these infections. Mannose-binding lectin (MBL) mediates innate immune defences by recognising microbial structures. MBL deficiency caused by polymorphisms in the MBL2 gene has been associated with susceptibility to recurrent infections. Interleukin-6 (IL-6) is a mediator of inflammatory response. Polymorphisms in the IL-6 and IL-6 receptor (IL-6R) genes have been previously associated mainly with metabolic disorders and cardiovascular diseases. Chlamydia pneumoniae is a common pathogen in acute respiratory tract infections, but it also has a tendency to cause persistent infections, which have been associated with cardiovascular diseases and its risk factors, such as obesity. The aims of this study were to investigate if selected polymorphisms of the MBL2, IL-6 and IL-6R genes are associated with respiratory tract infections and markers of C. pneumoniae infection, and to study if persistent C. pneumoniae infection is connected with an elevated body mass index (BMI) in 893 Finnish male military conscripts. Respiratory tract infections were followed during their military service and serum samples were collected at the beginning and end of their service and during each infectious episode. A variation in serum MBL levels between different MBL2 genotypes and a MBL deficiency in homozygous exon 1 variant genotypes (at codons 52, 54 and 57) were observed. Low MBL levels and MBL2 polymorphisms in exon 1 and promoter region were found to be risk factors for susceptibility to respiratory tract infections as well as for positivity and a rise in C. pneumoniae antibodies during military service. Associations between IL-6R gene polymorphisms in the promoter region (-183G/A) and in intron 1 and respiratory tract infections were found. In addition, the IL-6 -174G/C polymorphism was associated with persistently elevated C. pneumoniae antibodies and with slightly elevated serum C-reactive protein (CRP) levels, pointing to chronic C. pneumoniae infection. Furthermore, persistent C. pneumoniae antibodies as a suggestive marker of chronic infection, and elevated serum CRP levels as a marker of systemic inflammation, were associated with an elevated BMI. In conclusion, the findings support the role for MBL in susceptibility to infections and provide new information about the association between MBL and common respiratory tract infections. The results also suggest that the 5’ area of the IL-6R gene may be a possible candidate region for respiratory tract infection susceptibility, and that IL-6 genetics may be associated with C. pneumoniae infection. The study also provides new information about the role of possible chronic C. pneumoniae infection in obesity. / Tiivistelmä Hengitystieinfektiot ovat yleisimpiä äkillisiä sairauksia, ja synnynnäisellä immuunivasteella ja tulehduksella on tärkeä rooli puolustuksessa näitä infektioita vastaan. Synnynnäiseen immuniteettiin kuuluva mannoosia sitova lektiini (MBL) tunnistaa infektioita aiheuttavien mikrobien rakenteita. MBL2-geenin polymorfismien aiheuttaman MBL-proteiinin puutteen on todettu altistavan toistuville infektioille. Interleukiini-6 (IL-6) on tulehduksen välittäjänä toimiva sytokiini. IL-6- ja IL-6-reseptori (IL-6R) -geenien polymorfismit on aikaisemmin yhdistetty lähinnä metabolisiin häiriöihin sekä sydän- ja verisuonitauteihin. Chlamydia pneumoniae eli keuhkoklamydia on yleinen hengitystieinfektioiden aiheuttaja, mutta se voi myös aiheuttaa kroonisia infektioita, jotka on yhdistetty sydän- ja verisuonitauteihin sekä niiden riskitekijöihin kuten lihavuuteen. Työn tarkoituksena oli tutkia tiettyjen MBL2-, IL-6- ja IL-6R-geenien