Τα τυχαία γεγονότα έχουν διαδραματίσει κεφαλαιώδη ρόλο, τόσο στη ζωή και τη δραστηριότητα μεμονωμένων ατόμων, όσο και των οργανωμένων κοινωνιών και κρατών, και ολόκληρης της ανθρωπότητας. Εξάλλου, τυχαία γεγονότα αποτελούν το υπόβαθρο και το κυρίαρχο και γενεσιουργικό στοιχείο ολόκληρου του φαινομένου της ζωής, είναι δε πολύ πιθανόν ότι η Τύχη βρίσκεται πίσω από τα συντελούμενα, τόσο όσον αφορά στη γένεση του Σύμπαντος, όσο και στην περαιτέρω εξέλιξη, τη διαμόρφωση και τη λειτουργία του!
Εξάλλου, το τυχαίο γεγονός είτε η σύμπτωση, αποτελούν αναπόσπαστο και ουσιαστικό στοιχείο και της υφής και της ουσίας της επιστημονικής έρευνας και του προϊόντος της, δηλαδή των επιστημονικών δεδομένων, ακόμα δε και των θεωρητικών τους προεκτάσεων και οραματισμών! Ζούμε μέσα σ ένα κόσμο που αποτελεί προϊόν μιας πολύ μακράς, ανεξάντλητης σειράς από τυχαία γεγονότα και συμπτώσεις, και αποτελούμε εμείς οι ίδιοι προϊόντα αυτών των τυχαίων γεγονότων. Μόνο που ο Κόσμος μας δίδει την εντύπωση ότι όλα μέσα σ αυτόν διέπονται από μια ακαταμάχητη και απλησίαστη σε τελειότητα τελεολογία.
Η σκοπιμότητα φαίνεται να αποτελεί το στημόνι και το υφάδι των πάντων! Μολαταύτα, αυτό αποτελεί αυταπάτη! Τα πράγματα είναι έτσι γιατί απλούστατα όλα όσα υπάρχουν αποτελούν ένα απειροελάχιστο κλάσμα τυχαίων γεγονότων που επιβίωσαν μέσα στο χρόνο, γιατί έτυχε να προσαρμόζονται προς τα ήδη υπάρχοντα. Η απροσμέτρητη μάζα των τυχαίων γεγονότων από τα οποία ξεχώρισαν τα υπάρχοντα απλούστατα δεν υπάρχει πουθενά!
Στην επιστημονική έρευνα, το τυχαίο γεγονός έπαιξε και εξακολουθεί να διαδραματίζει ένα πολύ σημαντικό, θεμελιώδη ρόλο, κι ας μην το παραδέχονται πολλοί. Αυτό όμως φαίνεται αληθινό, έστω και με κάποιους περιορισμούς, έτσι για να περισώσουμε το γόητρο, την υπερηφάνεια και τον εγωκεντρισμό μας. Ο μεγάλος Louis Pasteur, σε λόγο του που είχε εκφωνήσει κατά τα εγκαίνια της Σχολής Επιστημών του Πανεπιστημίου της Λίλλης, το 1854, ανάφερε ότι «όσον αφορά την παρατήρηση, η τύχη ευνοεί μόνο αυτούς που είναι προετοιμασμένοι να τη δεχτούν.»
Γιατί τα γράφω αυτά; Μα, όπως θα δείτε παρακάτω, ένα θέμα που με απασχόλησε για σημαντικά μεγάλο χρονικό διάστημα της επιστημονικής μου καριέρας γεννήθηκε εντελώς τυχαία, από μια σύμπτωση. Αλλά, φαίνεται ότι διέθετα το υπόβαθρο για την αξιοποίησή του. Αλλιώς δεν εξηγείται αυτό που επακολούθησε:
Πράγματι, με τη θερμορύθμιση, δηλαδή με τη λειτουργία του σώματος με τη οποία διατηρείται η θερμοκρασία μας σταθερή, άρχισα να ασχολούμαι μάλλον συμπτωματικά, ύστερα από ένα εντελώς τυχαίο περιστατικό. Εκείνο το πρωινό του 1966, μαζί με συνεργάτες μου, δουλεύαμε με ένα σκυλί-πειραματόζωο, σε θέμα εντελώς άσχετο με τη θερμορύθμιση.
