Selvitäkseen
hengissä vuodenaikojen vaihtelussa useimpien eliöiden on pitänyt sopeutua mm.
suuriin lämpötilan muutoksiin.
Eläinkunnasta
on löytynyt muutamia alkeellisia ryhmiä, joiden sietokyky erilaisiin
ympäristötekijöihin on yllättänyt tutkijatkin. Ihmeellisin näistä on noin 700
lajin alkeellinen eläinryhmä Karhukaiset (Tardigrada).
Näitä noin millimetrin pituisia, nivelikkäitä, toukkamaisia eläimiä on elänyt
maapallolla kaikenlaisissa olosuhteissa jo noin 500 miljoonan vuoden ajan. Niitä on edelleen runsaasti lähes kaikkialla kosteissa paikoissa, ei
kuitenkaan merissä. Puolen litran näytteessä otettuna suon sammalikosta tai järven
liejuisesta rannasta karhukaisia voi olla tuhatmäärin.
Näitä
töppöjalkaisia eläimiä tutkijat ovat altistaneet mitä hurjimpiin
ääriolosuhteisiin. Niiden lepomuotoja on jäädytetty yli 250 celsiusasteen
pakkaseen, pantu paljon yli 100 asteen kuumuuteen ja säteilytetty UV- ja
röntgensäteilläkin, mutta aina ne ovat selvinneet kokeista hengissä. Voi hyvin uskoa,
että kun ne muinoin ilmestyivät maapallolle ensimmäisten monisoluisten eläinten
joukossa, tulevat ne varmasti olemaan täällä myös viimeisten joukossa.
Useimmat
eläimet, edes selkärangattomat, eivät kuitenkaan kestä missään olotilassa noin
hurjia lämpötiloja, ja siksi niiden on kylmillä alueilla eläessään haettava
suojaa talven pakkasilta ja kuivattavilta tuulilta.
Kylmänsiedossa
on kuitenkin selvä raja eläimen aktiivisen liikehdinnän ja liikkumattoman horroselämän
välillä. Täällä Pohjolassa selkärangattomat ötökät lopettavat liikkumisen
yleensä pienten pakkasten tultua. Monia lajeja voi kuitenkin nähdä metsässä puiden
rungoilla mönkimässä tai jopa lumihangella hyppimässä (lumikirput) myös leudoilla
talvisäillä monen asteen pakkasilla. Kylmänsietoa auttaa niiden kudoksiin
talveksi muodostuva ”pakkasneste”, joka on glyserolia tai väkevää
sokeriliuosta. Ne estävät soluja jäätymästä, ja vielä mahdollisen jäätymisen alettuakin
ne estävät soluja särkevien jääkiteiden muodostumisen.
Vaihtolämpöisillä
selkärankaisilla, eli kaloilla, sammakoilla ja matelijoilla, aktiivisen elämän raja
on nolla-asteen tuntumassa. Esimerkiksi sammakot kerääntyvät talveksi lampien
pohjalle, missä jäätymisvaaraa ei ole.
Joillain
kaloilla, kuten kultakalalla ja ruutanalla, on oma erikoinen tapansa selvitä talven
yli matalissakin lammikoissa, jotka usein jäätyvät pohjaa myöten. Suurin
ongelma niille on silloin veden hapettomuus. Ne eivät kuitenkaan tukehdu jään
alla hapen puutteeseen, sillä niiden aineenvaihdunta on siinä tilassa
anaerobista. Toisin sanoen ne saavat vähäisen tarvitsemansa energian
reaktioista, joissa ei tarvita happea ja joiden lopputuloksena syntyy etanolia.
Niinpä nämä kalat ovat talviaikaan todellisia kännikaloja. Etanoli toimii myös
pakkasnesteenä, mutta on siinä merkityksessä aika heikko, sillä kala ei siedä
sitä suuria määriä, vaan erittää koko ajan ylimäärää ulos.
