Система кровообращения

Человеческое сердце — маленький, но мощный и удивительно надёжный насос. На протяжении всей жизни оно перекачивает по 5 литров крови в минуту.

Как измерить производительность сердца? Очень просто. Внутривенно ввели немного безвредного красителя, а затем измеряли концентрацию краски в пробах артериальной крови, которые каждую секунду отбирали через катетер.

Начало современным знаниям о кровеносной системе и кровообращении было положено Вильямом Гарвеем. Используя несовершенные инструменты и знания анатомии того времени, Гарвей сумел сформулировать учение о циркуляции крови в организме, за что причислен к «отцам современной медицины».

Чтобы понять значение открытия Гарвея, нам нужно отправиться в Англию во времена Вильяма Шекспира и Френсиса Бэкона. Гарвей родился в правление королевы Елизаветы I, в 1578 году в Фолкстоне, в семье зажиточного кентского йомена. В 15 лет он поступил в Кембриджский университет, где обучался медицине, а спустя шесть лет отправился в Италию, в тогдашний центр научного мира — Падуанский университет. Тут он продолжил изучение врачебного искусства под руководством Джироламо Фабриция — величайшего анатома того времени.

Анатомическое строение сердца в XVI веке было хорошо изучено, но его функции — нет. Если бы мы могли присоединиться к юному Вильяму в лекционном зале университета Падуи, мы бы могли услышать, как Фабриций произносит нечто вроде:

«К каждому органу тела направляются два типа каналов: вены, несущие питательную кровь, и артерии, несущие необходимый для поддержания жизни «витальный дух». Задача желудка заключается в том, чтобы превращать пищу в кровь, через воротную вену попадающую в печень. Там кровь обогащается «витальным духом» и поступает в другие крупные вены, разносящие кровь по всему телу. Полые вены впадают в правое предсердие».

Сердце виделось анатомам загадочной ретортой для смешивания «жизненного духа» с питательной кровью.

Другие студенты принимали такое объяснение на веру, но пытливый ум Гарвея требовал демонстрации. Особые сомнения в такой роли вен вызывали у него венозные клапаны в сосудах рук и ног, которые Фабриций демонстрировал на вскрытиях. Они имели вид маленьких кармашков, закрывающихся по направлению к туловищу. Как тогда венозная кровь могла бы поступать в конечности, чтобы питать их? Объяснение Фабриция было простым — «так как руки и ноги направлены вниз, клапана отсекают излишки крови, которая предназначена для снабжения питательными веществами других органов».

Однако Гарвей видел клапана и в венах, которые направлены и вверх, к голове. Здесь такое объяснение не работало. Поиски ответа на то, какую функцию выполняют венозные клапана, и привело учёного к его революционному открытию.

Вильям Гарвей

Вильям Гарвей и король Яков I

Получив звание доктора, в возрасте 24 лет Гарвей вернулся в Лондон и приступил к частной практике, но одну из комнат своего дома он превратил в лабораторию, где занимался вскрытиями животных, изучая строение сосудов с помощью увеличительного стекла (микроскоп ещё не изобрели). Выяснилось, что клапана закрываются всегда против тока крови, препятствуя её возврату к периферийным органам.

Тогда учёный начал ставить эксперименты на себе — он туго перетягивал жгутом плечо, а когда вены сильно наливались — массировал руку по направлению к предплечью и кисти, пытаясь продавить застаивавшуюся кровь через клапана. Ничего не выходило, и Гарвей убедился в том, что кровь течёт по венам только в одном направлении — к сердцу и никак иначе. Вены не могли нести кровь от печени, как утверждал Фабриций. Тогда в чём заключается роль вен, какую функцию выполняют эти сосуды? На поиски ответа ушло четырнадцать лет.

Тем временем авторитет Гарвея как врача рос — в 1616 году он читает лекции по анатомии в Терапевтическом колледже, из которых ясно, что он уже близок к своему открытию. «Постоянная циркуляция крови», — говорит он студентам-медикам, «обусловлена сердечными сокращениями».

Два года спустя Гарвей назначается на должность экстраординарного терапевта при короле Якове I, но только спустя два года, при Карле I выходит в свет книга озаглавленная «Анатомические исследования о движении сердца и крови у животных», в которой представлены доказательства движения крови в теле по замкнутому кругу.

Кровообращение

Содержание книги полностью опровергало все прежние принципы и понятия о системе кровообращения человека и животных. Сердце — не алхимический реактор, а сдвоенный насос, который нагнетает в артерии кровь, богатую кислородом и питательными веществами, необходимыми живым тканям. Отдавая клеткам кислород и пищу, кровь забирает у них продукты жизнедеятельности и оттекает по венам к органам выделения, где освобождается от вредных веществ, после чего снова направляется к сердцу.

Пройдя через правую половину сердца (правое предсердие и правый желудочек), венозная кровь направляется в лёгкие, где удаляется углекислый газ и происходит обогащение крови кислородом. Из лёгких кровь проходит сквозь левую половину сердца (левое предсердие и левый желудочек) и снова направляется к органам и тканям тела — цикл замыкается.

Гарвей не смог показать, как кровь переходит из артерий в вены. У него не было микроскопа Антони Левенгука, который позволил бы увидеть микроскопические сосуды — капилляры.

Работы Гарвея стали началом большого пути других учёных, врачей и анатомов, которые последовали за ним. Мы узнали, как красные клетки крови — эритроциты — доставляют клеткам кислород; как целые армии белых кровяных телец — лейкоцитов — защищают нас от болезней; как железы внутренней секции выбрасывают в кровоток особые биологически активные вещества — гормоны — регулирующие деятельность всей сложной машины человеческого тела. Именно Гарвей предложил видеть в человеческом теле сложную машину, состоящую из множества отдельных, слаженно работающих агрегатов.