polymorfismien yhteyttä hengitystieinfektiohin ja keuhkoklamydiavasta-ainetasoihin sekä keuhkoklamydiainfektion yhteyttä painoindeksiin 893 suomalaisella varusmiehellä. Hengitystieinfektioita seurattiin palveluksen aikana, ja seeruminäytteet kerättiin palveluksen alussa, lopussa ja jokaisen infektion aikana. Tutkimuksessa havaittiin vaihtelua seerumin MBL-pitoisuudessa eri MBL2-genotyyppien välillä sekä MBL:n puute homotsygooteissa eksoni 1 -alueen varianttigenotyypeissä (kodoneissa 52, 54 ja 57). Alhaiset MBL-tasot sekä MBL2-geenin polymorfismit eksoni 1 -alueella ja säätelyalueella olivat riskitekijöitä hengitystieinfektioalttiudelle sekä keuhkoklamydiavasta-aineiden esiintymiselle ja vasta-aineiden nousulle palveluksen aikana. IL-6R-geenin polymorfismit säätelyalueella (-183G/A) ja introni 1 -alueella liittyivät hengitystieinfektioihin. Lisäksi IL-6-geenin -174G/C polymorfismi oli yhteydessä jatkuvasti kohonneisiin keuhkoklamydiavasta-aineisiin sekä seerumin C-reaktiivisen proteiinin (CRP) tasoihin, jotka mahdollisesti osoittaisivat kroonista keuhkoklamydiainfektiota. Lisäksi krooniseen keuhkoklamydia-infektioon viittaavat vasta-ainetasot sekä tulehdukseen liittyvä kohonnut CRP-pitoisuus olivat yhteydessä ylipainoon. Tutkimuksen tulokset tukevat aikaisemmin havaittua MBL:n vaikutusta infektioalttiuteen ja lisäksi antavat uutta tietoa MBL:n yhteydestä tavallisiin hengitystieinfektioihin. Tulokset viittaavat myös siihen, että IL-6R-geenin 5’-alueella voi olla yhteyttä hengitystieinfektioalttiuteen ja että IL-6-polymorfismi olisi yhteydessä keuhkoklamydiainfektioon. Tutkimus antaa myös uutta tietoa mahdollisen kroonisen keuhkoklamydiainfektion liittymisestä ylipainoon.

Abstract Depression is a common mental disorder in the Finnish population. There are several biological, psychological and social factors in the background of depression. The aim of this study was to investigate depression in association with birth weight, age at menarche, obesity and metabolic syndrome using data from the Northern Finland 1966 Birth Cohort. A large, prospectively collected general population-based birth cohort of originally 12058 liveborn children was used as study population. The database provided information on birth characteristics and features of the primary family. The follow-up studies were performed at the age of 14 years by postal inquiry, and at the age of 31 years by postal inquiry and clinical examination. Information on age at menarche and weight and height was obtained from the postal questionnaire at 14 and 31 years and clinical examination at 31 years. Data on abdominal obesity and metabolic syndrome were gathered from the clinical examination. Data on depressive symptoms measured by the Hopkins Symptom Checklist-25 (HSCL-25), self-reported physician-diagnosed lifetime depression and the use of antidepressants were gathered from the postal questionnaire at 31 years. Females with high birth weight and high ponderal index (index of the birth measures, kg/m3) had a higher risk of depressive symptoms at 31 years measured by the HSCL-25 compared with females with normal birth weight and ponderal index. Males with ponderal index belonging to the lowest 5 percentile had an increased risk for physician-diagnosed depression at 31 years. Females with late menarche (≥ 16 years) had an elevated risk of depression measured by the HSCL-25, the use of antidepressants and self-reported physician-diagnosed depression compared with females with menarche at 12–15 years. Obesity measured by BMI at 14 years increased the risk of depressive symptoms measured by the HSCL-25 at 31 years among