Текст книги "30 величайших открытий в истории медицины, которые навсегда изменили нашу жизнь. Жизни ради жизни. Рассказы ученого клоунеля"

Ренессанс в медицине

Эволюция медицинского знания нарастала с каждым столетием. Наступил XVI век. Век Ренессанса в странах Западной и Центральной Европы. Расцвет в искусстве, литературе, архитектурном творчестве не мог не коснуться науки, а тем более медицины – все-таки в ней черты искусства и науки незримо переплетаются и синергично дополняют друг друга.

Начало Ренессанса в медицине связано с анатомией – наукой о строении человеческого тела. У истоков его строя стоял человек, имя которого олицетворяет и Ренессанс в искусстве – великий художник итальянского Возрождения Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи

Это была во всех отношениях гениальная личность. Леонардо вошел в историю не только как выдающийся живописец, автор знаменитой портретной серии флорентийских мадонн, «Тайной вечери» и других полотен. Ф. Энгельс в «Диалектике природы» характеризует его к тому же как «великого математика, механика и инженера, которому обязаны важными открытиями самые разнообразные отрасли физики».

Вклад итальянского гения в медицину не менее значителен – именно он первым бросил вызов средневековой схоластике, провозгласив тезис: «Опыт – единственный источник знания».

Родился Леонардо в 1452 году в тосканском селении Винчи. Он воспитывался в семье деда – Антонио да Винчи во Флоренции. Дома получил начальное образование, а в возрасте 14 лет был определен учеником в мастерскую знаменитого скульптора и художника Андреа Вероккио, в которой он проработал 11 лет. После этого до 1513 года он служил скульптором, художником и механиком при аристократических дворах Милана и Флоренции, затем работал в Риме, а в 1516 году принимает приглашение Людовика XIII и переезжает во Францию, получая титул «первого королевского художника, архитектора и механика».

Будучи первоклассным художником, выдающимся мастером изображения человеческого тела, да Винчи с первых лет своей самостоятельной работы начинает активно и вдохновенно заниматься анатомическими исследованиями. Деспотизм церкви к тому времени значительно ослабел, «табу» на исследование трупов умерших было не таким грозным (хотя служители культа считали это великим грехом), и художник тщательно исследует строение тела, вскрывая трупы людей и животных.

Анатомические рисунки Леонардо да Винчи

Он скрупулезно зарисовывает виденное им, сопоставляет различные варианты, разрабатывает методы препарирования. В больницах Милана, Флоренции и Рима Леонардо да Винчи произвел более 30 патологоанатомических вскрытий. Церковные деятели называли его в своих проповедях и доносах «еретиком и циничным диссекретором трупов». Их гнев все-таки достиг своей цели – в 1516 году папа Лев X запретил да Винчи вскрывать трупы. Но это уже не могло ничего изменить. Леонардо да Винчи за прожитые, полные титанической работы, годы совершил невероятное. Вот только «сухой перечень» основных его анатомических достижений.

Анатомические рисунки костно-мышечного аппарата Леонардо да Винчи

Леонардо да Винчи разработал применяющийся до сих пор метод инъецирования расплавленных воском желудочков головного мозга и препарирования этого органа для приготовления музейных препаратов. Он сделал подробное описание скелета человека, впервые отметив неизвестные ранее детали его строения – изгибы позвоночного столба, пять позвонков крестца, воздухоносные пазухи черепа, боковые желудочки мозга. Им классифицированы мышцы по величине, форме, характеру сухожилий и прикрепления к костям. Леонардо подробно проанализировал строение маточных труб и круглых маточных связок, показал, что матка женщины является не двух, а однополостным органом, а сердце человека не трех-, а четырехкамерное. Он детально описал блуждающий нерв (nervus vagus), плечевое сплетение и другие нервные пучки.

Классическим стал постулат, сформулированный им на основе своих многолетних наблюдений: «Структура и функция органов едины. Форма органа определяется его структурой и функцией». Общепринятое сейчас понятие «структурно-функциональная организация» базируется именно на этом леонардовском принципе.

