Pioneeri – Kirsi Vähäkangas

Toksikologiasta ei voi luopua…

Kirsi Vähäkangas, toksikologian professori emerita

Oltuani nyt 4,5 vuotta ”eläkelääkkeellä” (tyttärentyttären, silloin 3-vuotias, ilmaisu olotilalleni eläkkeelle jäätyäni), alan tottua siihen, että suurin osa aikaani on omaa, eikä tarvitse hermostua, jos ei ole kahdeksalta aamulla vauhdissa. En yleensä enää ole. Jos palaveriin on tarvetta, lupaan olla valmiina aikaisintaan yhdeksältä, mieluiten vasta kymmeneltä. Nautin täysin siemauksin rauhallisesta aamiaisesta Aamu-TV:n äärellä!

Olen kuitenkin kiitollinen, että en ole joutunut luopumaan tieteestä. Tutkimusryhmämme, jota nyt virallisesti johtaa professori Markus Forsberg, on osa suurta EU-konsortiota, joka tutkii mikro- ja nanomuovien lisääntymistoksisuutta. Kollegojen kanssa kirjoitellaan tieteellisiä yleiskatsauksia. Vielä on yksi monitieteinen väitöskirja yhteistyössä Oulun yliopiston prosessitekniikan yksikön kanssa osa-ohjauksessa; vielä saan parin gradun ohjausryhmässä paneutua tämän hetken tärkeimpiin mielenkiinnon kohteisiini, sikiön altistumiseen ja nikotiinin toksisuuteen. Olen edelleen Suomen Toksikologiyhdistyksen Toksikologirekisterilautakunnan puheenjohtaja. Onnekseni saan myös olla mukana minulle erittäin mielenkiintoisissa kansainvälisissä asiantuntijatehtävissä. Kaiken tämän mahdollistaa emerita-sopimus, jossa yliopistomme takaa minulle kelvolliset työolosuhteet, mm. työtilan, tietokoneen, sähköpostin ja kirjaston käytön muodossa, mistä suurkiitos!

Vuonna 1998, Kuopion farmakologian ja toksikologian laitoksen vanhemman, vakituisen toksikologian professorin viran tullessa auki, useampi kollega rohkaisi minua hakemaan. Itse olin hyvin skeptinen mahdollisuuksistani. Päätettyäni sitten hakea valmistin hakupaperit huolella, mukaan lukien opetusportfolio ja näkemykseni toksikologian alan kehittämisestä Kuopion yliopistossa. Vuoden 1999 loppusyksystä sain puhelun Kuopiosta: olin ensimmäisellä sijalla ja viran todennäköinen seuraava haltija. Kävin myös Kuopiossa perusteellisessa haastattelussa. Sain nimityksen 1.3.2000 ja aloitin viran hoitamisen 1.7.2000, koska halusin osallistua suunniteltuihin kevään opetuksiin Oulun yliopistossa ja sopeutua ajatukseen Kuopioon muutosta. Suuri kiitos valinnastani lankeaa ohjaajilleni ja mentoreilleni professori Olavi Pelkoselle ja Dr. Curtis C Harrisille, joiden kanssa yhteistyössä olivat syntyneet tutkimussarjat tupakansavun ja bentspyreenin toksikologiasta, ja sikiön altistumisesta (OP) ja TP53 geenin ja p53 proteiinin merkityksestä tupakansavun toksisuudessa (CCH). Uskon että nämä työt, osittain USA:n vuosien ja matkojen aikana tehdyt, olivat painavia valintaperusteita. Näissä projekteissa oli myös syntynyt virallisessa ohjauksessani viisi väitöskirjaa Oulun yliopistossa 1990-luvulla.

Siirryttyäni Kuopioon, yhteistyö sekä Oulun farmiksen, että Dr. Curt Harrisin (Chief, Laboratory of Human Carcinogenesis, NIH, NCI, USA) jatkui. Oulussa valmistui vielä kolme ja Kuopiossa yksi p53 väitöskirja. Muutaman graduprojektin aikana 2000 luvun alussa, ja yhteistyössä niihin aikoihin väitelleen dos. Päivi Myllysen kanssa siirrettiin istukkaperfuusio-menetelmän tietotaito Oulusta myös Kuopioon. Ihmisen istukan perfuusio, josta ei koskaan voi vaikeutensa takia tulla rutiinimenetelmää, on osoittanut tarpeellisuutensa: kautta vuosikymmenien sitä on tarvittu mm. useassa EU-projektissa, mukaan lukien uusi AURORA mikro-nanomuovi-konsortio. Väitöskirjoja istukkaperfuusioon liittyen on vuoden 2000 jälkeen valmistunut kaksi Oulussa, kuusi Kuopiossa ja yksi HongKongin yliopistossa. Tällä hetkellä taidamme olla ainoa tutkimuslaboratorio Suomessa, jossa tämä menetelmä on käytössä.

