Высокое искусство

Можно вместо одеяла изготовить костюм с таким же двойным резиновым резервуаром для циркулирующей холодной воды.

После операции тело быстро согревают, опять-таки с помощью тех же одеял: холодная вода в них заменяется горячей.

Так что всё это сравнительно не сложно.

* * *

Нет сомнения, что искусственнее понижение температуры тела поможет уже в ближайшем будущем спасать жизнь людей и в тех случаях, в которых еще недавно их ожидала неизбежная смерть. В гипотермии медицина получает новое, могущественное оружие борьбы за здоровье человека.

Состоявшийся в январе 1955 года Всесоюзный съезд хирургов в Москве подчеркнул огромные перспективы, которые открывает этот метод для науки о больших операциях в грудной полости.

Второе сердце

На этом, собственно, кончается изложение проблемы операции над сердцем, история его осады на протяжении веков. Но за последнее время в научной печати появились сообщения, которые указывают, что завоевание сердца совершается еще с одной стороны, несколько неожиданной.

В лаборатории горьковского профессора Синицына живет лягушка, ставшая предметом исключительного внимания физиологов. Эта лягушка ничем не отличается от других. Она, как и все остальные лягушки, охотится за насекомыми, прыгает, спит, бодрствует, квакает.

И всё-таки эта лягушка – необыкновенная лягушка. В ней нет того сердца, с которым она родилась. В ней бьется чужое сердце. Профессор Синицын сделал замечательную в двух отношениях операцию. Он сумел, во-первых, удалить собственное сердце лягушки и поместить на его место сердце другой лягушки. Во-вторых, при этом не было нанесено повреждений покровам животного. И удаление сердца, и пересадку Синицын сделал через рот лягушки.

Это чудо экспериментального искусства удалось полностью. Новое сердце во всем заменило прежнее. Уже прошло два десятка месяцев – срок, для короткой лягушечьей жизни огромный, а пересаженный орган исправно выполнял свои функции. Как известно, лягушка – холоднокровное животное. Это, конечно, уменьшает значение выводов, которые могут быть сделаны. Между холоднокровными и теплокровными животными существует большое физиологическое различие. Опыты Синицына сами по себе замечательны, но они не дают достаточных оснований для суждения о возможности их повторения на высших животных. Такая возможность должна быть доказана только работами на млекопитающих. Эта задача чрезвычайно трудная. Чем выше на лестнице эволюционного развития стоит животное, чем сложнее и тоньше устроен его организм, тем труднее поддается он искусственной перекройке. Но всё же поддается.

Молодой физиолог Демихов, доцент кафедры физиологии Московского университета, сумел добиться решения этой увлекательнейшей, но представлявшейся невыполнимой, задачи. Ему удалось сделать то, чего еще нигде, никогда и никому сделать не удавалось.

Он пересадил сердце крупному животному – собаке. У собаки в груди билось два сердца. Одно – собственное, другое – вынутое из свежего трупа собаки. И оба сердца работали!

Опыт был повторен на нескольких десятках собак. Успех не оказался случайным. Опыты удавались у всех этих животных. У каждого из них рядом с его собственным сердцем ритмично сокращалось, гоня кровь по телу, добавочное, второе, пересаженное и прижившее сердце.

Пересадка представляла собой очень сложную операцию. Второе сердце своими сосудами подшивалось к крупным кровеносным сосудам в грудной клетке. Таким образом, оно включалось в круг кровообращения. Чтобы лучше обеспечить хороший результат операции, Демихов некоторым животным пересаживал вместе с сердцем и легкое, а иногда и оба легких. Тогда новое сердце имело уже часть своих сосудов и даже часть малого круга кровообращения.

Это явилось еще большим чудом экспериментального искусства.

Попутно вполне логичен вопрос: почему первое сердце у собаки не удалялось? Почему экспериментатор оставлял на месте старое сердце, пересадив новое? Почему работали оба сердца?

Это можно объяснить. Если кровообращение в теле собаки прекратится больше чем на 5–6 минут, то смерть животного будет неизбежной. Удаление одного сердца и начало функционирования другого, естественно, требуют времени. Одно сердце перестает работать, второе еще не начинает. Образуется пауза. Возникает опасность долгой остановки движения крови в организме, гораздо более продолжительной, чем срок в 5–6 минут. Тогда гибель неминуема. Ее нельзя предотвратить.

