Sajand tagasi tehti südamele ja maakerale nende esmase kaardistamisega ring peale. Nüüdseks on mõlemas paigas olukord teine ja on viimane aeg uuele ringile minna.
Tehnoloogia peatumatu areng on Maa täielikult ümber kujundanud. Ökoloogid, maastiku- ja sotsiaalteadlased on keerulises olukorras: kuidas uus ja pealevalguv mõistlikult meie koduplaneedile ära mahutada? Seega liigume jälle kaardistamata territooriumil nagu sajand tagasi, kui lapsekingades tehnoloogiat asendas avastajate uudishimu, vaprus ja kannatlikkus. Maakeraga samas seisus on ka inimese süda, väike maakera inimese sees. Lahtilõigatud südant kui ahvatlevat uurimisobjekti olid anatoomid juba sajandeid oma käte vahel hoidnud. Oli aeg edasi minna.
Esimene retk. Avastuste algus
XIX sajandi esimesel poolel hakati mõlemal rindel südilt tegutsema. Saaremaa mees, vene admiral Fabian Gottlieb von Bellingshausen nägi esimesena uut mandrit Antarktikat 27. jaanuaril 1820. aastal. Nägijaid oli veel, kes täpselt ja millal täpselt, vaieldakse siiani. Tähtis märk oli maha pandud. 1844. aastal käis Londonis vilgas ettevalmistus Loodeväila avastamise ekspeditsiooniks. Ürituse korraldajad olid Briti admiraliteet eesotsas Sir John Barrow’ga ja Briti Kuninglik Geograafiaühing. Impeeriumi pealinnast saadeti saluudi ja aupaukudega teele laevad Erebus ja Terror, mehitatud 145 inglise meremehega. See ekspeditsioon pidi lõpetama sajandeid kestnud Loodeväila otsingud. Põhjapooluse all jääpurus peab ometi leiduma läbikäik pääsemaks Atlandi ookeanist Vaiksesse! Briti meresõidu kuulsusrikas ajalugu oli läbikäigu otsimisega tegelenud juba 1600. aastatest alates. John Barrow’le oli Loodeväil südameasi. Ta oli eestvedaja, „isa”, suurepärane organisaator, kuid tolle ajastu kohta eeskujulikult ette valmistatud ekspeditsioon kukkus läbi. Mindi liigse hurraaga. Loomulikult ei aidanud ka tuju tõstmiseks kaasa veetud Shakespeareʼi näidendi dekoratsioonid ega 1,5 tonni kaaluv šokolaadikogus. Kapten John Franklin ei olnud heas vormis. Ta oli küll varem kahe maismaaekspeditsiooniga Loodeväila kallastele jõudnud, kuid mitte enam. Vastupidi: enne ekspeditsioonile minekut oli ta aastaid veetnud ja kõhtu kasvatanud kuberneri mugavas ametis kaugel Austraalia naabruses oleval Tasmaania saarel. Vale varustus, riietus, toit, väljaõppe puudumine ja kohalike inuitide ignoreerimine said saatuslikuks. Jäädi esimesse jäässe toppama.
Südameuurijad olid samadel aastatel palju paindlikumad, sihikindlamad, kannatlikumad ja võtsid arvesse olusid koos tehnoloogia arenguga. 1842. aastal tehti maailmale teatavaks, et süda oma töö käigus „toodab elektrit“. 1843. aastal ilmus esimene teade elundilt tema töötamist iseloomustavate signaalide üleskirjutamise kohta. Sakslane Emil de Dubois-Raymond kirjeldas 1844. aastal esimesena aktsioonipotentsiaalide olemasolu. See oli põhimõtteline saavutus, mida aluseks võttes sai südameuuringutega edasi liikuda. Seisti elektrokardiogrammi (EKG) avastamise pika ja pingutusrohke teekonna alguses. EKG on tänapäevani ja jääb ka edaspidi kõikide maakeral elavate inimeste südame tunnistuseks, kui süda inimese keskseks geograafiliseks punktiks tunnistada.
