Сердце, которое мы не знаем. История важнейших открытий и будущее лечения сердечно-сосудистых заболеваний

Чтобы проверить свою гипотезу о том, что кровь в теле движется по кругу и что артерии, уводящие ярко-алую кровь от сердца, на самом деле соединены с венами, подводящими темную кровь обратно к сердцу, он разработал такой простой, но изящный эксперимент, что любой ребенок восьми лет может не только повторить его, но и верно интерпретировать результат[33 - Aird W. C. Discovery of the Cardiovascular System: From Galen to William Harvey. Journal of Thrombosis and Haemostasis. 2011;9 Suppl 1:118–29.].

Сердце проталкивает насыщенную кислородом кровь в артерии. У артерий толстые стенки, что позволяет им выдерживать давление от сердечных сокращений и передавать эти сокращения дальше по всей своей длине. Вены, напротив, проводят кровь при низком давлении, поскольку они не связаны напрямую с камерой, выполняющей функцию насоса, и имеют, по наблюдениям Гарвея, клапаны, которые не позволяют крови течь обратно к тканям. Артерии и вены соединены микроскопическими сосудами под названием «капилляры», которые выглядят как сомкнутые пальцы, обхватывающие ткани своей паутинкой. Именно через эти тонкостенные капилляры кровь доставляет в ткани кислород и забирает из них двуокись углерода – соединение, образующееся после того, как кислород в ходе окисления углерода создает запасы энергии в организме.

Гарвей туго завязал жгут на локтевом сгибе человека – так туго, что передавил и артерию, проводящую кровь до кисти, и вену, по которой кровь идет обратно. От этого кровь начала скапливаться на пульсирующем участке артерии выше жгута, а биение в той же артерии ниже, на запястье, пропало.

Затем Гарвей повторил эксперимент, но на этот раз жгут был не таким тугим и пережимал только вену. В данном случае у человека по-прежнему ощущался пульс на запястье, поскольку артериальная кровь проходила в нижнюю половину руки. Но так как по вене кровь не могла вернуться от запястья к сердцу, она начинала скапливаться там, вызывая отек.

Доказав таким образом, что артерии и вены связаны между собой и что по артериям кровь движется от сердца к пальцам, а по венам – обратно, Гарвей поставил еще один невероятно простой эксперимент, чтобы доказать, что сердце действительно находится в центре всей этой системы[34 - Там же.]. Гарвей перевязал вены, входящие в сердце еще живой рыбы. Сердце рыбы почти сразу опорожнилось, поскольку оно продолжало толкать кровь вперед, но на обратном пути кровь скапливалась в районе лигатуры и не шла дальше. Далее Гарвей взял змею и пережал ей аорту – большую артерию, выходящую из сердца. Ее сердце тут же отекло и раздулось, и этот эффект пропал, как только Гарвей отпустил зажим. Конечно, человеческое сердце не совсем такое, как сердца рыб и змей, но в их устройстве достаточно сходств, чтобы считать выводы из этих экспериментов верными и для людей.

Вот так при помощи жгута и зажима Гарвей просто и понятно доказал, что вся кровь в организме безостановочно путешествует по одной большой замкнутой системе: круг за кругом, непрерывно, что у людей, что у животных, – и гонит ее вперед сердце, машинист этого безумного поезда.

Но как человечество отреагирует на истину после столетий непоколебимых заблуждений? К тому времени, когда Гарвей проводил свои опыты, труды и теории Галена стали чуть ли не священными и их не подвергали сомнению даже светлейшие из умов. Что будет, если люди узнают, что все их убеждения не просто слегка отклоняются от истины, а категорически не соответствуют ей во всех возможных смыслах? История Гарвея очень поучительна, так как, если вы оптимист, вы увидите здесь неизбежную победу истины и ее повсеместное принятие. В своем обращении 1906 г. сэр Уильям Ослер сказал: «Ни одно событие в истории науки так замечательно не демонстрирует постепенное выявление истины – через этапы обретения, краткий период обладания в тайне и блистательный период сознательного владения, – как открытие циркуляции крови»[35 - Osler W. Tercentenary of the Death of William Harvey 1. The Growth of Truth. British Medical Journal. 1957;1:8 1–1263.]. Но если вы пессимист, вы подумаете о том, какая у ложных убеждений крепкая хватка – особенно когда так многие заинтересованы в том, чтобы они сохранялись.

