Текст книги "Открытия, которые изменили мир. Как 10 величайших открытий в медицине спасли миллионы жизней и изменили наше видение мира"

Нетрудно понять, почему некоторые ставят анестезию на одно из первых мест среди важнейших открытий в истории медицины. После нескольких тысяч лет малоэффективных попыток предотвратить боль – от алкоголя и корня мандрагоры до сильного удара по голове – открытие ингаляционных анестетиков стало настоящим прорывом, совершенно не похожим на все, что люди видели или представляли себе раньше. Возможность быстро и надежно отключить пациента от болевых ощущений при проведении самого радикального оперативного вмешательства в его теле и вместе с тем дать ему шанс прийти в себя уже через несколько минут, не ощущая почти никаких последствий, преобразило медицину и общество в целом. Теперь пациенты намного охотнее соглашались на операции, которые могли спасти или существенно облегчить им жизнь, а хирурги, которым больше не приходилось сталкиваться с сопротивлением больных, могли выполнять больше операций, разрабатывать новые приемы и способы спасения жизней.

И все же, как мы убедились за десятилетия «причуд» и «проказ», открытие анестезии требовало трансформации общества на нескольких уровнях. Нужно было разобраться с религиозными вопросами, переубедить медиков, которые считали, будто боль необходима для выздоровления. Кроме того, и у врачей, и у пациентов должно было выработаться новое отношение к невообразимому, изменяющему сознание опыту. Интереснее всего, что болеутоляющее действие анестезии не может и не должно быть отделено от ее общего воздействия на разум человека. Оглядываясь назад и вспоминая историю Гемфри Дэви, Кроуфорда Лонга и Хораса Уэллса, нельзя не отметить иронию: именно эйфорические свойства газов – и физические увечья, которые люди получали, наслаждаясь ими, – привели к открытию их анестетических свойств.

Медицина и общество сосредоточились главным образом на обезболивающих свойствах эфира, однако наблюдательные и думающие люди заинтересовались прежде всего философскими и метафизическими вопросами, связанными с воздействием анестетика на тело и разум.

Например, Джон Сноу в ходе своего скрупулезного научного исследования заинтересовался комментариями пациентов, которые приходили в себя после наркоза. «Некоторые состояния ума, – писал он, – представляют огромный интерес с психологической точки зрения… Видения пациентов часто относятся к первым годам их жизни, и многим представляется, будто они отправляются в путешествие». Сноу добавляет, что, очнувшись, пациент «испытывает радостное возбуждение или другое измененное состояние чувств… и нередко выражает благодарность хирургу в куда более пылких и горячих выражениях, чем во всех прочих случаях».

Генри Бигелоу, хирург, присутствовавший на знаменитой демонстрации Мортона, также интересовался этим аспектом общей анестезии и записывал свои наблюдения о пациентах, которым давали эфир перед удалением зубов. Одной пациентке, шестнадцатилетней девушке, вырывали коренной зуб. В момент удаления зуба она «вздрогнула и нахмурилась», но Бигелоу записал, что позже, придя в себя, «она сказала, что ей снился очень приятный сон и она совершенно не чувствовала операционного вмешательства». Другой пациент, «крепкий мальчик 12 лет», согласился вдохнуть эфир только после «долгих поощрений и уговоров». Однако после того как мальчику успешно удалили под наркозом два зуба, он очнулся и «объявил, что это было самое веселое событие в его жизни, твердо пообещал, что придет к нам еще раз, и даже настаивал, чтобы ему безотлагательно удалили еще один зуб». Третьей пациентке удаляли задний зуб, и, придя в себя, «она воскликнула: “Это было прекрасно!” Ей снилось, что она вернулась домой и провела там целый месяц».

Неудивительно, что самые живые и красочные описания опыта, полученного под общей анестезией, оставляли художники, мыслители и философы того времени. На следующий день после того, как его жена первой в США получила анестезию при родах, Генри Лонгфелло тоже познакомился с воздействием эфира перед удалением двух зубов. Он описал свои ощущения так: «На меня напал приступ смеха. Затем мой мозг перевернулся, и я словно бы взмыл по спирали вверх, как жаворонок. Я осознавал все, что происходит, и, когда врач удалял зуб, я хотел крикнуть, как будто издалека, будто из глубочайшей пропасти: “Стойте!” Но на самом деле я не мог пошевелить ни рукой, ни ногой, а зуб вышел совершенно безболезненно».

