Текст книги "Великие открытия и люди. 100 лауреатов Нобелевской премии XX века"

Бантинг Фредерик Грант
(1891—1941)
Канадский физиолог

Фредерик Грант Бантинг родился 14 ноября 1891 года в Аллистоне, Онтарио в фермерской семье. В дружной семье Уильяма Томпсона и Маргарет (Грант) Бантингов Фредерик был пятым ребенком.

Первоначальное обучение мальчик получил в местных бесплатных школах. Кроме того, Фредерик занимался спортом и увлекался рисованием и живописью. Родители хотели видеть сына священником. После окончания школы по воле своих родителей Фредерик в 1912 году поступил на теологический факультет Торонтского университета.

Там он проучился недолго и, поняв, что его призвание медицина, перевелся в университетскую медицинскую школу.

С тех пор как близкий друг и сестра Бантинга умерли от диабета, его настойчиво преследовала мысль найти средство борьбы с этим страшным недугом. И вот Бантинг принимает трудное для себя решение: оставить богословский факультет и перейти на медицинский. В 1916 году, получив степень бакалавра медицины, Бантинг записался добровольцем в ряды медицинского корпуса Королевской канадской армии. Однако его отправили обратно учиться. Через год он окончил медицинскую школу со степенью бакалавра медицины и почти сразу отправился на фронт. Следующие два года Фредерик служил военным хирургом в Англии, а затем во Франции. Здесь в битве при Камбре Бантинг получил тяжелое ранение шрапнелью в правое предплечье. Фредерик едва не потерял руку, что означало бы конец его хирургической карьеры. Он уговорил лечащего врача повременить с операцией, и в итоге рука была спасена. Лечился долго. Он попал на лечение в один из военных госпиталей Лондона. Время, проведенное в госпитале, не прошло для Бантинга даром: он прочел множество медицинских книг, интересуясь, прежде всего, сахарным диабетом. Еще в детстве он был потрясен смертью от диабета своего близкого друга, и с тех пор его не покидала мысль найти средство борьбы с этим заболеванием.

В 1919 году за проявленный героизм его наградили военным крестом. После лечения в лондонском госпитале он возвратился в Канаду, где вскоре приступил к врачебной практике в Лондоне (Онтарио). Одновременно Бантинг изучает ортопедию. В течение 1919—1920 годов работает в одной из детских городских больниц Торонто. В июне 1920 года его пригласили на должность ассистента профессора в университет Западного Онтарио, где он преподавал ортопедию. С 1921 по 1922 год Бантинг читает лекции по фармакологии в Торонтском университете.

В 1922 году в этом же университете он защитил докторскую диссертацию и был награжден золотой медалью. Темой диссертации была роковая болезнь – сахарный диабет, с которым он поклялся свести счеты, будучи еще студентом. Исследования начались с октября 1920 года, когда Бантинг прочитал статью М. Баррона, в которой описывалась блокада панкреатического протока желчными камнями и развивающаяся в этой связи атрофия ацинозных клеток. Бантинг обратился к заведующему кафедрой Джону Маклеоду, считавшемуся ведущим специалистом по диабету, за помощью в проведении экспериментов. Но вначале получил отказ – профессор не принял всерьез проект начинающего ученого. Но затем выделил Бантингу университетскую лабораторию, 10 собак и 1 штатную единицу – 22-летнего ассистента Чарльза Беста.

На свои небольшие сбережения и на деньги, заработанные его ассистентом, студентом-медиком Чарльзом Бестом, за участие в соревнованиях по бейсболу, Бантинг покупал собак и ставил опыты по удалению у них поджелудочной железы, вызывая сахарную болезнь. 27 июля 1921 года после напряженных экспериментов он ввел таким животным взятую у здоровых собак вытяжку поджелудочной железы – инсулин, и концентрация сахара в крови больных собак быстро снизилась.

Фредерик Бантинг и Чарльз Бест из поджелудочной железы выделили экстракт с высокой биологической активностью, обладающий способностью снижать уровень сахара в крови. Так, в 1921 году они, основываясь на предшествующих исследованиях (в 1869 году, студент-медик Поль Лангерганс открыл в поджелудочной железе многочисленные скопления неизвестных клеток – островков, носящих сегодня его имя), получили в чистом виде гормон лангергансовых «островков» – инсулин. В том же году ученые сообщили о результатах своих исследований на заседании клуба «Физиологического журнала» Торонтского университета, а в декабре выступили перед членами Американского физиологического общества в Нью-Хейвене.