Гарвей, который на момент публикации своего труда был очень влиятельным человеком, осознавал, что он тоже не застрахован от расплаты за такую смелость. В «Анатомическом исследовании» он написал: «То, что осталось сказать о количестве и источнике крови, которая течет таким образом, относится к вещам столь новым и неслыханным, что я не только боюсь нанести себе вред, вызвав ненависть отдельных лиц, но и содрогаюсь оттого, что все человечество может превратиться в моего врага, – настолько привычка и обычай стали нашей второй натурой. Однажды посеянная доктрина пустила глубокие корни и завоевала уважение в обществе, ибо старые воззрения всегда оказывают сильное влияние на людей».

У Гарвея появились некоторые сторонники, но число его противников, находившихся в каждом уголке европейского континента, было значительно больше[36 - Lubitz S. A. Early Reactions to Harvey’s Circulation Theory: The Impact on Medicine. Mount Sinai Journal of Medicine. 2004;71:274–80.]. Рене Декарт положительно оценил теорию Гарвея в своем «Рассуждении о методе» (1637), но притом был убежден, что кровь движется не из-за сердечных сокращений, а из-за естественного, вложенного Богом в сердце тепла, под действием которого кровь расширяется и бежит по сосудам[37 - French R. William Harvey’s Natural Philosophy. Cambridge, UK: Cambridge University Press; 1994.]. Объединяло всех оппонентов Гарвея то, что никто из них не ставил экспериментов, чтобы опровергнуть его заявления. А один из тех, кто все же решил проверить открытия Гарвея опытным путем, пришел к тем же выводам и стал впоследствии сторонником его теории[38 - Lubitz. Early Reactions.]. Но благодаря близости Гарвея к королевской семье и высокому положению в Королевской коллегии врачей его теория все же нашла признание еще при жизни автора. Кроме того, Гарвей был человеком осторожным: он опубликовал книгу во Франкфурте, а не в Англии, чтобы не вызывать гнев своего непосредственного окружения. Он также принял большинство теологических постулатов того времени и использовал для обеспечения собственной безопасности свои политические связи. В итоге он отделался легче, чем Галилей, которого Папа обвинил в ереси и посадил под домашний арест.

Однако величайшим достижением Гарвея было, пожалуй, не столько само открытие, сколько то, каким образом он к нему пришел. Его истинным даром потомкам было внедрение искусства эксперимента и наблюдения в сферу медицинского образования и медицинских исследований. Многие молодые врачи стали под влиянием Гарвея повторять его опыты и со временем укоренили традицию порождения новых знаний посредством экспериментальной проверки гипотез. Но хотя эта традиция соблюдается по сей день, многое из того, за что выступал Гарвей, сейчас, похоже, опять оказалось под угрозой. В западном мире вообще и конкретно в США зашевелились давно дремлющие в общественном сознании антиинтеллектуализм и презрение к науке. Прорывные научные идеи подвергаются нападкам не только со стороны тех, для кого стипендия лишь удобное подспорье, но и со стороны ученых, чьим финансовым или интеллектуальным интересам эти идеи противоречат. На ум тут же приходят исследования климата: это та сфера, где многие из корыстных целей и вследствие укорененных предрассудков пытаются свернуть науку с верного пути. Только в наши дни в ход идут не вилы, а бурные дискуссии в Twitter и новые правительственные законы. И хотя кровопролитие в этой борьбе, к счастью, случается редко, она создает чувствительную помеху распространению знаний.

По мере того, как мы приближались к более точному пониманию физиологической функции сердца и ее значения для нас, параллельно происходил еще один, не менее важный процесс: переосмысление той роли, которую сердце играет в художественном, литературном, социальном и религиозном дискурсе. Роль сердца всегда выходила за рамки его биологической функции. И по сей день для большинства людей оно означает нечто большее, чем бездумный насос, равнодушно гоняющий кровь по нашему телу, – оно олицетворяет самую суть человеческой жизни с мириадами ее проявлений во всех культурах и в каждом моменте человеческой истории.

Метафорическое сердце, которое ветра перемен, казалось, веками обходили стороной, после «Анатомического исследования» Гарвея уже никогда не стало прежним. Гарвей изменил представления о сердце не только медиков и биологов, но и поэтов, философов и романистов, которые стали совсем иначе воспринимать и его роль в нашей жизни, и те качества, которые оно олицетворяет. Из органа, снабжающего организм теплом, оно превратилось в мышечный насос, гоняющий кровь по телу. Иная функция требовала и иного характера. В своей книге «Язык сердца, 1600–1750 гг.» (The Language of the Heart, 1600–1750) Роберт Эриксон замечает, что если Галеново сердце имело «в значительной степени воспринимающую или “фемининную” функцию», поскольку оно принимало и согревало кровь, то сердце Уильяма Гарвея вследствие своих ритмичных расширений и сокращений выполняло «более эякуляторную или “маскулинную” функцию»[39 - Erickson R. The Language of the Heart, 1600–1750. Philadelphia, PA: University of Pennsylvania Press 1997.]. Своими научными открытиями и комментариями Гарвей породил «подспудную аллегорию эротической и божественной гармонии между сердцем-мужем и телом-женой».

