Lemmikin tuntemuksiin on helppo samastua, mutta kivusta kärsivät todennäköisesti kaikki sellaiset eläimet, joilla on kipureseptoreja ja aivot.  Kuva:  Eugene/Wikimedia Commons
Lemmikin tuntemuksiin on helppo samastua, mutta kivusta kärsivät todennäköisesti kaikki sellaiset eläimet, joilla on kipureseptoreja ja aivot. Kuva: Eugene/Wikimedia Commons

Käyttäytymisestä ja elimistön reaktioista voi päätellä paljon, samoin hermoston rakenteesta.

Kirjolohi kiertelee levottomasti akvaariossa ja hieroo suutaan pohjaan. Sillä on ongelma. Tutkija Lynne Sneddon skotlantilaisesta Edinburghin yliopistosta on juuri ruiskuttanut sen huuliin etikkahappoa.

Kun muu ei auta, kala alkaa huojua paikallaan. Tutkijoiden kulmakarvat kohoavat. Tätähän luulisi näkevänsä apinahäkissä eikä akvaariossa. Nisäkkäiden tiedetään joskus turvautuvan merkityksettömän liikkeen toistamiseen, koska se saa elimistön tuottamaan pieniä määriä endorfiineja kivunlievittäjiksi.

Muutkin samaan käsittelyyn joutuneet kirjolohet hierovat huuliaan tai huojuvat. Jotkin kieltäytyvät syömästä ja ”läähättävät” eli leyhyttelevät kiivaasti kiduksiaan.

Paitsi yksi joukko ne, joihin tutkijat tuikkaavat morfiinia. Nisäkkäillä morfiinin tiedetään poistavan kivun tunnetta, ja kuinka ollakaan: morfiinia saatuaan kalatkin rauhoittuvat ja palaavat normaaleihin puuhiinsa.

Kun Sneddonin tutkimustulokset julkaistiin vuonna 2003, brittilehdistössä käynnistyi kiivas keskustelu. Kykenevätkö kalat tuntemaan kipua? Jos kykenevät, miltä mahtaa tuntua niistä kaloista, joita mukavat perheenisät leppoisina viikonloppuina kiskaisevat vedestä huulen lävistävän ongenkoukun varassa?

Ennen Sneddonin tutkimuksia ei kalojen kivuntuntokyvystä ollut olemassa tieteellistä tietoa juuri lainkaan. Hänen tuloksensa viittaavat siihen, että kalat todella kokevat kipua. Sneddon on syynännyt myös kalojen kipureseptorien eli ihon pinnassa olevien aistinhermopäätteiden rakennetta ja kalojen kipuhermoston toimintaa, ja ne ovat osoittautuneet vastaaviksi kuin meillä.

Nisäkkäiden kipu kuin ihmisten

Eläinten kivun tutkimus ei tieteenalana ole kaikkein yksinkertaisimpia niin kuin ei ihmistenkään. Teknologia ei ole vielä tuottanut kipumittaria, joka yksiselitteisellä asteikolla siististi kertoisi ihmisen tai eläimen kokeman kivun määrän.

Nisäkkäistä, lähimmistä sukulaisistamme, tiedetään eniten.

Hyvin todennäköiseltä näyttää, että nisäkkäät kokevat kivun samantapaisena kuin me, sanoo eläinlääketieteellisen farmakologian professori Outi Vainio Helsingin yliopistosta.

Siihen viittaa sekä niiden käyttäytyminen että se, että niillä on samanlainen keskushermosto, hermot ja kipureseptorit kuin ihmisellä. Kivun tunteminen myös aiheuttaa niillä samanlaisia muutoksia hermoston välittäjäaineissa, ja elimistössä erittyy samoja opioideja eli kipua vaimentavia aineita kuin meilläkin.

Jos lähdetään kiipeilemään eläinkunnan sukupuussa kauemmas, tehtävä muuttuu haastavammaksi. Tuntevatko sammakot kipua? Muurahaiset?

Paremman tiedon puuttuessa lähtökohtana voitaneen pitää hermoston rakennetta, pohtii eläintieteen professori Kai Norrdahl Turun yliopistosta.