both males and females. Females who were obese both at baseline and at follow-up had an increased risk of depressive symptoms, and the proportion of those who used antidepressants was higher among females who had gained weight compared to females who had stayed normal-weighted. Males with abdominal obesity measured by waist-to-hip ratio had an increased risk of depressive symptoms and physician-diagnosed depression, and the proportion of those who used antidepressants was higher compared with subjects without abdominal obesity. Abdominal obesity did not associate with depression in females. Metabolic syndrome did not associate with depression. The results indicate an increased risk of depression at 31 years in females with high birth weight, late menarche, adolescent obesity and weight gain and in males with adolescent obesity and abdominal obesity. / Tiivistelmä Depressio on yleinen mielenterveyden häiriö suomalaisväestössä. Depression taustalla on monia biologisia, psykologisia ja sosiaalisia tekijöitä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia depressiota selvittäen, onko syntymäpainolla, menarkeiällä, lihavuudella ja metabolisella oireyhtymällä yhteyttä depressioon Pohjois-Suomen vuoden 1966 syntymäkohorttiaineistossa. Tutkimusaineistoon kuului alun perin 12058 elävänä syntynyttä lasta. Tietokantaan oli jo aiemmin kerätty aineistoa syntymään ja primaariperheeseen liittyen. Kohortin jäsenten ollessa 14-vuotiaita tehtiin seurantatutkimus postikyselynä ja 31-vuotiaana tehtiin sekä postikysely että kliininen tutkimus. Tiedot menarkeiästä kerättiin 31-vuotispostikyselystä, paino- ja pituustiedot sekä 14- ja 31-vuotispostikyselyistä että kliinisen tutkimuksen tiedoista. Kliininen tutkimus sisälsi tiedot myös keskivartalolihavuuden ja metabolisen oireyhtymän määrittämiseksi. 31-vuotispostikyselyssä depressio-oireita kysyttiin HSCL-25 -oirekyselyllä; lisäksi kysyttiin, oliko lääkäri todennut aiemmin masennusta sekä oliko tutkittavilla käytössä masennuslääkkeitä. Naisilla, joiden syntymäpaino ja ponderaali-indeksi (syntymäpainon ja pituuden suhdetta kuvaava indeksi, kg/m3) oli korkea, depressio-oireiden riski 31-vuotiaana mitattuna HSCL-25:lla oli suurentunut verrattuna naisiin, joilla oli normaali syntymäpaino ja ponderaali-indeksi. Miehillä, joilla oli hyvin alhainen ponderaali-indeksi kuuluen alimpaan 5 % ryhmään, riski lääkärin toteamaan masennukseen oli suurentunut. Naisilla, joiden menarkeikä oli 16-vuotta tai myöhemmin, riski depressio-oireiden esiintyvyyteen, depressiolääkkeiden käyttöön ja lääkärin toteaman depression esiintyvyyteen oli suurentunut verrattuna naisiin, joiden menarkeikä oli 12–15-vuotta. Lihavuus 14-vuotiaana lisäsi masennusoireiden riskiä mitattuna HSCL-25:lla sekä 31-vuotiailla miehillä että naisilla. Naisilla, jotka olivat lihavia sekä 14- että 31-vuotiaana, masennusoireiden riski oli suurentunut. Naisilla, joiden paino oli noussut, masennuslääkkeitten käyttö oli yleisempää verrattuna naisiin, joilla paino oli pysynyt normaalina. Keskivartalolihavuus oli miehillä yhteydessä suurentuneeseen depressio-oireiden ja lääkärin toteaman masennuksen riskiin, ja he käyttivät yleisemmin masennuslääkkeitä verrattuna miehiin ilman keskivartalolihavuutta. Naisilla keskivartalolihavuus ei ollut yhteydessä masennukseen. Metabolinen oireyhtymä ei ollut yhteydessä masennukseen. Tulokset osoittavat korkean syntymäpainon, myöhäisen menarkeiän ja nuoruusiän lihavuuden sekä painon nousun lisäävän masennusriskiä 31-vuotiailla naisilla, 31-vuotiailla miehillä nuoruusiän lihavuus sekä keskivartalolihavuus olivat yhteydessä suurentuneeseen masennusriskiin.