Первые экспериментаторы, вдыхавшие оксид азота, уже поднимали фундаментальный вопрос ментальных и чувственных переживаний и ограниченной способности их описать. Как заметил один человек, получивший газ от Дэви: «Мы должны либо изобрести новые термины, чтобы выразить эти необыкновенные ощущения, либо найти для новых идей определение среди старых слов и получить таким образом возможность разумно обсуждать друг с другом воздействие этого потрясающего газа».

Пожалуй, Дэви поступил разумно, обратившись за помощью к людям искусства, которые лучше других умели выразить в словах свои переживания. Одно из лучших описаний того, как анестезия пробуждает дремавшие до этого области сознания, оставил американский писатель, натуралист и философ Генри Торо. 12 мая 1851 г. он получил эфирный наркоз перед удалением зуба и затем написал: «Я убедился, как далеко человек может уйти от собственных чувств. Вас предупреждают, что процедура лишит вас сознания, но никто не может вообразить, что значит быть без сознания – насколько человек на самом деле удаляется от собственного сознания и всего, что называет “этим миром”, – пока не испытает это на собственном опыте… Вы чувствуете неизмеримо огромное расстояние, словно между одной жизнью и другой, намного превосходящее все дороги, пройденные вами в жизни. Вы чистый разум, лишенный тела… Вы прорастаете, как семя в земле. Вы сосредоточены в корнях, как жизнь дерева зимой. Если вы любите путешествовать, примите эфир – и он унесет вас дальше самых далеких звезд».

Эволюция анестезирующих препаратов прошла долгий путь с первых открытий, сделанных в середине XIX века. После унизительного провала Уэллса оксид азота впал в немилость, но в 1860-х его снова начали использовать при удалении зубов, а позже и для некоторых хирургических процедур. Хлороформ некоторое время активно использовали в Европе, но затем выяснилось, что он обладает рядом побочных действий, которых нет у эфира, в том числе вредит печени и вызывает сердечную аритмию. Вскоре его популярность пошла на спад. Из трех первых ингаляционных анестетиков только эфир оставался в общем употреблении до начала 1960-х.

В начале ХХ века появилось и было изучено множество новых ингаляционных анестетиков, в том числе этилен, дивиниловый эфир, циклопропан и трихлорэтилен. Однако все они имели общие недостатки: воспламеняемость и токсичность. В 1950-х путем добавки фтора было получено несколько невоспламеняющихся анестетиков. Некоторые из них вскоре прекратили использовать из-за токсичности, другие употребляют до сих пор, в том числе энфлюран, изофлуран, севофлуран и десфлуран.

В 1950-х работа продвинулась по многим фронтам: от разработки местной, регионарной и внутривенной анестезии до технических улучшений в области управления наркозом. Но, пожалуй, самый захватывающий прогресс происходит сейчас в области нейронауки. Никто не знает до конца, как работает анестезия. Для нас это такая же загадка, как сама природа человеческого сознания. Однако недавние находки позволили приподнять завесу тайны над механизмом воздействия анестетиков на нервную систему и узнать больше о ее общем воздействии на сознание и болевые ощущения, а также о действии на молекулярном уровне на отдельные клетки (нейроны) в разных отделах головного и спинного мозга.

Современные практикующие врачи безусловно понимают, что анестезия не просто «вырубает» пациента. Она складывается из нескольких ключевых аспектов: расслабление (миорелаксация), торможение психического восприятия, анальгезия (обезболивание), нейровегетативная блокада и поддержание адекватного метаболизма. В 1990-х исследователи обнаружили, что анестетики достигают всего этого путем воздействия на разные отделы нервной системы.