Ilmeisesti koetun kivun voimakkuus riippuu hermoston, etenkin keskushermoston, kehittyneisyydestä. Myös kipureseptoreina toimivien aistinhermopäätteiden määrä ja laatu vaikuttaa.

Eläinten tuntemuksia tulkittaessa on muistettava, etteivät eläimet aina ilmaise kipua samoin kuin me. Suhtautuisimmekohan kaupalliseen kalastukseen toisin, jos troolista kuuluisi jokaisella nostolla hirveä kirkuna?

Hiiri kärsii siinä missä hevonenkin

Jotta eläin voisi pelkkien väistämisrefleksien lisäksi myös tuntea kipua, sillä on oltava jonkinlainen tietoisuus. Kivuntuntokykyyn vaadittavan tietoisuuden ei silti tarvitse olla sellaisella tasolla, että sillä voisi hoitaa teoreettisen filosofian professuuria. Kaikki eläimet, joiden aivojen rakenteeseen sisältyy myöhäisaivovaippa eli neokorteksi, ovat nykyisen käsityksen mukaan siinä määrin tietoisia, että ne kokevat kipua ja kärsivät siitä.

Suurin ja poimuttunein myöhäisaivovaippa on valaiden, ihmisten ja apinoiden aivoissa, Kai Norrdahl kertoo.

 Muidenkin nisäkkäiden aivot ovat suhteellisen isot ja kehittyneet. Kaikilla nisäkkäillä on myös kivun aistimiseen sopivia aistinhermopäätteitä. Siksi on syytä olettaa, että kaikki nisäkkäät pystyvät tuntemaan kipua ja kärsimystä.

Ominaisuus ei riipu eläimen koosta. Hiiren ja hevosen kokemassa kivussa ei ole periaatteessa mitään eroa, Outi Vainio korostaa.

Ratkaisevaa ei ole sekään, nukkuuko nisäkäs sohvallamme.

 Ihmiset ovat keskimäärin herkempiä seura- ja harraste-eläinten kivuille kuin niiden, joita ajatellaan ”massaeläiminä”, kuten sikojen, Vainio muistuttaa. Hiiret ja rotat taas koetaan usein vieraiksi ja tuholaisiksi, joten niidenkin kipua aliarvioidaan helposti.

Jyrsijöiden tuntemukset jäävät monelta huomaamatta siksikin, että kiinni otettu eläin näyttää reagoivan kipuun vain avaamalla suunsa. Esimerkiksi rottien kivunhuudot ovat niin korkeita, että ne havaitsee vain ultraääniä rekisteröivillä laitteilla.

Myös linnut tiedostavat kivun

Lintujen tiedetään välttävän visusti sellaisia ihmisiä ja tilanteita, joihin niiden muistissa yhdistyy kipukokemus. Kipu näyttää olevan todellisuutta myös höyhenikkään pään sisällä:

 Lintujen keskushermosto, kipureseptorit ja välittäjäaineet ovat samanlaisia kuin nisäkkäiden, ja linnut reagoivat kipulääkkeisiin samalla tavoin, Outi Vainio kertoo.

Kärsimisen tyyssijana pidetty myöhäisaivovaippa on lintujenkin aivoissa, joskaan se ei ole yhtä poimuttunut kuin nisäkkäiden.

Matelijoilla, kuten käärmeillä, liskoilla ja kilpikonnilla, on hiukan yksinkertaisemmat aivot. Kilpikonnien keskushermoston eräät osat kuitenkin muistuttavat kovasti nisäkkäiden myöhäisaivovaippaa. Kai Norrdahl arvioi varovasti matelijoiden sijoittuvan kivuntuntokyvyltään suunnilleen samaan joukkoon kuin linnut.

Sammakkoeläimillä ja kaloilla ei ole myöhäisaivovaippaa, mutta tuskin niiden elämä silti on täysin kivutonta. Molemmilla on kipuaistimuksiin tarvittavia hermorakenteita, ja molemmat lakkaavat reagoimasta kivunaiheuttajiin, jos niille annetaan kipulääkettä.

Aivojen olemassaolo rajaviivana?

Kalat siis vaikuttavat kivuntuntokykyisiltä, mutta entä ongenkoukussa kiemurteleva mato?

