Will it float?

Jørgen Valeur, Unger-Vetlesens Institutt, Lovisenberg Diakonale Sykehus og Gastromedisinsk avdeling, OUS Ullevål

«Will it float?» var fra 2002 til 2008 et fast innslag i det populære TV-programmet «Late Show with David Letterman»: man gjetter på om en gjenstand vil flyte eller ei, før den slippes ned i en vanntank (1). Konseptet er enkelt, men tydeligvis engasjerende, og problemstillingen er relevant også innen gastroenterologien (fig. 1). Hva gjør at avføringen flyter?

Figur 1. Rollefiguren dr. Stig Helmer (Ernst-Hugo Järegård (1928-1998)) i Lars von Triers Riget (1994) og Riget II (1997) er en gjennomgående misfornøyd svensk nevrokirurg som legger stor vekt på om avføringen flyter eller synker. Foto: Alamy Stock Photo.

Figur 2. Skjematisk fremstilling av kreftene som virker på et legeme (l) nedsunket i vann (v). Rho = tetthet; V = volum; m = masse; g = tyngdeakselerasjon. Illustrasjon: Jørgen Valeur.

Flyteevnen eller oppdriften til et legeme er en kraft som skyldes forskjellen i trykket på undersiden og oversiden av legemet, og er like stor som tyngden av den væsken legemet fortrenger (Arkimedesprinsippet; fig. 2). Totalkraften på legemet er avhengig av legemets massetetthet (densitet) i forhold til væskens massetetthet (relativ densitet): «flytere» har relativ densitet < 1; «synkere» har relativ densitet > 1.

Levitt & Duane (2) viste at avføring må inneholde gass for å flyte. De samlet inn feces fra 33 friske frivillige (9 hadde flytende avføring og 24 hadde synkende avføring) og 6 pasienter med steatoré, der fettutskillelsen var mellom 17 og 38 g/dag (4 hadde flytende avføring og 2 hadde synkende avføring). Ekskrementene ble plassert i vannflasker med mulighet for å manipulere trykket. Relativ densitet ble målt med et pyknometer, både før og etter trykkompresjon. Det viste seg at alle ekskrementene som i utgangspunktet fløt lot seg synke når de ble utsatt for positivt trykk, med «critical sinking pressure»-verdier mellom 20 og 140 mmHg for de friske, og mellom 30 og 380 mmHg for pasientene. Tilsvarende ble alle «synkerne» til «flytere» når de ble utsatt for negativt trykk, med «critical floating pressure»-verdier mellom -80 og -600 mmHg. Den relative densiteten var ventelig < 1 i alle ekskrementene som fløt, og > 1 etter trykkompresjon. Steatorépasientenes avføring hadde i utgangspunktet en gjennomsnittlig relativ densitet på 0.99, som steg til 1.04 etter trykkompresjon. Forfatterne konkluderte: «The question of the relative importance of flatus versus fat as the cause of floating stools appears to be resolved in favour of flatus».

Den amerikanske fysiologen Horace W. Davenport (1912-2005) foreslo en drink for å hedre den avklarende studien til Levitt & Duane: «Fill a tall, tulip-shaped glass with champagne. Drop in a raisin. The raisin will sink to the bottom, but as it gathers bubbles it slowly rises to the top. When the bubbles break, it sinks again, only to rise and sink so long as there is gas left in the champagne.» (3).

Takk til Reidun Renstrøm ved Universitetet i Agder for fysikkfaglige innspill.

Litteratur:

1. DDY’s Late Show Fan Page. Will it float? http://www.ddy.com/dl21.html

Lest 07.04.20. 2. Levitt MD, Duane WC. Floating stools – flatus versus fat. N Engl J Med 1972; 286: 973-5. 3. Davenport HW. A matter of levitation. Gastroenterology 1983; 85: 218.