Το «πειραματικό παρασκεύασμα» ουσιαστικά αποτελείτο από το πίσω πόδι του πειραματόζωου, με το ισχιακό νεύρο κομμένο, αλλά με τη δυνατότητα να το ερεθίζουμε με ηλεκτρικά ερεθίσματα κατά βούληση. Η μετρούμενη παράμετρος ήταν η «αιμάτωση» αυτού του οπίσθιου άκρου, δηλαδή το ποσό του αίματος που περνούσε μέσα από τα αγγεία του ανά μονάδα χρόνου. Η όλη έρευνα ήταν πολύ ενδιαφέρουσα και συναρπαστική, γιατί όλο και καινούργια πράγματα έρχονταν στην επιφάνεια σε σχέση με τις μεταβολές στην ενέργεια ορισμένων ουσιών υπό, και μετά την επίδραση των νευρικών ερεθισμάτων. Αλλά κάποια στιγμή είπαμε να ξεκουραστούμε για δέκα λεπτά, να φροντίσουμε τη νάρκωση του πειραματόζωου και να ξεκουράσουμε το «παρασκεύασμα»
Και εκεί ακριβώς ήταν που συνέβη το τυχαίο γεγονός. Μια λάμπα υπερύθρων (θερμαντικών) ακτίνων, που βρισκόταν κάπου στο πλάι, από μια αδέξια κίνηση κάποιου βοηθού, που κανένας δεν πρόσεξε, εστιάστηκε στο κάτω μέρος του ποδιού του πειραματόζωου, που φυσικά άρχισε να θερμαίνεται. Βέβαια αυτό το διαπιστώσαμε μετά. Εκείνο που παρατηρήθηκε στην αρχή ήταν ότι η αιμάτωση στο πόδι άρχισε να ελαττώνεται, πράγμα που δεν ήταν καθόλου δικαιολογημένο, γιατί η πίεση του αίματος που καταγραφόταν με το κατάλληλο όργανο στο κυμογράφιο εξακολουθούσε να παραμένει φυσιολογική.
Κάτι άλλο έπρεπε να συμβαίνει! Και η έκπληξή μου ήταν ακόμα μεγαλύτερη όταν ανακάλυψα τη λάμπα των υπερύθρων ακτίνων να θερμαίνει το πόδι του πειραματόζωου. Γιατί όλοι ξέρουμε και παρατηρούμε και διδάσκουμε πως με τη θέρμανση του δέρματος, τα αιμοφόρα αγγεία του διαστέλλονται και, κατά συνέπεια, περνάει μέσα απ΄ αυτά τα αγγεία πολύ περισσότερο αίμα. Επιπρόσθετα, είναι γνωστό ότι αυτό αποτελεί μια φυσιολογική θερμορυθμιστική αντίδραση στον άνθρωπο.
Έτσι το πείραμα εκείνη τη μέρα άλλαξε από μόνο του προσανατολισμό! Το γεγονός με εξανάγκασε, έτσι για να ικανοποιήσω την περιέργειά μου, να θερμαίνω και να ψύχω το «παρασκεύασμα,» να μετρώ και να ξαναμετρώ την αιμάτωση. Σε λίγο, την ίδια εκείνη μέρα, εγκατέστησα μια θερμοηλεκτρική ακίδα σε επαφή με τη φλέβα αποχέτευσης του αίματος από το πόδι, και έτσι μπορούσα πια να συσχετίζω την ακριβή θερμοκρασία του αίματος με τις μεταβολές της αιμάτωσης του ποδιού.
