Abstract Resistin was discovered in the year 2000. In the mouse, it was reported to be produced by adipocytes and to be linked with insulin resistance and obesity. Human resistin has been shown to be produced by leucocytes but the literature contains contradictory results on its association with obesity and type 2 diabetes. Aim of this study was to clarify the role of resistin in the human context especially in type 2 diabetes and atherosclerosis. The first study examined the possible association of human resistin gene variants with type 2 diabetes. The studied three variants were not associated with type 2 diabetes though they were demonstrated in the second study to be associated with the plasma resistin concentration. However, two gene variants were associated with the prevalence of cerebrovascular disease in subjects with type 2 diabetes. In the third work, the association of the plasma resistin level with the risk factors of atherosclerosis and early atherosclerosis measured with carotid artery intima-media thickness (IMT) were studied. Plasma resistin level was not associated with IMT independently from the known risk factors of atherosclerosis. However, resistin was associated with inflammatory markers highly sensitive CRP and the number of leucocytes whereas insulin resistance did not associate with resistin. In the fourth study, resistin expression in different leucocytes and its modulation, as well as the effect of resistin on monocyte adhesion to endothelium were evaluated. The novel discovery was that resistin is expressed in all the main leucocyte lineages, with monocytes and neutrophils exhibiting the highest relative mRNA and protein levels of resistin. Resistin expression was up-regulated by pro-inflammatory factors in the cells of both innate and adaptive immunity. The present results demonstrating that resistin increases adhesion and expression of some adhesion molecules support the hypothesis that resistin may be involved in the development of atherosclerosis. The above results indicate that resistin is widely produced by leucocytes and therefore may participate in inflammatory processes. Since it may be considered as an inflammatory cytokine, resistin may also influence the development of atherosclerosis. In the future, resistin could possibly be used as a marker of inflammation. / Tiivistelmä Vereen erittyvä uusi hormoni, resistiini, löydettiin vuonna 2000. Hiirellä resistiinin on havaittu erittyvän rasvasoluista ja sen on arveltu toimivan linkkinä lihavuuden ja insuliiniresistenssin välillä. Ihmisellä resistiinin tehtävä on toistaiseksi huomattavasti epäselvempi ja toisin kuin hiirellä ihmisen resistiinin korkein ilmentymistaso on valkosoluissa. Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli selvittää ihmisen resistiinin toimintaa ja erityisesti sen liittymäkohtia tyypin 2 diabetekseen ja ateroskleroosiin. Ensimmäisessä osatyössä on selvitetty resistiini-geenin nukleotidimuuntelun yhteyttä tyypin 2 diabetekseen ja siihen liittyviin tekijöihin diabetespotilasaineistossa. Resistiinin geenimuuntelu ei tulosten perusteella ole yhteydessä tyypin 2 diabetekseen, vaikka sillä näyttääkin olevan vaikutusta plasman resistiini-pitoisuuteen, mikä havaittiin toisessa osatyössä. Geenimuuntelulla oli havaittavissa yhteyttä aivovaltimosairauteen. Kolmannessa osatyössä plasman resistiinipitoisuuden yhteyttä valtimonkovettumatautiin ja sen riskitekijöihin tutkittiin Pohjois-Pohjanmaalta kerätyssä aineistossa (n = 525). Plasman resistiinipitoisuudella ei havaittu itsenäistä yhteyttä kaulavaltimonseinämänpaksuuteen, joka kuvastaa alkuvaiheen valtimokovettumataudin tasoa. Tulehdukselliset merkit kuten veren valkosolujen määrä ja plasman CRP-pitoisuus liittyivät suurentuneeseen plasman resistiinipitoisuuteen mutta insuliiniresistenssimuuttujat eivät. Neljännessä osatyössä tutkittiin resistiinin ilmentymistä. Resistiinin havaittiin ilmentyvän kaikissa keskeisissä valkosolutyypeissä ja lisäksi tulehdustekijät lisäsivät sen tuottoa. Erityisesti neutrofiileissä ja monosyyteissä resistiinin ilmentymistasot olivat korkeita. Endoteelisoluilla selvitettiin resistiinin vaikutuksia ateroskleroosiin liittyviin muutoksiin. Resistiini lisäsi monosyyttien kiinnittymistä endoteelisoluihin, mikä on tyypillinen ilmiö varhaiselle ateroskleroosille. Tämän työn tulosten perusteella ihmisen resistiinillä ei ole merkittävää yhteyttä insuliiniresistenssiin ja tyypin 2 diabetekseen. Sen sijaan havainto resistiinin ilmentymisestä useammissa valkosolutyypeissä, kuin mitä aikaisemmin on raportoitu, ja yhteys tulehdustekijöihin osoittaa, että ihmisen resistiinin toiminta liittyy tulehdustiloihin. Resistiini aiheuttaa myös endoteelisoluissa samanlaisia ateroskleroosille altistavia muutoksia kuin muutkin tulehdustekijät. Tulevaisuudessa plasman resistiini-pitoisuutta voidaan mahdollisesti käyttää tulehdustilojen arvioinnissa.

