Науці «фізіологія» – 390 років

Починаючи з античної цивілізації й до XVII століття відомості про життєдіяльність організму нагромаджувалися, як правило, на основі спостережень за здоровими та хворими лю-дьми чи тваринами та поодиноких анатомо-експериментальних досліджень. Їх узагальнення були здійснені здебільшого в працях Гіппократа, Арістотеля.

Уявлення древніх часто ґрунтувалися на помилкових твердженнях. Так те, що зараз відомо під назвою «система кровообігу», за вченням Гіппократа, Арістотеля та їхніх сучасників, розділялося на дві самостійні системи – артеріальну (від грецьких слів «aeр» – повітря та «тереін» – зберігати), наповнену пневмою (духом), і венозну, власне, кровоносну систему. При цьому виходили з того, що в трупа вени містять кров, а артерії її не містять.

Перші фізіологічні теорії сформулював Гален (ІІ ст. н.е.). Він намагався ввести у практику медицини експеримент, і тому його можна вважати одним з попередників експериментальної фізіології. Вивчаючи в експерименті функцію легенів і механізм дихання, Гален встановив, що діафрагма та грудні м’язи, скорочуючись, збільшують об’єм грудної клітки. Це забезпечує втягування повітря в легені.

Відкинувши помилкову точку зору, що головний мозок є залозою, яка виділяє слиз для охолодження надмірної теплоти серця, Гален вважав його джерелом руху, чутливості, душевної діяльності людини. Він висловлював ідею про розділення нервів на рухові, чутливі та змішані. Перерізаючи спинний мозок на різних рівнях, Гален спостерігав випадіння рухових функцій і чутливості. Йому було відомо про перехрещення нервових волокон у спинному мозку.

Гален, експериментально довів наявність крові в артеріях і тим самим виправив суттєву помилку своїх попередників. Завдяки йому артерії ввійшли до кровоносної системи (рис.1). Проте Гален продовжував вважати центральним органом системи кровообігу печінку. За його уявленням, печінка через венозну систему постачає всі органи кров’ю, а серце через артерії забезпечує їх пневмою (духом). Поживні соки з травної системи течуть у печінку, де перетворюються у кров. Кров венами, що сліпо закінчуються у тканинах, надходить у всі органи. Тими ж венами кров тече у зворотному напрямку. Намагаючись пояснити, як кров попадає в артерії, Гален висунув припущення про наявність отворів у міжшлуночковій перегородці серця. Ці уявлення про рух крові у кровоносній системі міцно вкоренилися майже на 15 століть. Щоправда, протягом цього часу робилися спроби переглянути положення щодо особливостей руху крові в судинах та переходу її з правої половини серця в ліву. Проте ціла низка об’єктивних і суб’єктивних причин була цьому на заваді. Так, у рукописі арабського лікаря ХІІІ століття Ібн-ан-Нафіса знайдено вражаючу згадку про шлях переходу крові з правої половини серця в ліву через легені.

1529 року Бернадіно де Карпі в підручнику з анатомії, яку склав професор Мондіно де Люцці з Болонії, висловив сумнів щодо можливості безпосереднього переходу крові з одного шлуночка в інший, як вчив Гален.

Робота В.Гарвея «Exercitatio anatomica demotr cordis et sanguinis in animalibus» (Анатомічні дослідження руху серця та крові у тварин)

Про мале коло кровообігу згадував іспанський учений Мігель Сервет у своїй книзі «Відновлення християнства» 1533 року. Проте через критику Папи Римського М. Сервета схопила інквізиція й спалила на вогнищі разом з його книгами. Ім’я Сервета заборонили. І лише наприкінці XVII ст. у випадково вцілілому примірнику книги «Відновлення християнства» звернули увагу на такий абзац у ній: «Життєвий дух виникає у лівому шлуночку серця, до того ж головну роль у його виникненні відіграють легені. Це – тонкий дух, вироблений силою тіла, жовтуватий і вогненний, подібний світлій парі чистої крові, що містив у собі субстанцію води, повітря та вогню. Породжується він утвореною в легенях сумішшю вдихуваного повітря та тонко виробленою кров’ю, яку правий шлуночок серця передає у лівий. Але здійснюється ця передача не через середню стінку серця, як гадають зазвичай, а дуже складним способом: правий шлуночок жене тонку кров довгим шляхом через легені; у легенях вона переробляється та набуває жовтого кольору і з артеріальної вени переливається у венозну артерію».

