Сергій Авраамович Верхратський (1894—1988) (Заблудовський) ІСТОРІЯ МЕДИЦИНИ

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

Другим з трьох великих відкриттів у природознавстві Ф. Ен­гельс вважав доведення перетворення енергії. Майже за сторіччя до цього незалежно один від одного М. В. Ломоносов і А. Л. Ла­вуазье відкрили закон збереження маси речовин в хімічних реак­ціях. М. В. Ломоносов ще у 1748 г., а згодом у 1758 і 1760 pp. писав: «Скільки чого в одного тіла відніметься, стільки помно­житься в іншому місці»; «Тіло, що рухає своєю силою інше, стільки ж у себе страчає, скільки надає іншому, яке від нього рух отримує». Французький хімік Лавуазье (1743—1794) стверд­жував те ж саме: «Нічого не утворюється заново ні при штучних, ні при природних процесах... У будь-якому перетворенні... кіль­кість речовини лишається тією ж самою».

Фактично закон збереження і перетворення енергії першим відкрив у 1841 р. практичний лікар з провінційного містечка по­близу Штутгарта Роберт Майер (1814—1878).

Працюючи на острові Ява, він на підставі своїх спостере­жень вказав на зв'язок між механічною роботою і теплотою. Його статтю про відкриття цього закону, як статтю нефахівця, редактор фізичного журналу сховав у стіл, і вона побачила світ через 36 років. Майєр перший висловив думку, що Сонце під час випромінювання втрачає масу. Майєр зазнав багато при­крощів, його не визнавали за вченого, що негативно вплинуло на його психіку, довело до психічного захворювання. Заслуги Майєра в науці дістали визнання лише по смерті. Біографи на­зивають його Галілеєм XIX століття.

Англійський учений Джоуль експериментально підтвердив (1843 р.) спостереження Майєра, висунувши постулат: «Рух пе­ретворюється на теплоту». Німецький учений фізик і фізіолог Г. Гельмгольц у 1847 р. довів, що основний закон термодинамі­ки — закон збереження енергії— чинний для всіх явищ природи, в тому числі й для живих істот. Закони збереження речовин і збереження й перетворення енергії сприяли розробці в біології і медицині питань обміну речовини в організмі.

На початку XX ст. обидва ці закони класичної ньютоновської механіки були природньо об'єднані спеціальною теорією віднос­ності в єдиний закон збереження енергії (E = тс2).

Третім великим відкриттям у природознавстві Ф. Енгельс назвав учення про еволюційний розвиток органічного світу. По­мітною віхою на шляху створення еволюційної теорії було вчен­ня Ж. Ламарка (1744—1829), викладене в його праці «Філосо­фія зоології» (1809 p.). Найповніше еволюційне вчення розроб­лене Чарлзом Дарвіном (1809—1882) у праці «Про походження видів шляхом природного добору, або Збереження найбільш пристосованих порід у боротьбі за існування» (1859 p.).

Доповненням до еволюційної теорії Ч. Дарвіна став сформу­льований Е. Геккелем (1836—1919) основний біогенетичний за- кон розвитку, за яким вищі тваринні істоти в ембріональному стані повторюють шлях своїх попередників — стадії їхнього роз­витку. Іншими словами, розвиток особини (онтогенез) являє собою у швидкому перебігу відтворення історичного розвитку роду (філогенез). Наступними дослідженнями у вчення Дарвіна внесено ряд доповнень і поправок. У Росії таку необхідну науко­ву роботу зробили К. М. Бер, О. О. і М. О. Ковалевські, І. І. Мечников, К. А. Тімірязєв. Обгрунтуванням і підкріпленням еволюційного вчення було відкриття законів спадковості чесь­ким природодослідником Грегором Менделем (1822—1884), що став основоположником генетики — науки про спадковість і змінність організмів. Основні принципи вчення про спадковість викладено в його праці «Досліди над рослинними гібридами» (1866 p.). Відкриття Г. Менделя в той час не були усвідомлені вченими, бо для цього ще не було створено наукової бази. В 1873 р. Фрідріх Антон Шнейдер відкрив у ядрі клітини кольо­рові тільця — хромосоми, у 1875 р. Оскар Гертвіг (1849—1922) описав процес запліднення як з'єднання двох статевих клітин. У 1883 р. Едуард Ван Бенеден (1809—1894) звернув увагу, що в статевих клітинах кількість хромосом у два рази менша, ніж у соматичних. При зливанні статевих клітин під час запліднення утворюється повний набір хромосом. Август Вейсман (1834— 1914) дійшов висновку, що ядра клітин є носіями спадкових ознак. У 1900 р. Карл Epix Корренс (1864—1933, Німеччина), XOro Де Фріз (1848—1935, Голландія) та Epix Чермак (1871 — 1962, Австрія) незалежно один від одного майже одночасно зно­ву відкрили і підтвердили винайдені Менделем закономірності.