Jos varsinaisen kivun kokijoita etsiessämme pitää johonkin kohtaan vetää raja, tärkein ero saattaa olla siinä, onko eläimellä aivot. Aivollisiin lukeutuvat kaikki selkärankaiset eläimet eli nisäkkäät, linnut, matelijat, sammakkoeläimet ja kalat. Selkärangattomilla, kuten hyönteisillä, on usein muutama komentokeskuksen virkaa toimittava hermosolmupari, mutta aivojen nimellä niitä ei voi kunnioittaa.

 Selkärangattomat reagoivat äkilliseen ärsykkeeseen, mutta se ei vielä kerro kivuntuntokyvystä, Kai Norrdahl pohtii. Toisaalta hän huomauttaa, että yksinkertaisimpia hyönteisiä myöten lähes kaikki eläimet kykenevät oppimaan.

 Oppimiskyky edellyttää muistia. Ei tiedetä, kokevatko hyönteiset kärsimystä, mutta ainakin ne muistavat haitalliset asiat ja välttävät niitä myöhemmin.

Magneettikuvaus kurkistaa aivoihin

Aivojen olemassaolo ja hermoston rakenne antavat eväitä sen päättelemiseen, onko eläimen edes mahdollista kokea kipua. Tutkijoiden konstit eivät kuitenkaan lopu siihen. Etenkin nisäkkäiden kipua voi havainnoida epäsuorasti eläinten käyttäytymisen perusteella.

Toisen kurkistusikkunan tarjoaa autonomisen eli tahdosta riippumattoman hermoston toiminta.

 Kipu aktivoi sympaattisen hermoston toimintaa jolloin muun muassa sydämen syke, verenpaine ja hengitystiheys nousevat, Outi Vainio kertoo.

Verinäytteestä voidaan mitata välittäjäaineiden pitoisuuksia: kortisolia, katekoliamiinia, noradrenaliinia, dopamiinia… Vainio huomauttaa, että niiden pitoisuuksien kasvu voi johtua myös stressistä. Mutta jos eläimellä on kudosvaurio ja se käyttäytyy kivuntuntemuksille ominaisella tavalla, välittäjäaineiden pitoisuudet kertovat lisää siitä, kuinka tukala eläimen olo on.

Elimistö tuottaa myös omia ”kipulääkkeitään”, kuten beetaendorfiinia. Kun elimistö pyrkii hallitsemaan kipua, endorfiinien pitoisuudet nousevat. Niidenkin tulkinnassa on otettava huomioon, että endorfiininsa saa kohisemaan myös reippaalla liikunnalla.

Mielenkiintoinen tulossa oleva mittauskeino on toiminnallinen magneettikuvaus, jolla on muutaman viime vuoden aikana jo päästy kuvaamaan ihmisten tunteita, Vainio sanoo.

 Tietyt aivoalueet aktivoituvat ihmisellä kivun kokemisen aikana. Jos eläimillä aktivoituvat vastaavat alueet, saadaan aika objektiivinen tapa kivun havaitsemiseen.

Magneettikuvauksen pitää kuitenkin ottaa vielä muutama tekninen kehitysaskel, ennen kuin sillä päästään kurkistamaan karvaisten päiden sisään. Kuvaus onnistuu vain, jos potilas ei hievahdakaan. Eläimille levollisuuden tekee vaikeaksi se, että nykyiset kuvauslaitteet pitävät melkoista meteliä.

Koe-eläinten kohtelu parantunut

Kivuntuntoa tutkittaessa nousee väistämättä esiin myös tutkimuseettisiä kysymyksiä. Outi Vainion omalla tutkimusalalla, eläinlääketieteellisessä farmakologiassa, tutkimuskohteena on eläinten kivun ja stressin lievitys lääkkeillä.

 Tutkimme kipua potilaseläimissä, joilla jo on jokin sairaus tai vastaava. Katsomme, muuttuuko eläimen käyttäytyminen ja muu reagointi, kun sille annetaan kipulääkettä. Emme siis aiheuta sitä kipua, Vainio kertoo.

