Глава 13
По кругу, по кругу

Слова «цикл» и «циркуляция» происходят от латинского термина, обозначающего «круг». Движение по кругу, или циркуляция, означает, что вы продолжаете двигаться и в конечном счете приходите в то место, откуда начали, при этом не обязательно замечаете, что вернулись к стартовой точке.

Правильных кругов в природе не так много, но круговых движений в ней множество. Земля кружится вокруг Солнца, вода циркулирует, испаряясь, а затем выпадая снова в виде дождя, многие птицы одолевают большие расстояния каждый год, чтобы вернуться в ту же самую местность, вывести птенцов, и вновь отправиться в путешествие. Несомненно, что целостный процесс рождения, роста и смерти, повторяемый одним поколением за другим, тоже некоего рода циркуляция.

В пределах нашего тела существует не один процесс такого вида, и самый важный завязан на сердце и крови. Каждая капля алой жидкости циркулирует через наш организм порядка пятидесяти раз каждый час нашей жизни. Понятно, что скорость эта меняется в зависимости от того, чем мы заняты: если мы бежим, то сердце должно биться чаще и время циркуляции сокращается, когда мы спим, сердце бьется медленнее и капле требуется больше времени, чтобы вернуться в сердце.

В наши дни мы изучаем это в школе, но не всегда все выглядело настолько очевидным. Человеком, открывшим тот факт, что наша кровь циркулирует, оказался английский врач по имени Уильям Гарвей (1578–1657).

Его отец был сначала фермером, но затем стал успешным торговцем, и пять из шести братьев Гарвея пошли по его стопам. Сам Уильям избрал себе карьеру медика, и после завершения образования в Кембридже в 1600-м, он поехал в университет Падуи, туда, где несколькими годами ранее трудился Везалий и где Галилей в тот самый момент изучал астрономию и физику.

Одним из наставников Гарвея в Падуе стал Иероним Фабриций (1537–1619), продолжавший традицию исследований, начатую задолго до Аристотеля, и его пример воодушевил молодого Уильяма.

Наставник и ученик взяли на вооружение два важных принципа Аристотеля.

Во-первых, органы или структуры в живых существах имеют некую форму потому, что они должны исполнять некую функцию. Например, кости и мускулы соединены для того, чтобы мы могли бегать или поднимать предметы, и если нет какого-то нарушения, то мы даже и не заметим, что они действуют таким образом, для которого и «спроектированы».

Аристотель также верил, что всякая часть внутри растений и животных имеет особую цель или функцию, поскольку Творец не мог создать ничего бесполезного. Наши глаза устроены так, а не иначе, чтобы мы могли видеть, и это касается всех частей организма, желудка, печени, легких и сердца. Каждый орган обладает своей структурой, и она позволяет ему выполнять определенные задачи.

Такой подход к пониманию того, как устроены наши тела, называли «практической анатомией», и он выглядел особенно полезным, когда стояла задача понять «логику» функционирования организма. Для медиков было очевидно, что кости тверды и сохраняют форму, поскольку они должны поддерживать тело, когда мы идем или бежим. Мускулы мягче, и пружинистей поскольку их сокращение и расслабление помогают нам двигаться. Но вот связь между сердцем, кровью и кровеносными сосудами не так очевидна, логика не столь проста.

В шутку можно сказать, что сердце находит место в череде телесных функций, поскольку у нас есть Гарвей, способный указать это место.

Во-вторых. Аристотель настаивал на том, что центральную роль в нашей жизни играют кровь и сердце, поскольку первым признаком жизни, который он обнаружил, наблюдая за зародышами птиц, оказалась пульсация в пятнышке крови. Гарвей принял этот постулат, и сердце и циркуляция крови стали его предметом изучения на всю жизнь.

Собственный наставник Уильяма. Фабриций тоже открыл кое-что, оказавшееся полезным для ученика: многие из больших вен снабжены клапанами. Они всегда расположены так, чтобы кровь могла двигаться только в одном направлении – в сторону сердца. Фабриций полагал, что их функция – предотвратить стекание крови в ноги или отлив ее от мозга со слишком большой силой. Гарвей запомнил все эти вещи и использовал их позже, когда закончил обучение в Падуе и вернулся в Англию.

Карьера Гарвея развивалась от одного успеха к другому, он открыл врачебную практику в Лондоне, получил работу в госпитале Святого Варфоломея и вскоре был призван читать хирургам лекции по анатомии и физиологии. Он стал придворным медиком двух английских королей Якова Первого и его сына Карла Первого.

Работа на династию Стюартов не принесла ему особой пользы, особенно после того как король был свергнут с трона группой пуритан (одна из разновидностей протестантизма). По случайности дом Гарвея был атакован и сожжен, и в пламени сгорели рукописи книг, которые он планировал издать. Большая потеря для науки, поскольку он изучал многие вещи, включая дыхание, мускулы и то, как животные формируются из оплодотворенного яйца.

Король Карл позволил использовать некоторых животных из королевских владений для экспериментов Гарвея.

Уильям всегда был зачарован кровью, он считал, что именно в ней заключена эссенция того, что мы именуем жизнью. Он вскрыл множество яиц и увидел, как и Аристотель, что первый признак жизни – ритмично пульсирующее пятнышко крови. Точно так же все оказалось и у других живых существ, которых ученый изучал на стадии эмбрионов (развивающихся в яйце или в теле матери).