Kui Loodeväila läbijad olid 1846. aastal juba raskustes, ilmus Leipzigi laboratooriumi sakslane Karl Ludwig. Ta tuli mõttekaaslastega ja moodustas meeskonna. Ta tuli, et jääda. Karl Ludwig oli eestvedaja, koolkonna vaimne liider, valmistas ette töötingimused ja tööriistad, seega pinnase, kust vili võrsuma hakkab. Kõigepealt – tööriistad. Kõik sai alguse Ludwigi 1846. aastal leiutatud kümograafist – pöörlevast trumlist, millele sai töötava elundi mehaanilised protsessid lainete kujul üles kirjutada. Elundi tööd on vaja mõõta ja registreerida, mitte natuurfilosoofide heietusi kuulata! Seega eksperiment, keemilis-füüsikaline füsioloogia käsitus ja näitude registreerimine. Tsivilisatsiooni arengus on kümograafi leiutamist võrreldud esmase raamatutrükkimisega. Leipzigi füsioloogia instituudi laborite masinapark täienes pidevalt: ilmusid müograaf, pulsograaf ja pletüsmograaf. Leipzigist sai Euroopa vereringe uurimise keskus.
Samal ajal Kanada Arktika saarestikus Sir John Franklini juhitud Loodeväila ekspeditsioon ebaõnnestus täielikult. Leidmata läbipääsu ühest ookeanist teise, leidsid kõik 145 inglise meremeest 1847–1849 omale põhjapooluse lähistel külma haua. Võtame kaks liidrit, koolkonna rajajat – Ludwig ja Barrow. Võitja ja kaotaja, ühes on nad võrdsed – mõlemad andsid oma parima.
Kardiogrammi sünnilugu
Leipzigi rühm rühkis aasta-aastalt eesmärgi poole. Kuid sakslased ei olnud maailmas üksi. 1872. aastal ehitas prantsuse arst Gabriel Lippmann kapillaar-elektromeetri. Kui raudnael väävelhappelahusesse pista, hakkab elavhõbedatilk lahuse pinnal liikuma. Lippmann nägi seda ühes keemialaboris ja sellest ajast oli tema elu muutunud. Tema ehitatud peenes torukeses, mis täidetud elavhõbeda ja väävelhappelahusega, toimub elektrivälja toimel 0,1 millivoldi piirides sama liikumine ja seda on võimalik üles kirjutada. 1889. aastal kasutas inglane Augustus Waller seda riistapuud oma koera juures. Nimelt oli katseloomaks tema buldog Jimmy. Koer seisis truult kõigi nelja jalaga kahes vesilahusega täidetud madalas vannis ja kuulas peremehe käsklusi vagusi seista ja mitte liigutada. Waller kandis ette, et Jimmy südamelöögi ajal genereeritud elektrivool tõukub keha pinnalt ja seda saab registreerida kapillaar-elektromeetriga. Seega sai esimest korda südame elektrilisi signaale registreerida keha pinnalt, mitte lahtilõigatud südamest nagu seni. Jälle samm edasi. Waller sai paberile kaks ebamäärast sakilist kujutist. Põhimõtteliselt oli EKG sündinud! Mis sellest, et see oli tohutu vaevanägemise tulemusena üks õnnetu kõverik ja Waller ei osanud sellega midagi peale hakata. Seega inimese elektrokardiograafia võiks olla sündinud Inglismaal Oxfordis. Kuid Waller ei näinud rohmakates üleskirjutistes mingit sisu ega edasiarendamise võimalusi.
1893. aastal tegeleb kardiogrammiga ka hollandi arstiteadlane Willem Einthoven. Teda ei rahulda kapillaar-elektromeeter ega ka tavaline galvanomeeter. Nendega ei saa südame seest südant töös hoidvat tillukest elektrivoolu korralikult kätte! Vaja on täpsemat riista. Kuid üks asi oli Einthovenil, vastupidiselt Wallerile, kohe selge – tohutu laia kasutusala tõttu ootab seda uuringut ees suur tulevik. Kannatust ja ettenägemisvõimet, härrased! 1893. aastal esitas Einthoven hollandi publikule üleskirjutusi EKGst kui suurest perspektiivikast tuleviku-uuringust, mille tulemused hakkavad kohe ka üle ilma haiglatesse jõudma.