Έτσι, άρχισε μια σειρά από πολλά πειράματα, που κράτησαν περισσότερο από δυο χρόνια, για τη μελέτη των κυκλοφορικών αντιδράσεων στο πίσω πόδι του σκύλου, υπό διάφορες θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Σ αυτά χρησιμοποιήθηκαν ακόμα και διασταυρούμενη κυκλοφορία μεταξύ δυο πειραματοζώων ή και υδατόλουτρα με σταδιακά ανερχόμενη και κατερχόμενη θερμοκρασία νερού, από τα οποία διοχετεύονταν το αίμα μέσα από ελικοειδείς σωληνώσεις πριν να περάσει μέσα από τα αιμοφόρα αγγεία του ποδιού του πειραματόζωου. Με αυτά τα πειράματα τελικά αποδείχθηκε η διαφορά των θερμορυθμιστικών αντιδράσεων, σε ότι αφορά τα αιμοφόρα αγγεία του δέρματος, μεταξύ των ζώων (και του ανθρώπου) που διαθέτουν ιδρωτοποιούς αδένες και εκείνων που δεν τους διαθέτουν (όπως είναι ο σκύλος).
Αλλά τι είναι η θερμορύθμιση; Λίγο παραπάνω είπαμε πως αυτή είναι η λειτουργία, ή μάλλον το σύνολο των λειτουργιών, με τις οποίες διατηρείται η θερμοκρασία του σώματος «σταθερή,» ανεξάρτητα από τις μεταβολές της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος και ανεξάρτητα από το ρυθμό της παραγωγής της θερμότητας μέσα στο σώμα. Βέβαια, για να γίνει αυτό χρειάζεται να διατηρείται μια ισορροπία μεταξύ της παραγωγής και της αποβολής της θερμότητας από το σώμα, αλλά συγχρόνως και μια θερμοστατική καθήλωση της θερμοκρασίας του σώματος σε ορισμένο επίπεδο. Χρειάζεται δηλαδή ένα κλιματιστικό σύστημα που να ελέγχει όχι ένα χώρο όπως είναι, για παράδειγμα, ένα δωμάτιο, αλλά τον εσωτερικό χώρο του σώματος.
Μέσα σ αυτό το χώρο, επιτελούνται συνεχώς καύσεις, με την έννοια ότι σε κάθε κύτταρο του σώματος καίγονται ορισμένες ουσίες για να αποδώσουν ενέργεια για το μεταβολισμό αυτού του κυττάρου, και το μεγαλύτερο είτε και ολόκληρο το ποσό αυτής της ενέργειας τελικά αποδίδεται με τη μορφή της θερμότητας. Αυτή μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελεί την παραγόμενη θερμότητα στο σύστημα, που πρέπει να αποβάλλεται με κάποιο τρόπο προς το περιβάλλον, για να μη προκαλεί άνοδο της θερμοκρασίας του σώματος.
Φανερό είναι επίσης το γεγονός ότι ο ρυθμός της παραγωγής αυτής της θερμότητας δεν μπορεί να είναι σταθερός γιατί αυτός ακολουθεί το ρυθμό του μεταβολισμού του σώματος. Για παράδειγμα, όταν περπατάμε, τρέχουμε, κολυμπάμε, κάνουμε γυμναστικές ασκήσεις ή ανεβαίνουμε σκάλες, κλπ., η παραγωγή θερμότητας στο σώμα είναι πολλαπλάσια σε σύγκριση με την παραγωγή κατά την ηρεμία του σώματος, όπως όταν κοιμόμαστε, είτε είμαστε ξαπλωμένοι κάτω από τη δροσερή σκιά ενός κέδρου!
Και τώρα με ποιο τρόπο αποβάλλεται αυτή η θερμότητα από το σώμα;
Με τρεις τρόπους:
1. με ακτινοβολία υπερύθων ακτίνων από το σώμα προς τα γύρω αντικείμενα του περιβάλλοντος
2. με αγωγή και μεταφορά , και
3. με εξάτμιση νερού από το σώμα.
