Часть вторая
Экспериментаторы и математики
Глава 3
Рождение метода
Пятнадцатого июня 1744 года к берегу Англии подходил изрядно потрепанный штормами 60-пушечный “Центурион”. Линейный корабль Королевского флота его величества был единственным уцелевшим судном эскадры из восьми кораблей, отправившейся четырьмя годами ранее под предводительством коммодора Джорджа Ансона в кругосветный поход. Из 1955 ушедших в плавание моряков домой вернулись лишь около 500. И виной этому были не нападения туземцев, не боевые действия с враждебным испанским флотом и не свирепые шторма. Более 1300 моряков забрала цинга – загадочная болезнь, которая многие столетия убивала тех, кто отправлялся в долгое морское путешествие. Выжившие участники экспедиции писали:
Вскоре после того, как мы прошли пролив Ле-Мер, дала о себе знать цинга. Наше долгое пребывание в море, усталость и многие разочарования привели к распространению цинги до такой степени, что к концу апреля на борту осталось совсем немного людей, не пораженных этой болезнью. Только в этом месяце на борту “Центуриона” умерло 43 человека.
Проявления болезни стали заметны, когда эскадра огибала южную оконечность Америки. Моряки связывали необъяснимую болезнь с тем, что продвинулись слишком далеко на юг, и ожидали, что недуг отступит, когда, обогнув мыс Горн они снова начнут двигаться на север. Но надежды не оправдались: в мае от цинги погибло вдвое больше людей. А к середине следующего месяца только на “Центурионе” болезнь забрала более 200 моряков, и капитаны кораблей уже не могли собрать нужное количество людей, годных для несения вахты.
Эта болезнь, часто настигающая тех, кто отправился в длительное плавание, – безусловно, самая странная и необъяснимая из всех, что поражают человеческое тело. Ее симптомы многочисленны и непостоянны, однако есть такие, что встречаются чаще других. Это большие обесцвеченные пятна по всей поверхности тела, распухшие ноги, гниющие десны и, превыше всего, невероятная усталость всего тела, особенно после любой, даже самой незначительной нагрузки. Эта усталость сменяется склонностью к обморокам при малейшем усилии или даже движении… Болезнь часто сопровождается странным унынием духа, дрожью и склонностью к самым ужасным страхам. Любое событие, лишавшее наших людей надежды, давало болезни сил: убивало тех, кто был на последней ее стадии, и приковывало к гамакам тех, у кого еще оставались силы для несения службы…
Списку признаков этой болезни нет конца. Она также часто вызывает гнилостную лихорадку, плевриты, желтуху, сильные ревматические боли, иногда долгие запоры и обычно следующее за ними затруднение дыхания – самый смертельный симптом. В других случаях все тело, и особенно ноги, покрывалось отвратительными язвами, кости гнили, а плоть превращалась в губчатую массу, и спасения не было.
Сейчас мы знаем, что цингу вызывает нехватка аскорбиновой кислоты, которую мы еще называем витамином С. Витамины – это вещества, которые тело не может вырабатывать самостоятельно и должно для нормального функционирования получать извне, например с едой. Главный источник витамина С – свежие овощи, зелень и фрукты. Особенно много его содержится в цитрусах.
Большинство растений и животных умеют синтезировать аскорбиновую кислоту, но некоторые животные, например летучие мыши, морские свинки, капибары и отдельные виды обезьян, включая нас, утратили эту способность. Это могло произойти в результате случайной мутации, которая не стала смертельной, поскольку питание обеспечивало достаточным количеством витамина С извне. Таким образом, мутация передалась потомкам и осталась в наших генах.
Аскорбиновая кислота жизненно необходима, поскольку участвует в синтезе коллагена, самого распространенного в организме белка. От четверти до трети всего белка в нашем теле – это коллаген. Из него построена соединительная ткань: кожа, кости, хрящи, связки и стенки сосудов. Именно благодаря коллагену органы сохраняют свою форму. Когда человек получает с едой недостаточное количество витамина С, организм синтезирует “неправильный”, недостаточно прочный коллаген. Тогда каркас, на котором держится тело, ослабевает. Из-за отсутствия надежной коллагеновой опоры ткани тела буквально распадаются, что и приводит к симптомам цинги: на коже появляются пятна, и она изъязвляется, распухают и начинают кровоточить десны, выпадают зубы. Часто первыми симптомами бывают описанные в хрониках путешествия Джорджа Ансона слабость, вялость, изменение настроения. Перестают заживать раны, и вновь открываются ранее зажившие. В хрониках кругосветного путешествия “Центуриона” описан случай, когда у больного вскрылись раны, полученные много лет назад.