Istukkaperfuusioon myötä oli kiinnostukseni tutkimusetiikkaan lisääntynyt siinä määrin, että olen saanut olla pääohjaajana kahdessa tieteellisen tutkimuksen etiikkaan liittyvässä väitöskirjassa, ja vuosien varrella osallistua usean tutkimuseettisen toimikunnan työskentelyyn paikallisella ja kansallisella tasolla. Järjestin myös etiikasta kiinnostuneiden kollegojen kanssa pitkän sarjan vuosittaisia etiikan seminaareja, joihin onnistuimme hankkimaan kansallisesti näkyviä esitelmän pitäjiä. Yliopiston tuki oli arvokas ja materialisoitui rehtorien pitäminä avauspuheenvuoroina. Ehkä hauskin seminaari oli kansainvälisen yhteistyön etiikkaa käsittelevä, johon mm. pyysin laitoksella vierailevaa intialaista jatko-opiskelijaa kertomaan oman maansa käytännöistä. Hän aloitti esityksensä sanoen: ”There is no research ethics in India…”. Olemme myös kirjoittaneet useita tutkimusetiikkaa käsitteleviä yleiskatsauksia, joissa olemme kollegojen kanssa tarkastelleet yleisemminkin tutkimusetiikan tilaa nykytieteessä. Tämähän on alue, joka on kriittinen, kun ajatellaan tutkimustiedon hyödyntämistä käytännön päätöksen teossa. Ainoastaan rehellisillä tuloksilla on käyttöarvoa terveyden edistämisessä, kun taas eettisesti kyseenalaiset menetelmän ja tulokset johtavat harhaan sekä kollegat, että tutkimustulosten hyödyntäjät. Ikäviä esimerkkejä tästä valitettavasti kirjallisuudessa riittää. Paras lähtökohta tieteessä on intohimo totuuden selvittämiseen, kuten opin jo nuorena ikuisesti mieleeni jääneen kongressiluennon opetuksesta.

Toksikologian opetusta annoin jo Oulun yliopiston farmakologian ja toksikologian kursseilla. Se sopi luontevasti tutkimusaiheisiini, ja vuosien varrella kiinnostuin toksikologiasta yhä syvemmin. Se heijastui kaikkeen työaikanani, mm. olin pitkään Suomen Toksikologiyhdistyksen hallituksessa ja kahteen otteeseen (1988-1989 ja 2010-2013) yhdistyksen presidentti. Yhdistys järjesti sekä kansallisia että kansainvälisiä tieteellisiä kokouksia, joiden järjestelyihin tietysti osallistuin aktiivisesti. (mm, vuonna 2004 kansainvälinen toksikologikokous Tampereella, jonka järjestelytoimikunnassa olin kansainvälisen tieteellisen ohjelmatoimikunnan puheenjohtaja). Pienempiä kansainvälisiä kokouksia järjestin yksinkin sekä Oulussa, että Kuopiossa. Vuoteen 2010 asti se onnistui Kuopiossa, koska käytössäni oli vielä toksikologian opetussihteeri Päivi Mensalon arvokasta työpanosta. Uuden yliopistolain ja yliopiston muuttuneen työkulttuurin takia vastaava toiminta ei enää vuoden 2010 jälkeen ollut aikaisemmassa laajuudessa mahdollista.

