60 vuorokautta vuoteessa - nyt se on ohi

Euroopan avaruusjärjestö ESAn, Ranskan avaruushallinto CNESin, Kanadan avaruusviraston sekä Yhdysvaltain avaruushallinto NASAn yhteinen WISE-tutkimus (Women International Simulation Experiment) on edennyt edennyt varsinaisen toiminnallisen osan loppumetreille. Viimeinen kahdesta vuodemakuujaksosta päätyi marraskuun lopussa ja siihen osallistuneet 12 koehenkilöä ovat nyt tarkoissa lääketieteellisissä testeissä.

"Olisin viihtynyt makuulla pitempäänkin", totesi Päivi Lahti-Olsen, yksi kolmesta kokeeseen osallistuneesta suomalaisesta joulukuun alussa kokeen päätyttyä. "Itse makuuaika oli minulle helppo, sillä minulla oli paljon tekemistä: opiskelua, lukemista, elokuvia, käsitöitä ja niin edelleen."

Hanna Pyysalo, toinen suomalaisista, totesi varsinaisen makaamisen loppuvaiheiden olleen jo hyvin kiireisiä, koska testejä alettiin tehdä jo hyvissä ajoin. "Jaloille nousemisen hetki tulikin vastaan nopeammin vastaan kuin osasi odottaa. Ensimmäiset askeleet olivat riemastuttavaa hapuilua, kun kehon hallintaan ja liikeratoihin piti todella keskittyä. Pää oli kevyt ja jalat spaghettia." Varmuuden vuoksi Hanna huomauttaa ilkikurisesti, ettei pikkujouluajalla ollut mitään tekemistä hoipertelun kanssa...

"Paluu Maan pinnalle"

Nousu pystyyn pitkän makaamisen jälkeen on eräs kokeen kriittisimmistä, ja siksi mielenkiintoisimmista vaiheista. Koska kokeen aikana koehenkilöt ovat kuin avaruudessa ja heidän kehonsa ovat sopeutuneet makaamiseen aivan kuten astronautit painottomuuteen, vastaa pystyyn nouseminen avaruuslennon päättymistä ja paluuta takaisin Maahan.

Ensimmäisen, keväällä olleen kokeen aikana koehenkilöt menettivät makuuvaiheen aikana luumassaansa olennaisesti, mutta eivät niin paljoa, että voisi puhua osteoporoosista. "Heidän luustonsa massa putosi normaalina pidettyjen rajojen sisällä asteikon alaosiin", selittää lääkäri Arnaud Beck, joka vastaa kokeen suorittamisesta Ranskan avaruuslääketieteen ja -psykologian instituutissa MEDESissä. Ensimmäiseen koejaksoon osallistuneet henkilöt olivat saaneet takaisin normaalit luumassa-arvonsa kuuden kuukauden kuluttua kokeen päättymisestä.

Koehenkilöt menettivät makaamisen aikana kolmesta neljään kiloa lihasmassastaan, pääasiallisesti kehon alaosista ja erikoisesti jalkojen ulommista lihaksista (jotka pitävät meitä pystyasennossa). Sen sijaan koukistajalihasten (jotka liikuttavat raajoja) surkastuminen oli ollut varsin vähäistä. Lihasten kasvaminen takaisin alkuperäisiin mittoihinsa vaihtelee suuresti henkilöstä riippuen, mutta kolmen kuukauden kulutta kokeen päättymisestä suurin osa ensimmäinen koejakson osanottajista tunsi olonsa täysin normaaliksi ja pystyi toimimaan samaan tapaan kuin ennen koetta.

Koehenkilöt pystyivät kaikki kävelemään, joskin toisinaan hieman huojuen, vuorokauden sisällä pystyyn nousemisesta ja heidän sallittiin koittaa juoksemista kolmen vuorokauden kuluttua pystyyn nousemisesta tehdyssä suorituskykymittauksessa. "Käveleminen on itse asiassa hieman helpompaa kuin pelkkä seisominen, koska silloin lihakset auttavat verenkierrossa, mutta makaamisen aikana lihaksiin tullut jännitys tekee kävelyn aluksi hieman vaikeaksi", selittää Peter Jost.

Päivi Lahti-Olsen kertoo kuunnelleensa ennen omaa jalkeillenousuaan useamman päivän ajan naapurihuoneista riemunkiljahduksia ja naurua. "Se nosti tunnelmaa ja odotin todella hetkeä. Olimme nähneet jo aiemmin nousseita kollegoja, kuunnelleet heidän juttujaan ja katselleet heidän varovaista kävelyään. Myös aikaisemman kevään ryhmän osallistujien kommentit siitä, että ylösnouseminen oli ollut kerrassaan upea kokemus, parasta heidän tähänastisessa elämässään, nostatti odotuksia. Vihdoin minut kärrättiin kanadalaisten tutkijoiden huoneeseen, jossa odotti tuttu alipainelaatikko."