По этому поводу был достойный упоминания случай, когда у одного из заболевших цингой на борту “Центуриона”, который был ранен за 50 [sic] лет до того в битве на реке Бойн, вскоре вылечен и пребывал в добром здравии все эти годы, раны открылись заново и выглядели так, как будто их никогда не лечили. И, что еще более удивительно, мозоль когда-то сломанной кости, давно сформировавшаяся, распалась, и перелом выглядел так, как если бы кость никогда не срасталась.
В отсутствие лечения, которое заключается в приеме витамина С, мучительная смерть неизбежна. Хрупкость стенок капилляров и сосудов вызывает спонтанные кровотечения, и больной неизбежно погибает от потери крови или сопутствующей инфекции.
Многие наши люди, хоть и прикованные к гамакам, выглядели еще вполне здоровыми, хорошо ели и пили, были полны сил, говорили громким и бодрым голосом; но стоило их немного переместить, пусть всего лишь с одного конца корабля на другой, пусть даже в гамаках, немедленно испускали дух. Другие же, поверив в свою кажущуюся силу, решали покинуть гамаки и умирали, не успев подняться на палубу. Случалось, и те, кто мог ходить и работать, внезапно падали замертво при попытке сделать что-либо с особым усилием.
Цинга известна человечеству с давних пор. Болезнь часто настигала тех, кто был вынужден на долгое время отказаться от привычного питания в путешествиях или военных походах. Она упоминается в Библии, в трудах древнеримского историка Плиния Старшего и в описаниях крестовых походов. С началом эпохи Великих открытий цинга стала настоящим бедствием для отправлявшихся в дальнее плавание. Колумб, Магеллан, Васко да Гама, Френсис Дрейк – все эти знаменитые мореплаватели теряли десятки и сотни людей из-за непонятного и страшного недуга. Принято считать, что всего за XVI–XVIII век цинга унесла жизни примерно двух миллионов моряков.
Не зная о существовании витаминов, люди не могли правильно объяснить причины болезни вплоть до конца XIX – начала XX века. Ее редко связывали с питанием. Хотя дело, конечно, было именно в продуктах, из которых состоял рацион моряка. Овощей, зелени и фруктов на борт не брали – они слишком быстро портились в открытом море. Поэтому закупалось то, что могло длительное время оставаться относительно годным в пищу: галеты, засоленное мясо, сушеные груши и зерно. За время долгого плавания эти, и так неидеальные на взгляд современного диетолога, продукты гнили, плесневели и начинали кишеть червями и личинками. Судовой хирург Джорджа Ансона писал, что “галеты были настолько изъедены червями, что превращались в пыль”. Другой судовой хирург описывал рацион моряков того времени как “гниющую говядину, тухлую свинину, заплесневелые галеты и муку”. Если бы не редкие остановки для пополнения запасов свежей едой, в том числе фруктами и овощами, вероятно, ни одно долгое путешествие не закончилось бы возвращением на родину даже небольшой части команды.
За время четырехлетнего кругосветного похода Джорджа Ансона значительная часть команды погибла. Ансону приходилось бросать корабли, потому что не хватало людей, чтобы управлять ими. Из восьми кораблей эскадры уцелел и вернулся домой только флагманский “Центурион”. К счастью, недалеко от Джакарты команде посчастливилось захватить испанский галеон с большим грузом серебра, благодаря чему возвращение в Англию стало триумфом, а не поражением. Полный драматических событий поход на долгое время стал темой разговоров. А роль цинги, почти приведшей его к провалу, привлекла к болезни внимание многих врачей. Среди них был и молодой корабельный хирург Джеймс Линд, которому суждено было стать героем одного из самых важных и противоречивых сюжетов в истории медицины.
Джеймс Линд родился в 1716 году в Эдинбурге, в семье купцов, вполне обеспеченных, но не имевших особых связей и заметного положения в обществе. Вероятно, под влиянием своего дяди, врача, Джеймс выбрал медицинскую карьеру. С пятнадцати лет он начал постигать эту науку, став учеником хирурга. Профессии хирурга и врача все еще очень отличались: хирурги, чья работа была менее престижной, чем работа терапевта, и хуже оплачивалась, делали то же, что и во времена Паре, – ампутировали конечности, лечили раны и вправляли кости.