У 1906 р. на III Міжнародному конгресі з гібридизації, за пропозицією Бейстона науку, що вивчає спадковість і мінли­вість, було названо генетикою. У 1909 р. Вільгельм Людвіг Йогансен (1857—1927) увів терміни: ген — для позначення спад­кового фактора, генотип — для сукупності всіх спадкових фак­торів, фен — для ознаки, що залежить (обумовлюється?) від од­ного гена, фенотип — для сукупності всіх ознак. У 1911 р. Томас Хант Морган (1866—1945) встановив, що гени знаходяться в хромосомах, а пізніше розробив хромосомну теорію спадковос­ті (Нобелівська премія 1933 p.).

Вивчення механізмів передачі спадкової інформації має ду­же цікаву історію. У кінці 1868 р. швейцарський лікар Йоган Фрідріх Мішер (1844—1895) виділив з ядер лейкоцитів речови­ну, яку назвав нуклеїном. У 1889 р. німецький хімік Ріхард Альтман запропонував назвати нуклеїн Мішера нуклеїновою кислотою. Альбрехт Коссель (1853—1927) виділив складові час­тини нуклеїну: азотисті основи пуринового і піримідинового ря­ду, фосфорну кислоту і моносахарид (Нобелівська премія 1910 p.). Після довгої перерви у 1944 р. Освальд Теодор Ейверлі (1877—1955), Колін Мак-Леод та Маклін Мак-Карті встановили, що ДНК є носієм генетичної інформації. У 50-х роках англій­ський хімік-органік Олександер Робертус Тодд (нар. 1907) з'я­сував, у який спосіб чотири азотисті основи (аденін, гуанін, цитозин, тим ін, а в PHK замість тиміну — урацил) зв'язуються з рибозою або дезоксирибозою і фосфорною кислотою (Нобелів­ська премія 1957 p.).

У цей же період американський учений Ервін Чаргафф (нар. 1906) сформулював свої знамениті правила: загальна кількість піримідинів (гуаніну та аденіну) в молекулі ДНК дорівнює кіль­кості пуринів (цитозину та тиміну). У 1953 р. Френсіс Xappi Комптон Крик (нар. 1916) та Джеймс Дьюї Уотсон (нар. 1928) встановили, що молекула ДНК складається з двох ланцюгів, за­кручених один навколо другого, тобто має структуру подвійної спіралі (Нобелівська премія 1962p.).Це добре пояснює правила Чаргаффа. Наявність двох ланцюгів у спіралі ДНК пояснює ме­ханізм її самовідтворення: коли ці ланцюги роз'єднуються, до них приєднуються нові нуклеотиди, утворюючи нову молекулу. Ферменти, що каталізують синтез ДНК і РНК, були відкриті Северо Очоа (нар. 1905) і Артуром Корнбергом (нар. 1918) (Нобелівська премія 1959 р.). У ці ж роки почато розшифру­вання коду ДНК, тобто визначення сполучень чотирьох нуклео- тидів, що відповідають 20 амінокислотам, з яких побудовано поліпептидні ланцюги білків. Фізик Г. А. Гамов припустив, що при сполученні чотирьох нуклеотидів по три утворюється 64 ком­бінації. Завдяки роботам Маршала Уоррена Ніренберга (нар. 1927), Xapa Гобінда Корани (нар. 1922) та Роберта Вільяма Холлі (нар. 1922) до 1966 р. було розкрито значення цих комбі­націй, а також встановлена структура транспортної PHK (Но­белівська премія 1968 р.). Франсуа Жакоб (нар. 1920) та Жак Люсьєн Моно (1910—1976) з'ясували регуляцію роботи гене­тичного апарату (Нобелівська премія 1965 p.). Вони довели, що інформація, яка зберігається в ДНК, через PHK відтворюється в молекулі білка. Це стало основною догмою молекулярної біо­логії. Проте у 1961 р. український генетик Сергій Михайлович Гершензон (нар. 1906) почав вивчати можливість зворотної пе­редачі генетичної інформації від РНК на ДНК. Цей напрям досліджень набув великого значення, особливо коли з'ясувалося, що більшість онкогенних вірусів мають природу РНК. У 1970 р. Говард Мартін Темін (нарі 1934) одночасно з Дейвідом Балти­мором відкрили фермент, що каталізує синтез ДНК на матриці PHK — зворотна транскриптаза (Нобелівська премія 1975 p.).