Сохранение на месте старого сердца обеспечивает, следовательно, бесперебойность кровообращения.

Конечно, такая операция, такое серьезное преобразование сердечно-сосудистой системы может и не пройти бесследно для организма животных. У них иногда действительно наступали перебои в сердечной деятельности и даже внезапные ее остановки.

У одной собаки с пересаженным сердцем это произошло в особенно резкой форме. Неожиданно стал слабеть пульс, кровяное давление упало очень низко. Было похоже, что приближается смерть, но затем, через 4–5 минут, пульс начал выравниваться, улучшаться, и всё опять пришло в нормальное состояние.

И вот тут, наблюдая за всем этим, Демихов стал свидетелем любопытнейшего явления. Оказалось, что действительно одно из двух сердец собаки прекратило работу. Это было первое, собственное сердце собаки, на котором пока продолжала лежать главная роль в кровообращении. Но пересаженное сердце, дававшее до того момента малозаметные, слабые толчки и слабые сокращения, вдруг наполнилось кровью и стало энергично сокращаться. Оно взяло на себя полностью функцию остановившегося врожденного сердца. Кровь снова побежала по всему телу. Жизнь восстановилась.

Второе сердце заменило первое.

Это было удивительное физиологическое явление.

В организме животных и людей существует взаимозаменяемость, компенсаторное замещение органов. Бывает, например, у человека так, что одна почка разрушается, предположим, из-за мочекаменной болезни или вследствие туберкулезного процесса. Такая почка не работает. Ее удаляют оперативным путем. И тогда вторая почка берет на себя функцию удаленной почки и даже увеличивается в объеме, чтобы выполнить подобную задачу.

Если перевязать крупный сосуд, крупную артерию, то функцию кровоснабжения принимают на себя мелкие артерийки, вплоть до капилляров. Они начинают разрастаться, чтобы пропустить всю массу крови. Иначе ткань, лишенная питания из-за перевязки сосуда, омертвеет. Всё это является физиологическим законом.

В поразительных опытах Демихова мы видим активное вмешательство советского ученого в законы природы, переделку живой природы.

Собаки с пересаженными сердцами жили до восьмидесяти дней. Погибали они не от дефектов пересадки, а от плевральных осложнений, от инфекций и разрушений соседних тканей, что указывает, разумеется, только на несовершенство самой техники пересадки такого тонкого и сложного аппарата, каким является сердце.

Понятно, что когда удастся улучшить способы производства пересадки, то осложнения исчезнут и новое сердце будет выполнять свою работу так же, как и нормальное сердце. Тогда и не понадобится сохранять прежнее сердце, уже изношенное. Оно будет удаляться в момент пересадки.

Собак не постигнет гибель. Наоборот, жизнь их удлинится, поддерживаемая свежим сердцем.

Но ведь все эти эксперименты ведутся на собаках не для того, чтобы увеличить продолжительность их жизни. Цель огромного труда советских ученых в конечном счете – это продление жизни человека.

Конечно, сейчас еще рано говорить о том, что ожидает исследователей в этой области. Но уже ясно, что могучая сила науки открывает и здесь новые, необычайные, хотя и очень отдаленные горизонты.

В этом решающую роль, обеспечивающую невиданные успехи, сыграет новый способ сшивания быстро, прочно и удобно кровеносных сосудов с помощью специального аппарата, впервые в мире предложенного советскими хирургами и конструкторами.

Замена больного сердца здоровым, когда она станет возможной, явится одним из величайших триумфов в истории медицины.

Надо надеяться, что и это завоевание сердца тоже будет достигнуто. Скорее всего его совершит самая передовая, поставленная в наиболее благоприятные условия наука – советская.

БОЛЬШОЕ ИСКУССТВО

Восстановительная хирургия

Двести лет назад

Примерно двести лет назад один из крупных биологов того времени выкопал недалеко от своего дома небольшой пруд и поселил в нем несколько тритонов. Ученый приносил им корм и целыми днями изучал их образ жизни, повадки и инстинкты.

Он завел тетрадь и записывал в нее подробности своих наблюдений. Но биолог занимался не только наблюдениями. Он производил над тритонами эксперименты, на первый взгляд очень странного и жестокого характера. Время от времени ученый вылавливал одного из тритонов и наносил ему повреждение, и не какое-нибудь пустяковое, а довольно крупное, например отрезал лапку.

