Становление физиологии как науки

Рождение физиологии как науки связано с именем выдающегося английского врача, физиолога и эмбриолога Уильяма Гарвея. (Harvey, Wiliiam, 1578-1657) (рис. 90), которому принадлежит заслуга создания стройной теории кровообращения.

В возрасте 21 года У. Гарвей окончил Кембриджский университет. В 24 года в Падуе стал доктором медицины. Вернувшись на родину, Гарвей стал профессором кафедры анатомии, физиологии и хирургии в Лондоне.

Основываясь на достижениях своих предшественников – Галена, Везалия, Коломбо, Фабриция – Гарвей математически рассчитал и экспериментально обосновал теорию кровообращения, согласно которой кровь возвращается к сердцу по малому, и большому кругам. В связи с тем, что при жизни Гарвея в физиологии еще не применяли микроскопа, он не мог увидеть капилляров, – их открыл Марчелло Мальпиги (Malpighi, Marcello, 1628-1694) через четыре года после смерти Гарвея. По мнению Гарвея, кровь переходила из артерий в вены по анастомозам и через поры тканей.

После многолетней проверки в эксперименте У. Гарвей изложил свою теорию в фундаментальном сочинении «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» («Exercitatio anatomica de motu cordis et sangvinis in animalibus», 1628) и сразу же подвергся ожесточенным нападкам со стороны церкви и многих ученых. Первым теорию Гарвея признал Р. Декарт, затем Г. Галилей, С. Санторио, А. Борелли. И. П. Павлов определил ее как не только «редкой ценности плод его ума, но и подвиг его смелости и самоотвержения».

Большое влияние на развитие естествознания (и физиологии в частности) оказала деятельность выдающегося английского философа Френсиса Бэкона (Bacon, Francis, 1561-1626). Не будучи врачом, Бэкон во многом определил пути дальнейшего развития медицины. В своем труде «О достоинстве и усовершенствовании наук» он сформулировал три основные задачи медицины: «первая состоит в сохранении здоровья, вторая – в излечении болезней, третья – в продолжении жизни». Занимаясь экспериментальными работами в области физиологии, Бэкон поставил перед медициной несколько конкретных вопросов: об изучении анатомии не только здорового, но и больного организма, о введении обезболивания, об использовании при лечении болезней природных факторов и развитии бальнеологии. Решение этих и многих других задач, выдвинутых Ф. Бэконом, потребовало столетий.

Современник Френсиса Бэкона выдающийся французский ученый Рене Декарт (Descartes, Rene, 1596-1650) в простейшем виде разработал схему рефлекторной дуги. Все нервы он разделил на центростремительные, по которым сигналы поступают в мозг, и центробежные, по которым из мозга сигналы движутся к органам. Декарт считал, что жизненные действия имеют рефлекторную природу и подчиняются механическим законам.

Р. Декарт явился типичным представителем ятрофизики   – направления в естествознании и медицине, которое рассматривало живую природу с позиций физики. По сравнению со средневековой схоластикой метафизическое мышление XVII в. было явлением прогрессивным, и механистические взгляды Декарта оказали положительное влияние на дальнейшее развитие философии и естествознания в эпоху нового времени. Однако наряду с материалистическим пониманием мира Декарт в ряде вопросов толковал явления идеалистически. Так, он считал, что мышление является способностью души, а не тела.

Другим направлением в естествознании была ятромеханика. Ее основные положения четко изложены в сочинении «О движении животных» (рис. 91) итальянского анатома и физиолога Джованни Альфонсо Борелли (Borelli, Giovanni Alfonso, 1608-1679)-одного из основоположников биомеханики. С позиций ятромеханики живой организм подобен машине, в которой все процессы можно объяснить при помощи математики и механики.