* * *

В 1990-х исследователи сделали еще более удивительные открытия о воздействии обезболивающих веществ, создав предпосылки для появления улучшенных анестетиков будущего. Например, долгие годы считалось, будто все такие средства воздействуют на одну и ту же мишень в мозге, меняя внешнюю оболочку нейрона. Однако теперь исследователи знают, что универсального ответа, который объяснял бы, как работают все анестетики – или даже как работает один агент, – не существует. Анестетики меняют механизм работы нейронов (то, каким образом они передают друг другу сигналы), изменяя микроскопические поры на поверхности нейрона – ионные каналы. Существуют десятки разновидностей ионных каналов, поэтому анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, на какие из них они направлены. Более того, поскольку в мозге миллиарды нейронов и бесчисленное количество связей между ними, свою роль также играет расположение нейрона, находящегося под воздействием препарата, внутри мозга. Исследователи установили, что воздействию анестезии подвержены крупные отделы мозга: таламус (передает сигналы в высшие отделы), гипоталамус (регулирует множество функций, в том числе сон), кора (внешний слой, участвующий в мыслительном процессе и сознательном поведении), гиппокамп (участвует в формировании воспоминаний).

Более того, не так давно нейрологи обнаружили, что анестетики могут действовать по-разному, обращаясь к высокоспецифическим «рецепторам». Рецепторы – крошечные молекулы на поверхности нейронов, которые определяют, откроется ли ионный канал (а значит, передастся ли сигнал). Анестетики разных типов регулируют передачу нервного импульса и оказывают свое уникальное воздействие, взаимодействуя с различными рецепторами.

Один из рецепторов, играющий ключевую роль в действии анестезии, называется рецептором гамма-аминомасляной кислоты (ГАМКА-рецептор). Исследования показали, что разные анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, к какому региону (субъединице) ГАМКА-рецептора они присоединяются, в какой части нейрона расположен ГАМКА-рецептор и в каком отделе мозга находится нейрон. Ясно, что при таком количестве переменных исследователей ждет долгая и трудная работа. Им предстоит разобраться во множестве способов действия нынешних и будущих анестетиков.

Но именно это и есть самое интересное и захватывающее в будущем анестезиологии. Узнавая все больше о том, как и где анестетики воздействуют на нервную систему, возможно, нам удастся разработать препараты, направленные на конкретные рецепторы и их субъединицы, что в результате даст эффект узконаправленного действия. Препараты узконаправленного действия можно будет комбинировать, чтобы получить более безопасную и эффективную анестезию. Как заметил анестезиолог Беверли Орсер в недавней статье в журнале Scientific American, многие эффекты современной анестезии «необязательны и нежелательны». Однако, если врачи научатся составлять «коктейль, в котором каждый из компонентов выполняет одну строго определенную функцию, в будущем анестезия сможет покорить новую высоту: например, во время операции пациент сможет оставаться в сознании и разговаривать, но совершенно не будет чувствовать боли, когда ему восстанавливают сломанную конечность… или заменяют тазобедренный сустав».

* * *

Итак, сегодня, через 150 лет после того, как Уильям Мортон изменил медицинскую практику, предложив использовать эфир в хирургии, анестезиология продолжает развиваться сама и провоцирует изменения в других областях медицины. Так же интригует и другой ее аспект: некоторые полагают, будто сведения, полученные при изучении анестетиков, помогут нам раскрыть многие секреты разума. Как заметили исследователи в одном из недавних номеров Nature Reviews: «Анестезирующие агенты используются, чтобы идентифицировать нейроны и связи между ними, участвующие в осознанном восприятии и механизмах сна и пробуждения». Результаты текущих исследований «вероятно, дадут сущностные знания… которые будут иметь огромное значение для медицины и основ нейрологии».

К таким знаниям относятся не только механизм действия новых анестетиков, но и загадки человеческого сознания, от природы мыслей и снов до высших ощущений, описанных Гемфри Дэви более 200 лет назад. Но куда бы ни привели нас эти исследования – в глубины человеческой натуры или «дальше самых далеких звезд», – мы не должны забывать о том качестве анестезии, которое полностью изменило жизнь человечества. Джон Сноу с восхищением писал в своей работе в 1847 г.: «Постоянный успех, сопровождающий употребление эфира, есть одно из его величайших достоинств… Пациент избавлен теперь не только от боли, но и от мучительного ожидания ее… и уже относится к операции лишь как к назначенному времени, после которого сможет не вспоминать о ноющем суставе или другой досадной болезни».