Спустя некоторое время все тритоны, обитавшие в пруду, стали объектом подобных операций биолога. У одних он отсекал лапку, у других – хвост, у третьих – нижнюю челюсть, у четвертых – часть глаза. Многие из тритонов подвергались этой участи по нескольку раз.

Так продолжалось в течение трех месяцев.

Что же получилось через три месяца? Надо полагать, что по истечении этого срока в пруде находились уже не обычные тритоны, а тритоны-уроды, тритоны-инвалиды, тритоны-обрубки, – не так ли? На самом деле ничего подобного не произошло. Через три месяца почти все обитатели пруда по-прежнему имели нормальные конечности, челюсти, глаза. У них всё восстановилось: отсеченные части заменились новыми, такой же формы и величины, как и у тритонов, не подвергавшихся операции.

Ученый, тщательно ведший свои записи, точно подсчитал, какое количество частей он удалил у тритонов за время экспериментирования. Их оказалось… 687! И столько же их выросло у тритонов на том же месте.

То, что наблюдал биолог, было явлением необыкновенно высокой способности организма тритонов восстанавливать свои потерянные ткани и органы.

Такое свойство организма носит название способности к регенерации.

Способность к регенерации

Способность к регенерации проявляется у живых существ не в одинаковой степени.

Ящерица, если ее схватить за хвост, быстро ускользает. В пасти врага, напавшего на нее сзади, остается только оторвавшийся хвост. Пожертвовав хвостом, ящерица спасает свою жизнь.

Однако ящерица недолго бегает бесхвостою. Спустя некоторое время хвост снова у нее отрастает.

У обыкновенной пресноводной гидры из ее любой отрезанной части вырастает зрелый организм. Разрежьте ее на 10–20 кусочков, и из каждого образуется гидра с пищеварительной полостью, с щупальцами, окружающими ротовое отверстие.

Планарий, плоский червь, обитающий в прудах и болотах, – более сложно организованное, чем гидра, существо. У него есть и голова, и кишечник, и нервная система, и мышцы, и органы выделения. Если его разрезать, скажем, на 10 частей, то из каждой вырастает планарий с типичной формой тела, кишечником, нервной системой, мышцами. Но этого мало. Разделите головную часть планария продольными разрезами – образуется ряд полосок, но вскоре из каждой полоски вырастает голова. Советский биолог Лус получил таким способом многоголовые существа. Они походили на какие-то сказочные чудовища, только в сильно уменьшенных размерах.

У рака восстанавливается оторванная клешня. Отсеченная у лягушечьего головастика лапка вскоре заменяется новой, целой лапкой.

У птиц не отрастает ни голова, ни лапка, но всё же способность к регенерации есть и у них: поврежденный клюв, например, частично отрастает. Особенно ярко это явление выражено у утки.

Волк или лиса, настигая зайца, схватывает его за кожу спины. У зайца кожа в этом месте тонкая, чрезвычайно слабо связанная с подкожным слоем. Заяц спасается тем, что оставляет в зубах у хищника часть своей шкуры. Образовавшаяся на спине рана быстро затягивается и снова покрывается шерстью.

Волосяной покров хвоста белки тоже восстанавливается необыкновенно быстро.

Всё это объясняется тем, что условия существования развивают в тех или иных тканях животных большую или меньшую способность к регенерации.

Нужно отметить, что в науке, изучающей проблему регенерации, проведены за последние годы советскими учеными интересные исследования, меняющие во многом существующие взгляды на восстановительные процессы. Заключаются эти исследования в следующем.

До сих пор принято было считать, что, чем выше по своему строению организм, чем дифференцированнее его ткани и клетки, чем сложнее их биологическая роль и физиологические функции, тем меньше у этого организма способность восстанавливать потерянные ткани. Отсюда вытекало, что организм человека обладает минимальной способностью к регенерации. Взамен потерянной руки, ноги или даже пальца образуется только культя, лишенная каких бы то ни было признаков формы бывшей конечности. Регенерация у высших животных, а следовательно и в человеческом организме, выражается только в заживлении ран.

Но вот что показали опыты в этом направлении.