Koehenkilöt olivat tutustuneet alipainelaatikkoon jo hyvissä ajoin ennen makuuvaiheen alkua, sillä laite on olennaisessa osassa kokeessa. Siinä alipaineen avulla ikään kuin imetään alaruumiiseen verta ja siten jäljitellään sitä, minkä painovoima saa normaalisti Maan pinnalla aikaan.

"Siis jalat laatikkoon ja painetta pois, sitten koko sänky laatikoineen päivineen nostettiin pystysuoraan. Reilun viiden minuutin kuluttua sänky käännettiin vaakatasoon ja paine palautettiin normaaliksi. Olin ollut lähellä pyörtymistä, vaikka itse en tuntenut mitään outoa. Sain nousta istumaan ja seisomaan hitaasti omaan tahtiin, ja sitten oli aika tasapainoilla lankulla silmät auki ja kiinni."

Päivi kertoo, että jalat tuntuivat aluksi todella painavilta. "Piti ottaa kävellessä tukea seinistä ja olo oli oksettava. Kävelytestiin liittyviä mittareita kiinnitettäessä piti seisoa paikallaan viitisen minuuttia - ja silloin silmissä musteni. Onneksi tutkimusryhmä oli valmiina ottamaan kiinni ja sain heti tuolin alleni ja jalat nostettua ylös."

Myös Hanna Pyysalo kuvailee tunteneensa itsensä pahoinvointiseksi heti seisomaan nousun jälkeen, mihin liittyen syöminen oli hankalaa. "Ruokahaluni oli kadonnut kokeen aikana ja syödessä kylläisyyden tunne tuli vastaan välittömästi", Hanna jatkaa. "Kun aikaisemmin kokeen aikana olin kyennyt syömään aterian ilman näläntunnetta, niin pystyyn noustua ei ruoka yksinkertaisesti mahtunut vatsaan."

Ruokahalun katoaminen oli tullut tutuksi jo kokeen edellisessä vaiheessa keväällä. Siksi Rangueilin yliopistollisen keskussairaalan (jonka alueella sijaitsee) keittiöllä aikaisempaa suuremmat vaatimukset. Edellisen ryhmän koehenkilöiden toiveesta ruokia on pyritty tekemään herkullisemmiksi, mutta siten, että annosten ravintoarvot eivät ole muuttuneet.

"Jotta koehenkilöiden luusto pysyisi kunnossa, piti heidän nauttia runsaasti hedelmiä ja vihanneksia", selittää kokeen johtaja Peter Jost. "Meidän tuli kuitenkin huomioida heidän vatsansa kapasiteetin pieneneminen makaavassa asennossa, sillä silloin rintakehä painaa mahan pienemmäksi." Ruoan nauttiminen maaten on myös normaalia hankalampaa, joten ruoka-annosten piti olla mahdollisimman miellyttäviä.

Ensimmäiset päivät pystyssä

"Paras hetki ensimmäisenä päivänä oli se, kun pääsi käymään ulkona", kertoo Päivi. "En ollut haistanutkaan kahteen kuukauteen ulkoilmaa (täällä ei saa ikkunoita auki) enkä juuri nähnyt ulos muuta kuin taivasta (ikkunat ovat tosi ylhäällä). Ihana viileäkö raikas ilma, tuuli kasvoilla ja kaikki tuoksut, jotka tuntuivat tosi voimakkaina! Hieno tunne oli myös katsoa kauas maisemaan, silmät saivat ansaittua lepoa seinien ja tietokoneruudun tuijottelun jälkeen. Tämä oli jotakin, mitä olin todella odottanut!" Tässä suhteessa kokemukset ovat myös samanlaisia kuin lennolta Maahan palaavilla avaruuslentäjillä.

"Kaikki näytti aikaisempaa pienemmältä ja mittasuhteet muuttuivat", kertoo puolestaan Hanna. "Olin rauhaton, yksinkertainen kävely tuotti iloa ja ruokailu pöydän ääressä oli suorastaan luksusta."

Seuraavien päivien aikana koehenkilöiden pohkeet ja jalkapohjat ovat olleet todella kipeät. Hanna vertaa olotilaa pitkän vaelluksen jälkeiseen tunteeseen ja Päivi veraa maratoniin: "Kuin olisi juossut sen kylmiltään ja jättänyt venyttelemättä jälkeenpäin. Myös alaselkään ja niskaan koski vähän. Ruokahalu ei edelleenkään ollut palannut ja oksettava olotila tuntui aina jalkeilla ollessa. Neljäntenä päivänä jalkeilla ollessa oli olo jo parantunut huomattavasti, eikä enää sattunut muualle kuin hieman pohkeisiin. Edelleen jalat olivat voimattomat, eikä kävely ollut vielä kovin joustavaa, mutta jalkeilla jaksoi jo olla pidempiäkin aikoja. Ruokahalun paluuta odottelen vielä, mutta nyt kun ulkona jaksaa jo liikkua enemmän, uskoisin ruokahalunkin parantuvan pian."

