Страница 2 из 22
Между тем исторические документы свидетельствуют, что малый круг кровообращения был открыт еще в Средневековье арабским врачом Ибн-аль-Нафисом. Вслед за ним истинным механизмом кровообращения заинтересовался астроном, метролог, географ, врач и теолог эпохи Возрождения Мигель Сервет, который слушал в Падуе лекции немецкого анатома Ф. Сильвия и, возможно, встречался с Везалием. В книге «Восстановление христианства» Сервет писал, что «мы должны сначала изучить возникновение в крови самого жизненного духа. Жизненный дух берет начало в левом сердечном желудочке, при этом особое содействие его производству оказывают легкие, поскольку там происходит смешение входящего в них воздуха с кровью, поступающей из правого сердечного желудочка. Этот путь крови вовсе не пролегает через перегородку сердца (septum), как принято думать, – кровь гонится другим путем из правого сердечного желудочка в легкие. Здесь она смешивается с вдыхаемым воздухом, а на выдохе освобождается от сажи. Хорошо перемешавшись в процессе дыхания, кровь наконец снова притягивается в левый сердечный желудочек».
Однако по-настоящему понять значение сердца и сосудов удалось именно Гарвею, который в своей научной деятельности руководствовался многочисленными опытами, связанными со вскрытием еще живых животных. Известный своим скептицизмом, Гарвей писал: «Когда я впервые обратил все свои помыслы и желания к наблюдениям на основе вивисекций (в той степени, в которой мне их приходилось делать), чтобы посредством собственных созерцаний… распознать смысл и пользу сердечных движений у живых существ, – я обнаружил, что вопрос этот весьма сложен и преисполнен загадок».
В 1616 г. на одной из лекций Гарвей впервые заявил, что «кровь кружит в теле», хотя после этого еще долгие годы продолжал искать доказательства своего предположения и лишь 12 лет спустя опубликовал результаты своего труда – «Анатомические исследования о движении сердца и крови животных».
В этом труде была высказана «крамольная» мысль о том, что кровь при сокращении сердечных желудочков выталкивается в аорту, по аорте и ее ответвлениям поступает во все части тела, доставляя туда жизненно необходимый кислород, а затем по венам возвращается обратно к сердцу и через большую полую вену вливается в правое предсердие. Оттуда кровь поступает в правый желудочек, тот сокращается и выталкивает ее через легочную артерию в легкие, где она снабжается свежим кислородом, – это малый круг кровообращения, открытый еще Серветом. Получив в легких свежий кислород, кровь по большой легочной вене течет в левое предсердие, откуда поступает в левый желудочек. После этого большой круг кровообращения повторяется. Именно Гарвей установил, что артерии – это сосуды, уводящие кровь от сердца, а вены – сосуды, ведущие к сердцу, и точно описал все движения «главной мышцы». Его открытие оказало влияние на Рене Декарта (1596—1650), который выдвинул гипотезу, что процессы в центральной нервной системе происходят автоматически и не составляют душу человека: мол, нервные «трубки», посылающие сигналы к мышцам, расходятся от мозга радиально, подобно тому, как от сердца расходятся сосуды.
Впрочем, в системе Гарвея не хватало некоторых звеньев, например соединительной части между артериями и венами. Капиллярная система – комплекс тончайших сосудов, которые являются окончанием артерий и началом вен, – была открыта уже после смерти ученого, когда был изобретен микроскоп. Описать кровеносные капилляры в легких и тем самым доказать, что артерии и вены большого и малого круга кровообращения соединяются капиллярами, сумел итальянский биолог Марчелло Мальпиги (1628—1694). Детально изучив лягушек, Мальпиги установил, что тончайшие бронхиолы заканчиваются легочными пузырьками, окруженными кровеносными сосудами. Капиллярные сетки расположены очень близко одна к другой, а в самих сосудах нет воздуха и стенки у них очень тонкие, поэтому кислород без труда поступает из них в клетки ткани, после чего бедная кислородом кровь направляется к сердцу. Вдобавок, согласно наблюдениям Мальпиги, в крови содержатся некие красные тельца (позже было выяснено, что это эритроциты).