Tasalämpöisiin
eläimiin kuuluvilla nisäkkäillä ja linnuilla aktiivisen elämän alaraja on yleensä noin
35 asteen tienoilla.
Talviunta nukkuvilla nisäkkäillä, kuten
karhulla, mäyrällä ja supikoiralla, raja on hieman alempi. Elimistön
valmistauduttua syksyllä pitkää unitilaa varten ne nukahtavat syvään talviuneen
kun niiden ruumiinlämpö laskee noin 33 asteen paikkeille, ja siinä se pysyy
unen aikana. Talviunta nukkuvat eläimet heräävät ja pystyvät kuitenkin
toimimaan heti, jos ne jostain syystä häiriintyvät.
Hyvin
pienillä nisäkkäillä ja linnuilla saattaa ruumiinlämpö laskea talvella öisin jopa
30 asteen tienoille, jolloin niiltä säästyy niukkana aikana energiaa.
Ihmisen
jäähtymisen siedosta on saatu runsaasti tietoa hankeen sortuneiden ja hukuksiin
vaipuneiden virvoittamisesta. Tieto on osoittautunut tärkeäksi paitsi elvytyshoidon
kannalta myös kirurgian menetelmien kehittelylle.
Nykyään
tiedetään melko hyvin, mitä tapahtuu kun ihmisen lämpötila laskee eli ihminen
tulee alilämpöiseksi, hypotermiseksi. Tässä sisäinen eli ydinlämpötila
on ratkaiseva. Iholla, esimerkiksi jaloissa ja käsissä, lämpötilat laskevat
kylmyydessä nopeasti lähelle nollaa elimistön yrittäessä estää lämmön
karkaamista kehosta.
Seuraavanlaisia
muutoksia on havaittu, kun ihmisen ruumiinlämpö alkaa laskea kylmyydessä normaalista
36-37 asteen lämpötilasta.
- * 36
asteen alapuolella ihminen tuntee jo palelevansa kunnolla; lihasvärinä alkaa leuoista
tuoden lisälämpöä elimistöön; verisuonet iholla supistuvat ja aineenvaihdunta
nousee lisäten lämmöntuottoa. Se tarkoittaa, että aivoissa toimiva
”termostaatti” yrittää pitää lämpötilan normaalina.
- * 35
asteessa lihasvärinä leviää koko kehoon ja saavuttaa horkan asteen; iho alkaa
sinertyä ja tunto heiketä.
-
* 34
asteessa mieli alkaa tuntua sekavalta ja uneliaalta, muisti pätkii ja lihakset
alkavat kouristella.
-
* 33
asteessa em. reaktiot voimistuvat.
-
* 32
asteessa esiintyy jo harhoja ja muistikuvat häviävät; kouristelu ym.
lihastoiminta heikkenee voimakkaasti, sydämessä esiintyy rytmihäiriöitä.
-
* 31
asteessa tietoisuus alkaa hämärtyä.
-
* 30
asteessa menee taju kankaalle ja hengitys heikkenee jyrkästi välillä kuitenkin
kiihtyen.
-
* 28
asteessa pulssi on täysin epäsäännöllinen ja hidas, hengitys harva ja heikko,
lihakset alkavat lamaantua.
-
* noin
25 – 24 asteessa sydän ja hengitys pysähtyvät.
Siis
ihminen sietää noin kymmenen asteen jäähtymisen, mikä talven hyisessä vedessä
tapahtuu noin 15-20 minuutissa. Sanomalehdistä voi joskus lukea, että ihmisiä
on saatu pelastetuksi jopa alle 20 asteen hypotermiasta, mutta todennäköisesti
silloin mittausta ei ole tehty ydinlämpötilan syvyydestä.