Слова Сноу подтверждают рождение новой науки и нового уровня восприятия, неизвестного до XIX века, но высоко оцененного с тех пор во всем мире.

Глава 5
Вижу тебя насквозь: открытие рентгеновских лучей

Тайны, секреты и загадки: четыре правдивые истории

Случай 1. Всего два дня назад этот полуторамесячный мальчик был здоровым, бодрым и активным, но, когда его левая ножка неожиданно начала отекать, обеспокоенная мать принесла его в пункт неотложной помощи. Отвечая на стандартные вопросы докторов, она сообщила, что ребенок не мог получить травму в результате неосторожной игры или другой случайности. Что же послужило причиной отека – опухоль, тромб, инфекция? Ответ на вопрос дал один-единственный рентгеновский снимок: на туманном темном фоне проступал призрачно-белый силуэт бедренной кости, аккуратно переломленной надвое. Дальнейшее рентгеновское исследование обнаружило еще более отвратительные тайны: у ребенка были найдены срастающиеся переломы правого предплечья, правой ноги и черепа. Диагноз поставлен, лечение назначено. Мальчику наложили ортопедическую повязку и вместе с двумя старшими братьями отправили в приют, чтобы уберечь от домашнего насилия.

Случай 2. Семидесятисемилетняя китайская бабушка Цзинь Гуанъин много лет страдала от мигрени. Иногда боль становилась настолько сильной, что она в отчаянии начинала бить себя по голове кулаком и что-то бессвязно бормотать. Когда семья наконец собрала достаточно денег, чтобы отвезти ее в больницу, доктор сделал рентгеновский снимок головы Гуанъин. Снимок оказался в целом непримечательным: тусклый серовато-белый пейзаж с проступающими очертаниями мозга и костей черепа. За исключением одной невероятной детали: недалеко от центра мозга светился белый силуэт пули. В ходе четырехчасовой операции доктора удалили пулю и вскоре узнали всю историю целиком. В 1943 г., во время Второй мировой войны, когда тринадцатилетняя Гуанъин относила еду своему отцу, в нее выстрелил японский солдат. Она выжила и забыла о ране на следующие 60 лет – пока простой рентгеновский снимок не раскрыл и загадку прошлого, и причину ее головных болей.

Случай 3. Шестидесятидвухлетнего мужчину привезли в пункт неотложной помощи с жалобами на боль в животе, невозможность есть и отсутствие стула. Кроме того, докторам сообщили, что он страдает психическим расстройством. Но это вряд ли подготовило их к тому, что они вскоре увидели на рентгеновском снимке органов грудной клетки и брюшной полости больного. Врачи рассматривали волнистые очертания внутренних органов и тени ступенек позвоночника, но их взгляды быстро привлек огромный ярко-белый мешок в нижней части живота. Его форма не соответствовала ни одному из известных внутренних органов. Однако, как выяснилось во время операции, это был желудок пациента, в котором находилось 350 монет и десятки металлических цепочек. Пяти килограммов металла оказалось достаточно, чтобы желудок опустился глубоко вниз, в тазовую полость. Это объясняло загадочные симптомы и одновременно свидетельствовало о том, что психическое расстройство пациента намного серьезнее, чем полагали его близкие.

Случай 4. Тридцатилетняя Ло Цуйфэнь из сельской провинции Китая много лет страдала от депрессии, тревожного расстройства и неспособности заниматься физическим трудом. Но только увидев кровь в своей моче, она отправилась в больницу, чтобы сдать анализы. Какое же дорогостоящее чудо медицинской техники помогло объяснить ее симптомы? Всего лишь простой рентгеновский снимок. На фоне затемненных очертаний ее позвоночника и таза ярко светились 23 швейные иголки, пронизывающие легкие, печень, мочевой пузырь и почки. Во время подготовки к операции доктора узнали подробности мрачной тайны, которую раскрыл рентгеновский снимок. Скорее всего, Цуйфэнь еще в детстве кололи иголками дед и бабка. Неудачная попытка детоубийства была связана с тем, что в Китае традиция не позволяла девочкам, в отличие от мальчиков, наследовать имя семьи или поддерживать состарившихся родителей. Поэтому новорожденных девочек часто тайком убивали.