Tärkein yliopiston antama tehtävä Kuopioon siirtyessäni oli perustaa toksikologian maisteriohjelma. Kuopion yliopistossa oli jo käyty iso prosessi ideoinnissa ja syksyllä 2000 oli loppusuoralle päässyt 18 ohjelmaa, yhtenä toksikologia. Niinpä osallistuimme professori Hannu Raunion kanssa syksyn ajan värikkäisiin kehitysseminaareihin, joita johti professori Osmo Hänninen. Loppujen lopuksi yliopisto halusi meiltä hybridiohjelman ympäristötieteen kanssa. Opetusministeriö siunasi hankkeen ja ensimmäiset opiskelijat 2-vuotiseen toksikologian maisteriohjelmaan otettiin syksyllä 2002. Ensimmäinen opiskelija valmistui 2004, kahden vuoden tavoiteajassa. Kursseja suunniteltaessa hyvänä pohjana olivat professori Jouko Tuomiston 1980-luvulla aloittaman toksikologian jatkokoulutusohjelman kurssiohjelmat. Niiden pohjalta muokattiin, kehitettiin ja vähitellen alettiin jo 2000-luvun alkupuolella muuttaa opetusta englanninkieliseksi. Englanninkielisille kursseille oli kova tarve lisääntyvän kansainvälisten vaihto- ym. opiskelijoiden määrän takia. Vuonna 2009 alkoi sitten kokonaan englanninkielinen, kansainvälinen yleisen toksikologian maisteriohjelma.

Monikymmenvuotinen paneutuminen toksikologiaan on kirkastanut missioni tällä alalla. Jo hyvin varhaisessa vaiheessa uraani ajauduin tupakansavun ja sikiötoksisuuden pariin. Yhteistyössä väitöskirjaani ohjanneen Olavi Pelkosen ehdotuksesta paneuduimme tupakansavun sikiövaikutuksiin hiirimallia hyväksi käyttäen. Emon altistuminen vaikutti sekä sikiöiden painoon, että maksan CYP (AHH)- entsyymiaktiivisuuteen (Vähäkangas ym. 1982), ja vähensi selvästi sikiöiden ovarioiden munasolumääriä, vaikka ei vaikuttanutkaan emojen munasarjoihin (Vähäkangas ym. 1985). Myöhemmin ihmisillä on löydetty vastaava vaikutus: äidin tupakointi raskauden aikana vähentää tyttöjen lisääntymiskykyä (Wesselink ym 2019). Tämä ja monet muutkin tupakan sikiöhaitat ovat vahvistumassa nimenomaan nikotiinin aiheuttamiksi, kuten elimistön tärkeiden elinten kehitystä häiritsevä vaikutus, ja niistä seuraavat sairaudet (esim. ADHD) (England ym. 2017, Vähäkangas & Ekblad 2021, Juusela & Vähäkangas 2022).

Nikotiinin toksisuutta on tähän mennessä tutkittu perusteellisesti toksikologisilla testeillä, malleilla ja menetelmillä. Minkä tahansa muun, samanlaista toksisuutta aiheuttavan aineen käyttö olisi varmaan jo kielletty, mutta kaupallisten intressien takia tupakkaa myydään edelleen, ja nikotiinin myynti mm. sähkösavukkeina, nuuskana ja nikotiinipusseina on räjähdysmäisessä kasvussa. Iso raha puhuu. Siihen liittyen suosittelen Erkki Aurejärven muistelmateosta, (Aurejärvi 2022), mutta en iltalukemiseksi, jos haluaa nukahtaa! Tupakkateollisuuden edun mukaista on, että jopa terveydenhuollon edustajat ovat edellyttäneet epidemiologista näyttöä jokaisesta nikotiinin annosmuodosta erikseen. Nikotiini on nikotiini, ja erittäin voimakasta riippuvuutta aiheuttava aine annostelutavasta riippumatta. Riippuvuuteen vaikuttavat annostelutiheys, elimistöön tuleva annos, genetiikka ja ikä – nuoret ovat eritysherkkiä nikotiiniaddiktion kehittymiselle. Sikiön altistuminen lisää tätä herkkyyttä.

