Leo Szilard oli fyysikko, joka vaihtoi huomionsa toisen maailmansodan jälkeen biologiaan ja sai huomata, ettei enää voinut alanvaihdon jälkeen kylpeä rauhassa. Syy oli biologian luontainen kaoottinen olemus. Siinä missä fyysikkona hän saattoi rauhassa kylvyssä mietiskellä ongelmia, oli hänen biologiaan liittyvän ongelman parissa työskennellessään jatkuvasti noustava tarkistamaan jokin fakta.

Tätä alaa vaihtanutta fyysikkoa kohdannut ongelma kuulostaa varmasti tutulta myös jokaiselle lääketiedettä opiskelleelle. Viimeisimpänä omaa mieltäni vaivanneet epäloogisuudet tulevat happo-emäs-tasapainon maailmasta: kun vetyatomi menettää elektronin, siitä tulee H+. Intuitiivisesti voisi ajatella että menetyksen takia syntynyttä ionia kuvaisi H mutta historiallisista syistä johtuen näin ei ole. Sitten on vielä se pH-asteikko itsessään – negatiivinen logaritmi! Tämä tarkoittaa sitä, että nousu vetyionien konsentraatiossa johtaa pH:n laskuun. Asteikon luonteesta johtuen on myös vetyionikonsentraation muutoksen määrä eri, riippuen siitä mihin suuntaan asteikossa liikutaan. Samansuuruinen muutos pH-asteikossa johtaa erisuuruisiin muutoksiin vetyionikonsentraatiossa, riippuen siitä onko muutos hapokkaampaan vai emäksisempään suuntaan. Asteikko tuntuu siis ensi näkemältä pakenevan kaikkea järkeä. Se onkin kehitetty kemistejä varten jotka työskentelevät huomattavasti suurempien vetyionikonsentraatioiden vaihteluiden parissa kuin lääkärit, sillä elämän kanssa yhteensopivat vetyionikonsentraatiot ovat varsin pieniä ja ihmisen tulee hengissä selvitäkseen pysytellä varsin kapeassa välissä 6.80 – 7.70.  

Potilaan happoemästasapainon laboratorioarvoista jotain päätelläkseen tulee tietää jo aika merkittävä määrä taustatietoa pH-asteikon omalaatuisuuden lisäksi – valittavissa on kolmekin erilaista teoriaa oman tulkinnan tueksi. Perinteinen amerikkalainen järjestelmä käyttää pääasiassa näyttäjiä valtimoveren pH, PaCO2 (valtimoveren hiilidioksidipitoisuus) ja [HCO3] (bikarbonaattipitoisuus). Siggaard-Andersenin lähestymistavassa metabolista puolta kuvaa bikarbonaatin sijasta laskennallinen käsite base excess. Biokemisti Stewartin mukaan usein nimetty fysikokemiallinen lähestymistapa taas hylkää kokonaan aikaisemman kahden lähestymistavan teoreettisen pohjan ja on eri mieltä ensinnäkin siitä, mikä on happo ja siitä, onko bikarbonaatti-bufferi oleellinen happo-emäs-tasapainon kannalta.

Väittely siitä, mikä järjestelmistä on paras, jatkuu edelleen. Omasta näkökulmastani näiden useiden eri järjestelmien olemassaolo happo-emäs-tasapainon tulkitsemiseksi on mielenkiintoinen käytännön esimerkki siitä, millä tavoin biologian luontainen kaoottisuus pakenee yksinkertaisia selityksiä yhden teorian kautta. Kaikki edellä mainitut lähestymistavat toimivat kliinisesti. Yksi niistä on helpompi käyttää kuin toinen. Toinen selittää joitain tunnettuja patofysiologisia ilmiöitä paremmin kuin toinen.

Lääketiedettä opiskellessa huomaa siis hyvin Szilardia vaivanneen ongelman. Biologiset järjestelmät ovat monimutkaisia ja kaoottisia, luoden siten tarpeen muistaa välillä varsin epäloogisiakin asioita. Lisäksi pakkaa sekoittavat ihmisten tekemät luokittelut, teoriat, ja järjestelmät. Nämä kun harvoin pystyvät täydellisesti kuvaamaan esitettävän asian kaikkia puolia.  Siirryttäessä sitten testaamaan näihin pohjatietoihin perustuvia hypoteeseja tosielämässä kohdataan seuraava ongelma – datakin on sotkuista. Näyteputkien ja simulaatioiden ulkopuolella sijaitseva todellisuus vastustaa yrityksiäsi tuottaa siistejä, satunnaisista häiriöistä vapaita tuloksia.

Maalaisjärki auttaa monessa, mutta saattaa johtaa harhaan tutkimusta tehdessä tai lääketieteen parissa. Biologiset järjestelmät, kuten ihminenkin, harvoin seuraavat siistejä loogisia polkuja. Ihmiset ovat sotkuisia, siten myös tutkimusten tulokset ovat sotkuisia. Siksi hypoteesien järjestelmällinen ja tarkka testaaminen on avain parhaaseen tietoon joka saattaa olla jotain aivan muuta kuin alun perin odotit. Kaoottisten biologisten järjestelmien ymmärtäminen vaatiikin paljon ulkoa oppimista, faktojen osaamista ja niiden jatkuvaa tarkistamista. Siksi suosinkin itse suihkussa käymistä kylpemisen sijaan.

 

Janne Virtanen, LK

Tarton yliopisto

4. vuosikurssi

janne.virtanen@fimnet.fi