Abstract Metabolic syndrome is a constellation of metabolic abnormalities including abdominal obesity, glucose intolerance, insulin resistance, hypertension and dyslipidemia. Metabolic syndrome increases the risk of cardiovascular diseases and type 2 diabetes mellitus. A unifying pathophysiological mechanism behind these abnormalities has not been detected. The prevalence of cardiovascular diseases and type 2 diabetes mellitus is increasing all over the world. It is important to identify the factors contributing to these diseases. The aim of this thesis was to study how the peptide hormone resistin is associated with metabolic syndrome and find out whether intrauterine growth restriction predisposes to adverse changes in lipid and glucose metabolism and peptide hormones in a rat model. Resistin is secreted mainly from macrophages in humans. It possesses proinflammatory properties. Controversial results about its role on obesity, insulin resistance and metabolic syndrome have been reported. In the first study of this thesis, resistin levels were measured from 1500 Finnish subjects in the cross-sectional Health 2000 study. Higher resistin levels were detected in subjects fulfilling the criteria for metabolic syndrome compared to subjects without metabolic syndrome. Resistin was associated with several components of metabolic syndrome. Data derived from epidemiological studies show that low birth weight is associated with an increased risk for chronic diseases in adulthood. A rat model of intrauterine growth restriction was created. In the second study, unfavorable changes in the peptide hormones resistin and adiponectin were detected that may predispose rats to subsequent insulin resistance. In addition to intrauterine growth restriction, the effect of postnatal fructose-rich diet was explored in the third study. Intrauterine growth restriction and postnatal fructose diet decreased body weight and induced adverse changes in lipid and glucose metabolism in offspring. However, fetally growth-restricted rats were not more susceptible to the adverse effect of fructose diet. In conclusion, this study demonstrates that resistin is associated with metabolic syndrome and is increased by intrauterine growth restriction. Restricted maternal diet during pregnancy influences weight and lipid metabolism in rat offspring. / Tiivistelmä Metaboliseksi oireyhtymäksi kutsutaan sydän- ja verisuonitautien sekä tyypin 2 diabeteksen riskitekijöiden kasaumaa. Näitä riskitekijöitä ovat keskivartalolihavuus, heikentynyt glukoosin sieto, insuliiniresistenssi, korkea verenpaine sekä rasva-aineenvaihdunnan häiriöt, erityisesti korkea triglyseridipitoisuus ja matala HDL-taso. Näiden tekijöiden taustalta ei ole löydetty selkeää yhdistävää mekanismia. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli tutkia resistiinin yhteyttä metaboliseen oireyhtymään sekä selvittää, altistaako raskauden aikainen aliravitsemus ja siihen liittyvä alhainen syntymäpaino häiriöille rasva- ja glukoosiaineenvaihdunnassa sekä peptidihormoneissa rotalla. Resistiini erittyy ihmisellä pääasiassa tulehdussoluista, erityisesti makrofageista. Sillä on todettu olevan tulehdusta edistäviä vaikutuksia. Resistiinin yhteydestä lihavuuteen, insuliiniresistenssiin ja metaboliseen oireyhtymään on julkaistu ristiriitaisia tuloksia. Väitöskirjan ensimmäisessä osatyössä plasman resistiinipitoisuudet määritettiin 1500 suomalaiselta poikkitieteellisessä Terveys 2000 -tutkimuksessa. Havaittiin, että resistiinipitoisuudet olivat korkeammat niillä tutkimushenkilöillä, joilla oli metabolinen oireyhtymä verrattuna henkilöihin, joilta oireyhtymä puuttui. Epidemiologisissa tutkimuksissa on havaittu, että alhainen syntymäpaino on yhteydessä korkeampaan riskiin sairastua moniin kroonisiin sairauksiin, kuten sydän- ja verisuonitauteihin aikuisiässä. Toisessa ja kolmannessa osatyössä tutkittiin rottamallissa raskauden aikaisen ravintorajoituksen vaikutusta jälkeläisten kasvuun, rasva- ja sokerimetaboliaan sekä peptidihormoneihin. Toisessa osatyössä todettiin, että rajoitettu ravinto raskauden aikana aiheutti haitallisia muutoksia resistiini- ja adiponektiinipitoisuuksissa altistaen jälkeläiset insuliiniresistenssille. Kolmannessa osatyössä tutkittiin lisäksi syntymänjälkeisen fruktoosipitoisen ravinnon vaikutuksia. Raskauden aikaisen aliravitsemuksen ja fruktoosiravinnon vaikutuksesta rotat olivat aikuisena pienempiä ja niillä havaittiin häiriöitä rasva- ja sokeriaineenvaihdunnassa. Tutkimus osoittaa, että korkea plasman resistiini-pitoisuus liittyy metaboliseen oireyhtymään. Lisäksi voidaan todeta, että rajoitettu ravinto raskauden aikana aiheuttaa rotalla korkeamman resistiini-pitoisuuden lisäksi muutoksia painossa ja rasva-aineenvaihdunnassa.