Важливий внесок на шляху до істини щодо будови тіла зробив Андреас Везалій. Досліджуючи людські трупи, він переконливо спростував твердження Галена, що правий шлуночок серця в дорослих сполучається з лівим. Це твердження він оприлюднив 1543 року у  праці «Будова людського тіла, в семи частинах».

Один з учнів Андреаса Везалія – Ренальдо Колумб (в іспанському варіанті Ренальдо Колон) висловлював думки про існування легеневого кровообігу. Це знайшло своє відображення у книзі «Про анатомію», яка була видрукувана після його смерті 1559 року. Колумб так описав легеневе коло кровообігу: «Кров через легеневу артерію йде у легені, де вона стає більш тонкою; звідти вона разом з повітрям надходить легеневою веною в лівий шлуночок – цього ніхто раніше не помічав і не описував, хоча всі повинні були це бачити та знати». 1569 року Андреас Чезальпіно писав про мале коло кровообігу й висловив здогадку про можливості існування великого кола кровообігу та при цьому застосував термін «циркуляція крові».

Важливим поступом на шляху до відкриття кровообігу стало описання 1574 року Ієронімом Фабрицієм клапанів у венах – «заслінок», які через певну віддаль перекривають просвіт вен. Для чого вони існують, Фабрицій так і не зрозумів. Він вважав, що заслінки регулюють рух крові від серця.

І от на цьому тлі розвитку медичної науки появляється Вільям Гарвей.

Він народився 1 квітня 1578 р. у невеликому англійському містечку Фолкстон на березі Ламаншу. Його батько був успішним купцем. Але це Вільяма не цікавило. Він з радістю взявся за навчання.

1588 року вступив до королівської школи в Кентербері. Тут вивчав латинь. У травні 1593 р. його прийняли у коледж Кембриджського університету. Там перші три роки вивчав класичні мови (грецьку й латинь), філософію, риторику та математику. Особливо захопився філософією. Натурфілософія Арістотеля зробила дуже великий вплив на розвиток В. Гарвея як вченого. Наступні три роки Вільям вивчав дисципліни, які належать безпосередньо до медицини. 1597 р. отримав звання бакалавра. Гарвея вабили природничі науки й він, залишивши Кембридж, у жовтні 1599 р. вирушив до Падуанського університету. Там місцева медична школа була на вершині слави.

Безумовно, що роки, які Гарвей провів у Падуанському університеті, та навчання у Фабриція не могло не сприяти пробудженню його інтересу до пошуків істини про кровообіг.

Можливо, вже тоді Гарвей задумався про систему кровообігу та циркуляцію крові. Проте для вченого самих роздумів недостатньо. Потрібен був експеримент. І В.Гарвей почав з експерименту над самим собою. Перев’язавши руку, він виявив, що вона наповнилася кров’ю нижче перев’язки, шкіра потемніла, а вени набубнявіли. Потім Гарвей поставив дослід на собаці, якому перев’язав обидві ноги шнурком і знову ноги нижче пов’язок почали набрякати, набухли вени. Коли він надрізав таку вену на нозі, з порізу закапала темна густа кров. Тоді Гарвей надрізав вену вище місця перев’язки на іншій нозі. Жодної краплі крові не витекло. Проте Гарвей не поспішав з висновком. Як справжній дослідник, він був дуже обережним і ретельно перевіряв отримані результати.

1615 р. у доповіді колегії лікарів він виклав основи свого розуміння кровообігу в організмі, але ще тривалий час перевіряв ці положення й лише 1628 р. опублікував «Exercitatio anatomica demotr cordis et sanguinis in animalibus» (Анатомічні дослідження руху серця та крові у тварин). Робота обсягом 72 сторінки вийшла у Франкфурті-на-Майні. Вважають, що саме ця праця стала точкою відліку у становленні фізіології як самостійної науки.