Willem Einthoven oli nooruspõlve õpiaegadel innukas sportlane. Ta utsitas kamraade tegelema kehakultuuriga, mitte jätma oma keha ja tervist unarusse. Ta oli võimlemise ja vehklemise liidu president ja üks Utrechti sõudmisklubi asutajaid. Enne südame juurde jõudmist uuris ta inimese tugiaparaati, eriti aga küünar- ja õlaliigese toimimist. Kuid ühe sportliku soorituse ajal murdis ta oma randme. Sellega oli teadusemehel üks teema lõppenud ja teine sai rohelise tee. 1901. aastal lugematute katsetuste tulemusena paneb Einthoven lauale uue mõõteriista – string-galvanomeetri. Selle põhielemendiks on elektromagneti pooluste vahele riputatud kolme mikroni paksune kvartsiriba (string). Oli ületatud eelmiste aparaatide tundlikkus ja täpsus. Paberile ilmus kahe ebamäärase saki asemel juba viis sakki, mis tähistasid elektri teekonda südamekodadest kuni vatsakesteni. Patsiendi mugavus protseduuri tegemise ajal oli praegusega võrreldes saja kalendriaasta kaugusel. Uuritav istus toolil, mõlemad käed kuni küünarnukini soolalahusega täidetud ämbrisuurustes anumates ja vasak jalg põlvist saati sama sisuga täidetud vannis. Kogu aparatuur mahtus kahte tuppa ja kaalus 600 naela.
Üks iseloomustus tolleaegse protseduuri kohta oli järgmine: EKG aparatuur oli nagu sajanditaguse ooperi primadonna – volüümikas ja ettearvamatu. Tänu telefonikaabli olemasolule ühendas Einthoven oma laboratooriumis string-galvanomeetri Leydeni akadeemilise hospitaliga ja sai üles kirjutada esimese „telekardiogrammi“. Kõik südame rütmihäired olid nagu peo peal. See tekitas uue probleemi. Uurimislabor diagnoosis rütmihäired peensusteni ja arstidel jäi üle ainult pead noogutada. Arstide eneseuhkus oli riivatud – see ei kõlba, et teadlased diagnoosivad haigusi enne arste!
Waller aga mattis enda maha, tegi oma saavutused nulliks. Ta väitis, et kardiogrammist pole igapäevases praktikas kasu, liig teoreetiline ja keerukas ja aeganõudev … mõned harva esinevad südameanomaaliad saab ju registreerida … aga et massiliselt kasutusele võtta, seda mitte.
Loodeväil ja südame teerajad
Üheaegselt Einthoveni liikumisega EKG poole teeb norra mees Roald Amundsen ettevalmistusi Loodeväil ükskord maakaardile kanda. 1903. aastal, kui kardioloogia Lendav Hollandlane Einthoven publitseeris esimese elektrokardiogrammi, lahkus öösel Bergeni sadamast saladuskatte all norra heeringapüügilaev Gjoa, et siirduda Loodeväila avastama. Amundsenil, võrreldes Frankliniga 1845. aastal, oli kõik ekspeditsiooniks vajalik – varustus, riietus, väljaõpe, suhtumine. Kõik. Mindi kuuekesi 47tonnise laevaga, kus igal mehel oli mitu ametit. Laeval oli üksainus ülemus, Amundsen – kapten ja ekspeditsiooni ülem ühes isikus. Jõudnud pool maad läbi sõita ja sattunud raskustesse, jäädi kaheks talveks (1904–1905) inuiti asulasse Kuningas Williami saarel talvituma. Elati inuittide juures ja õpiti toimetulemist. Kaks talve õpiti ja harjutati. Suure eesmärgi nimel harjutati kõike alates koertega läbisaamisest kuni iglu ehitamiseni, selleks et tähtis läbikäik maakeral maha märkida. Tulemuseks oli see, et 1906. aastal oli põhjapooluse all kulgev ühendustee Atlandi ja Vaikse ookeani vahel esimest korda läbitud ja Amundsen tõttas sellest Norrasse telefoneerima.
Samal aastal tegid sama, see tähendab, edastasid rõõmusõnumi maailmale, koguni neli arstiteadlast. Elektriimpulsi südamesisesest teekonnast alguspunktist kuni lõppjaamani välja oli helge aimdus ammu olemas, kuid ametliku mahamärkimiseni koos korrektsete jaamanimetustega ei oldud veel jõutud. Samaaegselt Amundseniga haaratigi neljakesi telefonitoru maailmaga kõnelemiseks. Südamekodades lõpetasid oma otsingud inglased Sir Arthur Keith ja Martin William Flack, leidnud parema koja seinast üles siinussõlme. See pisuke rakukogumik moodustab südame sisemaastikul 24tunnise rangelt turvatud kaitseala ja pretendeerib korraga mitmele nimetusele – läte, alguspunkt, elusolendit tervikuks liitev poolus. Jaapani-saksa duo ei jäänud inglastest maha. Sunao Tawara ja Ludwig Aschoff panid märgi maha kodade ja vatsakeste vahelises piiripunktis, atrioventrikulaarsõlmes. Selles jaamas näidatakse kas punast või rohelist tuld. Impulss kas juhitakse südamelihase suunas läbi või jääb sinna toppama. Punane tuli on stoppvariant kogu südamele. Õnneks on ka vahepealseid võimalusi. Seega sai pikaaegse eeltöö tulemusena ühe aastaga rajatud transkardiaalne magistraal, olgugi ühesuunaline. Uskumatu kiirus!