Леонардо да Винчи – основатель функциональной анатомии. Широко известны его работы по созданию искусственных механических моделей, на которых он пытался выяснить функционально-структурные отношения двигательного аппарата. Изучая механику движения, Леонардо да Винчи сформулировал общую схему моторного акта, в который уже в то время сумел правильно оценить последовательную взаимосвязь осуществления этого физиологического процесса: «Суставы повинуются сухожилиям, сухожилия – мышце, мышцы – нервам, а нервы – общему чувствилищу». Итальянский мыслитель разработал принципы антагонистической функции мышц и бинокулярного зрения. Широко используя данные математики и механики для объяснения строения и функций органов, Леонардо да Винчи явился создателем целостной комплексной объективной научной анатомической концепции жизнедеятельности организма.

Его вклад в медицину неоценим. Результаты своих гениальных исследований Леонардо воплотил в богатой коллекции анатомических рисунков, которые вместе с текстовыми замечаниями и обзорными фрагментами сочинений по анатомии и физиологии человека составили «Виндзорское собрание» – галерею в старинном замке – летней резиденции английских королей. В 1883 году экспонаты этого уникального собрания были опубликованы, и с тех пор имя великого итальянского мыслителя и художника по праву почитается как имя одного из самых выдающихся анатомов в истории медицины.

Расцвет физиологии

Честь явиться «крестным отцом» Ренессанса в анатомии выпала великому Леонардо, подобную роль по отношению к физиологии сыграл в XVII веке Уильям Гарвей – имя которого с национальной гордостью произносит любой житель Великобритании.

Уильям Гарвей

Уильям Гарвей родился в 1578 году в небольшом английском городке Фолькстоне. В 1597 году он поступил на медицинский факультет университета Кембриджа, но через два года переехал продолжать образование в Падую и в 1602 году, окончив знаменитый итальянский университет, получил степень доктора медицины. Вернувшись в Англию, Гарвей получает второй диплом – доктора медицины Кембриджского университета. Всю жизнь Гарвей проработал в Лондоне, он занимал должности профессора кафедры анатомии, физиологии и хирургии, хирурга и главного врача госпиталя святого Варфоломея, лейб-медика при дворах королей Якова I и Карла I.

Основные научные интересы Гарвея сложились еще в Падуе, где он познакомился и стал любимым учеником известного итальянского анатома Джероламо Фабриция д’Аквапенденте. Величайшей заслугой Гарвея является создание объективно реальных представлений о законах кровообращения. Гарвей впервые рассчитал и оказался прав, что весь объем крови проходит через сердце за 1,5–2 минуты, а в течение 30 минут главный «насос жизни» перекачивает количество крови, равное весу тела животного. Гарвей отрицал учение Галена о том, что кровь, производимая, как полагал древнеримский ученый, печенью и желудочно-кишечным трактом, притекает в сердце, а потом уходит из него по артериям и венам безвозвратно во все органы тела, где «она полностью потребляется». Утверждая, что столь быстрое и непрерывное производство крови в организме невозможно, Гарвей впервые высказал мысль о возврате одной и той же крови к сердцу по замкнутому кругу.

Обложка одной из многочисленных книг, посвященных Гарвею и его учению о кровообращении

В своем знаменитом трактате «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», опубликованном в 1628 году, Гарвей писал:

Движение крови через легкие и сердце, так же как и по всему остальному телу, происходит силою пульсации желудочков, проходя незаметно (для наблюдения) в вены и поры мягких частей, кровь затем самостоятельно оттекает через вены от периферии к центру, от меньших вен к большим, и оттуда, наконец, через полую вену проходит в сердечную трубку. Следовательно, необходимо сделать заключение, что кровь в организме животного разносится по телу своего рода круговым образом.

Таким образом, Гарвей выдвинул совершенно новую, впоследствии полностью подтвердившуюся анатомо-физиологическую концепцию кровообращения. После опубликования своего труда, английский ученый подвергся нападкам и оскорблениям со стороны коллег за посягательство на авторитет ученых прошлых веков. Гарвей стоически переносил эти незаслуженные обвинения, он отошел от общественной жизни, потерял престижную работу, но продолжал твердо отстаивать правоту своих взглядов. В 1657 году он скончался в одиночестве и бедности. И. Павлов, оценивая английского физиолога, писал: «Труд Гарвея не только редкой ценности плод его ума, но и подвиг его смелости и самоотвержения».