Через несколько лет Джеймс начал осваивать теорию медицины в Эдинбургском университете. Мы можем достаточно точно представить, как ему преподавались причины и лечение цинги. Гуморальная теория по-прежнему была основой физиологии, но под влиянием развивающейся химии все больше внимания уделялось тому, что происходит с гуморами под воздействием разных факторов, как они при этом портятся. Особым авторитетом пользовались работы голландского врача Германа Бургаве, который, дополняя гуморальную теорию достижениями современных ему физики и химии, описывал тело как гидравлическую систему. Болезни Бургаве объяснял механическими нарушениями ее работы – изменением давления в трубах и засорами – или химическими изменениями текущих в системе жидкостей. Например, причиной цинги он считал блокировку селезенки. Предполагалось, что из-за опухшей селезенки черная желчь не находит выхода из организма и, накапливаясь, вызывает болезнь.
Дальнейшее развитие идей Бургаве породило гнилостную теорию, которой долгое время придерживался и сам Линд. Она гласила, что неправильное питание, плохой морской воздух и иные тяготы морской службы приводят к нарушению переваривания пищи, которая защелачивается и начинает гнить в теле. Не многое изменилось за прошедшие со времен Древнего Египта и Древней Греции две тысячи лет, не правда ли?
Впрочем, по сравнению с другим голландским врачом, Северинусом Эгленусом, писавшим, что цинга послана нам свыше за грехи мира, Бургаве и его идеи были невероятно прогрессивны.
Рекомендации по лечению цинги логично следовали из этих теорий. Идея о защелачивании непереваренной пищи привела к попыткам использовать разные кислоты: самой популярной был витриоловый эликсир – ароматизированный раствор серной кислоты. Многие десятилетия по приказу Адмиралтейства им снабжались уходящие в плавание корабли. Столь же настойчиво и безуспешно использовались уксусная кислота, различные средства для улучшения аппетита и исправления нарушенного пищеварения, а также слабительные для “прочистки засоров”.
В тридцать один год Линд сдал экзамен и был нанят хирургом судна четвертого класса “Солсбери”, входившего во Флот Пролива. Линд взошел на борт “Солсбери” уже достаточно опытным врачом: его учебу в университете прервала война с Испанией, во время которой он служил помощником судового хирурга. Он много читал, знал латынь, греческий, немецкий и французский и определенно интересовался медициной за пределами лечения ран и ампутации конечностей – обычного ремесла хирургов. И конечно, он был заинтригован загадкой главной убийцы моряков – цинги.
В апреле 1747 года Флот Пролива начал патрулировать Ла-Манш. Несмотря на то что корабли флота не отходили далеко от берегов, скудный рацион уже через несколько недель привел к неизбежному. У 400 из 4000 моряков флота, в том числе у значительной части команды “Солсбери”, появились признаки цинги, и 20 мая 1747 года Джеймс Линд сделал то, что навсегда вписало его имя в историю медицины.
Линд отобрал двенадцать моряков с максимально похожими симптомами, разделил их на шесть групп по два пациента в каждой, разместил рядом и обеспечил им одинаковые уход и питание. Одинаковые за исключением одной единственной составляющей – лечения, проверка которого и была целью эксперимента. Первой группе назначили по кварте сидра ежедневно; второй – по двадцать пять капель витриолового эликсира для полоскания рта и трижды в день внутрь; третьей – по две ложки уксуса; четвертой – по полпинты морской воды; пятой Линд давал по два апельсина и одному лимону в день, а шестая принимала сложное лекарство, рекомендованное госпитальным доктором и изготовленное из чеснока, горчичных зерен, хрена, перуанского бальзама и мирры. Помимо этих двенадцати человек Линд наблюдал еще нескольких пациентов, о которых мы знаем только, что они не получали никакого лечения, кроме легкого слабительного.
Уже через несколько дней разница стала наглядной. Наиболее быстрый и заметный эффект дали апельсины и лимоны. Один из тех, кому повезло получить цитрусы, уже к концу шестого дня выздоровел настолько, что вернулся к службе. Самочувствие второго позволяло ему ухаживать за остальными пациентами. Следующим по эффективности после апельсинов был сидр. Яблочный сидр может содержать небольшие количества витамина С. Его слишком мало для быстрого и полного выздоровления, но достаточно для того, чтобы Линд отметил некоторое улучшение. Полоскание рта витриоловым эликсиром уменьшило воспаление во рту, но никак не повлияло на остальные симптомы цинги. А состояние тех, кто пил морскую воду, принимал уксус и сложное лекарство госпитального врача, совсем не улучшилось и ничем не отличалось от состояния не получавших лечения. Разница в состоянии пациентов в разных группах была настолько очевидной, что Линд не мог не сделать вывода о безусловной эффективности лимонов и апельсинов.