У 60-х роках Вернером Арбером (нар. 1929) були відкриті ферменти, здатні розривати вірусну ДНК-рестриктази. У 1970 р. Гамільтон Сміт (нар. 1931) виділив перші рестриктази, а Да- нієль Натане (нар. 1928) створив метод виділення за допомогою рестриктаз окремих генів. їм було присуджено Нобелівську пре­мію 1978 р. Ці роботи поклали початок генній інженерії.

На довгому шляху розвитку медицини вчені вже з давніх- давен намагалися знайти пояснення процесів в організмі люди­ни, здійснюючи досліди на тваринах. Лише ці досліди допомог- ли їм зрозуміти призначення окремих органів і тканин в орга­нізмі, відкрити кровообіг, скласти відносне уявлення про трав­лення тощо. Великі успіхи фізики, хімії, анатомії, гістології в XIX ст. дали змогу за допомогою систематичних вівісекцій з'ясувати докладніше й глибше закони, за якими відбуваються процеси в живому організмі.

' Піонерами нової експериментальної фізіології вважаються шотландський хірург і фізіолог Чарлз Белл (1774—1842) і фран­цузький фізіолог Франсуа Мажанді (1783—1855). їхні імена по­в'язує відкритий ними експериментально закон Белла—Мажан­ді, за яким аферентні, чутливі, волокна спинномозкових нервів входять у спинний мозок через задні корінці, а еферентні, ру­хові, виходять через передні. Велика заслуга Мажанді в роз­робленні досконалих і тонких методів гострих фізіологічних дослідів. Йому належить відкриття отвору, що сполучає велику цистерну основи мозку з четвертим шлуночком — foramen Ma- gendii; він вивчав утворення і роль спинномозкової рідини, функцію стравоходу і механізми блювання, лікувальні власти­вості іпекакуани, стрихніну.

Ф. Мажанді пояснював усі процеси в живому організмі лише законами фізики й хімії, гостро висловлювався проти будь- яких теоретичних узагальнень, визнавав, що лише факти, при порівнянні їх, можуть самі себе пояснити. «Коли я експеримен­тую, я маю лише очі та вуха і зовсім не маю мозку»,— казав він. Такий надмірний емпіризм часто приводив Мажанді до по­милкових висновків. Він відкидав доцільність використання мікроскопа в фізіології, заперечував контагіозність холери, ви­ступав проти застосування наркотичних речовин під час опе­рацій.

Засновником сучасної експериментальної фізіології і пато­логії вважають учня Мажанді Клода Бернара (1813—1878) — великого французького фізіолога. Йому належить експеримен­тальне вивчення механізмів виділення слини, шлункового соку, секрету підшлункової залози.

