Stress and cellular aging : Associations between stress-related factors and leukocyte telomere length
Savolainen, Katri (2016)
Savolainen, Katri
Helsingin yliopisto
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2528-6
Studies in Psychology : 122
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-2528-6
Studies in Psychology : 122
Tiivistelmä
It is well established that stress poses an elevated risk for non-communicable diseases and early mortality. However, the underlying mechanisms are not fully understood. There is strong, yet not conclusive, evidence showing that telomeres, non-coding DNA-protein complexes (TTAGGG) located at the end of chromosomes, are associated with aging-related diseases including cardiovascular diseases, stroke and type 2 diabetes. The aim of this thesis is to expand the relatively scant literature on stress and telomere length and to study whether stress-related factors are associated with leukocyte telomere length (LTL), a possible biomarker of cellular aging.
The participants were from the Helsinki Birth Cohort Study, which comprises 13,345 individuals born from 1934 to 1944 in Finland. Between the years 2001 and 2004 a randomly selected sample of subjects participated in a detailed clinical examination including blood sampling for LTL measurement. LTL data, measured by the quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) method, was available for 1964 participants (men n = 912 and women n = 1052) at a mean age of 61.5 (SD = 2.9, Range = 56.7 - 69.8) years. In conjunction with the clinical examination, the participants reported on the following stress-related factors: the Beck Depression Inventory (n = 1954), the Mental Health Index (n = 1950) and the Vitality Scale (n = 1950) from the SF36/RAND to capture depressive symptoms. After clinical examination they completed the NEO Personality Inventory (n = 1671) to capture personality dimensions that either render individuals vulnerable to or buffer them from stress and the Traumatic events checklist (n = 1486) to capture traumatic experiences across the lifespan. Objective stress-related factors were derived from Finnish registries. These included mental disorders (n = 116 vs. 1840), sleep apnea (n = 44 vs. 1875) and snoring (n = 29 vs. 1875) that were identified from the Finnish Hospital Discharge Register, psychotropic medication use (n = 665 vs. 1291) that was identified from the Finnish National Social Insurance Institution Register, and early life stress (n = 215 vs. 1271), namely temporary separation from both parent(s) due to child evacuations from Finland during World War II, that was identified from the National Archives register. In addition, a subsample of the participants with LTL measurement underwent the Trier Social Stress Test (n = 287) during which HPA axis stress reactivity was measured.
The results showed no associations between personality dimensions, mental disorders, depressive symptoms, objectively measured early life stress, self-reported traumatic experiences across the lifespan, or HPA axis stress reactivity and LTL. However, a combination of objectively measured early life stress and self-reported traumatic experiences, and a history of sleep apnea, were associated with shorter LTL. Two unpredicted findings were also made. Individuals hospitalized for mental disorders who also used psychotropic medication had longer LTL than non-hospitalized controls; also an agreeable personality dimension was associated with LTL in a sex-specific manner such that more agreeable men and less agreeable women had shorter LTL.
As a majority of the findings did not support the study hypotheses, and the effect sizes in the few existing associations were relatively small, the results in this PhD thesis suggest that stress related factors are not strongly associated LTL, at least when measured with qPCR in an elderly sample showing little variation in age.
Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet että stressi lisää riskiä sairastua ikääntymiseen liittyviin sairauksiin sekä todennäköisyyttä ennenaikaiseen kuolemaan. Välittävää mekanismia ei kuitenkaan tunneta vielä täysin. On olemassa vahvaa, ei kuitenkaan täysin yhdenmukaista, tutkimusnäyttöä siitä, että ikääntymiseen liittyvät sairaudet ovat yhteydessä telomeereihin. Telomeerit ovat kromosomien päissä olevia toistuvia DNA jaksoja (TTAGGG), jotka eivät sisällä informaatiota proteiinien koodaamiseen. Lyhemmät telomeerit on yhdistetty ikääntymiseen liittyviin sairauksiin, kuten sydän- ja verisuonitauteihin, aivohalvaukseen ja 2 tyypin diabetekseen. Tämän väitöskirjan tarkoitus on laajentaa olemassa olevaa suhteellisen suppeaa kirjallisuutta stressin ja telomeeripituuden välisistä yhteyksistä, ja tutkia ovatko stressiin liittyvät tekijät yhteydessä lyhempään veren leukosyyttien telomeeripituuteen; mahdolliseen fyysisen ikääntymisen biomarkkeriin.