Nii olid teerajad 1906. aastal põhjapooluse all kahe ookeani vahel ja südamekodadest kuni vatsakesteni lahti lükatud. Aga see polnud kõik. Lõuna-Euroopa ei saanud sellist ohjeldamatut avastamist tuimalt pealt vaadata. Itaalia ja Hispaania lõid käed, kuid jäid lõpuks ikkagi eriarvamusele.
Läheme jälle südamekaardi juurde. Hispaanlane Santiago Ramón y Cajal leidis närvimaastikel jalutades, et jalge all on kindlad piiritletud ühikud ehk iseseisvad närvirakud. Nendel on imelikud pikad jätked, millesse ta algul ka ise kinni jäi. Korralikult jäi nendesse jätketesse kinni aga itaalia arstiteadlane Camillo Golgi, kes kinnitas, et mingeid rakke pole olemas, on vaid üks peenesilmaline ja tihe võrgustik nagu vaip. Mõlemale anti sel maadeavastamise nii tähelepanuväärsel 1906. aastal Nobeli auhind. Süda on tõeline rahvusvaheline territoorium!
Maakera ja südame poolused
1908. aastal ületab kardiogramm esimest korda La Mancheʼi väina ja maabub Edinburghis. Euroopa uksed on valla. Ka maadeuurijad ei maga. Maakera poolused on ju veel maha märkimata! 1908. aasta jõulude ajal oli briti polaaruurija Ernest Shackleton oma Nimrodi ekspeditsiooniga 250 miili kaugusel lõunapoolusest. Kõik oli veel suhteliselt optimistlik, pühi peeti ploomipudingi, brändi ja kakaoga, millele haugati peale ka mõned lusikatäied magusat kreemi. Viimase poni liha oli juba otsa lõppenud. 30. detsembril jõuti lumetormis läbilõikava tuule käes läbida ainult neli miili, käed-jalad olid külmumise äärel ja toit oli otsakorral. 4. jaanuaril 1909. aastal kirjutab Shackleton päevikusse: „Lõpp on silmapiiril. Me suudame edasi minna ainult kolm päeva, edasi on järsk nõrkemine …” 7. jaanuaril jäi pooluseni 100 miili. Terve päeva oldi ulguva lumetormi tõttu magamiskottides. 9. jaanuaril 1909. aastal pöördutakse tagasi. Laagrisse jäetakse kelk ja telk, kaasa võeti lipp ja metallist silinder ekspeditsiooni dokumentidega, fotoaparaat, prillid ja kompass. Union Jack pandi lehvima 97 miili (180 km) kaugusel lõunapoolusest. Samal aastal on põhjapooluse lähistel palju edukam ameerika polaaruurija Robert Peary. Ta triumfeerib ajalehtede esikaanel tähelipuga, olles jõudnud põhjapoolusele esimesena.
Esikaanele ei jõua aga üks teine ameeriklane, noor arst Alfred E. Cohn. 1909. aasta sügisel on tema koguka pagasi hulgas ka Einthoveni galvanomeeter, mis alustab sõitu üle ookeani Ameerikasse. Maailmale on lõplikult selge, mida uus südame uurimismeetod endast kujutab. Pikk teekond seisakute ja vahepeatustega Ludwigi kümograafist Einthoveni string-galvanomeetrini sai edukalt läbitud. Väga tähtsad, isegi otsustavad teelõigud sellest teekonnast kõndisid kaasa Lippmann ja Waller.
Nüüd aastast 1911. Peary saavutusele reageerib valuliselt Amundsen. Jõudis ette! Aga meie maamunal on veel üks poolus. Amundsen võttis kokku kogu eelneva kogemuse ja valmistus sooritama otsustavat doktoritööd. Õpiaastatele tüürimehena polaarvetes mitmetel laevadel ladus ta peale Loodeväila läbimise kandidaaditöö teaduslik-praktilised saavutused. Ta tegutseb otsustavalt nii organisatoorselt kui praktiliselt. Hoida ettevalmistus saladuses ja mitte korrata inglaste vigu ja möödalaskmisi! Koerad ponide asemel, täiuslik töö optimaalse marsruudi mahamärkimisel, õige toiduvalik ja toidupunktide jaotus tagasiteel, õigest riietusest rääkimata. Sellise ettevalmistusega on ürituse õnnestumine ainuvõimalik ja Amundsen on 1911. aastal esimese inimesena lõunapoolusel. Kas Shackleton oli siis Waller – et mõlemad pooleli jätsid? Nii seisavadki tänapäeval kindla ja vaieldamatu esipaarina Amundsen ja Einthoven, kelle selja tagant kiikavad mornide nägudega Barrow, Franklin, Shackleton ja Waller. Südame ja maakera kaardistamisega sai sada aastat tagasi ring peale tehtud. On küpsenud vajadus uut ringi alustada. Juba olemegi alustanud.
