Первые шаги

Ричард Лауэр, ученик и сотрудник Гарвея, уже в 1669 году обратил внимание на то, что даже небольшой наклон операционного стола, где лежит животное, чрезвычайно сильно влияет на приток венозной крови к сердцу и, значит, на производительность сердечного насоса. Лауэр связал это с изменениями напряжения сосудистой стенки: чем больше напряжение, тем меньше крови может перелиться из вышерасположенных сосудов вниз. Напряжение стенки сосуда Лауэр назвал тонусом, и этот термин доныне широко распространен.

Наблюдения Лауэра чрезвычайно важны, так как позволяют оценить степень активного напряжения гладких мышц артерий и вен, в частности мелких вен, которые называют емкостными, ибо в  них обычно содержится около 80 %  всей  крови млекопитающего.  Пробы, основанные на опытах Ричарда Лауэра, приобрели сегодня особое значение: это важнейший критерий тренированности к перегрузкам летчиков, космонавтов, спортсменов, критерий состояния сосудистой системы больных, длительное время прикованных недугом к постели.

Понимая, что давление крови у входа в предсердия очень мало (близко к нулю и даже ниже нуля, если считать нулем атмосферное давление) и что  давление в артериях должно быть высоким; проблемой измерения давления в сосудах заинтересовался Стивн Хейлз. Дело происходило в 1733 году, когда уже было  известно уравнение Торричелли: скорость вытекания жидкости из сосуда через отверстие в его тонкой стенке пропорциональна квадратному корню из произведении глубины, затопления отверстия на ускорение силы тяжести и еще на двойку. Отсюда можно было представить себе, сколь высоко артериальное давление, если через капилляры протекает несколько литров крови в минуту. Хейлз исходил из того, что капилляры — самое узкое место кровеносной  системы. (Много позже было установлено, что максимум сопротивления кровотоку оказывают прекапиллярные сосуды — артериолы, хотя геометрически минимальную площадь поперечного сечения имеет аорта в 800 раз меньше общего сечения капилляров.)



Хейлз захотел измерить, какое же артериальное и венозное давление присуще животным разных видов. Измерение представляло большие трудности из-за отсутствия манометров, из-за пульсаций давления, свертывания крови, сопротивления животного. Кроме того, Хейлз понимал, что однократное измерение не дает основании для точных выводов (мы сегодня сказали бы, что оно статистически недостоверно), а для многократного нужно несколько животных. Поэтому опыты должны были стоить недешево для сельского пастора Стивна Хейлза.

Вот протокол одного из первых опытов (1733 год): «1 декабря я велел привязать кобылу в лежачем положении на спине. Она была двенадцати ладоней ростом и возрастом около четырнадцати лет. У нее был свищ на загривке. Она была не особенно худа и не слишком упитана. Обнажив левую бедренную артерию на расстоянии трех дюймов от брюха, я ввел в нее медную трубку около одной шестой дюйма в диаметре, к ней посредством  другой плотно пригнанной медной трубки я присоединил стеклянную трубку приблизительно того же диаметра длиной девять футов *. Когда  была развязана лигатура на артерии, то кровь поднялась в этой трубке  на 8 футов и 3 дюйма по перпендикуляру над уровнем левого желудочка сердца. Но она достигла этой высоты не сразу: она поднялась мгновенно приблизительно до половины этой высоты и затем постепенно поднималась с каждым ударом пульса на 12, на 8, на 6, на 4, на 2, а иногда и на один дюйм. Когда она достигла  полной высоты, то стала подниматься и падать при каждом или после каждого удара на 2, на 3 или на 4 дюйма. Иногда она падала на 12 или 14 дюймов и давала здесь в течение некоторого времени такие же колебания вверх и вниз при  каждом ударе пульса, как и в то>время, когда достигала полной высоты. Она вновь возвращалась к последней после сорока или пятидесяти пульсаций».



Так совершилось первое в истории измерение артериального давления. Таким же способам Хейлз определил и венозное давление. Пульсовые колебания артериального давления были значительно усреднены, сглажены инерцией трехметрового столба крови.

В последующих опытах Хейлз значительно усовершенствовал свой метод,  используя эластичное соединение манометра с артерией при  помощи гусиной трахеи; это защищало хрупкую трубку от поломки при движениях сильного животного. В этих опытах были обнаружены, как видите, не только пульсовые колебания, но и медленные волны давления в артериях, весьма важные для клинических исследований, но, как правило, не принимаемые в расчет врачами.

Стивн Хейлз измерил давление в венах и артериях лошадей, овец, собак и получил цифры, близкие к принятым сегодня.

Нельзя не восхищаться изобретательностью Хейлза-экспериментатора, применившего стеклянный манометр собственной конструкции, точно предугадавшего высоту измеряемого давления, придумавшего гибкое сочленение сосуда с манометром, несмотря на отсутствие резиновых и пластиковых трубок, и нашедшего правильную точку отсчета — левый желудочек сердца. Зная величину сердечного  выброса и артериального давления, Хейлз вычислил мощность, развиваемую сердцем в покое. Пропуская через сосуды кишечника собаки раствор бренди — а это само по себе было в то время проявлением невероятного экспериментального мастерства,— пастор установил, что кишечный кровоток под действием алкоголя уменьшается, и использовал этот факт в своих проповедях. Вряд ли религия когда-либо получала столь серьезные научные аргументы в пользу трезвости. Но много важнее, что Хейлз впервые в истории осуществил перфузию сосудистого бассейна. Наконец, Хейлз — первой физиолог, чьи труды опубликованы не на традиционной латыни, а на его родном языке.

Исследования Хейлза получили практическое применение много позже. Сегодня артериальное давление — один из важнейших показателей здоровья или болезни, как и величина кровотока. Работы Ричарда Лауэра тоже могут быть вполне оценены лишь в наше время. Впрочем, то же или почти то же самое можно сказать о всех значительных научных исследованиях. Примерно ту ш мысль еще в 1667 году высказал Томас Спрат, автор «Истории Королевского общества»: «Если же будут упорствовать в осуждении всех опытов, Кроме тех, которые приносят немедленную выгоду и с помощью которых можно сразу пожинать плоды, то пусть осуждают и Провидение Господне за то, что Он не создал все времена года временем сбора урожая плодов земных».

Слова Спрата кажутся сегодня даже актуальнее, чем в XVII веке, потому что в дыму «информационного взрыва» труднее отличить серьезные и перспективные исследования от бездумных однодневок под флагом актуальности. Наука во все времена обязана оставаться мудрой.

* фут = 12 дюймов = 304,8 мм.