Arkeologian opiskelija Sami Viljanmaa hytisee kylmissään. Miehellä on yllään pelkät shortsit, tennissukat ja lenkkarit. Hänen ihoonsa on kiinnitetty 13 lämpöanturia, jotka mittaavat kehon lämpötilaa päästä varpaisiin.
Oulun aluetyöterveyslaitoksen kylmälaboratoriossa on tasainen 10 asteen pakkanen, mutta Samilla ei ole lupa edes hypellä lämpimikseen.
Kysymys ei ole sadistisesta ihmiskokeesta vaan tiedettä palvelevasta tutkimuksesta, jolla selvitetään city-ihmisten reagointia ja sopeutumista kylmyyteen ja talven tuloon.
Koekaniineina on kymmenen vapaaehtoista, tervettä nuorta miestä, jotka kukin vuorollaan teljetään laboratorioon ja pidetään pari tuntia vuoroin kylmässä ja valoisassa, kylmässä ja pimeässä ja vertailun vuoksi vielä lämpimässä ja valoisassa. Koe kestää kymmenen päivää.
Äideiltä ja tyttöystäviltä ei ole kyselty mielipiteitä, mutta tutkimuksella on Oulun yliopiston eettisen toimikunnan lupa. Miehille ei koidu mitään vaaraa siitä, että heitä pidetään puolialastomina pakkasessa. Kehon pintalämpötila laskee kokeen aikana, mutta syvälämpö pysyy normaalina.
Kymmenen päivän aikana tapahtuu selvää karaistumista. Vilustumista ei tarvitse pelätä, sillä flunssa ei tule kylmästä vaan viruksista.
Miehille tehdään viljalti tutkimuksia. Sydämen sykkeen lisäksi tarkkaillaan reaktiokykyä, älyllistä suorituskykyä ja sorminäppäryyttä sekä mielialaa. Verikokeista seurataan stressihormonien ja pimeähormoniksi kutsutun melatoniinin erittymistä. Huojuntalaitteella tutkitaan tasapainoa, ja lopuksi miehet pannaan vielä ampumaan tarkkuusammuntaa Speden speleistä tutulla laitteella.
Tarkoitus on selvittää, miten kylmyys vaikuttaa liipasinsormen herkkyyteen ja tarkkuuteen.
Arktista lääketiedettä palveleva koe kuuluu Oulun yliopiston fysiologian laitoksen pitkäaikaiseen tutkimusten sarjaan, jolla selvitetään laaja-alaisesti pohjoisen ihmisten sopeutumista voimakkaisiin vuodenaikavaihteluihin sekä valon ja pimeyden vaikutusta mielialoihin ja hedelmällisyyteen.
Professori Juhani Leppäluoto sanoo, ettei tarvitse kuin vilkaista maapallon karttaa huomatakseen, miksi aihe on tärkeä juuri meille suomalaisille. Puolet maapallon 60. leveyspiirin pohjoispuolella vakinaisesti asuvista on suomalaisia. Me olemme myös EU:n pohjoisin kansa.
Oulu tunnetaan
melatoniinikaupunkina
Alan kansainvälisissä kongresseissa Oulu tunnetaan nimellä "the City of Melatonin", melatoniinikaupunki. Aivojen käpyrauhasen erittämä melatoniini-hormoni on ollut jo neljännesvuosisadan ajan fysiologian laitoksen keskeisimpiä tutkimuskohteita.
Tärkeä läpimurto tapahtui vuonna 1984, kun Juhani Leppäluoto onnistui yhdessä professori Olli Vuolteenahon ja dosentti Olli Vakkurin kanssa kehittämään melatoniinille tarkan ja nopean määritysmenetelmän, jota nykyisin käytetään laboratorioissa kaikkialla maailmassa.
"Melatoniinia on helppo valmistaa kemiallisesti ja siksi se on saavuttanut kyseenalaista mainetta ryppyvoiteiden ihmeaineena ja vanhenemisen hidastajana.
Koeputkessa se toimiikin kudosten hapettumista estävänä antioksidanttina ja se lisää elinikää hiirikannoilla, joilla melatoniinin eritys on vähäistä, mutta ihmisellä lääketieteelliset näytöt puuttuvat.
Tällä hetkellä tiedetään, että pieni annos melatoniinia parantaa vanhusten unta ja se voi myös lievittää pitkiin lentomatkoihin liittyviä jet lag -oireita", Juhani Leppäluoto kertoo.
Valo säätelee
ihmisen rytmejä
Valo säätelee ihmisen vuorokauden ja vuodenaikojen rytmiä, ja melatoniinilla on säätelyssä keskeinen osuus.
Eläinkunnassa esimerkiksi lisääntymisrytmi on vahvasti valon säätelemää. Pohjoisen vaativissa oloissa on lajin säilymisen kannalta tärkeää, että jälkeläiset syntyvät lajille otolliseen aikaan. Leppäluodon ryhmä on tutkinut muun muassa poroja, joilla melatoniini pitää huolen siitä, että vasat eivät synny talvella.
