Niinkin pieni asia kuin leivän laji voi johtaa suuriin eroihin perimän toiminnassa. Kuva: Wikimedia Commons
Niinkin pieni asia kuin leivän laji voi johtaa suuriin eroihin perimän toiminnassa. Kuva: Wikimedia Commons

Se, mitä suuhusi pistät, rukkaa geenejäsi – omalla tavallaan, sillä sama ruoka ei vaikuta kaikkiin samalla tavoin.

Antiikin filosofi Pythagoras tuli tunnetuksi paitsi nerokkaista yhtälöistään myös intohimoisesta suhtautumisestaan papuihin. Hän kielsi kaikilta seuraajiltaan härkäpapujen syömisen.

Suuren matemaatikon papukammon syyksi arvellaan sitä, että hän oli huomannut yhteyden härkäpapujen ja anemian välillä. Jos ihmiseltä puuttuu tietty entsyymi, härkäpapujen sisältämät yhdisteet kirjaimellisesti räjäyttävät punasolut, ja ihmiselle kehittyy hemolyyttinen anemia, favismi.

Pythagoras ei tietenkään tiennyt entsyymeistä mitään, mutta jos hän tunnisti favismin, miestä voidaan pitää monien muiden ansioidensa ohella myös uuden tieteenalan, nutrigenomiikan, edelläkävijänä. Favismi on erinomainen esimerkki siitä, että sama ruoka vaikuttaa ihmisiin geenierojen takia eri tavalla.

Geenit kuin termostaatti

Nutrigenomiikan ensi tulokset paljastavat, että geenit reagoivat ruokaan ja sen sisältämiin lukemattomiin kemiallisiin yhdisteisiin. Ne ovat kuin termostaatti, jota ruoka ja muut ympäristön signaalit kääntelevät.

Oxfordin yliopiston tutkijat esimerkiksi selvittivät toissa vuonna, kuinka montaa geeniä D-vitamiini säätelee. Vastaus oli, että kun otat D-vitamiinia, 229 geenin aktiivisuus muuttuu huomattavasti. Erityisesti D-vitamiini ohjailee geenejä, jotka on kytketty elimistön puolustusjärjestelmän häiriöihin, kuten ms-tautiin. Se taas on aiemmissa tutkimuksissa yhdistetty ongelmiin D-vitamiinin saannissa.

Toisessa 2010 julkaistussa tutkimuksessa tarkasteltiin, miten oliiviöljy vaikuttaa geeneihin ylipainoisilla, jotka kärsivät aineenvaihdunnan häiriöistä. Espanjalaisten tutkijoiden tulokset kertoivat, että oliiviöljy aktivoi 19 mutta sammutti 79 geeniä. Jälkimmäisistä geeneistä monet kytkeytyvät sydänsairauksiin, aikuistyypin diabetekseen ja veren suuriin rasva-ainepitoisuuksiin. Oliiviöljyn terveellisyydestä vihjaa sekin, että monet sen sammuttamista geeneistä tunnetaan tulehduksen aiheuttajina.

Leipäkin näkyy geeneissä

Myös kotoisten leipiemme vaikutuksia geeneihin on tutkittu. Kuopion yliopiston tutkimuksessa vuonna 2007 vertailtiin ruis- ja vehnäleivän aiheuttamia muutoksia. Tulokset olivat hätkähdyttäviä.

Ruisleipä vähensi aktiivisuutta 71 geenissä, kun taas valkoista leipää syöneillä 62 geenin aktiivisuus lisääntyi. Nämä vilkastuneet geenit liittyvät solujen stressiin ja tulehdusreaktioihin, mikä kielii, ettei vehnäleipä ainakaan edistä terveyttä.

Tutkijoiden mukaan erot johtunevat eri leipälajien aikaansaamasta insuliinivasteesta: ruisleipä nostaa insuliinitasoa vain vähän, valkoinen leipä paljon, ja ilmeisesti juuri runsas insuliini stressaa soluja.

Pienistä asioista suuria eroja

Tutkijoille tuli yllätyksenä, että niin pieni asia kuin leivän laji voi johtaa niin suuriin eroihin geenien toiminnassa.

On siis helppo kuvitella, kuinka lounaan jälkeen geenisi syttyvät ja sammuvat kuin diskovalot – sen mukaan, mitä kaikkea juuri suuhusi pistelit.

Viime vuonna julkaistussa kiinalaistutkimuksessa tehtiin sellainenkin hämmästyttävä löytö, että kasvisten rna:n pätkät voivat siirtyä suolistosta elimistöön ja tarrautua geeneihin ja vaimentaa niitä.