Από το σώμα εκπέμπονται συνεχώς υπέρυθρες ακτίνες, όπως εξάλλου συμβαίνει και με όλα τα γύρω μας αντικείμενα. Δηλαδή το σώμα μας χάνει θερμότητα με αυτή την ακτινοβολία, αλλά και δέχεται θερμότητα από τα γύρω αντικείμενα. Το τελικό αποτέλεσμα, δηλαδή αν χάνουμε ή αν κερδίζουμε θερμότητα με αυτό τον τρόπο, εξαρτάται από το αν το σώμα μας είναι θερμότερο ή ψυχρότερο από το περιβάλλον. Αν το περιβάλλον έχει θερμοκρασία χαμηλότερη από εκείνη του σώματος, τότε χάνουμε θερμότητα. Αν οι δυο θερμοκρασίες είναι ίδιες μεταξύ τους, τότε ούτε χάνουμε, αλλά και ούτε κερδίζουμε θερμότητα, και όταν το θερμόμετρο ξεπερνάει τους 37 βαθμούς, τότε, με την υπέρυθρη ακτινοβολία από το περιβάλλον, κερδίζουμε θερμότητα!
Ο αέρας που έρχεται σε επαφή με το δέρμα μας θερμαίνεται, απομακρύνεται με τα ρεύματα του αέρα και ανανεώνεται με άλλο ψυχρότερο αέρα. Με αυτή τη απομάκρυνση του αέρα που έχει θερμανθεί από το σώμα μας χάνουμε θερμότητα με αγωγή και μεταφορά.
Αλλά, και σ αυτή την περίπτωση, για να αποβάλλεται θερμότητα από το σώμα με αυτό τον τρόπο θα πρέπει η θερμοκρασία του αέρα να είναι χαμηλότερη από αυτή του σώματος. Αυτός ο τρόπος αποβολής θερμότητας είναι που επηρεάζεται σημαντικά από την ενδυμασία, γιατί με τα ρούχα που φοράμε περιορίζεται περισσότερο ή λιγότερο, ανάλογα με το είδος και την ποσότητά τους, η ανανέωση του στρώματος του αέρα που έρχεται σε επαφή με το δέρμα μας και έτσι περιορίζεται η απώλεια θερμότητας με τη μορφή του αέρα που έχει ζεσταθεί από το σώμα μας.
Ευτυχώς όμως υπάρχει και ένας τρίτος τρόπος αποβολής θερμότητας από το σώμα, που δεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Αυτός είναι η αποβολή θερμότητας με την εξάτμιση νερού από το σώμα. Αυτό το νερό εξατμίζεται όλη την ώρα από το αναπνευστικό σύστημα και από το δέρμα. Σε περίπτωση που απαιτείται η εξάτμιση αυτή να γίνεται σε πολύ μεγαλύτερη κλίμακα, ώστε να αποβάλλονται πολύ μεγαλύτερα ποσά θερμότητας, το νερό που προσφέρεται από το δέρμα για εξάτμιση ενισχύεται, σχεδόν απεριόριστα με τον ιδρώτα, που παράγεται από τους ιδρωτοποιούς αδένες με ειδικές εντολές (νευρικά ερεθίσματα) που προέρχονται από το κεντρικό νευρικό σύστημα.
Είναι βέβαια γνωστό ότι για να εξατμίζεται ένα υγρό, όπως για παράδειγμα το νερό, απαιτείται η προσφορά ενέργειας με τη μορφή θερμότητας. Κατά συνέπεια, όταν το νερό εξατμίζεται από το αναπνευστικό σύστημα, «κλέβει» θερμότητα από το αίμα που κυκλοφορείται μέσα από τα αγγεία των βλεννογόνων των αναπνευστικών οδών καθώς και από τα τριχοειδή των κυψελίδων, ενώ όταν το νερό εξατμίζεται από το δέρμα, «κλέβει» θερμότητα από το αίμα που κυκλοφορείται μέσα από τα αγγεία του δέρματος.