Valo vaikuttaa myös ihmisen lisääntymisrytmiin, mutta ei yhtä selvästi kuin eläimillä. Leppäluodon ryhmä on selvittänyt yhdessä Oulun yliopiston naistenklinikan tutkijoiden kanssa melatoniinin ja sukurauhashormonien erittymistä Oulun seudulla asuvilla terveillä naisilla.
Vanhastaan tiedettiin, että Suomessa syntyy eniten lapsia maaliskuussa, joten otollisinta aikaa hedelmöitymiselle on touko-kesäkuun valoisa aika, jolloin melatoniin eritys on matala ja aivolisäke- ja sukuhormonieritys runsasta.
Tutkijat havaitsivat useita vuodenaikojen vaihteluun liittyviä monimutkaisia hormonimuutoksia, joiden lääketieteellistä merkitystä ei vielä tunneta. Terveille naisille niillä tuskin on suurta merkitystä, mutta ainakin hedelmöityshoidoissa olevia naisia Juhani Leppäluoto neuvoo välttämään melatoniinia.
Syksyn pimetessä melatoniinin eritys lisääntyy. Talvimasennuksen otaksuttiin pitkään johtuvan pimeinä vuodenaikoina lisääntyvästä melatoniinista, mutta tutkimukset ovat osoittaneet, että kaamosmasennuksesta kärsivien melatoniinin eritys ei poikkea normaalista.
Kaamosmasennus ei
johdu pimeähormonista
Leppäluodon mukaan kaamoksen alakuloon, uupumukseen, unihäiriöihin ja hiilihydraattinälkään vaikuttavat enemmän serotoniini ja muut sen kaltaiset aivojen välittäjäaineet, joita tunnetaan jo useita kymmeniä.
Melatoniinilla voi kuitenkin olla yhteyksiä muihin psyykkisiin häiriöihin. Väkivaltaisia itsemurhia tehdään pohjoisella pallonpuoliskolla eniten keväällä. Belgiassa tehdyn tutkimuksen mukaan huippu osuu toukokuun 15. päivän tienoille.
Belgialaistutkimuksessa melatoniinit mitattiin kuitenkin päivällä otetuista näytteistä, mikä Juhani Leppäluodon mukaan ei ole tulosten kannalta luotettava, koska pimeähormoni erittyy yöllä.
"Melatoniinilla on rauhoittava vaikutus, joten sen matalalla erityksellä saattaa olla yhteys vakavaan itsetuhoisuuteen, mutta tätä ei vielä ole selvitetty riittävästi", Leppäluoto toteaa.
Oululaisryhmä on hiljattain julkaissut melatoniinin kiistanalaisesta vuodenaikavaihtelusta luotettavaa tutkimustietoa, joka todennäköisesti johtaa jatkoselvityksiin.
Sodankylässä tehtyyn tutkimukseen osallistui 20 työssä käyvää 20-40-vuotiasta miestä. Melatoniinin mittaaminen on vaivalloista, koska hormonia erittyy yöllä pimeässä, jolloin näytteenotto on vaikea järjestää ja se häiritsee tutkimukseen osallistuvien normaalia vuorokausirytmiä.
Sodankylän miehiltä melatoniini mitattiin aamuvirtsasta, johon hormoni yön aikana kertyy. Näytteet kerättiin joka toinen kuukausi vuoden ajan. Sodankylän observatoriosta tutkijat saivat tarkat tiedot valon määrästä näytteiden keruun aikaan.
Pohjoisessa lumipeitekin
vaikuttaa hormoneihin
Tulokset osoittivat kiistattomasti, että yöllinen melatoniinin eritys on talven pimeydessä kaksi kertaa suurempi kuin keväällä.
Suomen oloissa lumipeitekin yllättäen vaikuttaa hormoneihin." Kun maa on keväällä vielä lumen peitossa, siitä heijastuva valo estää melatoniinin erittymistä tehokkaammin kuin taivaalta tuleva suora valo", Leppäluoto kertoo.
Oululaisryhmä on jo jäljittämässä melatoniinia uudella menetelmällä, vastaanottajareseptorien kautta. Kaikilla hormoneilla ja välittäjäaineilla on elimistössä omat reseptorinsa, joiden kautta niiden vaikutus välittyy. Tähän perustuu esimerkiksi lääkeaineiden vaikutus.
Leppäluoto otaksuu, että melatoniinia vastaanottavia reseptoreja löytyy ihmisen elimistöstä laajemmin kuin tähän saakka on luultu. "Niitä näyttää löytyvän esimerkiksi sydämestä, jossa niillä saattaa olla merkitystä esimerkiksi rytmihäiriöiden ja joidenkin sydänsairauksien synnyssä. Tutkimukset ovat vasta aluillaan."