Через несколько лет вышло первое издание “Трактата о цинге” Джеймса Линда, посвященного коммодору Джорджу Ансону. В трактате собрано все уже написанное о болезни другими авторами, а также собственные мысли Линда о причинах, профилактике и лечении заболевания. Описан и эксперимент на борту “Солсбери”. Несмотря на абсолютно неверное понимание причин болезни, Линд отметил очевидное – цитрусы оказались самым эффективным средством.
Если вы предположите, что эта публикация раз и навсегда изменила лечение болезни и спасла жизни сотен тысяч моряков, то ошибетесь: после выхода “Трактата о цинге” не случилось ровным счетом ничего. Адмиралтейство не добавило свежие цитрусы в диету моряков, применение бесполезных препаратов не прекратилось. И в ходе начавшейся через три года Семилетней войны, и в ходе начавшейся через двадцать лет Войны за независимость в США потери британского флота от цинги значительно превысили потери от боевых действий.
Почему работа Линда не решила проблему раз и навсегда?
Во-первых, она противоречила теориям и методам лечения, которые отстаивали куда более влиятельные врачи. Например, личный врач короля, а впоследствии президент Королевского общества Джон Прингл был увлечен проблемой гниения. Ранее он проводил эксперименты, в которых показал, что брожение, в частности присутствие дрожжей, замедляет гниение мяса. Нетрудно догадаться, что именно эксперименты с бродящим ячменным суслом, а не с цитрусами получили его полную и безусловную поддержку. Она сохранялась даже после отрицательных результатов до тех пор, пока ячменный солод не стал основным средством от цинги, тоннами закупаемым Адмиралтейством. Разве мог президент Королевского общества Джон Прингл признать, что ошибается, и смириться с правотой Линда, занимавшего куда более скромное положение в обществе? К тому же тот симпатизировал якобитам, что само по себе было достаточной причиной для неприязни со стороны лояльных действующей власти медицинских чиновников.
Во-вторых, в отсутствие рецензируемых медицинских журналов, научных конференций, баз научных статей и других современных инструментов коммуникации “Трактат о цинге” Линда прошел во многом незамеченным. В середине XVIII века публикация важных результатов совсем не значила, что о них узнает хотя бы узкий круг интересующихся темой специалистов. История молодого врача Уильяма Старка показывает, как мало внимания привлекла работа Линда. Старк изучал цингу, проводя диетические эксперименты на самом себе. Он вел подробные записи, благодаря которым мы знаем, что сначала Старк пробовал жить только на хлебе и воде, а затем добавлял по одному различные продукты – жир, молоко, говядину, оливковое масло, пудинг. Со временем он предполагал дойти и до овощей с фруктами, но не успел: через восемь месяцев Старк умер от цинги. В его записях нет никаких упоминаний о Линде. Если бы Старк знал о его экспериментах, фрукты и овощи наверняка появились бы в меню намного раньше.
В-третьих, с точки зрения Адмиралтейства лимоны и апельсины были худшим из возможных решений. В Великобритании они были не только дороги, но и труднодоступны, особенно во время войны с их основным поставщиком – Испанией. К тому же они занимали много места в тесных трюмах и не слишком долго хранились. Уксус, витриоловый эликсир, квашеная капуста, ячменное сусло – что угодно было предпочтительнее дорогих и быстро портящихся фруктов. Особенно морская вода. Линд далеко не единственный, кто надеялся лечить цингу с ее помощью, – нелегко отказаться от надежды бесплатно зачерпнуть ведром спасительное лекарство с борта любого корабля.
Увы, прогресс науки редко похож на то прямолинейное поступательное движение, каким его принято описывать. Одного эксперимента, сколь бы убедительным он ни был, для изменения доминирующей научной точки зрения недостаточно – она зависит от множества социальных, коммуникационных, политических и экономических факторов.
Вскоре Линд уволился из флота, сдал еще один экзамен и стал работать терапевтом, открыв частную практику. А через несколько лет ему предложили возглавить Хаслар, крупнейший и современнейший госпиталь своего времени. Там он продолжил работать над проблемой цинги. Понимая, что никогда не убедит Адмиралтейство в необходимости закупки цитрусов, он разработал специальный концентрат, который должен был содержать лечебные свойства их сока в небольшом объеме. Увы, Линд не знал, что в процессе изготовления концентрат терял до половины, а при хранении еще 90% действующего вещества. При этом Линд рекомендовал его в столь малых дозах, что концентрат оказывался абсолютно неэффективным, что и продемонстрировали его испытания. Адмиралтейство отказалось от закупок.