Профессор Маклеод, убедившись в перспективности исследований, использовал все возможности своей кафедры для получения и очистки инсулина.

В декабре 1921 года он предложил в помощь двум профессиональным физиологам не менее талантливого биохимика Джеймса Коллипа для организации очистки инсулина, который очень быстро поставил процесс на поток. В январе 1922 года Бантинг и Бест испытали действие нового препарата, они ввели себе по 10 условных единиц нового лекарства. В это время госпитализировали 14-летнего мальчика в состоянии диабетической комы. Только применение инсулина спасло его от неминуемой смерти. Следующим, кого вернул к жизни доктор Бантинг, был его друг – врач Джилькриста, ставший его верным помощником. Число исцеленных больных, обреченных на смерть, росло в геометрической прогрессии.

Торонтский университет оценил благородный поступок профессора Бантинга, передавшего все права на инсулин университету, и в 1922 году наградил его «Reeve Prize». Через год Канадский парламент назначил ему пожизненно ежегодную ренту в 7500 долларов.

И уже на следующий год Бантинг вместе с Маклеодом стали лауреатами Нобелевской премии.

Когда Нобелевскую премию за открытие инсулина присудили лишь двоим – Фредерику Бантингу и Джону Маклеоду, они недоумевали.

Но, подумав, ученые не стали конфликтовать с Нобелевским комитетом – вместо этого демонстративно поделились каждый своей половиной премии: Бантинг – с Бестом, а Маклеод – с Коллипом. Так премия 1923 года и вошла в анналы науки: формально – на двоих, а реально – на четверых. Но Бантинг в этой четверке, пожалуй, самый главный: в правовых терминах он – организатор.

Столь быстрое международное признание открытия объясняется тем, что до 1921 года диабет был неизлечимой болезнью из-за отсутствия эффективных лекарств.

В 1928 году Бантинг читал лекции в Эдинбурге.

Фредерика Бантинга в Великобритании в 1934 году посвятили в рыцари и избрали членом Лондонского королевского общества. Сэр Бантинг увлекался живописью и однажды с группой художников отправился к Полярному кругу в творческую экспедицию, которую финансировало канадское правительство.

В 1924 году Бантинг женился на Марион Робертсон, а спустя четыре года у них родился сын Вильям. В 1932 году Бантинг развелся и спустя 5 лет женился на Генриетте Белл.

В начале Второй мировой войны сэр Бантинг добровольно поступил на службу в канадскую армию в качестве офицера связи. Он осуществлял связь между английскими и канадскими медицинскими службами.

21 февраля 1941 года Бантинг погиб при аварии самолета в Ньюфаундленде. Место руководителя кафедры в Торонто вместо Маклеода занял Бест.

В 1954 году английский биохимик Фредерик Сенгер расшифровал химическое строение инсулина и буквально через четыре года стал очередным Нобелевским лауреатом. Он единственный ученый – дважды лауреат Нобелевской премии по химии – в 1958 и 1980.

В начале 60-х годов сразу две группы исследователей – в США и ФРГ – синтезировали инсулин в лабораторных условиях.

Фредерик Бантинг был избран членом многих медицинских академий и обществ в своей стране и за рубежом.

На родине, в Канаде, Бантинга по праву считают национальным героем. Он – воплощение «американской мечты»: сын фермера, ставший всемирно известным ученым. В 2007 году его детище – инсулин – возглавил десятку величайших канадских открытий всех времен.

Ландштейнер Карл
(1868—1943)
Австрийский врач, химик, иммунолог, инфекционист

Родился Карл Ландштейнер 14 июня 1868 году в Вене, в семье газетного издателя и журналиста Леопольда Ландштейнера и Фанни Ландштейнер (Гесс). Когда Карлу было шесть лет, его отец умер, и мальчика воспитывала мать.