 Eettisistä syistä emme käytä plaseboryhmiä. Olisi väärin jättää yksi ryhmä vaille kipulääkettä. Myöskään eläinlääketieteelliset lehdet eivät onneksi hyväksy sellaisia tutkimuksia. Sen sijaan kokeellisen kipututkimuksen tekijät, jotka itse aiheuttavat kivun, jättävät osan koe-eläimistä ilman kipulääkettä.

Lääketieteellisissä tutkimuksissa koe-eläimille koituu monesti kipua. Sitä pyritään yleensä lievittämään muttei välttämättä aina riittävästi.

– Syöpä- ja tulehdustutkimuksissa kivun annetaan usein kehittyä voimakkaaksi ilman että eläimelle annetaan kipulääkettä, Vainio sanoo.

Suurimmaksi osaksi Suomi on koe-eläinten kohtelussa edistyksellisempi kuin monet muut maat tai oma historiansa.

 Sellaisia kauhukuvia, joita on ollut 2030 vuotta sitten, ei Suomesta enää löydy, Norrdahl toteaa. Suomessa on vuosi vuodelta menty tiukempaan suuntaan. Pian saatava uusi koe-eläinlaki parantaa tilannetta edelleen.

Aspiriini vaaraksi mirrille ja mustille

Tutkimustyön ansiosta kipulääkkeet ovat parantuneet paljon parin vuosikymmenen takaisista.

 Nykyään on olemassa varta vasten koirille ja kissoille tarkoitettuja kipulääkkeitä. Ne tehoavat näihin eläimiin paremmin ja aiheuttavat niille vähemmän haittoja kuin ihmisten kipulääkkeet, Outi Vainio iloitsee.

Aikaisemmin lemmikkien nivelvaivoja ja muita kiputiloja lääkittiin aspiriinilla, mutta sillä on myös vahingossa tapettu monta kissaa. Parasetamoli on nelijalkaisille vielä vaarallisempi. Nykyiset koirien ja kissojen kipulääkkeet sen sijaan sopivat esimerkiksi lonkkavikaisen koiran olon helpottamiseen vaikka vuosien ajan.

Lemmikeille tuottavat kipua yleisimmin juuri nivelvaivat, kuten koirilla lonkkavika tai selkärangan nivelten viat. Tutunkin lemmikin kipu jää usein omistajalta havaitsematta, jos tilanne pahenee vähitellen.

 Kipukäyttäytyminen myös vaihtelee eri lajeilla ja lajin sisälläkin eri yksilöillä, Vainio toteaa.

– Kaikissa eläimen käyttäytymisen muutoksissa on yhtenä mahdollisena syynä kipu. Se voi aiheuttaa esimerkiksi koirien käyttäytymisongelmia, kuten aggressiivisuutta.

Joskus kipu näyttäytyy yllättävissä tilanteissa.

– Koirien eroahdistusta eli hätääntymistä ja tavaroiden pureskelua omistajan poistuessa pidetään yleensä korvien välisenä ongelmana, Vainio sanoo.

 On kuitenkin yksittäisiä koiria, joilta eroahdistusoireet ovat kadonneet, kun ne ovat saaneet kipulääkkeitä. Koiralla on siis ollut krooninen kipu, ja omistajan läsnäolo on toiminut tyynnyttävänä sosiaalisena tilanteena, jonka aikana eläin ei ole kokenut tuntemustaan niin pahana.

Lääketutkimusten myötä on karttunut tietämystä eläinten kipujen syistä.

– Mitä enemmän eläinpotilaiden kivun poistamista on tutkittu, sitä selvemmin on osoittautunut, että niiden kipuun vaikuttavat samanlaiset asiat kuin ihmistenkin, Vainio toteaa.

Helena Telkänranta on vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2006
 

Kipua vai nosiseptiota

Nosiseption tuottama väistämisrefleksi alkaa jo ennen kivun tuntemista.
Tuskaa voi puolestaan aiheuttaa sellainenkin epämukavuus, joka jää kipurajan alle.

Jos kosketat vahingossa sormella kuumaa keittolevyä, kätesi on vetäissyt itsensä turvaan jo ennen kuin ehdit tajuta tilannetta. Kipu ilmestyy sormeen vasta hetkeä myöhemmin.

Mitä oikeastaan tapahtui?