Yllä
esitetty kuvaus sopii aika hyvin suurimpaan osaan nisäkkäistä. Selvän
poikkeuksen muodostavat kuitenkin jotkin kylmähorrokseen
painuvat linnut (mm.
tervapääskyn poikaset) ja nisäkkäät (esim. lepakot ja siili). Viimeksi mainituilla
ruumiinlämpö voi talvihorroksen aikana painua 4-5 asteeseen ja
pysyä siinä talven ajan. Talvihorroksen aikana eläimen aivoissa toimiva
”termostaatti” huolehtii kuitenkin siitä, että lämmöntuotto lisääntyy
voimakkaasti ja jopa herättää eläimen, jos jäätyminen uhkaa.
Koska
hypotermiassa aineenvaihdunta ja erityisesti aivojen hapentarve laskee
voimakkaasti, kirurgit käyttävät sitä hyväksi ihmisiä operoidessaan. He eivät
halua tyytyä edes toimimaan tuon normaalin kuolemanrajan eli 25 asteen
yläpuolella, vaan yrittävät kehitellä menetelmiä siirtää turvallisen
hypotermian rajaa alemmaksi. Hypotermiaan vaivuttaminen tehdään kontrolloidusti
jäähdyttämällä elimistö nopeasti verenkierron kautta ja estämällä lääkeaineilla
elimistön lämpöä tuottavat vastareaktiot.
Äskettäin
yksi amerikkalainen kirurgiryhmä onkin erikoisluvalla päässyt vaivuttamaan
tapaturmaan joutuneen potilaan 18-20 asteen hypotermiaan, jossa tilassa
potilasta jouduttiin pitämään lähes tunnin ajan. Hypotermian avulla operaatio
onnistui ja potilas toipui täysin.
Hypotermian
avulla säästetään etenkin aivoja vaurioitumiselta hapenpuutteen vuoksi.
Normaalisti ne vaurioituvat peruuttamattomasti 5-6 minuutissa ja 10 minuutissa
seuraa kuolema, jos verenkierto aivoissa pysähtyy. Aivosolut ja niistä
riippuvat säätelyjärjestelmät näyttävätkin olevan rajoittava tekijä kokonaisen
ihmisen jäähdytyksessä. Esimerkiksi käsien ja raajojen solut eivät ole
moksiskaan jäähtymisestä lähelle nolla astetta. Myös monet eristetyt solut
sietävät tällaista jäähdytystä, ja tietyissä liuoksissa ne voidaan säilyttää pitkään
nestetypessä (-196 astetta) ja herättää vielä sen jälkeen henkiin. Ensimmäisiä
käytännön sovellutuksia tästä havainnosta oli keinosiemennyksen käyttöön
saaminen karjatilojen hyödyksi.
Kerrotaan,
että vastaavassa syväjäässä odottelee henkiin herättämistä myös vuonna 1966
kuollut Walt Disney kymmenien muiden ruumiiden kanssa. Ilmeisesti epäilijöiden
joukko on kuitenkin entisestään suurentunut, koska tällainen suunnattoman
kallis jäädytysbisnes on viime aikoina lähes kokonaan loppunut.
Tulevaisuus
näyttää, miten kehitys kirurgian alalla tässä mielessä jatkuu. Joka tapauksessa
jo tähän mennessä hypotermiaa apuna käyttävien operaatioiden avulla on pelastettu
suuri joukko etenkin tapaturman uhreiksi joutuneita ihmisiä.
Tutkimus
ihmisen hypotermiasta jatkuu intensiivisesti ja lisäpanoksensa siihen tuo myös
horrokseen painuvien eläinten tutkiminen.
LOPUKSI
Vaikka vanhanajan
filosofit kiteyttivät viisauksiaan yleensä kammioissaan mietiskellen, osuivat
he toisinaan asian ytimeen jo paljon ennen kuin asia tuli todistetuksi konkreettisin
tutkimuksin.
Näin
lausui esimerkiksi filosofi James Allen noin 130 vuotta sitten:
”Niin kauan suonissamme virtaa paha veri kuin
suosimme itsessämme myrkyllisiä ajatuksia”,
Myös vanha
kansa osasi lukea luontoa todetessaan:
”Huh hellettä, sanoi jänis
pakkasta.”
Kirjani
löytyvät os. adlibris/rauno tirri