30 Нобелевских премий: Открытия, изменившие медицину - [28]

Итак, рискованным экспериментом на самом себе Вернер Форсман показал, что возможно прямое измерение давления в правом желудочке при помощи введения катетера через локтевую вену. Это открытие имело огромное значение для изучения патологических изменений в системе кровообращения, которые практически не могли быть воспроизведены в экспериментах на животных. Это также открыло возможности для рентгенологического исследования правой стороны сердца и легочных сосудов с помощью введения в эти органы контрастных веществ.

Что произошло в жизни Вернера Форсмана после того, как он сообщил о результатах своих исследований на XXV конференции Германского хирургического общества в апреле 1931 года? Услышал ли он аплодисменты, получил ли заслуженное признание? А может, ему предложили продолжить эксперименты, дали дополнительное финансирование и престижную должность в Эберсвальдской клинике? Нет, авторитеты немецкой медицины не оценили важность открытия Вернера.

Спустя год один из основоположников немецкой торакальной хирургии Фердинанд Зауэрбрух принял молодого ученого на работу в берлинскую больницу Шарите. Но тут одна из газет опубликовала сенсационное сообщение о тех самых опытах в Эберсвальдской клинике. На Форсмана обрушился шквал критики со стороны коллег, а Зауэрбрух назвал его шарлатаном и уволил. Ни в Германии, ни вообще в Европе Вернер не нашел поддержки и понимания медицинского сообщества. Ученый был настолько подавлен случившимся, что решил не продолжать исследований.

Примерно в это же время в Нью-Йорке физиолог Андре Курнан и кардиолог Дикинсон Ричардс проводили измерения параметров кровообращения в различных патологических условиях. Узнав об эксперименте Форсмана, они решили разработать аналогичный метод для измерения давления крови в полостях сердца и легочного кровотока. В 1930 году они начали серию экспериментов, направленных на развитие метода катетеризации сердца, предложенного Форсманом, и к 1936 году осуществили эту манипуляцию на собаках и шимпанзе в кардиопульмонологической лаборатории в Бельвю. Ученым надо было решить две проблемы. C одной стороны, катетер должен был быть достаточно жестким, чтобы точно передавать пульсовое давление через столб жидкости высотой 122 см, а с другой – достаточно подвижным, чтобы безопасно продвигаться по сосудам и полостям сердца, не повреждая их. Первые катетеры – с внутренним диаметром чуть больше миллиметра – были сделаны из ткани, пропитанной пластиком. Катетер заполнялся физиологическим раствором, а его наружный конец прикреплялся к манометру – прибору, используемому для измерения кровяного давления.

Прошло еще пять лет, и в 1941 году Курнан с Ричардсом и коллегами произвел первую со времени эксперимента Форсмана катетеризацию сердца. Они обнаружили, что катетеры можно оставлять в кровеносном русле до семи часов, и при этом не образуются тромбы, не появляются другие проблемы: тем самым была подтверждена относительная безопасность процедуры. Катетеризация позволяла измерять содержание кислорода, углекислого газа и сердечный выброс – объем крови, выбрасываемый каждым желудочком за определенное время. Кроме того, исследователи получили возможность измерять общий объем крови, а также кровяное давление в правом предсердии, правом желудочке и легочной артерии. Такая информация позволила врачам рассчитывать скорость легочного кровотока. В метод Форсмана было внесено несколько незначительных улучшений, но главным во всей этой истории было то, что солидная исследовательская группа, работавшая в уважаемой клинике, признала открытие немецкого ученого. В 1941 году Курнан, Ричардс и их команда опубликовали отчет о катетеризации сердца человека, и метод начал свое триумфальное шествие в мире клинической медицины. Впрочем, еще в конце 1940-х годов катетеризацию сердца уже использовали в нескольких академических медицинских центрах США.

Во время Второй мировой войны катетеризация сердца помогла решить серьезную проблему вторичного раневого шока – так называют состояние, когда через несколько часов после тяжелой травмы у раненого вдруг проявлялся недостаток кровообращения. Курнан, Ричардс и их коллеги показали, что его причина – значительное уменьшение минутного объема вследствие уменьшения возврата крови к сердцу. Это может, в свою очередь, быть результатом кровопотери или недостаточного сокращения гладких мышц в стенках кровеносных сосудов. Открытие позволило уточнить методы лечения раневого шока: с помощью катетеризации сердца было установлено, что для его лечения надо использовать переливание цельной крови, а не плазмы, как думали ранее. Это помогло сохранить множество жизней.

В мирное время стали исследовать хронические заболевания сердца и легких. Дыхание и кровообращение тесно связаны. Уменьшение кровотока может привести к усилению дыхания, а патологические изменения в дыхательной системе оказывают влияние на сердце: например, при некоторых хронических заболеваниях легких увеличивается правый желудочек. Курнан пошел еще дальше в использовании метода катетеризации сердца – причем в буквальном смысле слова. Для исследований легких он провел катетер через правое предсердие и желудочек в легочную артерию, по которой кровь из сердца поступает в легкие. В результате впервые было произведено прямое измерение давления в легочной артерии и сделано заключение о взаимосвязи между содержанием кислорода в крови и давлением крови в легочной артерии. Стало ясно, что определенные хронические заболевания легких – например, эмфизема – приводят к недостатку кислорода в организме (гипоксии) и вызывают высокое давление крови в малом круге кровообращения. При этом после экспериментального исследования нескольких возможных механизмов было выявлено, что мелкие артериолы малого круга кровообращения реагируют непосредственно на содержание кислорода в крови. При низком содержании кислорода мышцы стенок этих артерий сокращаются и давление крови увеличивается.