Данное открытие, ставшее последним звеном в теории Уильяма Гарвея, настолько возмутило консервативных итальянских профессоров, что они организовали нападение на Мальпиги. Самого же Гарвея еще долго обвиняли в жестоком обращении с животными, однако со временем и британский, и итальянский ученые были реабилитированы, ведь их выводы были подтверждены опытами других исследователей. Во дворе Падуанского университета даже был размещен герб Гарвея – две змеи Эскулапа, обвивающие горящую свечу. По мнению великого исследователя, горящая свеча символизирует жизнь, пожираемую пламенем и в то же время дарующую свет.
Клеточное строение организма
Первые «кирпичики» в построение клеточной теории были заложены более 350 лет назад английским натуралистом Робертом Гуком (1635—1703). Пытаясь заглянуть за горизонт человеческих познаний, Гук установил на термометре «точки отсчета» – кипения и замерзания воды, изобрел воздушный насос и прибор для определения силы ветра, а затем его чрезвычайно увлекли необыкновенные возможности микроскопа. Под стократным увеличением он рассматривал все, что попадалось под руку, будь то муравей, блоха, песчинка или водоросли. Однажды под объективом Гука оказался кусочек пробки, и молодой ученый увидел нечто невероятное, похожее на пчелиные соты. Позже, обнаружив подобные ячейки и в живой ткани, Гук назвал их клетками и вместе с полусотней других наблюдений описал в книге «Микрография». Вскоре он переключил все внимание на другие идеи и больше никогда не возвращался к микроскопу, а о клетках и думать забыл. Зато другие ученые открытием заинтересовались. Так, рассматривая в микроскоп разные части растений, итальянец Марчелло Мальпиги обнаружил, что те состоят из мельчайших «трубочек», «мешочков» и «пузырьков». Вдохновленный, Мальпиги взялся исследовать кусочки тканей человека и животных, но из-за несовершенства техники никаких клеток там не увидел.
Дальнейшая история открытия связана с именем голландца Антони ван Левенгука (1632—1723). Сын коммерсанта, он сумел усовершенствовать микроскоп и первым описал клетки человека – в частности, эритроциты и сперматозоиды (по его терминологии, «шарики» и «зверьки»). Конечно, Левенгук не предполагал, что это были клетки, зато ему удалось рассмотреть и очень подробно зарисовать строение волокна сердечной мышцы. Кроме того, Левенгук первым заметил и описал ядро клетки в эритроцитах рыб, однако не придал этому значения.
Его исследования продолжил немецкий ученый Каспар Фридрих Вольф (1733—1794): при описании «пузырьков», «зернышек» и «клеток» животных и растений он первым заметил сходство этих структур, а также предположил, что клетки могут играть определенную роль в развитии организма. Еще позже английский ботаник Роберт Броун (1773—1858), первооткрыватель хаотичного теплового движения частиц (названного впоследствии броуновским в его честь), исследовал срезы тропических орхидей и заметил в центре клеток какие-то странные сферические структуры. Эту клеточную конструкцию он назвал ядром. В то же время чешский биолог Ян Эвангелиста Пуркине (1787—1869), рассматривая яйцеклетки птиц, тоже обратил внимание на ядро: «Сжатый сферический пузырек, одетый тончайшей оболочкой. Он… преисполнен производящей силой, отчего я и назвал его “зародышевый пузырек”».
В 1837 г. Пуркине сообщил научному миру результаты своей многолетней работы: в каждой клетке организма животного и человека есть ядро. К сожалению, ученый не сумел обобщить накопленные знания о клетках и оказался слишком осторожным в выводах. Через пять лет после открытия ядра появился термин, определяющий остальное содержимое клетки – протоплазма (теперь ее называют цитоплазмой). В течение последующих лет ученые обстоятельно исследовали роль протоплазмы в живой клетке, и к середине XIX в. формирование клеточной теории было почти завершено.