Abstract Recognition of individuals at highest risk for psychosis is challenging and no definitive biomarkers are yet available. Physical illnesses associated with a sedentary lifestyle are common in patients with severe mental illness. Both, bodyweight and risk for psychosis are associated with brain white matter (WM) abnormalities. There are several dysregulated pathways which are common in psychiatric illnesses and weight-related processes, but it is not known how weight and vulnerability for psychosis interact in the brain. The present study examines brain WM microstructure and its association to body mass index (BMI) in young adults with a familial risk for psychosis (FR). In addition, the level of physical activity and cardiorespiratory fitness in individuals vulnerable to psychosis was examined. Participants of the present study are members of the Northern Finland Birth Cohort 1986. Two separate clinical substudies were conducted. The first having been done when the participants were at age 15–16. At that time, physical activity was defined by postal questionnaire (n=6,987) and cardiorespiratory fitness was measured by a submaximal cycle ergometer test (n=4,803). Risk for psychosis was viewed from three perspectives, with possible overlap between groups: having familial risk for psychosis, existing prodromal symptoms at age 15–16, and development of hospital treated psychosis between the ages of 16 and 20 years. The latter substudy was conducted when the participants were aged between 20 and 25 years. Diffusion tensor imaging was performed on 108 participants. Our study showed that there was no difference in WM microstructure between FR and control groups suggesting that WM abnormalities are not a genetic feature for risk of psychosis in all populations. However, the association between BMI and WM microstructure differed significantly between the FR and control groups. We also demonstrated that the level of physical activity was lower before the onset of psychotic illness. Therefore, these results imply that it would be of great importance to consider weight and physical activity levels in subjects at risk for psychosis, in order to avoid the detrimental effects of a sedentary lifestyle on overall health. / Tiivistelmä Korkeimmassa psykoosiriskissä olevien tunnistaminen on haastavaa, eikä kunnollisia biomarkkereita ole käytettävissä. Vähäiseen liikunta-aktiivisuuteen liitetyt fyysiset sairaudet ovat yleisiä vakavaa mielenterveyshäiriötä sairastavilla. Sekä kehonpaino että psykoosialttius on yhdistetty aivojen valkean aineen rakenteen poikkeavuuksiin. Useat kehon säätelymekanismien poikkeavuudet liittyvät sekä psykiatrisiin sairauksiin että painoon liittyviin prosesseihin, mutta ei ole olemassa tutkimustietoa siitä, miten paino ja psykoosialttius vaikuttavat yhdessä aivojen rakenteeseen. Tässä osajulkaisuväitöskirjassa tutkitaan aivojen valkean aineen mikrorakennetta nuorilla aikuisilla, jotka ovat sukuriskissä sairastua psykoosiin, sekä painon vaikutusta valkean aineen rakenteeseen psykoosiriskissä. Lisäksi tutkitaan psykoosialttiiden nuorten liikunta-aktiivisuutta ja kuntoa. Tutkittavat kuuluvat Pohjois-Suomen vuoden 1986 syntymäkohorttiin. Kaksi osatutkimusta toteutettiin, joista aikaisempi kliininen tutkimus tutkittavien ollessa 15–16-vuotiaita. Tuolloin selvitettiin liikunta-aktiivisuus postikyselyn avulla (n=6,987) ja aerobinen kunto mittaamalla hapenottokyky polkupyöräergometrilla (n=4,803). Psykoosialttiutta tarkasteltiin kolmella tavalla, ja ryhmien välillä esiintyi osittaista päällekkäisyyttä: sukurasitus, 15–16 v. iässä raportoidut psykoosinkaltaiset oireet ja sairaalahoitoon johtanut psykoosi 16–20 v. iässä. Toinen kliininen osatutkimus toteutettiin tutkittavien ollessa 20–25-vuotiaita. Tutkimuksen yhteydessä tehtiin aivojen diffuusiotensorikuvaus 108 osallistuneelle. Aivojen valkean aineen mikrorakenteessa ei havaittu eroa sukuriskissä olevien ja kontrollien välillä viitaten siihen, että poikkeavuudet valkean aineen rakenteessa eivät olisi psykoosiriskin geneettinen piirre kaikissa populaatioissa. Havaitsimme kuitenkin, että assosiaatio painoindeksin ja valkean aineen rakenteen välillä oli erilainen sukuriski- ja kontrolliryhmissä. Tutkimus osoitti myös, että liikunta-aktiivisuus on alentunut jo ennen psykoosisairauden puhkeamista. Psykoosiriskissä olevien liikuntatottumuksiin ja painoon tulisi kiinnittää erityistä huomiota jo varhaisessa vaiheessa elimellisten sairauksien ehkäisemiseksi.