Miksi sikiö on niin herkkä nikotiinille? Äidin veressä oleva nikotiini mennä hulahtaa helposti istukan läpi (Veid ym. 2011), ja voi suorastaan kertyä sikiöön. Sikiön kaikissa muodostuvissa elimissä on lähes alusta alkaen nikotiinireseptoreita ja nikotiinin monien haittavaikutusten mekanismeihin liittyy sitoutuminen näihin reseptoreihin. Sikiön kudokset muodostuvat solujen jakaantuessa, kulkeutuessa eri puolille elimistöä ja erilaistuessa. Kaikkia näitä prosesseja nikotiini voi häiritä. Muutokset aivoissa lisäävät alttiutta nikotiini- ja muiden addiktioiden syntymiselle myöhemmin. Näin nuorten naisten saaminen nikotiinikoukkuun varmistaa seuraavien sukupolvien nikotiiniaddiktion. Nuoruusiän herkkyys liittyy siihen, ettei elimistö ole syntyessä valmis, vaan monien elinten, varsinkin aivojen ja keuhkojen kehitys jatkuu pitkälle nuoruusikään, jopa aikuisuuteen. Kaikkein herkimpiä nikotiiniaddiktion syntymiselle ovat siis nuoret, jotka ovat altistuneet jo kohdussa. Circulus vitiosus!

Akateemisen toksikologian tehtäviä toteutetaan farmasian laitoksella yliopistolain mukaisesti. Tulevien toksikologien kouluttaminen, josta Itä-Suomen yliopisto (aik. Kuopion yliopisto) on ansiokkaasti vastannut jo vuosikymmeniä, ja tieteellinen tutkimus, jota harjoitetaan monien toksikologisten ongelmien parissa varsinkin farmasian laitoksella, mutta laajemminkin yliopistossamme, ovat tämän toiminnan ytimessä. Yhteiskunnallinen vaikuttaminen, uusin yliopistojen tehtävistä, on äärimmäisen tärkeää toksikologiassa, alueella, jossa on kysymys väestön terveydestä ja kemiallisten terveysuhkien torjumisesta. Tätä tehtävää tukevat sekä perus-, että jatkokoulutus toksikologiassa, ja tieteellinen tutkimus, joka antaa eväät päätöksenteolle ja lakien säätämiselle tällä alueella. Nämä eivät kuitenkaan riitä, vaan tarvitaan myös aktiivista yhteiskunnallista toimintaa. Tupakan ja nikotiinin haittavaikutusten vastustamiseen käytännön tasolla osallistuvat monet osapuolet, Savuton Suomi 2030 ja Lääkärit tupakkaa vastaan (DAT eli doctors against tobacco) verkostot tärkeimpien joukossa. Niiden toimintaan osallistumisen olen viime vuosina katsonut paitsi erittäin mielenkiintoiseksi, myös suorastaan velvollisuudekseni.

Viitteet

Aurejärvi E. Kovempaa peliä. Into Kustannus Oy. 2022.

England LJ, Aagaard K, Bloch M, Conway K, Cosgrove K, Grana R, Gould TJ, Hatsukami D, Jensen F, Kandel D, Lanphear B, Leslie F, Pauly JR, Neiderhiser J, Rubinstein M, Slotkin TA, Spindel E, Stroud L, Wakschlag L. Developmental toxicity of nicotine: A transdisciplinary synthesis and implications for emerging tobacco products. Neurosci Biobehav Rev. 2017;72:176-189.

Juusela M, Vähäkangas K. Kohti savutonta ja nikotiinitonta elämää. 2022. ISBN 978-951-9298-94-5. Saatavana osoitteessa terveysportti.fi (hoitotyön tietokanta)

Veid J, Karttunen V, Myöhänen K, Myllynen P, Auriola S, Halonen T, Vähäkangas K. Acute effects of ethanol on the transfer of nicotine and two dietary carcinogens in human placental perfusion. Toxicol Lett. 2011, 205: 257-264.

Vähäkangas K, Ekblad M. Nikotiinin vaikutus sikiön kasvuun ja kehitykseen. SLL 2021, 76: 2793 – 2799.

Vähäkangas, K., Hirn, M. and Pelkonen, O.: Effect of maternal cigarette smoke exposure on fetuses of inbred strains of mice responsive and non-responsive to polycyclic aromatic hydrocarbons. Toxicol. Lett. 10: 81-86, 1982.

Vähäkangas, K., Rajaniemi, H. and Pelkonen, O.: Ovarian toxicity of cigarette smoke exposure during pregnancy in mice. Toxicol. Lett. 25: 75-80, 1985.

Wesselink AK, Hatch EE, Rothman KJ, Mikkelsen EM, Aschengrau A, Wise LA. Prospective study of cigarette smoking and fecundability. Hum Reprod. 2019, 34: 558-567.