Vaikka monien mielestä makuulta nouseminen oli ollut suurenmoinen kokemus, ei Päiviin se tehnyt suurta vaikutusta: "Sinänsä makuulta nouseminen takaisin jaloille ei ollut mielestäni mikään järisyttävän upea tai elämäni paras kokemus, mutta kiinnostavaa kaikki on ollut. Osallistuminen tähän kokeeseen on ollut mielenkiintoista ja jännittävää. Hienointa on ollut tehdä työtä kansainvälisen tutkijatiimin kanssa ja saada paljon uusia ystäviä. Ja mukavaa on myös palata pian kotiin!"

Kaksi samanlaista koejaksoa

WISE-kokeen tarkoituksena on tutkia miten painottomuus vaikuttaa ihmiseen ja miten painottomuuden haitallisia vaikutuksia voidaan lievittää. Painottomuudessa ihmisen lihakset alkavat surkastua, luusto heikkenee ja veren määrä vähenee. Verenkiertoelimistö sekä hermosto sopeutuvat uuteen tilanteeseen. Vastatoimien kehittäminen vaatii kuitenkin painottomuuteen sopeutumisen tarkkaa ymmärtämistä, minkä vuoksi kokeita pitää tehdä avaruuslentojen lisäksi Maan päällä simuloiduissa olosuhteissa. Vapaaehtoiset on jaettu kokeessa kolmeen ryhmään: yhteen, joka pyrkii vähentämään painottomuuden haittavaikutuksia erityisillä fyysisillä harjoituksilla, toiseen, joka saa erikoista runsasproteiinista ravintoa, ja kolmanteen vertailuryhmään, jonka sopeutumista ei koiteta helpottaa erityisin keinoin.

Kaikki kokeeseen osallistuneet suomalaiset - Päivi Olsen-Lahti, Saana Esko ja Hanna Pyysalo - olivat ryhmässä, joka sai erikoisruokavaliota.

Koska kokeita on tehty aikaisemmin miehillä ja suuri osa avaruuslentäjistä on ollut miehiä, ovat koehenkilöt nyt naisia. WISEen osallistuu kaikkiaan 24 vapaaehtoista naista, joista ensimmäiset 12 osallistui kevään kokeeseen, ja loput 12 aloittivat syyskuussa urakkansa. Kummatkin kokeet tapahtuivat Toulousessa sijaitsevassa Ranskan avaruusfysiologian ja -psykologian instituutissa MEDESissä.

"Eräs kokeen suurista haasteista oli toistaa koe täsmälleen samanlaisena ja siten, että sen aikana tehdään täsmälleen samat toimenpiteet, koska vain näin saamme kaksi riippumatonta keskenään vertailukelpoista tulosta", toteaa WISE-kokeen koordinaattorina toimiva ESAn Peter Jost.

"Teemme kaikkemme, jotta tutkimukset ovat mahdollisimman samanlaisia", kertoo MEDESisssä tutkimuksen koordinaattorina toimiva lääkäri Arnaud Beck. "Jokaista tehtävääkin on hoitamassa sama henkilö."

Koehenkilöistä saadut tiedot käsitellään ja analysoidaan reaaliajassa, mikä on lisännyt osaltaan osallistujien hyvää henkeä: myös epämukavuudet on helpompi kestää, kun niiden tuoma hyöty on tiedossa.

Astronauttivieraita

Makuukokeen aikana koehenkilöitä on käynyt tervehtimässä useita kiinnostavia vieraita. Eräs heistä oli tutkimusmatkailija Stéphane Lévin, joka on äärimmäisten olosuhteiden erikoistuntija. Myös ensimmäisen kokeen 12 koehenkilöä ovat käyneet paikalla, kun heille tehtiin kuuden kuukauden "normaalin" elämän jälkeen sarja lääketieteellisiä kokeita.

Marraskuun lopussa MEDEsissä kävi myös kaksi astronauttia, jotka kertoivat kokemuksistaan avaruudessa ja kuvailivat oikean painottomuuden tuntemuksia. Ensimmäinen avaruuslentäjävieraista oli italialainen Roberto Vittori, joka on lentänyt kaksi kertaa Sojuz-aluksella kansainväliselle avaruusasemalle. Hän osallistui myös Toulousessa pidettyyn kokoukseen, jossa pohdittiin tulevia lentoja Marsiin. Kolmea päivää Vittorin jälkeen paikalla kävi myös Euroopan astronauttikeskuksen johtaja Michel Tognini, joka on myös kahden avaruuslennon veteraani. Togini on lentänyt Sojuzilla ja avaruussukkulalla.