Сердце, долгое время связывавшееся с кровью, тоже вызывало интерес Гарвея. Любому известно, что, когда сердце перестает биться, человек или животное умирают. Отсюда вывод – если кровь играет важнейшую роль в начале жизни, то ее конец отмечает момент, когда прекращаются сокращения сердца.

Большую часть времени наше сердце работает так, что мы о нем даже не думаем. Иногда тем не менее вы можете ощущать, как оно пульсирует, когда вы испуганы, например, или нервничаете, или когда выполняете упражнения – тогда можно почувствовать удары внутри грудной клетки, это постоянное тук-тук, тук-тук, тук-тук. Гарвей хотел понять, как именно «движется» сердце, какое движение происходит при каждом ударе.

Весь процесс делится на две части, сначала оно сокращается (эта фаза называется «систола»), а потом расслабляется («диастола»).

Гарвей вскрыл множество еще не умерших животных, чтобы изучить их бьющееся сердце, и использовал для этого змей и других хладнокровных существ (таких, которые не могут регулировать температуру своего тела). Их сердца сокращаются много медленнее, чем наши, так что исследователь мог наблюдать процесс более явственно.

Он увидел, как сосуды внутри сердца открываются и закрываются при каждом ударе, увидел всю последовательность событий. В процессе сокращения клапаны между камерами сердца закрыты, зато открыты те, которые соединяют сердце с кровеносными сосудами. Когда сердце расслабляется, все обстоит наоборот, внутренние клапаны открыты, а те, что отгораживают сердце от кровеносных путей (легочная артерия и аорта) – закрыты. Гарвей догадался, что эти клапаны действуют в точности так же, как те клапаны в венах, которые открыл Фабриций, и что их функция состоит в том, чтобы кровь всегда двигалась в одном направлении.

Гарвей поставил несколько опытов, чтобы продемонстрировать другим собственные догадки. Первый был очень прост, тугая повязка, именуемая жгутом, помещается на руку: если она очень тугая и кровь совсем не может проходить в конечность, тогда она становится очень бледной; если ослабить ее немного, то кровь попадает в руку, но не имеет возможности покидать ее, и рука становится красной.

Это показало, что кровь попадает в руку под постоянным давлением, которое жгут блокирует совершенно. Если ослабить повязку, то кровь сможет проходить по артериям, но обратный путь через вены все равно окажется закрыт.

Изучив большое количество сердец, потратив много времени на размышления. Гарвей смог совершить важный поворот в нашем понимании процесса. Он догадался, что за очень короткий отрезок времени через сердце проходит больше крови, чем есть ее в теле. И невозможно каждый раз создавать такое количество алой жидкости, чтобы хватало на удар сердца. Следовательно, кровь должна проходить из сердца через артерии в вены и по ним возвращаться обратно, начиная новый цикл «циркуляции».

«Я начал думать про себя, что надо бы рассмотреть движение крови как оно есть, в виде кругового» – он записал эти слова на латыни в 1628-м, в небольшой книге, озаглавленной «De motu cordis» («О движении сердца»). Все выглядит так, что Гарвей начал работать, имея в виду описать механизм сокращения и расслабления сердца, а закончил, открыв, какие функции выполняет этот процесс. Он догадался, что кровь накачивается в легкие (из правой камеры сердца) и в то же время в крупнейшую артерию тела, аорту (из левой). Из аорты кровь попадает в артерии меньшего размера, которые разносят ее по телу, затем она переходит в вены, где клапаны обеспечивают ее движение в правильном направлении, потом она возвращается к правой стороне сердца через крупнейшую вену, обычно именуемую нижней полой веной.

Подобно Везалию Гарвей всегда настаивал, что он желает узнать все о структуре и функциях человеческого тела из собственных исследований, а не просто из книг, написанных другими. В отличие от Везалия, он работал большей частью с живыми организмами, а не с трупами. Он не решился бросить вызов прошлым достижениям медицинской науки, но он понимал, что его находки будут встречены в штыки, поскольку они доказывали, что теория Галена о сердце и крови ошибочна.

Гарвей защищал свои гипотезы от критики со стороны некоторых людей, большей частью последователей Галена, думавших, что предположения английского врача слишком необычны. Но в его теории имелся один значимый пробел: он не мог ответить, как кровь попадает из мельчайших артерий в мельчайшие вены, чтобы начать обратный путь к сердцу.

Эта часть загадки была раскрыта примерно в год смерти Гарвея одним из его учеников. Марчелло Мальпиги (1628-94), который был экспертом в использовании нового инструмента, названного микроскопом. Изобрели его в 1590-х, но улучшили как раз во время жизни Мальпиги, так что он смог более детально, чем кто-либо до него, изучить тонкие структуры легких, почек и других органов. И в конечном счете открыл крошечные каналы, соединяющие мельчайшие артерии и вены: капилляры.

Тем самым «круг» Гарвея оказался завершен.

Своей работой, перевернувшей основы медицины. Гарвей показал, какой результат могут дать аккуратно проведенные эксперименты, и по мере того как его идеи распространялись все шире, английского врача стали признавать основателем экспериментального направления в биологии и медицине. Его пример воодушевил многих начать собственные исследования, изучить другие функции организма, например, то, что происходит в легких, когда мы дышим, и в желудке, когда перевариваем то, что съели.

И подобно тому как Везалий и Галилей до него. Гарвей помог людям понять, что научное знание может прирастать, что мы может знать больше, чем столь же умные персоны, жившие тысячу (или же пятьдесят) лет назад.