Miten tämä kaikki viilaa terveyttä, on epäselvää, koska mikä tahansa ateria sisältää tuhansia aineosia, joista osa on terveellisiä ja osa epäterveellisiä, ja ne voivat joko vahvistaa tai kumota toisiaan.

Räätälöity ruokavalio tulossa

Ruoka-aineet vaikuttavat geeneihin eri tavoin, mutta toisaalta ihmiset eivät reagoi samaankaan ruoka-aineeseen samalla tavalla.

Samoistakin geeneistä on eri versioita. Lisäksi niiden säädöissä on yksilöllisiä eroja. Jotkin geenit toimivat laiskasti, toiset ovat hyperaktiivisia.

Jos kyseessä on ravinnon käsittelemiseen osallistuva geeni, laiskan tai hyperaktiivisen muunnoksen kantajat reagoivat ruoka-aineeseen eri tavalla. Tämä havainto on johtanut nutrigenomiikan suurimpaan lupaukseen: räätälöityihin ruokavalioihin.

Markkinoilla on jo joitakin geenitestejä, joita myydään räätälöidyn ruokavalion idealla, mutta ne ovat niin yleisluonteisia, ettei niistä ole käytännön hyötyä. Nykytietämys geenien ja ravinnon yhteisvaikutuksista on vielä niin alkeellista, että matka tarkasti räätälöityihin ruokavalioihin on pitkä. Toissa vuonna julkaistu tutkimus antaa kuitenkin esimakua siitä, mitä tuleman pitää.

Geenit sanelevat dieetin

Yhdysvaltalaisen Interleukin Inc:n tutkimuksessa tarkasteltiin geenien, ruokavalion ja laihtumisen yhteyttä.

Tutkijat selvittivät ensin, millaista muunnosta koehenkilöt kantoivat kahdesta eri geenistä.

Toinen geeneistä vaikuttaa siihen, miten herkästi rasva siirtyy suolistosta elimistöön. Jos henkilöllä on muunnos, joka kiihdyttää siirtymistä, rasvainen ruoka lihottaa häntä tavallista herkemmin.

Toisen geenin tietty muunnos puolestaan aiheuttaa sen, että hiilihydraatit varastoituvat herkemmin rasvaksi, joten sen kantajan kannattaa välttää hiilihydraatteja. Joillakin epäonnisilla on molemmat muunnokset, minkä vuoksi heidän on oltava tarkkana sekä rasvan että hiilihydraattien kanssa.

Koehenkilöt pantiin joko vähän hiilihydraatteja tai vähän rasvaa sisältävälle ruokavaliolle. Osa joutui ruokavaliolle, joka istui heille geneettisesti, eli esimerkiksi rasvasta lihova vähärasvaiselle dieetille, mutta osa söi sopimatonta ruokaa.

Tulokset osoittivat, että geenejään vastaavalla ruokavaliolla olleet henkilöt laihtuivat tehokkaammin.

Viritys alkaa kohdusta

Se, miten syömisemme vaikuttaa geeneihin tässä ja nyt, juontuu osin jo ajalta ennen syntymäämme. Pitkään on tiedetty, että sikiönkehityksen varhaisvaiheessa koko dna:mme joutuu eräänlaiselle tarkastuskierrokselle. Syistä, joita ei vielä täysin ymmärretä, tiettyjen geenien dna:han tarttuu tällöin pieniä säätelijäyhdisteitä, metyyliryhmiä. Niiden vuoksi geenien toiminta estyy tai vaimenee. Ilmiötä kutsutaan epigeneettiseksi säätelyksi.

Epigeneettinen mekanismi on järjestelmä, jonka avulla sikiö reagoi äidin kautta saamiinsa ympäristön signaaleihin. Ne vihjaavat, millaiseen maailmaan lapsi on syntymässä.

Jos äiti on stressaantunut, ympäristö voi olla vaarallinen. Jos äiti ei saa riittävästi ravintoa, ympäristössä voi olla niukasti ravintoa. Tämän informaation pohjalta lapsi virittää geeninsä vastaamaan odotettavissa olevia oloja.

Epigeneettiset mekanismit aiheuttavat lisätyötä nutrigenomiikalle. Ne tarkoittavat, ettei ruokavaliota voi räätälöidä vain sen mukaan, mitä geenejä syöjällä on, vaan pitää ottaa huomioon, mitkä hänen geeneistään ovat epigeneettisesti hiljentyneet.

Vaikutuksista näyttöä

Epigeneettisen mekanismin yhteys ihmisen sairastavuuteen on tullut ilmi monissa tutkimuksissa. Esimerkiksi sopivat lapset, jotka Hollannin nälkätalven aikana vuonna 1944 olivat äitinsä kohdussa. He syntyivät alipainoisina, ja aikuisiällä heillä oli huomattavasti suurempi riski saada ylipainoa, sydänsairaus tai diabetes kuin heitä aikaisemmin tai myöhemmin syntyneillä.