Клод Бернар був сином незаможного виноградаря. По закінченні серед­ньої освіти працював учнем аптекаря, спробував без успіху писати драматичні твори. Випадково став працювати лаборантом у Мажанді. Допомагаючи йому проводити заняття з лікарями-курсантами, слухаючи його лекції, на яких Мажанді говорив про потребу вивчати нез'ясовані проблеми у фізіології, К. Бернар сам взявся за експерименти. Діставши звання доктора медицини, він спробував обійняти посаду платного асистента з фізіології, але не про­йшов за конкурсом. У напівтемному вологому підвалі будинку College de France К. Бернар організовує свою лабораторію. Незважаючи на примітивне лабораторне обладнання, на те, що йому доводилося самому ловити на ву­лицях тварин для експериментів, К. Бернар виконує в таких умовах праці з фізіології травлення, які звернули увагу своєю новизною і важливістю. Лише через 6 років він дістає змогу працювати в належній обстановці, в 40 ро­ків обіймає посаду професора на кафедрі фізіології в університеті, а пізніше посідає кафедру свого вчителя в College de France. Помер на 65-му році жит­тя від загострення хронічного гломерулонефриту, на який захворів, працюючи довгий час у підвалі.

К. Бернар довів здатність печінки з цукру крові утворювати глікоген. Він же довів, що глікоген у печінці може утворювати­ся з білків. Своїм відомим «цукровим уколом» К. Бернар пока­зав, що в довгастому мозку є центри, які регулюють вуглевод­ний обмін. Він перший довів значення симпатичної нервової си­стеми в регуляції просвіту судин. Це відкриття, як і роботи про роль печінки в організмі, було відзначено вищою нагородою Французької академії наук. K- Бернар залишив капітальні пра­ці з експериментальної фармакології багатьох лікарських і анестезуючих речовин.

У своїх лекціях K- Бернар завжди обстоював думку, що па­тологічний стан є лише зміною нормального стану організму і наші знання з патології розширюватимуться з розвитком наших знань з нормальної фізіології. «Фізіологія — науковий стрижень, на якому тримаються всі медичні науки», «Лікар майбутнього є лікар-експериментатор»,— зазначав він. Разом з тим К. Бер- Haj>, як і І. П. Павлов, надавав виняткового значення клініці. «Справжня медична проблема — у хворому і в захворюванні; це перше, що належить знати. Отже,— писав К. Бернар у своїх «Лекціях з експериментальної патології»,— клінічне спостере­ження передуе експериментальному дослідженню і підкоряє його собі».

В лабораторії K- Бернара працювали численні вчені з різних континентів. З російських фізіологів в його лабораторії працю­вали І. М. Сеченов, С. П. Боткін, І. Р. Тарханов та ін.

У своїх лекціях і друкованих працях К. Бернар висловлював помилкову думку, що «експериментальна фізіологія не має потреби в якій-небудь філо­софській системі... Єдина філософська система полягає в тому, щоб не мати її». Він не поділяв еволюційного вчення Дарвіна і не зміг знайти в цьоьіу вченні, в еволюції пояснення гармонійних процесів розвитку організмів, а при­пускав існування особливої «творчої життєвої сили». Відмежовуючись на сло­вах від віталістів, фактично К. Бернар не зміг відійти від них.

Наступник Клода Бернара по кафедрі Шарль Броун-Секар (1817—1894) поглибив учення про функції спинного мозку (син­дром Броун-Секара), перший почав вивчати залози внутрішньої секреції.

Пізніше відомий фізіолог Чарлз Шеррінгтон (1859—1952) до­вів сегментарне розміщення корінців спинного мозку, відкрив м'язове чуття — пропріоцепцію.

Після ліквідації наслідків наполеонівських війн почалося швидке відродження Німеччини, зростання її продуктивних сил. Німеччина стає однією з країн в Європі, в якій починають при­діляти увагу науці як важливому фактору розвитку економіки та інших галузей народного життя. Уряд, промислові та громад­ські організації створюють сприятливі умови для роботи учених, чого не було в такій мірі у Франції і особливо в царській Росії. За 50 років, що минули після ганебного Тільзітського миру, Ні­меччина дала науці видатних учених у різних галузях знання. Таким ученим був, зокрема, Иоганнес Мюллер, що створив вели­ку школу, з якої вийшло багато визначних учених.