Tutkimukseen osallistuneet olivat osa Helsinki Syntymäkohorttia, johon kuuluu kokonaisuudessaan 13,345 vuosina 1934 - 1944 syntynyttä suomalaista. Vuosien 2001 - 2004 aikana sattumanvaraisesti valittu otos osallistui tarkkoihin kliinisiin tutkimuksiin, joiden aikana kerättiin myös verinäyte leukosyyttien telomeeripituuden määritystä varten. Leukosyyttien telomeeripituus määritettiin Kvantitatiivista polymeraasiketjureaktio (qPCR) mittausmenetelmää käyttäen 1964 osallistujalta (miehiä n = 912 ja naisia n = 1052) keskimäärin 61.5 (keskihajonta = 2.9, vaihteluväli = 56.7 - 69.8) vuoden iässä. Kliinisen tutkimuksen yhteydessä osallistujat täyttivät seuraavat stressiin liittyvät kyselyt; depressiivisiä oireita kuvastavat Beckin depressiokyselyn (n = 1954) sekä mielenterveysindeksin (n = 1950) ja vitaliteetti-indeksin (n = 1950) SF-36/RAND kyselystä. Kliinisen tutkimuksen jälkeen tutkittavat täyttivät heille lähetetyt Viiden faktorin mallin persoonallisuuskyselyn (n = 1671) stressille altistavien ja stressiltä suojaavien persoonallisuuspiirteiden kartoittamiseksi ja Traumaattisten tapahtumien kyselyn (n = 1486) elämän aikana koettujen traumaattisten tapahtumien selvittämiseksi. Objektiivisesti mitatut stressiin liittyvät tekijät koottiin suomalaisista rekistereistä. Tiedot sairaalahoitoa vaatineista mielenterveyshäiriöistä (n = 116 vs. 1840), uniapneasta (n = 44 vs. 1875) ja kuorsauksesta (n = 29 vs. 1875) kerättiin sairaalapoistorekisteristä, psyykelääkkeiden käyttö (n = 665 vs. 1291) Kansaneläkelaitoksen lääkekorvausrekisteristä ja varhainen stressikokemus, jollaiseksi määriteltiin väliaikainen erokokemus molemmista vanhemmista toiseen maailmansotaan liittyneiden väliaikaisten sotaevakoiden vuoksi (n = 215 vs. 1271), Suomen Kansallisarkistosta. Tämä lisäksi osa tutkittavista (n = 287) osallistui Trierin sosiaaliseen stressitestiin, jossa tutkittiin HPA akselin stressireagoivuutta.
Tulokset osoittivat, että persoonallisuuspiirteet, mielenterveyshäiriöt, depressiiviset oireet, objektiivisesti mitattu varhainen stressikokemus, itseraportoidut traumakokemukset ja stressireagoivuus eivät olleet yhteydessä leukosyyttien telomeeripituuteen. Havaitsimme kuitenkin, että yhdistelmänä varhainen stressikokemus ja myöhemmät traumakokemukset olivat yhteydessä lyhempiin leukosyyttien telomeereihin, kuten myös uniapnea. Tämän lisäksi teimme kaksi yllättävää löydöstä. Havaitsimme, että tutkittavat joilla oli mielenterveyshäiriö ja jotka käyttivät psyykelääkkeitä, oli pidemmät telomeerit kuin terveillä verrokeilla; myös sovinnollinen persoonallisuus oli yhteydessä leukosyyttien telomeereihin sukupuolispesifisti niin, että enemmän sovinnollisilla miehillä ja vähemmän sovinnollisilla naisilla oli lyhemmät leukosyyttien telomeerit.