Если раньше сердце считалось ключом к пониманию не только человеческой, но и божественной природы, то теперь в нем все чаще видели труженика, шестеренку, движущую ленту конвейера. Новые сведения о нервной системе заставили людей признать, что мозг не просто прокладка между ушами. В 1871 г. Чарльз Дарвин снял корону с сердца и решительно передал ее мозгу, назвав его важнейшим из всех органов. Для многих сердце стало не больше чем мулом, который плетется в грязи и тащит за собой свою повозку, не задавая лишних вопросов. В своем эссе «Болезнь как метафора» (1978) Сьюзен Зонтаг написала: «Сердечное заболевание предполагает слабость, неисправность механического свойства».

И сейчас, когда мы уже давно идем по пути плодотворного прорабатывания теории кровообращения, мы понимаем, что века ошибок и неверных заключений должны послужить нам уроком и заставить спросить себя: «Какие из наших нынешних убеждений могут в будущем оказаться эквивалентом невидимых пор Галена? Как вообще понять, с чего начинать свой поиск?» Чтобы разобраться с этим, давайте взглянем на наши современные сведения о сердце – на тот портрет, который создавался столетиями, к которому в равной степени приложили руку и ученые, и художники и который по сей день остается столь же загадочным и необъяснимым, как улыбка Моны Лизы.

Сердце располагается за ребрами, немного левее грудины, обращенное узким концом вниз и влево. В человеческом теле много важных органов, но лишь некоторые защищены так же хорошо, как оно. Размером сердце со сжатый кулак, и в отличие от всех других органов оно не знает отдыха: сердце должно постоянно сокращаться, постоянно двигаться, и, чтобы обеспечить ему для этого максимально комфортные условия, природа окружила его тонким фиброзным мешком с двойной стенкой под названием «перикард». Этот мешок содержит около 30 мл прозрачной жидкости, которая называется «перикардиальная жидкость». Перикард выполняет несколько функций. Он смазывает сердце, позволяя ему биться с наименьшими энергозатратами. Он также защищает сердце от внешних инфекций, которые могут возникнуть в ближайших к нему тканях. В отличие от сердца, которое плавает в своей оболочке, как плод в утробе матери, перикард соединяется с тканями и костями и таким образом удерживает сердце на одном месте, не позволяя ему скакать по всей грудной клетке. И наконец, благодаря своей неэластичности перикард не позволяет сердцу расширяться сверх меры.

Само сердце состоит из четырех камер: двух тонкостенных предсердий сверху и двух более крупных толстостенных желудочков снизу. Левое и правое предсердие разделяет тонкая перегородка – перегородка между левым и правым желудочками гораздо более толстая.

Две самые крупные вены организма – это верхняя и нижняя полые вены: одна идет от головы вниз, другая поднимается вверх от нижней части тела, обе они впадают в правое предсердие, направляя туда венозную кровь от всех органов. Через трехстворчатый клапан эта кровь перетекает из правого предсердия в правый желудочек. Клапаны сердцу нужны для того, чтобы не дать крови течь в обратном направлении, а перекачать ее туда, куда нужно. Правый желудочек, гораздо меньший по размеру, чем левый, выталкивает кровь в крупную легочную артерию, по которой кровь направляется к легким. Легочная артерия выходит из правого желудочка по направлению к голове и сразу же на выходе разделяется на правую и левую легочные артерии в форме буквы Т. Эти артерии продолжают ветвиться, как трещины на замерзшем озере, пока не превращаются в крошечные капилляры, оплетающие альвеолы – маленькие мешочки, в которых воздух из легких вступает в контакт с кровью, хотя и никак с ней не соприкасается. Эти капилляры, по которым теперь бежит яркая, насыщенная кислородом кровь, далее сливаются в тонкие венки, которые, сливаясь, в свою очередь, образуют четыре крупные легочные вены, несущие обогащенную кислородом кровь обратно к сердцу и впадающие в его левое предсердие. Затем эта кровь проходит через митральный клапан в левый желудочек – самую крупную и мощную часть сердца, ответственную за продвижение крови по всему телу (в отличие от правого желудочка, который гонит ее только в легкие). С каждым сокращением кровь выходит из левого желудочка через аортальный клапан в аорту, которая также разветвляется на сосуды и проводит ее во все уголки нашего тела.