В гистологической лаборатории Института морфологии животных Академии наук СССР профессор А. Студитский и его сотрудники удаляли вылущением у кур бедренную кость. Таким образом, куры становились калеками. Они не могли ходить. Но через некоторое время уже можно было заметить, что на месте удаленной бедренной кости начинает отрастать новая бедренная кость.

Удивительно это? Конечно. Никогда раньше такое явление не наблюдалось у птиц. Потерянная кость, да еще такого большого размера, никогда не восстанавливалась.

Почему же в этой гистологической лаборатории бедро птицы снова образовывалось, принимало нормальную длину и толщину, выполняло все обычные функции?

Главная причина этого явления заключается в том, что при вылущении бедренной кости экспериментатор оставлял на месте надкостницу.

Надкостница – это тонкая пленка, покрывающая всю кость как бы тоненьким чехлом.

Оказалось, что надкостница является тем материалом, из которого растет и восстанавливается костная ткань.

Работы той же гистологической лаборатории показали, что у животных – у кроликов, у собак, например, – можно восстанавливать не только кости, но и мышцы. Основной опыт производился так: у кролика вырезали целиком икроножную мышцу. Опять-таки получался кролик-калека. Затем вырезанную мышцу подвергали измельчению. Эту массу, состоящую из раздробленной мышечной ткани, помещали на место, откуда удалена была мышца.

Через некоторое время уже можно было обнаружить образование новой мышцы, такой же, как отрезанная икроножная мышца. Удаленный орган восстанавливался. Животное переставало быть калекой.

Исследования и опыты профессора Студитского и его сотрудников открывают, таким образом, широкие перспективы в области восстановления утерянных органов у высших животных и у человека.

Нужно сказать, что наряду с работами лаборатории Студитского ведутся и другие исследования, связанные с регенерацией у высших животных. Они тоже чрезвычайно интересны. К ним относятся и экспериментальные данные, полученные профессором Хрущевым.

Пробуждающие вещества

Советский биолог профессор Хрущев поместил кусочек ткани, вырезанной у человека, в искусственную питательную среду. Кусочек ткани увеличивался, клетки его размножались. Но вскоре рост прекратился.

Тогда профессор добавил в эту искусственную среду некоторое количество белых кровяных телец – лейкоцитов; размножение клеток кусочка ткани возобновилось.

Свойства лейкоцитов нам хорошо известны. Великий ученый Мечников, изучая их, назвал белые кровяные тельца фагоцитами – клетками, способными поглощать, переваривать чужеродные вещества. Это клетки, защищающие организм от всего вредного, угрожающего, – клетки защиты здоровья человека.

Теперь выяснилось, что лейкоциты обладают не только одной функцией уничтожения, но и функцией восстановления. Они содействуют процессам регенерации. Лейкоциты, проходя сквозь стенки мельчайших кровеносных сосудов, собираются к месту ранения и здесь не только уничтожают микробов, но и выделяют особые вещества, способствующие быстрейшему заживлению поврежденной ткани, быстрейшему образованию рубца, – ускоряют рост числа клеток.

Вот почему профессор Хрущев добавлял к кусочку ткани некоторое количество белых кровяных телец. И действительно, размножение клеток ткани в искусственной питательной среде усиливалось.

Вещества, усиливающие рост, получили название трефонов.

Если любую поврежденную поверхность тела орошать сывороткой крови, обогащенной трефонами, – трефонированной сывороткой, то рана заживет гораздо быстрее.

Работы Хрущева и других советских ученых подтверждают гениальную проницательность знаменитого русского хирурга Н. И. Пирогова, который утверждал, что излившаяся в рану кровь стимулирует заживление повреждений тела. Это было сказано свыше ста лет назад.

Теперь наука, осуществляя предвидение Пирогова, вступила на путь обнаружения веществ и условий, увеличивающих регенерацию тканей. Выяснилось, что нанесение раны уже само по себе является моментом, усиливающим регенерацию.

Без повреждений восстановительная способность тканей не проявляется. Она очень слабо выражена в этих случаях.

Советский биолог Морозов сделал очень интересное наблюдение. Он приготовил из жидкой части крови кролика особую питательную среду и поместил в нее кусочек печени животного. Стал расти этот кусочек печени? Нет, клетки не размножались. Способность к регенерации у них была ничтожной.