Koska suurin osa löydöksistä ei tukenut alkuperäistä tutkimushypoteesia, eivätkä muutamat löydetyt yhteydet olleet vaikutukseltaan suuria, viittaavat tämän väitöskirjan tulokset siihen, ettei leukosyyttien telomeeripituus, ainakaan mitattuna qPCR:llä ikäjakaumaltaan kapeasta iäkkäiden henkilöiden otoksesta, ole vahvassa yhteydessä stressiin liittyviin tekijöihin.
The participants were from the Helsinki Birth Cohort Study, which comprises 13,345 individuals born from 1934 to 1944 in Finland. Between the years 2001 and 2004 a randomly selected sample of subjects participated in a detailed clinical examination including blood sampling for LTL measurement. LTL data, measured by the quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) method, was available for 1964 participants (men n = 912 and women n = 1052) at a mean age of 61.5 (SD = 2.9, Range = 56.7 - 69.8) years. In conjunction with the clinical examination, the participants reported on the following stress-related factors: the Beck Depression Inventory (n = 1954), the Mental Health Index (n = 1950) and the Vitality Scale (n = 1950) from the SF36/RAND to capture depressive symptoms. After clinical examination they completed the NEO Personality Inventory (n = 1671) to capture personality dimensions that either render individuals vulnerable to or buffer them from stress and the Traumatic events checklist (n = 1486) to capture traumatic experiences across the lifespan. Objective stress-related factors were derived from Finnish registries. These included mental disorders (n = 116 vs. 1840), sleep apnea (n = 44 vs. 1875) and snoring (n = 29 vs. 1875) that were identified from the Finnish Hospital Discharge Register, psychotropic medication use (n = 665 vs. 1291) that was identified from the Finnish National Social Insurance Institution Register, and early life stress (n = 215 vs. 1271), namely temporary separation from both parent(s) due to child evacuations from Finland during World War II, that was identified from the National Archives register. In addition, a subsample of the participants with LTL measurement underwent the Trier Social Stress Test (n = 287) during which HPA axis stress reactivity was measured.
The results showed no associations between personality dimensions, mental disorders, depressive symptoms, objectively measured early life stress, self-reported traumatic experiences across the lifespan, or HPA axis stress reactivity and LTL. However, a combination of objectively measured early life stress and self-reported traumatic experiences, and a history of sleep apnea, were associated with shorter LTL. Two unpredicted findings were also made. Individuals hospitalized for mental disorders who also used psychotropic medication had longer LTL than non-hospitalized controls; also an agreeable personality dimension was associated with LTL in a sex-specific manner such that more agreeable men and less agreeable women had shorter LTL.
As a majority of the findings did not support the study hypotheses, and the effect sizes in the few existing associations were relatively small, the results in this PhD thesis suggest that stress related factors are not strongly associated LTL, at least when measured with qPCR in an elderly sample showing little variation in age.
Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet että stressi lisää riskiä sairastua ikääntymiseen liittyviin sairauksiin sekä todennäköisyyttä ennenaikaiseen kuolemaan. Välittävää mekanismia ei kuitenkaan tunneta vielä täysin. On olemassa vahvaa, ei kuitenkaan täysin yhdenmukaista, tutkimusnäyttöä siitä, että ikääntymiseen liittyvät sairaudet ovat yhteydessä telomeereihin. Telomeerit ovat kromosomien päissä olevia toistuvia DNA jaksoja (TTAGGG), jotka eivät sisällä informaatiota proteiinien koodaamiseen. Lyhemmät telomeerit on yhdistetty ikääntymiseen liittyviin sairauksiin, kuten sydän- ja verisuonitauteihin, aivohalvaukseen ja 2 tyypin diabetekseen. Tämän väitöskirjan tarkoitus on laajentaa olemassa olevaa suhteellisen suppeaa kirjallisuutta stressin ja telomeeripituuden välisistä yhteyksistä, ja tutkia ovatko stressiin liittyvät tekijät yhteydessä lyhempään veren leukosyyttien telomeeripituuteen; mahdolliseen fyysisen ikääntymisen biomarkkeriin.