Иоганнес Мюллер (1801—1858)—син шевця, був професо­ром анатомії в Бонні, пізніше професором анатомії і фізіоло­гії в Берліні. Він є одним із засновників порівняльної анатомії. Й. Мюллер широко застосовував експеримент. «Я хотів би, щоб фізіологічний експеримент,— писав він,— давав такі самі певні і точні результати, як експерименти фізиків і хіміків». Значною мірою він досяг цього. Й. Мюллеру належать видатні праці про розвиток людського зародка (мюллерові протоки), вузлів сим­патичної частини нервової системи, кісткової системи, хрящів, фізіології органів чуттів, голосового апарату. У тлумаченні фі­зіологічних процесів він не був послідовним матеріалістом. Роз­роблений Мюллером закон специфічної енергії органів чуттів зазнав, з погляду філософського, критики з боку Л. Фейербаха і В. І. Леніна Й. Мюллер широко застосовував у своїх дослі­дах мікроскоп для вивчення нормальної будови органів і пато­логічних змін у них. Далі ці питання розробляли його учні Шлёйден і Шванн, а також Рудольф Вірхов.

Учнями Иоганнеса Мюллера були Герман Гельмгольц, Еміль Дюбуа-Реймон, Ф. Генле, які своїми працями збагатили експе­риментальну і клінічну медицину.

Герман Гельмгольц (1821 —1894), про якого згадувалось ви­ще,— відомий німецький учений. Він працював у галузі фізики, математики, фізіології, психології.

Г. Гельмгольц виявив й виміряв процеси теплоутворення при скороченні м'язів (1854 p.); визначив швидкість поширення збудження у нервах (1850 p.). Його праці з фізіології оптики становили епоху в офтальмології. Він винайшов офтальмоскоп. Йому належать визначні праці з фізіологічної акустики.

J Див.: Ленін В. І. Новітня революція в природознавстві//Повне зібр. тїо- рів,— Т. 18,—С. 297.

Г. Гельмгольц був стихійним матеріалістом, він гостро висту­пав проти віталізму і метафізики в фізіології і медицині, але у своїх філософських поглядах не був послідовним. Так, визнаючи реальність зовнішнього світу, Гельмгольц твердив, що поняття і уявлення є наслідком дії предметів зовнішнього світу на орга­ни чуттів людини. Разом з тим він вважав, що відчуття є лише символом зовнішніх явищ.

Така непослідовність Гельмгольца викликала гостру критику В. І. Леніна. Він писав: «Гельмгольц, дуже визначна величина в природознавстві, був у філософії непослідовним, як і величез­на більшість природодослідників. Він схилявся до кантіанства, але й цієї точки зору не видержував у своїй гносеології послі­довно. Ось, наприклад, з його «Фізіологічної оптики» міркуван­ня на тему про відповідність понять з об'єктами: «... Я означив відчуття як символи зовнішніх явищ і я відкинув у них всяку аналогію з речами, які вони представляють». Це — агностицизм, але далі на тій же сторінці читаємо: «Наші поняття і уявлення є дії, що їх чинять на нашу нервову систему і на нашу свідо­мість предмети, які ми бачимо або які ми собі уявляємо». Це — матеріалізм... Гельмгольц котиться... до заперечення об'єктивної реальності і об'єктивної істини. І він доходить до кричущої не­правди, коли закінчує абзац словами: «Ідея і об'єкт, представ- люваний нею, е дві речі, які належать, очевидно, до двох цілком різних світів...» Так розривають ідею і дійсність, свідомість і природу тільки кантіанці»

У вивченні зорового сприймання визначні роботи належать Яну Пуркіне, про праці якого з питань клітинної теорії вже згадувалось. Його роботи з фізіології зору мали значення для розвитку офтальмометрії та офтальмоскопії і стали основою для розроблення пізніше теорії центрального і периферичного зору. Окремі відкриття в цій галузі дістали в історії його ім'я: «фігура Пуркіне» — розміщення судин в оці, «феномен Пуркі­не»— зміна яскравості кольорів в умовах присмерку та ін.

Дюбуа-Реймон (1818—1896), засновник електрофізіології, був блискучим експериментатором. Він розробив нову методику, завдяки якій довів існування електричних явищ у м'язах, нер­вах, залозах та інших тканинах, сформулював закон електрич­ного подразнення — закон Дюбуа-Реймона. За своїми філософ­ськими поглядами був близький до механістичних матеріалістів. Він поділяв, на противагу своєму вчителеві Й. Мюллеру, погляд Дарвіна про еволюційний розвиток у природі, але заперечував можливість поширення принципу історизму на розвиток люд­ського суспільства. Дюбуа-Реймон був і талановитим публіцис­том. Він, як і Клод Бернар, у своїх працях підкреслював обме­женість людського розуму, неможливість розгадати таємниці природи, особливо живої, зокрема мислення. У своїх працях

1 Ленін В. І. Матеріалізм і емпіріокритицизм//Повне зібр. творів,— Т. 18,— С. 226—227.