Evoluutio on siunannut meitä peräti kahdella erillisellä keinolla pitää itsemme ehjinä. Niin kutsuttu nosiseptio on automaattinen väistämisrefleksi. Kipu taas on tuntemus, joka valjastaa käyttöön yksilön valppauden ja oppimiskyvyn.

Nosiseptio toimii ajatusta nopeammin. Kun sormi koskettaa keittolevyä, tieto kuumuudesta ampaisee ihon aistinhermopäätteistä eli reseptoreista kipuhermoja pitkin selkäytimeen. Selkäydin lähettää lihaksille käskyn vetää käsi poispäin tuntemuksen aiheuttajasta.

Sillä välin sama viesti on lähtenyt myös aivoihin, joissa syntyy kivun kokemus. Hermoratoja pitkin aivoihin on pitempi matka kuin selkäytimeen, ja tiedon käsittelykin vaatii jokusen sekunnin murto-osan. Siksi kipu ilmestyy tajuntaamme vasta, kun nosiseptio on jo tehnyt tehtävänsä.

Pelkkä väistämisrefleksi ei riitä

Nosiseptio on yllättävän tasa-arvoinen ilmiö kautta nisäkäsmaailman.

 Kun reaktiokynnystä on kokeiltu antamalla ihmiselle, koiralle ja rotalle sormen- tai varpaanpäähän niin pieni sähköisku, että siihen juuri reagoi, väistöheijasteen syntymisen kynnysarvoksi on saatu kaikilla aivan sama luku, suunnilleen 0,5 milliampeerin sähkövirta, kertoo eläinlääketieteellisen farmakologian professori Outi Vainio.

Mutta jos pystyisimme pelkkään nosiseptioon, länttäisimme sormia yhä uudestaan kuumiin helloihin. Toki sormet ponnahtelisivat pois, mutta ne pysyvät ehjempinä, kun meillä on myös kyky tuntea kipua. Harvinainen kivuntuntokyvyn puute on itse asiassa hankalampi vamma kuin esimerkiksi sokeus tai kuurous: kivuttomat ihmiset tulevat jatkuvasti vahingoittaneeksi itseään.

Kyky tuntea kipua on evolutiivisesti tarkoituksenmukainen. Muun muassa kaikki nisäkkäät ja linnut oppivat nopeasti välttämään asioita, jotka ovat aiheuttaneet niille kipua.

Lemmikeilläkin lienee aavesärkyjä

Entä sitten tuska tai kärsimys? Ovatko ne eri asioita kuin kipu?

 Niille varmasti jokainen antaa vähän erilaisen määritelmän, Vainio sanoo.

 Olen itse pitänyt kiinni siitä määritelmästä, että kivussa on kyseessä kudosvaurio ja siihen liittyvä tuntemus. Kivusta seuraa sitten kärsimystä eli hyvinvoinnin vähenemistä. Tuskaa taas aiheuttaa menetys tai muu henkisempi asia, kuten laumaeläimen erottaminen laumasta.

 Jos vaikka ääni on niin voimakas, että se vahingoittaa tärykalvoa, kyseessä on kipu. Mutta jo ennen kuin ääni voimistuu niin kovaksi, että se aiheuttaa kudostuhoa eli kipua, se saattaa olla tuskallinen, mikä on tämä psyykkinen puoli.

 Esimerkiksi koirat ja kissat kuulevat herkemmin kuin me. Kuitenkin kipu eli äänen aiheuttama vaurio ilmeisesti tulee vasta samassa äänenvoimakkuudessa kuin meillekin, koska kudokset ovat suhteellisen samanlaisia. Mutta tuskan tunne melusta ja hälystä saattaa tulla jo vähäisemmästäkin äänestä kuin meille, koska niiden aistinelimet ovat tehokkaammat. 

Ainakin nisäkkäiltä näyttää löytyvän vastineet kaikille ihmisille tutuille kivun lajeille. Esimerkiksi amputoidun raajan aavesärkyä oletetaan esiintyvän niillä samanlaisena kuin meillä. Koirien hännän ja korvien typistäminen, joka monissa maissa on yhä yleistä, on Suomessa lailla kielletty. Olemattomassa hännässä mahdollisesti jomottavalta aavesäryltä säästyvät lain ansiosta nykyään kymmenettuhannet suomalaiskoirat.