Tutkimukseen osallistuneet olivat osa Helsinki Syntymäkohorttia, johon kuuluu kokonaisuudessaan 13,345 vuosina 1934 - 1944 syntynyttä suomalaista. Vuosien 2001 - 2004 aikana sattumanvaraisesti valittu otos osallistui tarkkoihin kliinisiin tutkimuksiin, joiden aikana kerättiin myös verinäyte leukosyyttien telomeeripituuden määritystä varten. Leukosyyttien telomeeripituus määritettiin Kvantitatiivista polymeraasiketjureaktio (qPCR) mittausmenetelmää käyttäen 1964 osallistujalta (miehiä n = 912 ja naisia n = 1052) keskimäärin 61.5 (keskihajonta = 2.9, vaihteluväli = 56.7 - 69.8) vuoden iässä. Kliinisen tutkimuksen yhteydessä osallistujat täyttivät seuraavat stressiin liittyvät kyselyt; depressiivisiä oireita kuvastavat Beckin depressiokyselyn (n = 1954) sekä mielenterveysindeksin (n = 1950) ja vitaliteetti-indeksin (n = 1950) SF-36/RAND kyselystä. Kliinisen tutkimuksen jälkeen tutkittavat täyttivät heille lähetetyt Viiden faktorin mallin persoonallisuuskyselyn (n = 1671) stressille altistavien ja stressiltä suojaavien persoonallisuuspiirteiden kartoittamiseksi ja Traumaattisten tapahtumien kyselyn (n = 1486) elämän aikana koettujen traumaattisten tapahtumien selvittämiseksi. Objektiivisesti mitatut stressiin liittyvät tekijät koottiin suomalaisista rekistereistä. Tiedot sairaalahoitoa vaatineista mielenterveyshäiriöistä (n = 116 vs. 1840), uniapneasta (n = 44 vs. 1875) ja kuorsauksesta (n = 29 vs. 1875) kerättiin sairaalapoistorekisteristä, psyykelääkkeiden käyttö (n = 665 vs. 1291) Kansaneläkelaitoksen lääkekorvausrekisteristä ja varhainen stressikokemus, jollaiseksi määriteltiin väliaikainen erokokemus molemmista vanhemmista toiseen maailmansotaan liittyneiden väliaikaisten sotaevakoiden vuoksi (n = 215 vs. 1271), Suomen Kansallisarkistosta. Tämä lisäksi osa tutkittavista (n = 287) osallistui Trierin sosiaaliseen stressitestiin, jossa tutkittiin HPA akselin stressireagoivuutta.
Tulokset osoittivat, että persoonallisuuspiirteet, mielenterveyshäiriöt, depressiiviset oireet, objektiivisesti mitattu varhainen stressikokemus, itseraportoidut traumakokemukset ja stressireagoivuus eivät olleet yhteydessä leukosyyttien telomeeripituuteen. Havaitsimme kuitenkin, että yhdistelmänä varhainen stressikokemus ja myöhemmät traumakokemukset olivat yhteydessä lyhempiin leukosyyttien telomeereihin, kuten myös uniapnea. Tämän lisäksi teimme kaksi yllättävää löydöstä. Havaitsimme, että tutkittavat joilla oli mielenterveyshäiriö ja jotka käyttivät psyykelääkkeitä, oli pidemmät telomeerit kuin terveillä verrokeilla; myös sovinnollinen persoonallisuus oli yhteydessä leukosyyttien telomeereihin sukupuolispesifisti niin, että enemmän sovinnollisilla miehillä ja vähemmän sovinnollisilla naisilla oli lyhemmät leukosyyttien telomeerit.
Koska suurin osa löydöksistä ei tukenut alkuperäistä tutkimushypoteesia, eivätkä muutamat löydetyt yhteydet olleet vaikutukseltaan suuria, viittaavat tämän väitöskirjan tulokset siihen, ettei leukosyyttien telomeeripituus, ainakaan mitattuna qPCR:llä ikäjakaumaltaan kapeasta iäkkäiden henkilöiden otoksesta, ole vahvassa yhteydessä stressiin liittyviin tekijöihin.
Kokoelmat
- Kirjat [4324]