«Про межі пізнання природи», «Сім світових загадок» Дюбуа= Реймон проголосив: «Ignoramus et ignorabimus (Не знаємо і не знатимемо)». Наскільки це його невір'я — агностицизм — у мож­ливість дальшого пізнання й оволодіння силами природи справ­дилося, найкраще свідчить таке пророкування Дюбуа-Реймона: «Сумнівно, щоб люди коли-небудь полетіли, і вони ніколи не довідаються, яким чином мислить матерія». Це було сказано на з'їзді лікарів у Лейпцігу в 1872 р., а в 1961 p., тобто через 89 років, людина здійснила цілком, здавалося, фантастичну річ — політ у космос. Набагато раніше класичними працями І. М. Сеченова та І. П. Павлова розгадано і основні закони, за якими відбувається в мозку людини процес мислення. Слід за­значити, що основна заслуга розгадування всіх цих «світових таємниць» належить нашим співвітчизникам.

Учнем Й. Мюллера був і видатний патологоанатом Ф. Генле (1808—1885), який описав докладніше будову нирки.

З німецьких фізіологів слід ще згадати талановитого Карла Людвіга (1816—1895), який очолив велику інтернаціональну школу фізіологів. В його лабораторії поруч з представниками інших країн працювали наші вітчизняні вчені О. С. Догель, В. В. Пашутін, М. О. Ковалевський, І. М. Сеченов, С. П. Боткін, І. П. Павлов, В. О. Бец, про яких докладніше буде сказано в наступних розділах. Людвіг розробив графічний метод запису на кімографі фізіологічних експериментів на тваринах (1847 p.), пізніше вдосконалений французьким ученим Е. Мареєм (1830— 1904); встановив, що в довгастому мозкові є центр, який ре­гулює просвіт судин, обгрунтував фізичну теорію сечовиділення, разом з нашим співвітчизником О. С. Догелем увів у лабора­торну практику кров'яний годинник, з І. Ф. Ціоном відкрив де­пресорний нерв серця. У своїх працях K- Людвіг виступав проти віталістів, прагнув усі явища в організмі звести до фізико-хіміч- них закономірностей.

1828 р. лікар і хімік Ф. Велер (1800—1882) синтезував у ла­бораторії сечовину, довівши тим самим, що для утворення орга­нічних речовин не потрібна «життєва сила». З Велером співро­бітничав хімік Ю. Лібіх (1803—1873).

Як бачимо, в розвитку експериментальної фізіології в XIX ст. видатні заслуги належать представникам французької і німець­кої шкіл. Наприкінці XIX і в XX ст. велику роль у розвитку сві­тової фізіології відіграють представники вітчизняної фізіологіч­ної науки (І. М. Сеченов, І. П. Павлов, М. Є. Введенський) та вчені багатьох інших країн.

Наприкінці XIX і на початку XX ст. серед патологоанатомів виразно окреслилася тенденція розглядати патологічні явища в динаміці, з'ясовувати не лише морфологічні зміни, а й патоге­нез різних захворювань. Для цього патологоанатоми застосо­вують фізіологічні й біохімічні методи дослідження. Серед та­ких патологоанатомів найвидатнішими слід вважати, Людвіга Ашофа, М. М. Анічкова та В. Т. Талалаєва.

Людвіг Ашоф (1866—1942) у Фрейбурзі створив велику ін­тернаціональну школу, з якої вийшли визначні роботи про тром­боутворення, гістологічні зміни при менструаціях, овуляції, про гістопатологію апендициту, ревматизму (гранульому Ашофа — Талалаєва), про систему мононуклеарних фагоцитів.

 

 ...  29



Обратная связь

По любым вопросам и предложениям

Имя и фамилия*

Е-меил

Сообщение*

↑ наверх