Brittiläinen David Barker ja Helsingin yliopiston professori Johan Eriksson ovat osoittaneet suomalaisesta aineistosta, että alipainoisina syntyneillä lapsilla on isompi riski sairastua sydänsairauksiin kuin normaalipainoisina syntyneillä.

Nämä havainnot voivat selittyä sillä, että sikiönä aliravitsemuksesta kärsinyt lapsi on virittänyt geeninsä niukkuuteen. Tutkijat ovat kyenneet osoittamaan lukuisia geenejä, jotka ovat hiljentyneinä pienipainoisilla mutteivät normaalipainoisilla.

Nämä geenit vaikuttavat lukuisiin seikkoihin kasvusta aineenvaihduntaan. Yksi seu­rauksista on se, että lapset alkavat kerätä rasvaa tehokkaasti. Tämä on suotuisa strategia, jos elinympäristö todella on niukkaravinteinen, mutta kun olot eivät vastaakaan odotuksia eli ravintoa on yllin kyllin, energiaa varastoituu liikaa ja ihminen alkaa lihoa.

Roska säätää lihomaan

Tällaisiin vaikutuksiin ei välttämättä tarvita nälkätalven kaltaista aliravitsemusta. Jotkut tutkijat ovat esittäneet, että niihin riittää roskaruoka: siinä on niin vähän ravinteita, että sikiö voi tulkita ympäristön vähäravinteiseksi. Näin äidin syömät "tyhjät kalorit" voivat virittää lapsen geenit lihomisalttiiksi jo ennen kuin lapsi on itse syönyt ensimmäistäkään ranskanperunaa.

Samankaltaisesta mekanismista raportoivat myös Southamptonin yliopiston tutkijat viime vuonna. He havaitsivat, että jos äiti on raskausaikana vähähiilihydraattisella ruokavaliolla, lapsi lihoo muita herkemmin.

Geenien vertailu osoitti, että karpanneiden äitien lapsilla A-vitamiinireseptoria koodaava geeni oli hiljentynyt mutta vertailuryhmän lapsilla se toimi normaalisti. Kyseinen geeni säätelee rasvasolujen kehitystä ja on mukana rasva-aineenvaihdunnassa.Tutkijat uskovat, että vähähiilihydraattinen ruokavalio lähettää lapselle väärän nälkiintymissignaalin, minkä vuoksi hän alkaa kerätä rasvaa.

Suoli mutkistaa käsittelyä

Nutrigenomiikan kenties suurin ja vähiten ymmärretty haaste ovat kuitenkin geenit, jotka eivät ole omiamme. Suolistossamme on nimittäin enemmän bakteereja kuin meillä on soluja, ja niillä on todennäköisesti suurempi merkitys ravinnon käsittelyssä kuin osaamme edes arvata.

Suolistobakteerien ja ravinnon yhteispeli alkaa sinä päivänä, kun päästämme ensi kirkaisumme. Kohdussa vauvan suoli on käytännössä steriili, mutta bakteerit alkavat valloittaa sitä heti synnytyskanavassa. Lisää bakteereja nielemme ensi kulauksessa äidinmaitoa.

Tutkijat ovatkin viime vuosina alkaneet katsoa äidinmaitoa uudella tavalla. Se ei ainoastaan tarjoa lapsille ravinteita ja vasta-aineita. Yhtä tärkeää on, että se ruokkii suolistobakteereja.

Tutkimuksen polttopisteessä ovat tätä nykyä äidinmaidon sisältämät imeytymättömät sokeriyhdisteet, joita on satoja erilaisia. Lisäksi äidit näyttävät tarjoavan näitä oligosakkarideja kullekin lapselleen ainutlaatuisen yhdistelmän – eräänlaisen maitosormenjäljen.

Oligosakkarideilla ei ole ravitsemuksen kannalta merkitystä, vaan ne ovat suolistobakteerien ruokaa. Niiden avulla lapsi onnistuu vakiinnuttamaan itselleen terveen suolistobakteerikannan.

Joihinkin äidinmaidonkorvikkeisiin onkin ryhdytty lisäämään sopivia oligosakkarideja, mutta niitä ei voi räätälöidä yksilöllisesti. Näin äidinmaitoa saaneet lapset ovat eri asemassa kuin korvikkeella kasvatetut.

Bakteerit osallisina lihomiseen

Suolistobakteerien osuudesta ravitsemuksessa kertovat tutkimukset, joissa on vertailtu ylipainoisten ja normaalipainoisten suolistomikrobistoa. Ylipainoisten lajistoa hallitsevat Firmicutes-ryhmän bakteerit, kun taas normaalipainoisilla vallitseva ryhmä on Bacteroidetes. Kun ylipainoiset ihmiset alkavat laihtua, bakteerien voimasuhteet muuttuvat siten, että bakteroidetekset nousevat enemmistöksi.