Волшебные стекла из Голландии

В 1673 году в знаменитое Лондонское королевское научное общество пришел пакет из Голландии. Вскрыв его и прочитав вложенное письмо, члены общества были очень удивлены – никому не известный в научных кругах купец из Дельфта Антони Левенгук сообщал, что им впервые открыто тонкое строение живых объектов, которые он исследовал, применяя для этого собственноручно приготовленные линзы. Поначалу английские мэтры восприняли поступившее сообщение без энтузиазма – они считали, что это прихоть пресыщенного купца из страны, у жителей которой практически нет бытовых проблем.

Об этом писал еще в 1629 году Рене Декарт, переселившийся в Голландию из Франции:

Какое можно было бы избрать другое место в остальном мире, где можно было бы так же легко, как здесь, найти все жизненные удобства, где можно было бы спать с меньшим беспокойством, где бы всегда были наготове армии для вашей охраны, где отравление, клевета, предательство были бы неизвестны.

Действительно, в XVII веке Голландия представляла собой страну с высоким жизненным уровнем и великолепно развитыми ремеслами. Самые лучшие в мире ювелиры, ткачи, обувных дел мастера и другие специалисты жили и работали в этой северной стране. Одним из самых знаменитых голландских ремесел в середине XVII века была шлифовка стекол. Нидерландские мастера достигли совершенства в этом искусстве. Но даже среди самых искусных мастеров имя Антони Левенгука было одним из первых. В 1660-е годы Левенгук сумел изготовить короткофокусные двояковыпуклые линзы, дававшие увеличение до 300 раз с очень отчетливым изображением предметов. Не получив никакого естественнонаучного образования, он тем не менее провел такие исследования, которые навсегда обеспечили ему историческое бессмертие. О Левенгуке написано много книг и статей, среди различных восторженных оценок его личности есть, на наш взгляд, одна, очень яркая и информационно емкая.

Антони Левенгук

Известный историк биологии Н. Такжин так пишет о герое нашего рассказа:

Родиться в семье наследственных промышленников и торговцев и отдать всю жизнь научным наблюдениям; готовиться быть бухгалтером и руководителем торгового предприятия и стать естествоиспытателем; не получить законченного образования и заслужить уважение всего ученого мира; относиться не без предубеждения к медицине и наметить своими трудами основные вехи дальнейшего ее развития; жить в эпоху накопления капитала и быть охваченным страстью к накоплению знаний; дожить до 91 года и сохранить ясность ума и любознательность до последних минут своей жизни; безжалостно напрягать при микроскопических наблюдениях свое зрение и сохранить его остроту, пока не закрылись навсегда веки его глаз – вот диалектика жизни Левенгука.

Микроскопы Левенгука

В 1695 году письма Левенгука в Английское королевское общество были изданы на латинском языке под названием «Тайны природы». К тому времени английские академики уже перестали скептически воспринимать сведения, о которых он регулярно сообщал в своих письмах. Его открытия были столь поразительны и многообещающи, что в 1680 году Левенгук был избран действительным членом Британского Королевского научного общества.

Он становится знаменитостью, из разных стран приезжают к нему «знакомиться с диковинными вещами, открываемыми его микроскопами». В 1698 году во время посещения Дельфта с открытиями и микроскопами Левенгука внимательно ознакомился Петр I.

Голландский изобретатель оставил ценное наследство микроскопических открытий. Левенгук впервые обнаружил и описал эритроциты под названием «анималькули», он открыл сперматозоиды, а на своих очень точных зарисовках сетчатого строения сердечной мышцы первым изобразил поперечно-полосатую исчерченность.

Рисунки, документирующие наблюдения Левенгука, донесли до нас первые представления о строении зуба, глазного хрусталика, движения крови в капиллярах и о многих других деталях тонкой организации тканей и органов. Не меньшей заслугой великого голландца является открытие им «жизни в капле воды».