Свою книгу Гарвей розпочав словами: «Не за допомогою читання книг, які хтось написав, а за допомогою численних вівісекцій, опираючись на факти, відкрив я викиди серця та його роль у тілі тварини».

З надзвичайною точністю описує Гарвей свої досліди. Чудові зразки тонкого відображення – картина серця, що б’ється, досліди із стисканням руки пов’язками, які дозволяли встановити низку важливих істин. При скороченні серця його шлуночки зменшуються та викидають кров, що в них була. Коли шлуночки скорочуються, аорта й легенева артерія розширюються, та навпаки. При розсіканні артерії кров витікає з неї порціями, які спостерігаються під час скорочення шлуночків. Правий та лівий шлуночки мають подібні клапани, що перешкоджають зворотному току крові. Передсердя, скорочуючись, спрямовують кров у шлуночки. Найголовніший арґумент на користь уявлення про кругообіг крові в організмі – його геніально простий розрахунок кількості протікаючої через серце крові, що дав безумовний доказ кровообігу в організмі. У цьому експерименті вперше був використаний принцип кількісної характеристики фізіологічного процесу. Створивши правильне, твердо обґрунтоване уявлення про кругообіг крові, Гарвей проте не міг з точністю встановити шляхи переходу з артерій у вени. Він не мав можливості скористатися мікроскопом і тому не міг простежити перехід крові з артерій у вени, він не знав про існування капілярів, які були описані через чотири роки після його смерті.

Праця В. Гарвея представляє опис простих, але переконливих, логічно обґрунтованих дослідів, якими всі помилки попередників були виправлені, а сутність кровообігу стала зрозумілою. Запропонований експериментальний метод став новим шляхом пізнання істини, природи людини.

Таким чином, В. Гарвей вперше не лише сформулював власну теорію кровообігу, але й навів на її користь експериментальні докази.

Відкриття кровообігу В. Гарвеєм справило величезний вплив на подальший розвиток науки, власне, започаткувавши її нову галузь – фізіологію. Роботи В. Гарвея започаткували чимало нових і важливих досліджень кровообігу.

Проте поява праці В. Гарвея викликала бурхливу дискусію.

Відомий вчений та лікар Джеймс Примероуз 1630р. опублікував трактат «Проти тезів Гарвея», в якому стверджував, що клапани венозних судин служать просто для зміцнення їх стінок, а повільний тік крові у венах суперечить уявленням про кругообіг крові. 1635 р. з різкою критикою вчення Гарвея виступив анатом Еміліо Перазано. Знаменитий клініцист Гі Патен писав, що вчення Гарвея – це «гра уяви, що немає практичного значення». Багато медиків того часу вважали Гарвея просто божевільним.

В. Гарвей відповів тільки одному опоненту, авторитетному анатому Жану Фіолану. Спочатку доброзичливо та коректно, а згодом – досить сильно й різко. Вчення В. Гарвея лише наприкінці його життя визнали. Одним з перших зрозумів значення відкриття Гарвея Рене Декарт.

Необхідно зазначити, що відкриття Гарвея значною мірою є результатом нового методичного підходу до вивчення природи. Значення методу в наукових дослідженнях зрозумів сучасник і товариш Гарвея Ф.Бекон.

Наукові напрацювання Гарвея послужили програмою, що визначили напрямок досліджень з фізіології кровообігу на багато століть вперед. Загальне уявлення про кровообіг, яке створив Гарвей, служить основою, на якій розвиваються сучасні дослідження про діяльність серцево-судинної системи, а розроблений ним експериментальний метод обумовив виникнення фізіології як самостійної науки.

Степан ВАДЗЮК,

завідувач кафедри фізіології з основами

біоетики та біобезпеки ТДМУ, професор

 

Робота В.Гарвея «Exercitatio anatomica demotr cordis et sanguinis in animalibus» (Анатомічні дослідження руху серця та крові у тварин)