Έχουμε λοιπόν την παραγόμενη με τον μεταβολισμό θερμότητα, που πρέπει με κάποιο ή κάποιους τρόπους να αποβάλλεται από το σώμα, αλλά με τρόπο που η θερμοκρασία του σώματος να παραμένει σταθερή σε ορισμένο προκαθορισμένο σημείο. Το πρόβλημα είναι περίπλοκο και περιπεπλεγμένο και δύσκολο, γιατί, όπως αντιλαμβάνεστε, θα πρέπει όλοι οι συμμετέχοντες μηχανισμοί να είναι δυνατό να λειτουργούν, κατά κάποιο τρόπο, απόλυτα συντονισμένο, και κάτω από τις πλέον αντίξοες συνθήκες, τόσο του σώματος όσο και του περιβάλλοντος, γιατί βέβαια ο άνθρωπος δεν παραμένει πάντοτε μέσα σε κλιματιζόμενο δωμάτιο!
Και εδώ ακριβώς είναι που παρεμβάλλεται το ολοκληρωμένο νευρικό κύκλωμα που ονομάζεται θερμορυθμιστικό κέντρο, που εντοπίζεται στον υποθάλαμο του εγκεφάλου.
Τι είναι αυτό το κέντρο;
Είναι ένα σύνολο από νευρικά κύτταρα με πολλαπλές συνδέσεις, τόσο μεταξύ τους, όσο και με πολλές άλλες περιοχές του εγκεφάλου, όπου είναι εγκατεστημένα νευρικά κέντρα που ελέγχουν ένα σωρό λειτουργίες του σώματος. Για παράδειγμα, τα κέντρα για τη διεύρυνση ή τη στένωση των αιμοφόρων αγγείων του δέρματος, τη διεύρυνση είτε τη στένωση ορισμένων άλλων αγγείων, κυρίως των άνω και κάτω άκρων, τη λειτουργία ή την άρση της λειτουργίας των ιδρωτοποιών αδένων, τη μεταβολή της έντασης του μυϊκού τόνου, την έκκριση ορισμένων ορμονών, όπως της θυροξίνης και της επινεφρίνης, που επηρεάζουν με άμεσο τρόπο το ρυθμό και την ένταση των καύσεων (άρα και της παραγωγής θερμότητας) από τα κύτταρα, και πολλά άλλα.
Επιπρόσθετα, προς αυτό το θερμορυθμιστικό κέντρο διοχετεύονται όλα τα πληροφοριακά στοιχεία που προέρχονται τόσο από το δέρμα όσο και από άλλα σημεία του σώματος, όπως είναι το συκώτι,, ο γαστρεντερικός σωλήνας και ο νωτιαίος μυελός, και τα οποία στοιχεία αφορούν τη θερμοκρασία που επικρατεί σ αυτά τα σημεία. Όλες αυτές οι πληροφορίες αποστέλλονται με τη μορφή των νευρικών ώσεων με νευρικές ίνες προς τον εγκέφαλο από ορισμένους υποδοχείς για το ψυχρό και το θερμό, που βρίσκονται εγκατεσπαρμένοι στο δέρμα και σε άλλα όργανα του σώματος.
Μέσα στα νευρικά κυκλώματα του θερμορυθμιστικού αυτού κέντρου όλες αυτές οι πληροφορίες ολοκληρώνονται, και αυτόματα λαμβάνονται αποφάσεις για το τι ακριβώς πρέπει να γίνει στα διάφορα σημεία του σώματος ώστε να διατηρείται η ισορροπία μεταξύ της παραγόμενης και της αποβαλλόμενης θερμότητας, ενώ συγχρόνως λαμβάνεται φροντίδα για τη διατήρηση της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος στο ακριβές σημείο της θερμομετρικής κλίμακας που έχει επιλεγεί από αμνημονεύτων χρόνων ως το καταλληλότερο για τη διαβίωση του ανθρώπου.