Маленькие тонкостенные предсердия и большие мощные желудочки участвуют в ритмичных согласованных движениях, которые начинаются с первым ударом сердца и заканчиваются с его последним ударом. Когда предсердия, расслабляясь, расширяются, в них устремляется кровь – в правое предсердие кровь от всего тела, а в левое – от легких; в этот момент сокращаются желудочки, выталкивая кровь из сердца. Предсердия отделены от желудочков клапанами, которые отвечают за то, чтобы давление, создаваемое в желудочках во время их сокращения, называемого систолой, не выталкивало кровь обратно в предсердия, препятствуя их заполнению. Таким образом, предсердия отвечают за то, чтобы сердце было всегда заполнено кровью, и в этом заключается смысл их существования. После сокращения желудочков они расслабляются, расширяются и активно засасывают кровь из предсердий – через трехстворчатый клапан из правого и через митральный клапан из левого в правый и левый желудочки, соответственно. Для того чтобы максимально заполнить желудочки, предсердия сокращаются, пока желудочки находятся в расслабленном состоянии, то есть в диастоле. Такая последовательность сокращений и расслаблений позволяет идеально заполнить желудочки перед их сокращением. Поскольку же предсердия полны, когда сокращены желудочки, а желудочки полны, когда сокращены предсердия, постольку за время всего сердечного цикла объем сердца изменяется не более чем на 5 %. Эта поистине хореографическая согласованность движений предсердий и желудочков означает, что кровь в сосудистой системе все время и беспрерывно движется в одном направлении – через аортальный клапан в аорту, а через устья верхней и нижней полых вен в правое предсердие.

Важно понимать, что, хотя сердце в любой момент времени наполнено кровью, оно не извлекает из проходящего через него потока никакие питательные вещества. Сердце получает кислород из крови коронарных артерий, которые берут начало в устье аорты сразу за аортальным клапаном. Правая коронарная артерия выходит из аорты справа и снабжает кровью правый желудочек и большую часть левого, а левая коронарная артерия разделяется на два крупных сосуда: переднюю нисходящую и огибающую ветви. Из этих двух передняя нисходящая ветвь обеспечивает кровью всю переднюю поверхность левого желудочка, от самого его верха до заостренного конца, который называется верхушкой, которую она огибает. Переднюю нисходящую ветвь можно назвать убийцей – не только потому, что из этих трех коронарных артерий она чаще всего закупоривается, вызывая инфаркт миокарда, но и потому, что ее окклюзия особенно опасна, так как эта ветвь охватывает на сердечной мышце самую большую территорию.

Болезнь может затронуть любую из описанных здесь составных частей сердца, от перикарда до проводящей системы, и, так или иначе, мы нашли способы обнаруживать, лечить, а в некоторых случаях и излечивать большую часть этих поражений. Прогресс в лечении болезней сердца – одно из самых впечатляющих достижений человечества.

Однако в действительности почти все то, что я тут описал, весь этот базис, на котором основан современный подход к лечению сердечно-сосудистых заболеваний, может быть тотальным заблуждением. История науки показывает нам, что ничего абсолютного в ней не бывает: мы можем лишь сказать, что за последние 50 лет добились более ощутимых успехов в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, чем в какие-либо иные времена. Более того, история исследований сердца также показывает нам, насколько хрупок и уязвим научный прогресс. Древние цивилизации были так близки к построению теории кровообращения – им, возможно, не хватило одного жгута на руке, чтобы понять истинное устройство сердечно-сосудистой системы, – но на смену им пришли почти полторы тысячи лет мрака. Как может прогресс быть столь неустойчивым? Возможно, порой все происходит так, как произошло в случае с вакцинами: они настолько успешно предотвращают болезни вроде кори, полиомиелита, оспы и коклюша, что люди просто забыли, каких усилий они стоили и ради чего создавались. Порой палки в колеса прогресса вставляет дезинформация. До недавних пор сахарная и табачная промышленности активно мешали проведению исследований, которые давали понять, что курение сигарет и избыточное потребление сахара приносит вред. Наша история ясно показывает, что нужно всегда оставаться начеку и оберегать знания, которые мы наконец обрели после тысячелетий неудач и регресса.

Сама наука тоже рискует превратиться ровно в то, с чем она, по идее, должна бороться. Уильям Гарвей и другие ученые пытались изменить подход к исследованию реальности с помощью научного метода: они верили, что нужно не повторять одни и те же «истины», а самостоятельно проверять их эмпирическим путем. Но многие врачи и ученые цепляются за идеи, словно за религиозные тексты, которые нельзя подвергать сомнению, хотя именно такие настроения научный метод и должен был одолеть.