"On kiinnostavaa huomata, miten koehenkilöt ovat järjestäneet pienen elintilansa vuoteensa ympärillä kukin omalla tavallaan, kannettavasta tietokoneesta käden ulottuvilla oleviin pikkutavaroihin kaikki on omalla tavallaan", paljasti Roberto Vittori. "Se muistuttaa paljon elämää avaruusasemalla, missä eläminen on samaan tapaan eloa eristyksissä muusta maailmasta. Kannettava tietokone on siellä olennainen osa päivittäistä elämää, eikä vain työväline."

"Painottomuudessa kellutaan, minkä vuoksi keho alkaa sopeutua uuteen tilanteeseen välittömästi, jolloin lihas- ja luumassa alkaa vähentyä", selittää Vittori. "Olemme avaruudessa vähän kuin kalan ja linnun välimuotoja."

Vertaus on Peter Jostin mielestä hyvin kiinnostava, koska tilanne on vähän kuin päinvastaista evoluutiota. "Kun esi-isämme nousivat aikanaan vedestä Maan pinnalle, piti heidän luustonsa ja lihaksistonsa vahvistua painovoiman alla olemiseen. Aikaisemmin veden alla, ja nyt avaruuden painottomuudessa eivät vahvat luut ja voimakkaat lihakset ole tärkeitä."

Heikentyminen ei ole kuitenkaan toivottavaa, koska ihmiset palaavat avaruuslennon jälkeen takaisin Maahan. Ja erityisen tärkeäksi luiden ja lihasten heikentymistä vastaan toimiminen muodostuu tulevaisuudessa, kun ihmiset lentävät kuukausien ajan Maasta muille planeetoille, esimerkiksi Marsiin. Siloin pitkän avaruuslennon jälkeen avaruuslentäjät joutuvat työskentelemään välittömästi raskaan avaruuspuvun sisällä planeetan pinnalla painovoiman alaisuudessa, jolloin aikaa sopeutumiseen ja kuntoutumiseen ei juuri ole. Kaukana Maasta ei myöskään ole yhtä hyviä lääketieteellisiä valmiuksia kuntoutumisen auttamiseen. Koska lennoilla tulee varmasti olemaan mukana niin naisia kuin miehiäkin, pitää painottomuuden vaikutuksia ja vastatoimia tutkia kumpaakin sukupuolta huomioiden.

Tutkimus auttaa myös monissa maanpäällisissä sovelluksissa, muun muassa osteoporoosin sekä metabolisen syndrooman hoidossa. Tuloksista voivat hyötyä niin pitkään vuoteessa makaavat sairaat, kun heitä kuntoutetaan sairauden jälkeen, kuin myös myös kevyttä toimistotyötä tekevät henkilöt, jotka eivät harrasta tarpeeksi liikuntaa. "Teemme yhteistyötä myös alankomaalaisen tutkimusryhmän kanssa, joka tutkii useita tunteja kestävillä mannertenvälisillä lentomatkoilla paikallaan istuneiden matkustajien verenkiertohäiriöitä ja veritulppia", paljastaa Arnaud Beck.

Ensimmäisiä tietoja odottaessa

Vaikka WISE-kokeen aktiivinen vaihe on päättymässä, nousee kahdentoista siihen osallistuvan kansainvälisen tutkijaryhmän aktiivisuus nyt kuumeisesti, kun ryhmät haluavat verrata ja vaihtaa tietojaan. Ensimmäisten tulosten julkaisuun menee kuitenkin vielä useita kuukausia, ennen kuin tiedot on kerätty ja analysoitu.

Jo pelkästään kokeen järjestämiseen on kulunut kaksi vuotta, sillä kyseessä on erikoisen monimutkainen ja monia toisiinsa tuntemattomilla tavoilla vaikuttavia asioita sisältänyt kansainvälinen koe.

Kokeen jälkeenkin ihmisen avaruuden olosuhteiseen sopeutumiseen liittyvissä lääketieteellisissä ja psykologisissa asioissa riittää paljon tutkittavaa. "Eräs tieteellisen tutkimuksen perusasioita on se, ettemme tiedä läheskään aina mitä tulemme löytämään", muistuttaa Roberto Vittori. "Yksi hyvä tapa mennä eteenpäin on tutkia jo tuntemiamme asioita uusista näkökulmista. Lääketieteen tapauksessa yksi tapa tutkia ihmiskehon toimintaa on katsoa miten se reagoi painottomuuteen."