Για παράδειγμα, έστω ότι βγαίνουμε έξω μια χειμωνιάτικη νύχτα, με τον παγωμένο βοριά να λυσσομανάει και τον υδράργυρο του θερμομέτρου να έχει κολλήσει στους 3 βαθμούς C. Βέβαια είμαστε καλά ντυμένοι, όμως νοιώθουμε το τσουχτερό κρύο.
Τι γίνεται σ αυτή την περίπτωση;
Βέβαια, χωρίς την παρέμβαση του θερμορυθμιστικού κέντρου, η θερμοκρασία του σώματός μας θα αρχίσει να πέφτει, και σε λίγο θα έχουμε υποθερμία, κώμα, και θάνατο. Όλα όμως τα εκατομμύρια των νευρικών διεγέρσεων που φτάνουν στον εγκέφαλο από τους υποδοχείς του ψυχρού που βρίσκονται σε ολόκληρο το δέρμα, μας δημιουργούν πρώτα αυτό το αίσθημα του ψυχρού.
Αλλά, πέρα από αυτό, πληροφορούν το θερμορυθμιστικό κέντρο για το τι ακριβώς συμβαίνει με την αποβολή και την παραγωγή της θερμότητας στο σώμα, και από εκεί λαμβάνονται αμέσως οι αποφάσεις. Πρώτα, προκαλείται, με την επέμβαση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος, μια έντονη αγγειοσυστολή των αγγείων του δέρματος. Με αυτό τον τρόπο το θερμό αίμα δεν φτάνει πια παρά σε ελάχιστα μόνο ποσά μέχρι το δέρμα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός μονωτικού στρώματος από τους ιστούς μεταξύ του πυρήνα του σώματος και του δέρματος. Έτσι περιορίζεται, σ ένα ορισμένο βαθμό, η μεγάλη απώλεια θερμότητας.
Παρόλα αυτά, αυτό δεν επαρκεί, γιατί, και με αυτές τις συνθήκες, η αποβολή της θερμότητας εξακολουθεί ακόμα να είναι μεγαλύτερη από την παραγωγή της, Θα πρέπει λοιπόν, για την πλήρη και ριζική αντιμετώπιση της κατάστασης, να βρεθεί ο τρόπος για την αύξηση της παραγωγής της θερμότητας από το σώμα. Και αυτό γίνεται με δυο τρόπους:
1. Αποστέλλονται νευρικές ώσεις στα επινεφρίδια, από τα οποία και προκαλείται έκκριση επινεφρίνης. Η ορμόνη αυτή φέρεται με το αίμα σε όλα τα μέρη του σώματος, και μεταξύ των άλλων της επιδράσεων, προκαλεί και μεγάλη αύξηση των καύσεων στα κύτταρα, με συνέπεια την αύξηση της παραγωγής της θερμότητας.
2. Προκαλείται η ενεργοποίηση ορισμένων νευρικών κυκλωμάτων που αφορούν τις συστολές των γραμμωτών μυών του σώματος, και με αυτό τον τρόπο αυξάνεται ο μυϊκός τόνος αυτών των μυών, δηλαδή αυξάνεται ο μικρός βαθμός συστολής που επιτελούν όλη την ώρα, ακόμα και όταν δεν χρησιμοποιούνται για την επιτέλεση κανονιών συστολών. Σε περίπτωση δε μεγαλύτερης ανάγκης για αυξημένη παραγωγή θερμότητας, ο μυϊκός τόνος μεταπίπτει σε έντονες, τρομώδεις κινήσεις αυτών των μυών, επιτελείται δηλαδή ρίγος. Με τις έντονες αυτές συστολές όλων των μυών του σώματος παράγεται τόση ακριβώς θερμότητα όση χρειάζεται για την πλήρη και ακριβή εξισορρόπηση της αποβαλλόμενης προς τη παραγόμενη θερμότητα, με αποτέλεσμα τη διατήρηση της θερμοκρασίας του πυρήνα του σώματος στο σταθερό σημείο που έχει διαμορφωθεί πριν από αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Ομότιμος Καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών,
Ιατρική Σχολή