Ruotsissa työntekijät avaavat jo oven kädessä olevalla sirulla.

Tukholmassa sijaitseva teknologia-alan yritysten toimisto Epicenter alkoi kaksi vuotta sitten asentaa työntekijöidensä käsiin siruja. Niillä työntekijät voivat esimerkiksi avata työpaikalla ovia, kirjautua tietokoneille tai maksaa lounaan, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Istute toimii kuin mikä tahansa siru uimahallien rannekkeissa tai työpaikkojen kulkuluvissa. Sitä ei vain tarvitse muistaa pitää mukana.

Tänä kesänä Yhdysvalloissa seurattiin esimerkkiä. Wisconsinilainen yritys asennutti sirun kymmenille työntekijöilleen.

Terveydenhoidossa erilaisia implantteja on käytetty jo pitkään. Uutta ruotsalais- ja amerikkalaisyrityksessä on käyttää istutteita muuhun kuin terveystarkoituksiin.

Kysely

Ottaisitko tunnistesirun ihosi alle?

Kun kelloa ei ollut, auringon asema kertoi, milloin syödään

Ilmansuunnilla on ollut suuri merkitys entisajan ihmisten elämässä. Niiden mukaan on valittu asuinpaikat ja katsottu kulkureitit. Kun ei vielä tunnettu karttoja eikä kompasseja, määriteltiin suunnat taivaankappaleiden ja muiden luonnonilmiöiden mukaan.

Öisen tähtitaivaan kiintopiste oli Pohjantähti eli Pohjannaula. Se näytti olevan tukevasti kiinni taivaan pohjassa. Taivas kuviteltiin kupumaiseksi kanneksi, joka pyöri hitaasti Pohjantähden ympäri. Tähden suunta oli pohjoinen tai länsimurteissa pohjainen. Pohja on ikivanha indoeurooppalainen laina. Se on alkuaan tarkoittanut peräosaa tai takaosaa.

Auringolla on ollut tärkeä rooli ilmansuuntia nimettäessä.

Itä kuuluu yhteen itää-verbin kanssa ja viittaa suuntaan, josta aurinko nousee eli ikään kuin itää aamulla.

Koillisen kantasana koi on perintösana, joka tarkoittaa sarastusta.

Länsi on ilmeisesti alavaa maata merkitsevän murteellisen lansi-sanan muunnelma, joka ilmansuunnan nimenä viittaa matalalle painuneeseen aurinkoon.

Luode-sanan alkuperä on epäselvä, mutta se voi olla ikivanhan heittämistä merkitsevän luoda-verbin johdos ja tarkoittaa suuntaa, jonne aurinko lopulta katoaa.

Louna tai lounas on alkuaan merkinnyt päivää ja päivänvaloa ja sitten myös ateriaa, joka on nautittu puolipäivän maissa. Kun ei ollut kelloja, piti eri tahoille hajaantuneen työväen katsoa auringosta, milloin oli yhteisen aterian aika. Tärkeä suunta sai nimekseen lounas tai lounainen.

Etelä on vanhaan perintösanastoon kuuluvan esi-sanan johdos ja tarkoittaa sananmukaisesti edessä olevaa paikkaa. Asumusten oviaukot avattiin mielellään lämpimimpään ilmansuuntaan, jossa aurinko oli korkeimmillaan. Etelä oli siis suunta, joka oli pirtistä ulos astuttaessa oven edessä.

Kaakko on siinä mielessä poikkeus, ettei se liity taivaankappaleisiin vaan vesilintujen ikiaikaisiin muuttoreitteihin. Se oli upeasti kailottavien kaakkolintujen eli kuikkien ja kaakkurien tulosuunta keväällä.

Nykyään ilmansuuntien ja niiden nimien järjestelmä näyttää selvältä, mutta se ei ole syntynyt itsestään. Murteissa nimityksiä on paljon enemmän, ja samojenkin nimitysten merkitykset vaihtelevat.

Tähän moninaisuuteen kyllästyi Elias Lönnrot, joka kehitti suomea sivistyskieleksi 1800-luvulla. Hän valikoi sopivat termit ja esitteli ne Mehiläinen-lehdessään. Niitä me käytämme edelleen.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 10/2017