Левенгук впервые обнаружил и подробно описал бактерии, простейшие, одноклеточные водоросли, живущие в водных условиях. Ему также принадлежат первые изображения бацилл, кокков, спирилл и других форм бактерий. Он открыл инфузории и кокцидии – паразитические простейшие в печени кролика.

Не имея совершенного микроскопа, Антони Левенгук сумел увидеть многое. Он заложил основы подробного изучения тонкой организации живой материи. Именно с его работ начинается цепь исторических событий, которые обогатили гистологию (микроскопическую анатомию) новыми научными достижениями. Апофеозом их стало создание через 200 лет после открытий Левенгука клеточной теории. Она в свою очередь стала точкой отсчета новой эпохи в медицине – эпохи понимания болезни как патологического процесса, истоки которого находятся в клетке – основной структурно-функциональной единице любого органа.

Жизнь и болезнь клетки

История клеточной теории – не единовременное событие. В 1838 году немецкий гистолог Теодор Шванн впервые публикует три статьи, а в следующем – 1839-м издает книгу, основным тезисом которой становится представление об унитарном клеточном строении животных и растительных тканях. Из огромной массы событий двухвековой протяженности, которые (пусть читатель простит нас за привычный литературный штамп) подобно кирпичам возводили здание клеточной теории, необходимо выделить два обстоятельства.

Первое из них связано с именем чешского биолога Г. Валентина, который открыл в животных клетках ядро, второе – касается немецкого ботаника М. Шлейдена, показавшего, что в растительных клетках ядро является основным структурным элементом. Именно ядро – специфическое внутриклеточное образование – послужило для Шванна основным цементирующим раствором в строительстве ныне знаменитого биологического сооружения – единой клеточной теории организма животного и растительного мира.

Теодор Шванн родился в 1810 году в Дюссельдорфе. После окончания гимназии изучал естественные науки и медицину в Бонне, Вюрцбурге и Берлине. Он ученик известной гистологической школы, которая сложилась на кафедре анатомии и физиологии Берлинского университета, возглавляемого выдающимся немецким естествоиспытателем Иоганнесом Мюллером. Из школы Мюллера вышли такие научные светила, как анатомы Генле и Кёлликер, физиолог Гельмгольц, патолог Вирхов, зоолог Геккель и другие видные ученые.

В лаборатории Мюллера Шванн работает пять лет и успевает сделать многое. Он изучает и описывает многие детали строения нервной, мышечной ткани, пищеварительного тракта, проявляет себя как скрупулезный и дотошный исследователь.

Возможно, что он так бы пристально и исследовал различные ткани, систематизировал их, то есть занимался обычной классической описательной анатомией, если бы не случайный обед в компании с Маттиасом Шлейденом в октябре 1837 года. О нем впоследствии сам Шванн вспоминал так:

Теодор Шванн

Маттиас Шлейден

Однажды, когда я обедал с М. Шлейденом, этот знаменитый ботаник указал мне на важную роль, которую ядро играет в развитии растительных клеток. Я тотчас же припомнил, что видел подобный же орган в клетках спинной струны, и в тот же момент понял крайнюю важность, которую будет иметь мое открытие, если я сумею показать, что в клетках спинной струны это ядро играет ту же роль, как и ядро растений в развитии их клеток. В самом деле, в силу идентичности столь характерных феноменов, фактор, производящий клетки спинной струны, не мог быть отличен от того, который вызывает зарождение растительных клеток. Я пригласил М. Шлейдена пройти со мной в анатомический театр, где я показал ему ядро клеток спинной струны. Он тотчас установил полное сходство с ядрами растений. С этого момента все мои усилия были направлены к нахождению доказательств предсуществования ядра клетки.

Всю свою энергию с этого времени Шванн отдает работе над доказательством своей концепции. В январе 1838 года (через три месяца после беседы со Шлейденом) печатается первое сообщение Шванна: «Об аналогии в структуре и росте животных и растений». Спустя месяц выходит «Продолжение исследования о соответствии в структуре животных и растений» и, наконец, в апреле 1838 года появляется третья, последняя работа «Дополнение к исследованиям о соответствии в структуре животных и растений». В следующем 1839 году эти три статьи были переработаны в книгу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». Эта книга сейчас является классической. В ней впервые Шванн излагает свою клеточную теорию – одно из выдающихся достижений естествознания.