Washingtonin yliopiston tutkijat osoittivat vuonna 2009, että bakteerien voimasuhteita säätelee pitkälti ruokavalio. Vaikka henkilö olisi alun perin normaalipainoinen, rasvaisen ja sokeripitoisen ruoan syöminen keikauttaa suoliston firmikuutteja suosivaksi. Koska firmikuutit ilmeisesti ottavat ruoasta enemmän kaloreita elimistön käyttöön, ihminen lihoo herkemmin.

Tutkimus voikin selittää, miksi laihduttaminen on joskus niin vaikeaa. Jos suolistomikrobisto on muuttunut firmikuuttivoittoiseksi, se hyödyntää kalorit tehokkaasti myös vähäkalorisesta ruoasta.

Suolistomikrobien voimaa osoittaa myös se, että monet aasialaiset laktoosi-intolerantikot, jotka eivät voi juoda maitoa, kehittävät sietokyvyn asuttuaan muutaman vuoden länsimaissa.

Tämä on kiintoisaa, koska laktoosi-intoleranssi on geneettinen ominaisuus. Jos toleranssin synty johtuu mikrobeista, se tarkoittaa, että ne voivat syrjäyttää geenit ja käsitellä maitoa, vaikka geenit eivät siihen pystyisi.

Jani Kaaro on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2012

Ruokavaliosta ja suolistomikrobeista lisää: Olet mitä hyötybakteerisi syövät. Tiede 3/2012.

Ruoalla pitkät jäljet

Äitisi Mitä äitisi söi tai oli syömättä sinua odottaessaan, viritti geenejäsi vastaamaan oloja, joihin synnyit.

Vauva-aika Joitko äidinmaitoa vai korviketta, vaikutti osaltaan siihen, millainen mikrobisto suolistoosi vakiintui.

Suolistobakteerit Mitä mikrobeja suolistossasi elää, vaikuttaa muun muassa siihen, kuinka tehokkaasti hyödynnät ruoan energiaa.

Roskaruoka Tyhjät kalorit vilkastuttavat geenejä, jotka osallistuvat solujen stressi- ja tulehdusreaktioihin.

Terveysruoka Esimerkiksi useimmat kasviöljyt hiljentävät geenejä, jotka kytkeytyvät sydänsairauksiin ja diabetekseen.

Sinä itse Jos onnistut syömään geeneillesi sopivinta ruokaa, pysyt herkemmin terveenä ja normaalipainoisena.

 

Nyt pyritään kokonaiskuvaan

Suomalaiset tutkijat ovat tiiviisti mukana ravinnon, elämäntavan ja geenien välistä yhteyttä selvittelevässä tutkimuksessa, kertoo akatemiaprofessori Kaisa Poutanen VTT:stä.

Itä-Suomen yliopisto on vetänyt Sysdiet-nimistä pohjoismaista huippuyksikköä, jossa on selvitetty terveellisen pohjoismaisen ruokavalion vaikutuksia metaboliseen oireyhtymään. Elokuussa aihepiiristä järjestetään Helsingissä laaja kansainvälinen konferenssi, jossa esitellään Sysdiet-projektin alustavia tuloksia.

Poutasen mukaan tutkijat eivät mielellään enää puhu vain nutrigenomiikasta, vaan ravitsemuksen systeemibiologiasta. Tutkimuksessa pyritään ymmärtämään, miten ravinto vaikuttaa ihmiseen yksittäisten geenien, aineenvaihdunnan ja kudosten tasolla. Niin sanotulla transkriptomiikalla voidaan tutkia samanaikaisesti tuhansien eri geenien toimintaa kohdekudoksessa, esimerkiksi rasvakudoksessa, ja metabolomiikalla voidaan seurata satoja muuttujia aineenvaihduntatuotteissa.

Kun nämä eri omiikoilla saadut tulokset yhdistetään, saadaan parempi kokonaiskuva siitä, miten ravinnon ja geenien yhteispeli ylläpitää terveyttä.

Lue lisää: www.nugo.org/nugoweek

Venäjän MM-kisojen virallinen ottelupallo on Telstar18. Adidas on valmistanut kisapallot vuodesta 1970. Kuva: Wikimedia Commons

Tulevaisuuden huippufutarin peliasuun kuuluu älysiruja ja antureita, jotka rekisteröivät joka liikkeen, ja älypallo raportoi maalit ilman tuomaria.