Riik ei leia raha
Südame pooluse (nagu siinussõlme sai eelnevalt ristitud) juures on eesti biofüüsikud ja arstiteadlased pidevalt kohal olnud. Südame käivitaja ja tööshoidja on kihtide haaval lahti võetud ja uurijad avastavad end jälle uutel tundmatutel maastikel. Professor Mart Min1 oma rühmaga on tähtsa sõlmpunkti töökorras hoidmisega juba paljutki saavutanud ja üleilmset tähelepanu pälvinud – masinapark on täienenud, patenteeritud ja praktilist kasutamist leidnud. Ainult entusiasmi peal kaugele ei jõua, aga riik ütles lubatud toest ära.
200 aastat hiljem läheb Bellingshauseni tähtsaavutust maailmale meelde tuletama ja suurmehele austust avaldama Eesti mootorpurjekas Admiral Bellingshausen eesti meeskonnaga. Reisiga Antarktikasse avastaja originaalmarsruuti mööda tutvustatakse Eestit maailmale. Et me oleme mereriik, oleme olemas, austame oma mineviku suurmehi ja meil on kindel tuleviku ettekujutus, eriti mis puudutab meie planeedi elukeskkonda.
Peale avastamise on meil ka hiljem Antarktikasse asja olnud. Terve põlvkond teadlasi-talvitujaid (Vello Park, Enn Kaup, Andres Tarand jpt) on teadmised-kogemused üle andnud või andmas uuele vahetusele. Kompetentsi olemasolu tõestab fakt, et kui oma riigi jaamas (mida lihtsalt pole) ei saa ülemana teadustööd juhtida, siis tuleb seda teha teise riigi jaamas – Priit Tisler on Soome Aboa polaarjaama ülem. Riik ei leia Eesti polaarjaama jaoks raha. Nagu nüüd on selgunud, ei toetata enam ka Admiral Bellingshauseni juubeliretke. Las Tiit Pruuli oma kambaga teeb selle lõbureisi oma raha eest!2
Kõik nii ei mõtle. Kuna Antarktika esmaavastaja tiitlile pretendeerivad ka venelased, inglased ja ameeriklased, ongi laevastik juubeliretkele liikvele lükatud. Juba tegutsevad venelased ja inglased. Vene ekspeditsioonilaev Elizaveta startis Krasnojarskist 2017. aastal ja kavatseb jaanuariks 2020 Antarktikasse jõuda. Samasse kohta, kus Faddei Faddejevitš Bellinsgausen 200 aastat tagasi seisis ja tundmatut maad nägi. Inglased on seni Edward Bransfieldi avastajana pakkunud, nüüd aga mängitakse William Smithi peale. Mõlemad seilasid koos Antarktise lähistel juba 1819. aasta sügisest peale Inglismaal Blythi väikelinnas ehitatud laeval Williams. Praegu käivad ettevalmistused juubeliretkeks Antarktikasse spetsiaalselt selleks puhuks originaali järgi ehitatud laeval Williams II. Eelnevalt kavatsetakse läbi sõita kõik saareriigi sadamad, tutvustada ja tähistada juubeliüritust nagu mereriigile kohane.
Valitsuse suhtumist arvestades tekib küsimus, kas Toompea-nimeline paik ei asugi planeedil Maa? No saadame selle siis Kuu peale.
Rein Vahisalu on südamearst.
1 Mart Min on Eesti tehnikateadlane, TTÜ emeriitprofessor elektroonikainstituudis. Mart Min on koos Tõravere teadlastega aidanud arendada mõõteseadmeid sputnikule Saljut ja kosmosejaamale Mir, samuti kasutatakse tema väljatöötatud lahendusi paljudes südamestimulaatorites.
2 Valitsus jättis Antarktika ekspeditsiooni toetuseta. – ERR 14. VIII 2019.