В 1885 году по окончании гимназии Ландштейнер поступил в медицинскую школу Венского университета, а в 1891 году получил степень доктора медицины. Тогда же он заинтересовался химией, которую изучал еще в течение пяти лет – в Вюрцбурге, Мюнхене и Цюрихе. В 1896 горду он вернулся в Вену и поступил на работу на кафедру гигиены Венского университета, где заинтересовался иммунологией.

В то время когда Ландштейнер делал первые шаги в иммунологии, она еще только становилась научной дисциплиной. В 1890 году Эмиль фон Беринг обнаружил, что иммунитет к заболеваниям, который возникает после вакцинации или перенесенной болезни, обусловлен тем, что в организме начинают вырабатываться антитела, взаимодействующие с проникающими в него болезнетворными микроорганизмами или их токсинами и тем самым обезвреживающие их. Шесть лет спустя Жюль Борде показал, что переливание животному одного вида крови животного другого вида обычно приводит к агглютинации («склеиванию») и разрушению эритроцитов. Борде понял, что такие эффекты вызываются антителами, вырабатываемыми у животного-реципиента и атакующими белки или антигены крови животного-донора.

В первых исследованиях по изучению действия антител, проведенных в 1896 году, Ландштейнер установил, что лабораторные культуры бактерий могут быть агглютинированы путем добавления иммунной сыворотки крови. Поскольку Ландштейнер хотел полностью сосредоточиться на изучении иммунитета, он в 1898 годжу перешел на кафедру патологической анатомии Венского университета. Здесь он начал работать под руководством Антона Вейхсельбаума, ученого, обнаружившего возбудителей менингита и пневмонии.

В 1900 году доктор Карл Ландштейнер, наблюдая своих пациентов в больнице, которым переливали одну и ту же кровь в лечебных целях, заметил, что не вся кровь одинакова, так как не все больные выздоравливали, а некоторые даже умирали.

В то время врачи не знали, почему люди умирали и с чем были связаны осложнения, спровоцированные переливанием крови. Ландштейнер поставил точку в этом вопросе в 1900 годах, когда открыл группы крови человека. Группы – это типы крови, которые различаются по иммунологическим признакам. В ходе экспериментальных исследований он понял причину и сделал большое открытие.

Карл Ландштейнер, тогда ассистент Венского института патологии, взял кровь у себя и пяти своих сотрудников, отделил сыворотку от эритроцитов с помощью центрифуги и смешал отдельные образцы эритроцитов с сывороткой крови разных лиц и с собственной. В совместной работе с Л. Янским по наличию или отсутствию агглютинации Ландштейнер разделил все образцы крови на три группы: А, В и 0. Два года спустя ученики Ландштейнера, А. Штурли и А. Декастелло, открыли четвертую группу крови – АВ. Обратив внимание на то, что собственная сыворотка крови не дает агглютинации со «своими» эритроцитами, ученый сделал вывод, известный сегодня как непреложное правило Ландштейнера: «В организме человека антиген группы крови (агглютиноген) и антитела к нему (агглютинины) никогда не сосуществуют». За свои открытия Ландштейнер получил в 1930 году Нобелевскую премию.

Метод Ландштейнера переливания крови дал возможность безопасно переливать кровь одного человека другому.

В 1914 году Ричард Льюисон обнаружил антикоагулирующие свойства цитрата натрия и пришел к выводу, что добавление этого вещества в кровь предупреждает ее свертывание. Тем самым был найден способ консервации крови и появилась возможность хранить донорскую кровь при условии ее охлаждения до трех недель. Это было большое достижение, т. к. операции на сердце, легких и сосудах, которые раньше практически не проводились из-за большой кровопотери, теперь стали возможны. Кроме того, появилась возможность полного обменного переливания крови при интоксикациях и тяжелой желтухе новорожденных.

В 1940 году Ландштейнер и его коллеги Александр Винер и Филипп Левин описали еще один фактор крови человека – так называемый резус, или Rh-фактор. Была обнаружена связь между этим фактором и гемолитической желтухой новорожденных. Оказалось, что если у матери отсутствует резус-фактор (т. е. резус-фактор отрицателен), то резус-положительный плод может приводить к выработке у матери антител против резус-фактора плода. Эти антитела вызывают гемолиз эритроцитов плода, в результате чего гемоглобин превращается в билирубин, что и является причиной желтухи.