Mistä tulevaisuudessa keskustellaan, jos jalkapallo-ottelun tuomitsemisestakin poistetaan inhimilliset erehdykset? miettii moni penkkiurheilijaveteraani. Viime vuonna kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa nimittäin hämmästytti maailmaa ryhtymällä kokeilemaan älysirutekniikkaa tuomitsemisen apuna.

Teknisen avun mahdollisuus ei ole uusi asia mutta valmius sen hyväksymiseen on.

Aiemmin tuomarin näköaistin avittamiseen on suhtauduttu nihkeästi. Kun televisiokamerat ilmestyivät kentän laidalle 1950-luvulla, tulivat pian myös nauhoitetut ja hidastetut otokset. Äkkiä kävi mahdolliseksi tutkia rauhassa, menikö pallo todella maaliin ja tuomitsiko tuomari oikein. Fifa reagoi päättämällä, että nauhoitukset jätetään huomiotta. Tuomarin sana on laki, näkyi filmillä mitä tahansa.

Yksi seuraus päätöksestä on ollut ikuinen kiista siitä, oliko Englannin joukkueen hyökkääjän Geoff Hurstin kolmas maali MM-finaalin jatkoajalla vuonna 1966 oikea maali vai ei. Hurstin laukaus osui poikkipuuhun ja kimposi alas, mutta minne? Tuomari, joka näki tilanteen heikosti, päätti, että pallo oli maalissa, mutta moni on tuomiosta edelleen eri mieltä.

Nyt linja on muuttumassa jalkapallomaailmassa. Testattavassa seurantajärjestelmässä pallo ilmoittaa sijaintinsa tietojärjestelmään. Tuomari kantaa ranteessaan älyrengasta, joka piippaa, kun tulee maali.

Paikannusanturit palloon ja sääriin

Jalkapallon seurantalaitteisto on kehitetty saksalaisessa tutkimuslaitoksessa Fraunhofer-instituutissa, ja sen on valmistanut saksalainen yritys Cairos Technologies AG. Saksalaiset toivoivat, että älypalloa olisi potkittu jo tämän kesän ottelussa. Näin MM-kisojen isäntämaa olisi päässyt esittelemään tekniikkaansa oikein leveällä rintamalla.

Kehitystyö osoittautui kuitenkin odotettua työläämmäksi ja hitaammaksi. Fifa testasi älypalloa nuoriso-otteluissa viime syksynä. Seurantajärjestelmä havaitsikin kaikki maalit 32 ottelun sarjassa. Valitettavasti tietokone kirjasi maaleiksi myös joitakin ohi menneitä laukauksia. Siksi Fifa heitti älypallon takaisin insinööreille luotettavuuden parantamista varten.

Ensimmäinen yritys oli ehkä hiukan ahne. Heti alussa yritettiin luoda laitteisto, joka kerää valtavasti tietoa.

Cairoksen seurantajärjestelmässä pallon mikrosiru lähettää 2 000 kertaa sekunnissa paikannustietoja antenneihin, jotka sijaitsevat kentän laidalla. Yhtiön mukaan pallon sijainti pystytään määrittämään puolentoista sentin tarkkuudella. Mahdollista on mitata myös pallon nopeus, kiihtyvyys, lämpötila ja paine.

Myös pelaajalla on älysiru kumpaankin säärisuojukseen piilotettuna. Älysiru kertoo hänen sijaintinsa, nopeutensa ja kiihtyvyytensä. Hänen potkaistessaan palloa pystytään mittaamaan laukaisun nopeus. Mittaustuloksista saadaan selville myös askeltiheys ja askelten pituus.

Kilpailijat ovat huomanneet Cairoksen hankkeen vaikeudet. Tanskassa Goalref-niminen yritys on kehittänyt seurantalaitteistoa, joka toteaa vain maalit. Tanskalaiset toivovat näin pääsevänsä suurempaan luotettavuuteen.

Älysirutekniikka ottaa ensi askeliaan, mutta suunta on selvä ja heijastaa tekniikan yleistä kehitystä. Sirut ja sensorit tulevat kaikkialle, ja esineet ja ihmiset muuttuvat tietoverkkojen silmuiksi. 

Värinätyynyillä vinkkejä lihaksille

Vielä villimpää on odotettavissa hieman kaukaisemmassa tulevaisuudessa. Ensin tekniikka seuraa pelaajaa etäältä mutta sitten alkaa myös kulkea hänen mukanaan. Taustalla on nouseva tieteenhaara haptiikka, joka tutkii viestin lähettämistä ja vastaanottamista kosketuksen avulla.