Линд больше никогда не прибегал к разработанному и блестяще примененному им экспериментальному методу и считал само собой разумеющимся, что концентрат сохраняет все свойства свежего сока – ведь он ничем не отличался ни на вкус, ни на вид. Хотя Линд сам когда-то писал, что считает “абсолютно невозможным, что излечение от цинги будет найдено исходя из теории, не основанной на опыте”, он позволил себе допустить ту же ошибку, что совершали его оппоненты. Свои ошибки замечать всегда труднее.
Чем дольше Линд ищет лечение от цинги, тем больше запутывается. В последнем издании “Трактата” он, помимо цитрусов, отталкиваясь от старых ошибочных теорий и опираясь на абстрактные рассуждения, рекомендует слабительное, мочегонное, молоко и даже – реверанс в сторону идей Прингла – ферментированные напитки. В том же издании “Трактата” он пишет:
В послесловии – мой последний вклад в эту работу, которую я, по всей вероятности, не смогу продолжать, не уходя в область гипотез и неопределенности. Наверное, от обследования нескольких тысяч пациентов, внимательного изучения всех опубликованных книг и обширной переписки с разными частями света, благодаря которой было собрано знание обо всех значимых случаях этой болезни, следовало ждать более совершенных результатов и более надежного лечения. Хотя некоторые разрозненные факты и наблюдения вселяют надежду на больший успех, опыт всегда демонстрирует ошибочность любых достижений врачебного искусства.
Est modus in rebus
Sunt certi denique fines
Пессимизм Линда был напрасным. Уже во время эксперимента на борту “Солсбери” он был в шаге от победы. Но чтобы сделать этот шаг, понадобились еще полвека и десятки тысяч жизней.
В 1789 году должность главного врача флота, занял сэр Гилберт Блейн, баронет. Именно он довел начатое Джеймсом Линдом до конца. Через год после смерти Линда лимонный сок стал обязательной частью рациона военных моряков Великобритании. С помощью своего социального положения, связей и убедительных экспериментов, Блейн смог доказать Адмиралтейству, что дороговизна лимонного сока оправдана бесспорной эффективностью. Вскоре цинга для Королевского флота Великобритании осталась в истории. Благодаря этому в 1805 году в ходе Трафальгарской битвы он наголову разбил ослабленный цингой флот Наполеона Бонапарта. Постепенно лимонный сок был заменен на сок лаймов, которые росли в британских колониях. Поэтому иностранные моряки стали называть англичан limeys. Но британцы носили это, изначально оскорбительное, прозвище с гордостью. И на то у них были все основания: британский флот первым победил смертельную болезнь.
Искоренение цинги в Королевском флоте совсем не означало окончательную победу. Не только во флотах других стран, но и в торговом флоте Великобритании, ее колониях и тюрьмах она продолжала ежегодно уносить тысячи жизней. Через тридцать лет после победы над цингой в Королевском флоте специальная комиссия, созданная в связи с эпидемией цинги в тюрьме британского Дорчестера, пришла к выводу, что болезнь никак не связана с питанием, поэтому нет никакой нужды менять рацион заключенных. В ситуации, когда научная истина размыта, всегда есть соблазн назначить истиной то, что обещает наибольшую финансовую выгоду.
Путь к пониманию причин и симптомов цинги был еще дольше, чем поиск лечения. XIX столетие породило множество новых теорий: в век электричества болезнь объясняли нервными нарушениями, в эпоху стремительного развития микробиологии – токсичными выделениями бактерий. Только в 1907 году Алекс Холст и Теодор Фролих, изучая бери-бери у морских свинок, внезапно обнаружили у животных симптомы цинги, а затем – что симптомы исчезают после употребления свежих овощей и их экстрактов. Появление лабораторных животных, на которых можно было моделировать болезнь и лечение, позволило довольно быстро продвинуться в исследованиях, и уже в 1932 году команда венгерского ученого Альберта Сент-Дьёрдьи смогла выделить L-гексуроновую кислоту и доказать, что она и является тем веществом, которое лечит и предотвращает цингу. В 1933 году ее удалось синтезировать в лабораторных условиях, тем самым подтвердив ее химическую структуру. Кислота была названа аскорбиновой от латинского названия цинги – scorbutus. За эту и другие работы Альберт Сент-Дьёрдьи был удостоен Нобелевской премии.
Во второй половине XX века витамин С снова на некоторое время оказался в центре внимания. На этот раз маятник качнулся в обратную сторону, и прием больших доз аскорбиновой кислоты пропагандировался некоторыми учеными как способ лечения почти любых болезней и даже ключ к долголетию. Впрочем, это уже совсем другая история.