Постулируя тезис о том, что любой (животный или растительный) организм состоит из клеток, Шванн пишет:

Развитию положения, что для всех органических производных существует единый принцип образования и что таковым является клеткообразование, вместе с вытекающими из этого положения выводами, можно дать название клеточной теории… Всем отдельным элементарным частицам всех организмов свойственен один и тот же принцип развития, подобно тому, как все кристаллы, несмотря на различие их форм, образуются по одним и тем же законам.

В 1855 году другой ученик школы Мюллера Рудольф Вирхов формулирует незыблемый ныне принцип цитологии omnis cellula e cellula (всякая клетка происходит из другой клетки). Он также выдвигает второй тезис: «Всякое болезненное изменение связано с патологическим процессом в клетках».

Развивая оба этих постулата, Вирхов пишет свою знаменитую книгу «Целлюлярная патология», в которой ниспровергает древние и последующие взгляды на механизм болезней, как «смешение соков» (помните Гиппократа?) и впервые закладывает в понятие «болезнь» объективную морфологическую основу. «Со времени Вирхова, – замечает профессор З. Кацнельсон в своей книге “Клеточная теория в ее историческом развитии”, – клетка ставится в центр внимания и физиолога, и патолога, и биолога, и врача».

Рудольф Вирхов

Наступил XX век. Впереди были взлеты медицины, ее неудачи, новые открытия и трудности. Так было, так есть и будет всегда. Наше паломничество по «святым местам» медицины заканчивается. Мы посетили многие из них, но, к сожалению, как и всякому человеку, нам на встречи с другими не хватило времени. Но наше путешествие по миру медицины только начинается. Мы заранее сожалеем, что не сможем познакомиться со всем интересным и значимым, чем располагает эта древняя наука. Автор утешает читателя и себя только тем, что «нельзя объять необъятного», есть и будут другие книги об истории и успехах врачевания.

Хранители покоя

Человеческий организм уникально сложное произведение природы. Если абстрагироваться от конкретных знаний о строении и функциях отдельных органов и попытаться представить как обеспечивается жизнедеятельность организма в целом, то просто «дух захватывает» от многообразия «деталей» всего регулирующего механизма, который дает возможность жить, не ощущая жизни.

Три основные системы регуляции: нервная, эндокринная, иммунная – контролируют синхронную взаимосвязанную деятельность десятков различных органов. Они – дирижеры оркестра жизни, богатого многими уникальными инструментами. От их согласованной деятельности зависит судьба произведения. Они дирижируют одновременно. Ошибается один, тут же фальшивит второй и третий, а следом и весь оркестр начинает звучать вразнобой.

Три дирижера – мастера своего дела. Все – специалисты высокого класса и у каждого из них – своя роль, свое значение в судьбе всего коллектива. Иммунная система – это «погранвойска» – страж безопасности в сложном и большом государстве. Иммунная система в порядке – организм может существовать спокойно, «границы на замке» – любые болезнетворные факторы (вирусы, бактерии и т. п.), проникшие в организм, тут же будут уничтожены чуткими умелыми пограничниками – клетками иммунной системы.

Об открытиях, связанных с раскрытием многих тайн работы нервной и эндокринной системы, мы еще расскажем, расскажем и о том, какие общие механизмы лежат в едином функционировании всех трех систем регуляции. А пока героями нашего повествования будут ученые, заложившие фундаментальные основы медицинской иммунологии, которая до сих пор остается краеугольным камнем этой науки.

Великие открытия в медицине не всегда делают специалисты, имеющие врачебные дипломы. Особенно в тех областях, развитие которых требует синтеза знаний и методов. Иммунология конца XIX – начала XX века яркий тому пример. Пауль Эрлих – по образованию химик, Илья Мечников – биолог. Но именно их имена связаны с теми событиями в иммунологии, которые революционизировали основные общемедицинские концепции.