Haptiikan tutkija Hendrik-Jan van Veen hollantilaisesta tutkimuslaitoksesta TNO:sta, joka vastaa Suomen VTT:tä, on työtovereineen ideoinut opastavaa peliasua. Urheilijoiden vaatteisiin upotetaan sensoreita, joka mittaavat lihasten toimintaa. Tietokone käsittelee mittaustulokset ja antaa palautetta kosketuksen avulla. Pienet värähtelevät tyynyt kertovat urheilijalle, mitä lihaksia hänen pitäisi käyttää enemmän. Värinä nilkassa voi viestittää, että nyt vauhtia kinttuihin.

Toistaiseksi tekniikkaa ovat testanneet melojat laboratoriossa, mutta tutkijat suunnittelevat asuja myös jalkapallovalmennusta varten.

On helppo kuvitella, miten monipuolisia mahdollisuuksia haptiikka avaa jalkapallossa. Miksei värisijän voi upottaa vaikka pelihousuihin, jolloin haluttaessa saataisiin myös katsojien ja pelaajien välille uudenlaista viestintää. Kannustushuutojen lisäksi suosikkipelaajille voi tulevaisuudessa antaa hellän etäpotkun takapuoleen: Älkää nukkuko! Tsemppiä!

Kun haptiikkaan yhdistetään älykkäät sensoriverkot, syntyy jotain vielä mielikuvituksellisempaa. Joskus verkko pystyy laskemaan optimaalisia syöttöketjuja, ja haptinen värisijä viestittää, mihin suuntaan pitää potkaista. Silloin pelaajilla on jaloissaan todelliset taikakengät.

Video mullisti pelianalyysin

Älysirut ovat vasta tulossa, mutta jalkapallo on teknistynyt ja tieteellistynyt paljon aikaisemmin.

Valmennuksessa video otettiin käyttöön heti, kun kamerat kehittyivät tarpeeksi pieniksi, eli 1970- ja 1980-luvun vaihteessa. Sitä ennen valmentajat ja heidän apulaisensa olivat tarkkailleet peliä kentän laidalta ja tehneet muistiinpanoja kynällä ja paperilla.

Kun kameraan yhdistettiin tietokone, kuvamateriaalista pystyttiin jalostamaan kaikkea mahdollista tietoa kentän tapahtumista. Pelaajat ja valmentaja saattoivat nyt katsoa kuvaruudulta, mitä pelissä todella oli tapahtunut. Pallon ja pelaajien liikkeet, syötöt, laukaisut, haltuunotot ja muut tapahtumat voitiin kirjata tarkasti ja objektiivisesti. Syntyi uusi tieteenhaara, pelianalyysi.

Pelaajan vointia voi valvoa yötä päivää

Mikä sitten on ollut pelianalyysin ja muun jalkapallotutkimuksen arvokkainta antia? Vastaus voi ensi alkuun tuntua yllättävältä.

– Yksilöllisyyden vahvistuminen on ollut tärkein kehitystrendi valmennuksessa ainakin jo 1990-luvulta asti, sanoo biomekaniikan dosentti, ”jalkapalloprofessori” Pekka Luhtanen, joka työskentelee Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskuksessa Kihussa. Luhtanen on tutkinut Suomessa jalkapalloa ehkä syvällisemmin kuin kukaan muu ja on kansainvälisesti tunnettu pelianalyysin kehittäjä.

Miten niin yksilöllisyys? Jalkapalloahan esitellään malliesimerkkinä tiimityöstä. Tarkemmin katsottuna ristiriitaa ei kuitenkaan ole. Mitä taitavammin jokainen pelaaja hoitaa oman tehtävänsä, sitä hienompaan kokonaistulokseen päästään. Joukkue on sitä parempi, mitä onnistuneemmin osataan sijoittaa oikeat pelaajat oikeille paikoille.

Tekniikka on mahdollistanut entistä paljon yksilöllisemmän valmennuksen. Videolta valmentaja voi tutkia esimerkiksi askelten pituuksia ja tiheyksiä, hetkellisiä asentoja ja nivelten liikelaajuuksia.

Sykemittarilla, joka tuli samoihin aikoihin kuin video eli 1980-luvun alussa, pystytään seuraamaan kuormitusta ja voimavarojen palautumista vaikka vuorokauden läpi.

Mittausten ansiosta pelaaja saa valtavan määrän tietoa itsestään. Vähitellen hän oppii kuuntelemaan kehonsa signaaleja, jolloin laitteita tarvitaan vähemmän. Tekniikka osaltaan auttaa häntä kehittymään ”24 tunnin pelaajaksi”, jota myös lepo, palautuminen ja vapaa-aika auttavat pääsemään parhaaseen mahdolliseen suoritukseen.

Vahvoissa seuroissa, kuten Ajaxissa, valmennus on yksilöllistetty pitkälle. Eri ikäluokkia ja pelin osa-alueita varten on erikoistuneita valmentajiaan. Pelaajat harjoittelevat hyvinkin pienissä ryhmissä.