В 1916 году женился на Хелен Власто. В 1917 году у них родился сын Эрнст.

В 1930 году Ландштейнеру была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие групп крови человека».

24 июня 1943 года у Ландштейнера в лаборатории за рабочим столом начался тяжелый приступ стенокардии. Его госпитализировали в клинику Рокфеллеровского института. Двумя днями позже (26 июня) он скончался.

В мае 2005 года, в ходе 58-й сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения, в Женеве было принято решение 14 июня (день рождения Карла Ландштейнера), ежегодно проводить Всемирный день донора крови.

Карл Ландштейнер был удостоен таких наград и почетных званий, как Берлинская премия Фонда Ханса Аронсона, золотая медаль нидерландского общества Красного Креста, премия Камерона и звание почетного лектора Эдинбургского университета. Он был также кавалером французского ордена Почетного легиона. Ландштейнер был членом Национальной академии наук США, Американского философского общества, Американского общества натуралистов, Американской ассоциации иммунологов, Французской академии наук, Нью-Йоркской медицинской академии, Филадельфийского общества патологов, Общества патологов Великобритании и Ирландии, Лондонского королевского научного общества, Лондонского королевского медицинского общества, Датской королевской академии наук, Шведской королевской академии наук и искусств и Шведского медицинского общества.

Эйнтховен Виллем
(1860—1927)
Нидерландский физиолог, основоположник электрокардиографии

Виллем Эйнтховен родился в Семаранге на острове Ява (Нидерландская Восточная Индия, в настоящее время – Индонезия), в семье врача Иакова Эйнтховена и Луизы Эйнтховен (де Вогель). Виллем был третьим из шестерых детей в семье. Когда мальчику исполнилось шесть лет, его отец умер, и в 1870 году семья вернулась в Нидерланды, в город Утрехт. Здесь Виллем закончил школу и в 1879 году поступил на медицинский факультет Утрехтского университета. Большой любитель спорта, Виллем был президентом союза гимнастов и фехтовальщиков и основал студенческий клуб по гребле в Утрехте. Еще в студенческие годы он опубликовал работу, касающуюся функций локтевого и плечевого суставов, основанную на наблюдениях за полученной им во время спортивных занятий травмой лучезапястного сустава.

В 1885 году Эйнтховен защитил диссертацию, посвященную проведению стереоскопии посредством дифференцировки цветов, и получил докторскую степень. В этом же году в возрасте 25 лет он был назначен профессором физиологии Лейденского университета и занимал эту должность до самой смерти.

Несмотря на то что получил профессию врача-физиолога, Эйнтховен серьезно интересовался физикой. Он накопил большой опыт в разработке самых современных приборов для количественной оценки физиологических процессов.

Электрофизиология – наука об электрических явлениях, возникающих в процессе жизнедеятельности организма.

В 1880 году было признано, что сокращение сердца сопровождается электрическими явлениями, однако единственным способом, позволяющим регистрировать «сердечные токи», было прямое наложение электродов на обнаженное сердце. В 1887 году английский физиолог Август Уоллер обнаружил, что изменения потенциалов, возникающие при сокращении сердца, можно записать с помощью электродов, наложенных на поверхность тела интактного животного.

Большинство экспериментов сначала было проведено на его любимом бульдоге Джимми, ставшем в то время, пожалуй, самым популярным псом в Британии.

Подобные токи записывались с помощью капиллярного электрометра – прибора, состоящего из ртутного столбика, поднимающегося и опускающегося в зависимости от изменения электрического поля. При этом записывалась так называемая электрокардиограмма (ЭКГ), которая была чрезвычайно несовершенной, поскольку ртутный столбик обладал высокой инерцией. Эйнтховен установил, что при такой записи можно получить точную ЭКГ, если вносить в нее коррективы с помощью довольно кропотливых математических расчетов.

Для того чтобы избежать подобных расчетов, Эйнтховен разработал прибор, с помощью которого можно было точно записывать небольшие колебания электрических потенциалов. Работа над прибором заняла у него шесть лет, и в результате был создан струнный гальванометр.