Зловещий и всепроникающий: невидимый свет, который потряс и изменил мир

Эти правдивые истории, заимствованные из недавних медицинских журналов и выпусков новостей, весьма необычны, но наглядно показывают, почему рентгеновские лучи продолжают привлекать нас и через 100 лет после их открытия. На первый взгляд, дело в том, что они могут обнаружить самые глубокие тайны организма, продемонстрировать невидимые увечья и болезни, подсказать стратегию лечения. Но, как мы убедились на примере этих историй, иногда рентгеновские лучи открывают и более мрачные человеческие тайны, рассказывая о насилии над детьми, ужасах военного времени, психических болезнях или постыдных культурных традициях. Сегодня мы изумляемся – и иногда побаиваемся – скромного рентгеновского луча, способного открыть правду, которая в считаные секунды изменит всю жизнь человека.

Открытие рентгеновских лучей в 1895 г. стало для мира чем-то средним между наукой и магией. Глядя на снимок своего тела, мы сталкиваемся с тревожным парадоксом. Мы получаем наглядное подтверждение того, что у нас есть внутренний механизм и он занят важной работой – и одновременно видим скелет, напоминающий о неизбежности смерти. И все же в этих изображениях есть особая магия: наметанный глаз без труда увидит в облачных пятнах и игре теней историю конкретной болезни и определит, как вылечить травму. Эта благородная уловка за прошедшее столетие помогла спасти или улучшить миллионы жизней.

Загадка рентгеновских лучей, или икс-лучей (X-rays), отражена даже в их названии – таинственной букве «икс», как будто подразумевающей: эта сила столь далека от обыденного мира, что ей невозможно найти подходящее название. Действительно, в рентгеновских лучах есть что-то жутковатое. Они пронзают наше тело со скоростью света, открывая все наши внутренние тайны, но сами при этом остаются невидимыми, неслышными и неосязаемыми.

* * *

В отличие от остальных прорывов в медицине, открытие рентгеновских лучей не стало кульминацией ряда последовательных шагов в биологии и медицине. Скорее это был результат десятилетий прогрессивной работы в области электричества и магнетизма. Поэтому в данном случае мы начнем с момента открытия рентгеновских лучей и проследим за тем, как они шаг за шагом превратились в медицинское достижение.

И эти шаги поистине примечательны. Волна изумления прокатилась по миру после их открытия: обнаружены всевозможные способы их использования, вскоре подтвердившие свою беспрецедентную ценность в диагностической медицине; выяснилось, что лучи могут излечивать рак и другие болезни; наконец, состоялось трагическое знакомство с опасным, даже смертоносным аспектом их воздействия. В то же время лучи помогли произвести переворот в сознании, изменили наши представления о реальности. Они появились как раз в то время, когда ученые с головой ушли в исследование природы физического мира, открывая структуру атома и квантовую физику, и долгие годы никто точно не знал, что представляют собой эти лучи и как вообще возможно их существование. Как однажды сказал аудитории Вильгельм Рентген, в 1901 г. получивший Нобелевскую премию по физике[9]9
  Это была первая Нобелевская премия в области физики. Прим. ред.


[Закрыть] за открытие лучей, названных в его честь: «Даже увидев своими глазами, как лучи проходят сквозь различные предметы, в том числе мою руку, я не мог поверить, что не стал жертвой какого-то обмана».

Но все же Рентген вскоре поверил в реальность лучей, а вслед за ним, увидев первый снимок, поверил и весь мир. Ничего подобного этой туманной фотографии, запечатлевшей руку жены ученого, где кости и мягкие ткани просматривались так же отчетливо, как обручальное кольцо на пальце, люди раньше не видели. Во всем мире немедленно поднялась буря восторга, ужаса, безудержных слухов и домыслов. Как позже вспоминал Рентген, мир увидел первый снимок, тайна выплыла наружу, и, как он выразился, «разверзлись бездны».