Pelaajat ovat sekä fyysisesti että psyykkisesti erilaisia. Jotkut ovat perusluonteeltaan hyökkääviä, toiset puolustavia, kolmannet rakentavia. Tarkka tieto pelaajien yksilöllisistä ominaisuuksista auttaa sijoittamaan heidät sopivimmille pelipaikoille. 

Joskus kielteinen tunne onkin hyväksi

Pelaajien fyysisen kunnon ja pelitekniikan lisäksi valmentajien pitää virittää heidän mieltään. Fyysisesti tasavahvojen ja älyllisesti yhtä taitavien joukkueiden ottelussa tuloksen ratkaisevat tunteet. 

Liikuntatieteiden tohtori Pasi Syrjä Jyväskylän yliopistosta on tutkinut, miten huippujalkapalloilijan tunteet vaikuttavat hänen pelituloksiinsa. Tulokset rikkovat tavanomaisia myyttejä.

Olemme tottuneet pitämään itsestään selvänä, että urheilussa ja muuallakin myönteiset tunteet parantavat suoritusta ja kielteiset vahingoittavat. ”Ajattele positiivisesti”, neuvovat konsultitkin.

Tutkijat ajattelivat samalla tavoin aina 1990-luvulle saakka. Tunteiden tutkimus lähti liikkeelle sotilaspsykologiasta. Psykologit tutkivat toisen maailmansodan aikana sotilaan ahdistusta taistelukentällä. Ahdistusta totuttiin pitämään häiriönä ja yksinomaan kielteisenä tunteena.

Uudempi tutkimus on osoittanut, että myös kielteiset tunteet voivat olla hyödyllisiä ja myönteiset haitallisia. Kielteinen ja epämiellyttävä tunne on joskus tehokas ja stimuloiva. Myönteinen tunne voi olla myös lamaannuttava.

Joitakin auttaa jopa pelokkuus

Syrjän väitöskirjatutkimuksessa pelaajat kuvasivat tunteitaan useilla kymmenillä adjektiiveilla.

Tuskin on yllättävää, että ”latautunut”, ”motivoitunut” tai ”sähäkkä” tunne yhdistyi onnistumisen kokemukseen. Yhtä odotettavissa on, että jos on "väsynyt", "haluton" tai "veltto" olo, tuloksia syntyy huonosti.

Mielenkiintoista sen sijaan on, että löytyi positiivisia mutta haitallisia tunteita. Vahingollisia positiivisia tunteita pelaajat luonnehtivat useimmiten sanoilla "huoleton", "tyytyväinen" ja "tyyni".

Kielteisiä mutta hyödyllisiä tunteita kuvasivat esimerkiksi adjektiivit "jännittynyt", "tyytymätön" ja "hyökkäävä".

Mutta tässä ei ollut vielä kaikki. Hyödyllisten ja haitallisten tunteiden valikoima vaihteli pelaajasta pelaajaan. Esimerkiksi "huoleton" tunne vaikuttaa moniin pelaajiin haitallisesti mutta joihinkin myönteisesti. "Pelokas" tunne on useimmille haitaksi mutta joillekin hyödyksi.

Tieto omasta tunneprofiilista auttaa pelaajaa vahvistamaan juuri niitä tunteita, jotka auttavat häntä saavuttamaan parhaat tulokset. Näin valmentaja pystyy yksilöllistämään valmennusta myös tunnepuolella.

Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2006

Jalkapallon pieni historia

1863 yksitoista englantilaista seuraa sopivat jalkapallon säännöistä.

1800-luvun loppupuoliskolla tasaisen pyöreä kumikalvo alkaa korvata epäsäännöllisen muotoisen sianrakon jalkapalloissa. Pallon lujittamiseksi uloin kerros ommellaan nahasta. Jalkapallokengät ovat nilkkapituisia ja nappulat metallisia.

1904 perustetaan Kansainvälinen jalkapalloliitto Fifa.

1909 kenkien metallinappulat kielletään vaarallisina ja siirrytään nahkaisiin.

1920-luvulla kehitetään ruuvattavat, vaihdettavat nappulat.

1930 ensimmäiset MM-kisat järjestetään Uruguayssa.

1954 MM-kisat televisioidaan ensimmäisen kerran. Fifa päättää, ettei nauhoituksia käytetä tuomareiden apuna.

1962 tanskalainen Select Sport esittelee 32:sta kuusikulmiosta ommellun pallon. Vuosikymmenen edetessä siirrytään mataliin, ketteriin kenkiin ja kehitetään ensimmäiset täysin synteettiset pallot.

1970 saksalainen Adidas valmistaa ensimmäisen Telstar-kisapallon. Se saa nimensä 1960-luvun Telstar-satelliitista.