Abstract Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide and type 2 diabetes is reaching a global epidemic. Epidemiological studies have identified numerous risk factors and pharmacotherapies in relation to these cardiometabolic diseases. However, the detailed molecular mechanisms of these risk factors and drug therapies generally remain incompletely understood. Elucidating the underlying molecular effects would be essential for better understanding of the disease pathogenesis and also for discovering new therapeutic targets. Quantitative serum metabolomics, which allows for simultaneous quantification of multiple circulating metabolic measures, provides a hypothesis-free approach to systematically inspect the metabolic changes in response to endogenous and exogenous stimuli. Metabolomics thus presents a valuable tool to study the detailed molecular effects of disease risk factors and drug therapies. However, current metabolomics studies are mostly conducted in small cross-sectional studies and the causal relations of the risk factors on the metabolic measures are generally unclear, providing limited public health impact. The present thesis serves as a proof-of-concept to illustrate that well-designed observational studies can be used to infer causality. With the exemplars of assessing molecular effects of two risk factors (body mass index and sex hormone-binding globulin) and two drug therapies (statins and oral contraceptives), the thesis demonstrates that an improved causal inference can be achieved in observational studies via the combination of multiple study designs, including cross-sectional, longitudinal and Mendelian randomization analysis. This robust study design approach together with metabolomics data can be also extended to study the molecular effects of other risk factors and drug therapies. With an improved molecular understanding of a wide range of risk factors and therapies, better understanding of disease pathogenesis is ensured. / Tiivistelmä Sydän- ja verisuonitaudit ovat johtava kuolinsyy maailmassa ja tyypin 2 diabetes on saavuttamassa globaalin epidemian mittasuhteet. Epidemiologiset tutkimukset ovat löytäneet useita riskitekijöitä ja lääkehoitoja edellä mainituille yleisille taudeille. Tyypin 2 diabetekseen ja sydän- ja verisuonitauteihin liittyvät yksityiskohtaiset molekylaariset mekanismit ymmärretään kuitenkin puutteellisesti. Molekylaaristen yksityiskohtien tarkempi ymmärtäminen olisi siten erittäin merkittävää sekä tautiprosessien ymmärtämiseksi että lääkehoitojen kehittämiseksi. Seerumin kvantitatiivinen metabolomiikka mahdollistaa useiden metabolisten suureiden samanaikaisen määrittämisen verenkierrosta ja tarjoaa siten hypoteesittoman lähestymistavan sekä sisäisten että ulkoisten ärsykkeiden aiheuttamien metabolisten muutosten systemaattiseen tutkimukseen. Metabolomiikka on siten arvokas työkalu yksityiskohtaisten molekylaaristen mekanismien tutkimuksessa, olipa kyseessä taudin riskitekijät tai lääkehoito. Metabolomiikkatutkimuksia on kuitenkin pääasiassa tehty pienissä poikittaistutkimuksissa ja riskitekijöihin liittyvien metabolisten suureiden syy- ja seuraussuhteet ovat yleisesti epäselviä, josta johtuen metabolisten suureiden kansanterveydellinen sovellettavuus on ollut heikkoa. Tämä väitöskirja esittelee tutkimuskonseptin hyvin suunniteltujen havaintotutkimuksien soveltamiseksi syy- ja seuraussuhteiden arvioinnissa. Työ sisältää esimerkit kahden riskitekijän (painoindeksi ja sukupuolihormoneja sitova globuliini) ja kahden lääkehoidon (statiinit ja ehkäisypillerit) molekylaaristen vaikutusten kausaalisista tutkimuksista. Tulokset havainnollistavat, että kausaalisten johtopäätösten luotettavuutta voidaan parantaa yhdistämällä useita tutkimusasetelmia, kuten poikittais- ja pitkittäistutkimuksia sekä Mendelististä satunnaistamista. Esitettyjä luotettavia tutkimusasetelmia, yhdessä metabolomiikkadatan kanssa, voidaan laajentaa muiden riskitekijöiden ja lääkehoitojen molekylaaristen vaikutusten tutkimuksiin. Parantunut molekyylitason ymmärrys useista riskitekijöistä ja lääkehoidoista johtaa myös parempaan tautiprosessien ymmärtämiseen.