Струнный гальванометр произвел настоящую революцию в изучении заболеваний сердца. С помощью этого прибора врачи получили возможность точно регистрировать электрическую активность сердца и с помощью регистрации устанавливать характерные отклонения на кривых ЭКГ.

Первый электрокардиограф был весьма громоздким сооружением и весил около 270 кг. Его обслуживанием были заняты пять сотрудников. Тем не менее, результаты, полученные Эйнтховеном, были революционными. Впервые в руках врача оказался прибор, столь много говорящий о состоянии сердца.

В одном из экспериментов Эйнтховен вместе с сыном Виллемом, инженером-электриком, использовал струнный гальванометр для приема радиотелеграмм с острова Ява.

Впоследствии Виллем Эйнтховен-младший разработал вакуумный струнный гальванометр, используемый для беспроволочной связи.

С помощью строчного гальванометра Эйнтховен записывал электрические изменения в сетчатке, вагусном нерве и симпатическом ганглиевом узле, и, благодаря исключительно высокой чувствительности прибора сумел установить импульсную активность симпатической нервной системы.

Но электрокардиография остается его основным наследием.

В 1924 году Эйнтховену была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за «открытие механизма электрокардиограммы». Когда Эйнтховен в первый раз прочитал эту новость в Boston Globe, он подумал, что это либо шутка, либо опечатка.

На момент объявления лауреатов Нобелевской премии 1924 года, Эйнтховен путешествовал по США. Карл Сигбахн, Нобелевский лауреат того же года в области физики, также не смог приехать в Стокгольм – церемония награждения не состоялась своевременно.

В Нобелевской лекции Эйнтховен привел много примеров ЭКГ при нарушениях ритма и их связь с сердечными тонами. Он закончил свою речь словами благодарности в адрес других исследователей: «Новые страницы в научных исследованиях заболеваний сердца были открыты не одним человеком, а многими талантливыми людьми, чьи работы стали известны далеко за пределами их государств».

В том же году он получил ещё одну премию с формулировкой «За открытие техники электрокардиограммы».

Следует отметить, что ЭКГ не диагностирует. ЭКГ не может служить средством диагностики пороков и опухолей сердца, так как появляющиеся при этих заболеваниях изменения кардиограммы могут являться лишь косвенными признаками болезни. На ЭКГ не регистрируются шумы сердца. Не отражает ЭКГ и гемодинамику, т. е. то, как кровь течет в полостях сердца. ЭКГ в покое может не выявлять целый ряд заболеваний сердца, в том числе ИБС и нарушения сердечного ритма. Для диагностики этих заболеваний необходимо проведение суточного мониторирования ЭКГ или нагрузочных проб. Однако, не смотря на свои ограничения, о которых надо знать ЭКГ остается доступным и действенным методом диагностики, который обязательно стоит проходить при регулярных медицинских осмотрах.

За свою карьеру Эйнтховен написал 127 научных статей.

Несмотря на то что многие ученые посещали лабораторию Эйнтховен и в дальнейшем применяли его методики в своих работах, он, к сожалению, не оставил ни научной школы, ни последователей.

В 1886 году Эйнтховен женился на своей кузине Фредерике Жанне Луизе де Вогель, ее брат был руководителя системы здравоохранения в Голландской Ост-Индии. В семье у них родились три дочери и один сын.

Внешне Эйнтховен был коренастым человеком небольшого роста. Он был известен любовью к шуткам, добротой и благородством по отношению к друзьям и коллегам. Последняя его работа, опубликованная посмертно, была посвящена токам действия сердца. Виллем Эйнтховен скончался в Лейдене 28 сентября 1927 году от рака желудка.

Исследования Виллема Эйнтховена причисляются к десяти величайшим открытиям в области кардиологии в XX веке.

В 1979 году был основан Фонд Эйнтховена, целью которого является организация конгрессов и семинаров по кардиологии и кардиохирургии.

Эйнтховен был постоянным участником работы Нидерландской королевской академии наук и пользовался всеобщим уважением и почетом. Он избирался иностранным членом Лондонского королевского научного общества. Виллем Эйнтховен был широко известен как лектор, он часто читал лекции в Европе и Соединенных Штатах Америки.