1980-luvulla synteettiset pallot syrjäyttävät nahkaiset pallot. Kenkiä parannellaan biomekaanisten mittausten turvin. Valmennuksessa otetaan käyttöön videointiin perustuva pelianalyysi ja sykemittariseuranta.

1990-luvulla palloihin aletaan lisätä polymeerivaahdoista valmistettu sisäkerros, joka nopeuttaa pomppua ja parantaa vesitiiviyttä.

1991 pelataan ensimmäinen MM-ottelu naisten jalkapallossa.

2000-luvulla uudet polymeerimateriaalit vahvistavat ja keventävät kenkiä.

2005 Fifa testaa sijaintinsa ilmoittavaa älypalloa nuorten turnauksessa Perussa. Tekniikka lähetetään jatkokehittelyyn.

2012 Maaliviivakamerat seuraavat maalin syntyä MM-kisoissa Brasiliassa.

2017 Fifa testaa videotuomarointia, Video Assistant Referee -järjestelmää, MM-kisojen esiturnauksessa Confederations Cupissa Venäjällä.

2018 Videotuomarointi, lyhyesti Var, otetaan käyttöön MM-kisoissa Venäjällä. Seurantakamerat paikantavat pelaajat kentällä. Katsomosta saa erityissovelluksella yhteyden vaihtopenkille, ja virallinen kisapallo tarjoaa omistajalleen nfc-sirun välityksellä oheispalveluja.

Aikajana päivitetty 13.6.2018

Keskiaika toi viinamarjat, perunat ja plomut.

Kesäkuumalla tekee mieli syödä mehukkaita hedelmiä. Globaalien markkinoiden ansiosta niitä on nykyään tarjolla ympäri vuoden, mutta kesäntuoreina ne maistuvat aivan erikoisen hyviltä.

Suomessa ei kasva yhtään kotoperäistä hedelmälajia. Kaikki ovat alkuaan muualta tuotuja.

Vanhimmasta päästä on omena, jonka nimityksellä on vastine muutamissa lähisukukielissä. Sanaa on arveltu vanhaksi iranilaiseksi lainaksi, mutta sen esihistorialliset kulkureitit ovat hämärän peitossa. Vanhoina aikoina kauppaa käytiin etenkin ylellisyystuotteilla, koska jokapäiväisessä elämässä tarvittavat perushyödykkeet tuotettiin itse.

Keskiajan Turun arkeologisissa kaivauksissa on löydetty viinirypäleiden ja viikunoiden jäänteitä, ja ilmeisesti myös niihin viittaavat sanat ovat olleet kaupunkilaisille tuttuja. Muualla Suomessa fiikunat ja viinamarjat opittiin tuntemaan viimeistään 1500-luvun puolimaissa, kun Mikael Agricola kertoi niistä suomenkielisissä teoksissaan.

Viini oli tärkeä tuontituote jo keskiajalla, ja siitä käytettiin vanhaa germaanista lainanimitystä viina 1800-luvun alkuun asti. Viikunan alkujuuret ovat latinassa, jossa ficus tarkoittaa sekä viikunahedelmää että viikunapuuta.

Agricola mainitsee myös perunan, jolla hän tarkoittaa päärynää, latinaksi pirum. Niitä kasvatettiin hänen aikanaan jo Suomenlahden eteläpuolella. Päärynä-sana on kuitenkin lainattu ruotsista, jossa latinan sanaa on muokattu omaan kieleen sopivaksi ottamalla mallia marjaa tarkoittavasta bär-sanasta.

Luumutkin olivat Itämeren alueen vanhaa kauppatavaraa, ja niitä saatettiin jopa viljellä Naantalin luostarissa 1400-luvulla. Luumu-sana on tullut ruotsista, ensi alkuun asussa plomu tai plumo.

Murteissa ja vanhassa kirjakielessä luumuja on nimitetty myös väskynäksi. Se on lainaa varhaisuusruotsin sanasta swetzkon, joka puolestaan perustuu uusyläsaksan sanaan Zwetschge. Se on alkuaan mukaeltu loppuosa latinan sanasta damascena ja kertoo, että luumut tulivat alun perin Damaskoksen suunnalta.

Tavallisten suomalaisten ruokavalioon metsämarjat ovat kuuluneet esihistoriallisista ajoista lähtien, mutta tuoreiden tuontihedelmien syöntiä on alettu opetella vasta 1800-loppupuolella. Sanomalehti Suometar raportoi huhtikuussa 1856, kuinka kauppalaiva täynnä ”appelsiinia, sitronia ja mandelia” oli saapunut Tallinnan satamaan. Muutaman vuoden kuluttua sama onni kohtasi myös helsinkiläisiä.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 7/2018