Книга Захватывающий мир легких - Кай-Михаэль Бе

Вы бывали в Париже? Если да, то поднимались ли на Эйфелеву башню? Ну, само собой. И что вы видели на первом этаже сразу под первой платформой? Правильно, фриз. На нем запечатлены имена 72 ученых и инженеров. Практически все они — французы, самые выдающиеся умы послереволюционной Франции, современники Гюстава Эйфеля. На северо-западной и северо-восточной сторонах фриза вы увидите два имени, обладатели которых с полным правом могли бы утверждать, что нашли связь между механизмом и сущностью дыхания. Это анатом и физиолог Ксавье Биша и химик и естествоиспытатель Антуан Лоран Лавуазье.

Несмотря на свою недолгую жизнь, Биша считается одним из первопроходцев медицины. Он был первым, кто дал систематическое описание различных видов тканей (жировой, мышечной, соединительной и т. д.) и понял, что болезни атакуют именно ткани, а не орган в целом. Биша также сделал вывод, что артериальная кровь после прохождения через ткани приобретает характер венозной, то есть меняет цвет с ярко-красного на темно-красный. Кроме того, он заметил, что задержка дыхания тоже делала артериальную кровь похожей на венозную. Следовательно, нужен был приток свежего воздуха, чтобы вновь преобразовать венозную кровь в артериальную.

Наблюдения и выводы (совершенно правильные) Биша основывались на двух сделанных ранее важных открытиях. В 1628 году английский врач Уильям Гарвей открыл кровообращение. Из наблюдений за движениями сердца и течением крови он сделал вывод, что кровь циркулирует по сосудам, а не производится в сердце, как полагали долгое время. Гарвей описал, как механические движения левого желудочка сердца нагнетают в артерии кровь, которая затем после прохождения через органы поступает в вены и по ним возвращается к правому желудочку. Здесь процесс повторяется, но кровь уже идет по малому — легочному — кругу, который еще до Гарвея описал арабский врач Ибн аль-Нафис. Гарвей и Ибн аль-Нафис пришли к выводу, что венозная кровь из правого желудочка сердца поступает в сосуды легких и оттуда через артерии возвращается к левому предсердию и желудочку. Четвертый мост был преодолен.

Но ни Ибн аль-Нафис, ни Гарвей не могли ответить на главный вопрос: как кровь попадает из артерий в вены и наоборот? Для этого потребовались изобретение микроскопа и исследования итальянца Марчелло Мальпиги. В 1661 году он впервые описал тончайшие окончания кровеносных сосудов — капилляры — и их соединение с альвеолами. Таким образом Мальпиги преодолел пятый мост, открыв то место, где соединяются артериальная и венозная кровеносные системы. Биша (мост номер шесть) своими наблюдениями умело дополнил существовавшие на тот момент знания и сделал собственные выводы. Все сошлось. Осталось только идентифицировать то таинственное вещество в воздухе, которое обеспечивало восстановление крови.

В качестве человека, который смог преодолеть седьмой мост и полностью сложить картинку, Провидение избрало француза Лавуазье. Этот универсальный ученый, который наряду с химией и другими естественными науками изучал право и экономику, в октябре 1774 года встретился с английским богословом и химиком Джозефом Пристли. Тот рассказал Лавуазье об эксперименте по сжиганию соединений ртути, в результате чего он обнаружил неизвестное вещество, которое не только заставляло свечу гореть намного ярче, но и не давало задохнуться подопытному животному, сидевшему под стеклянным колпаком. Лавуазье, и сам проводивший различные эксперименты со сжиганием, был крайне заинтересован. Он повторил опыты Пристли и понял, что речь идет о неизвестном до сих пор газообразном элементе, который впоследствии назвал кислородом. Лавуазье первым установил, что содержащийся в воздухе кислород расходуется в процессе дыхания и при этом образуется углекислый газ. Он пошел еще дальше, изучая соотношение кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе в состоянии покоя и под физической нагрузкой. Его исследования произвели революцию: была установлена прямая связь между расходованием кислорода и образованием углекислого газа. Чем больше потреблялось кислорода под нагрузкой, тем больше в выдыхаемом воздухе было углекислого газа. Лавуазье также установил, что оба фактора зависели, помимо прочего, от температуры тела и от состава съеденной пищи. Из этого он сделал совершенно правильный вывод, что дыхание, в принципе, представляет собой химический процесс, в ходе которого продукты питания с помощью кислорода превращались в углекислый газ и теплоту (энергию). Таким образом, Лавуазье первым понял не только сущность дыхания, но и химические процессы, лежащие в основе обмена веществ у человека.

С момента опубликования этих открытий и вплоть до настоящего времени уточнения были сделаны лишь в немногих аспектах. Так, француз Клод Бернар исследовал роль красных кровяных телец в транспортировке кислорода, а несколько позже немецкий врач Феликс Хоппе-Зейлер объяснил это явление наличием в них гемоглобина. Датчанин Кристиан Бор открыл, каким образом содержание кислорода и углекислого газа в крови влияет на ее кислотность (показатель pH). Все эти открытия до сих пор лежат в основе практики лечения легочных заболеваний и используются в определении содержания различных газов в крови, анализах выдыхаемого воздуха, тестах под нагрузкой и функциональных исследованиях легких.

Итак, спустя 200 лет после теологических размышлений Сервета Лавуазье разоблачил «Святого Духа» и дал ему имя «кислород». И хотя открытие было вполне в духе эпохи Просвещения, заменившей веру в духов верой в научный прогресс, Лавуазье это в конечном счете не помогло. Как и Сервет, он пал жертвой идеологических фанатиков: из-за своей прошлой деятельности в налоговом ведомстве старого режима в 1794 году он был приговорен революционным трибуналом к смерти и казнен на гильотине. Спустя несколько лет умер и Биша. Ирония судьбы заключалась в том, что причиной его смерти стал туберкулез легких.