Тогда Морозов взял другого кролика и произвел ему операцию на печени, очень несложную. Он отрезал край печени, но так, что животное не погибло. Спустя некоторое время ученый из жидкой части крови этого кролика опять приготовил такую же питательную среду и опять поместил в нее кусочек прежней печени.

Теперь получилось всё иначе. Ткань печени стала обнаруживать заметный рост. Ее клетки усиленно размножались.

Всё отличие второй среды от первой заключалось в том, что она была изготовлена из крови оперированного кролика.

Надо допустить, следовательно, что в кровь второй среды попали вещества, выделившиеся из клеток печени в результате ее ранения. Вот эти-то вещества и стимулировали рост клеток печени. Значит, их также можно отнести к трефонам.

Опыты, о которых здесь рассказано, еще только первые шаги. Но они показывают, что регенерация может быть вызвана и усилена в результате вмешательства науки. Если будут найдены вещества, дающие могучий толчок регенерации каждой ткани, то, вероятно, появится возможность в некоторой степени восстановить потерянную часть органов человека.

Для науки такую задачу нельзя считать непосильной. Но, разумеется, это вопрос далекого будущего.

Свойства эмбриональной ткани

Большое значение для разработки вопросов регенерации органов человека имеют также научные данные, полученные в результате изучения жизни живых существ в эмбриональном, или зародышевом, состоянии и свойств их тканей в этом периоде. Исследования и эксперименты профессора В. В. Попова и его сотрудников в лаборатории экспериментальной эмбриологии Института морфологии животных Академии наук СССР открыли ряд удивительных явлений. Изучение тканей животных, находящихся еще в зачаточной стадии роста, привели к установлению фактов, которые еще недавно представлялись бы невероятными. Работы в лаборатории экспериментальной эмбриологии были связаны с вопросами регенерации. В этом направлении и шли поставленные там опыты.

Известно, что образование зародышей многоклеточных живых существ начинается с деления оплодотворенной клетки. В результате непрерывного размножения клеток создается зародыш, у каждого вида животных на этой стадии имеющий особую форму. Только в дальнейшем из однородной массы зародышевых клеток начинают выделяться зачатки будущих органов.

Имеет ли значение подобное обстоятельство? Несомненно. Оно позволяет утверждать, что никаких предопределенных заранее зачатков органов в зародышевой ткани, в так называемом зародышевом яйце не существует. Это одно. А второе – появление зачатков органов неразрывно связано с развитием зародыша. Только от процессов хода развития зародыша зависит превращение клеток в зачатки определенных органов. До известного периода развития все клетки одинаковы.

Это очень важное положение.

Но если все клетки вначале одинаковы, то как же получаются потом из них различные органы? Нет ли в этом утверждении ошибки? Может быть, на самом деле клетки даже на первоначальной, дозачатковой стадии развития уже различны, хотя обнаружить это не удается?

Ответы на эти вопросы, вполне логичные и законные, получены в результате опытов в лабораториях над лягушками.

Как уже известно, в определенный момент развития зародыша лягушки у него намечается слой клеток будущей кожи, то есть зачаток кожи. Таким же образом у него намечается так называемая нервная пластинка – зачаток нервной системы. Исследователи, конечно, знают, когда, на какой стадии развития появляются у зародыша лягушки зачатки органов. И вот, как раз перед самым моментом возникновения зачатков, экспериментатор из того участка, где должна была образоваться нервная пластинка, вырезал кусочек ткани. Затем он переносил этот кусочек на участок будущей кожи.

Что же в дальнейшем, по мере развития зародыша, выросло из пересаженного кусочка? Зачаток нервной пластинки?

Нет, из него образовался зачаток кожи.

Так же точно кусочек будущего зачатка кожи пересаживали на участок, где развивается нервная пластинка. Что же выросло из этого кусочка? Зачаток кожи?

Ничего подобного. Из него вырос зачаток нервной пластинки.

Повторные опыты над лягушками, над тритонами и другими земноводными давали ту же картину. Были проделаны и более сложные эксперименты. И они приводили к тем же результатам. Например, у личинки тритона срезали слои клеток, из которых развивается хрусталик глаза, и пересаживали их на слои будущей кожи. Из клеток будущего хрусталика образовались клетки зачатка кожи.