Среди выдающихся достижений эпохи Возрождения, имевших отношение как к физике, так и к медицине – изобретение в конце XVI в. термометра (точнее, воздушного термоскопа). Его автор – один из титанов эпохи Возрождения итальянский ученый Галилео Галилей (Galilei, Galileo, 1564-1642), подтвердивший и развивший гелиоцентрическую теорию Н. Коперника (1543). Множество его драгоценных рукописей было сожжено инквизицией. Но в тех, что сохранились, обнаружены: рисунки первого термоскопа. В отличие от современного термометра в нем расширялся воздух, а не ртуть. Почти одновременно с Галилеем профессор Падуанского университета Санторио (Santorius, 1561-1636), врач, анатом и физиолог, создал свой прибор, с помощью которого он измерял теплоту человеческого тела (рис. 92). Прибор был достаточно громоздким. Санторио установил его во дворе своего дома для всеобщего обозрения. Теплота различных частей тела определялась в течение десяти пульсовых ударов по изменению уровня жидкости в трубке, шкала которой была произвольной.

В начале XVII в. в Европе было сделано множество оригинальных термометров. Первый термометр, показания которого не зависели от перепадов атмосферного давления, был создан в 1641 г. при дворе Фердинанда II, императора Священной Римской империи, который не только слыл покровителем искусств, но и был автором ряда физических приборов. При его участии были созданы забавные по своей форме термометры, похожие на маленьких лягушат. Они предназначались для измерения теплоты тела человека и легко прикреплялись к коже пластырем. Полость «лягушат» заполнялась жидкостью, в которой плавали цветные шарики различной плотности. Когда жидкость согревалась, объем ее увеличивался, а плотность уменьшалась, и некоторые шарики погружались на дно прибора. Теплота тела пациента определялась согласно количеству разноцветных шариков, оставшихся на поверхности: чем их меньше, тем выше теплота тела испытуемого.

Разработка единой шкалы градусов растянулась на столетие. Последнее слово в этом вопросе принадлежит шведскому астроному и физику Андерсу Цельсию (Celsius, Anders, 1701-1744), который в 1742 г. предложил стоградусную шкалу: за 0° он принял температуру кипения воды, а точка таяния льда соответствовала 100°. Впоследствии эту шкалу перевернули, сделав 0° точкой таяния льда и началом отсчета. В таком виде шкала Цельсия дошла до наших дней, завоевав самую широкую популярность.

В медицинской практике термометрия начала применяться значительно позже – только во второй половине XIX в. Активное внедрение этого метода в России в 1860 г. связано с именем выдающегося русского клинициста С. П. Боткина (см. с. 270).

Ятрохимия и медицина

Наряду с ятрофизикой и ятромеханикой в эпоху Возрождения широкое развитие получила ятрохимия – направление в медицине, связанное с успехами химии. Ятрохимики считали, что процессы, совершающиеся в организме, являются химическими, поэтому с химией должно быть связано как изучение этих процессов, так и лечение болезней.

Одним из основоположников ятрохимии является выдающийся врач и химик раннего Возрождения Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гоген-гейм, известный в истории под псевдонимом Парацельс (Hohenheim, Philippus Aureolus Theophrastus Bombastus von – Paracelsus, 1493-1541). Швейцарец по происхождению, он получил образование в университете в Ферраре (Италия) и впоследствии читал лекции в Базельском университете на своем родном немецком языке вместо принятого в научном мире латинского.

Парацельс явился одним из основоположников опытного метода в науке. «Теория врача есть опыт. Никто не может стать врачом без науки и опыта», – утверждал он.

Во времена Парацельса хирургия в Европе не считалась областью медицины и в университетах не преподавалась (ею занимались ремесленники), и Парацельс настаивал на объединении хирургии и медицины (т. е. терапии) в одну науку, потому что обе они исходят из одного корня. Сам он с гордостью называл себя «доктором обеих медицин». Его книги «Малая хирургия» («Chirurgia minor», 1528), «Большая хирургия» («Chirurgia magna», 1536) и другие пользовались большой популярностью (рис. 93).

С Парацельса начинается кардинальная перестройка химии в ее приложении к медицине: от поисков путей получения золота – к приготовлению лекарств. Согласно Парацельсу, здоровье связано с нормальным содержанием в организме человека трех начал: серы, ртути и соли; нарушение их правильных соотношений приводит к болезни. Вот почему врачи и аптекари эпохи Возрождения придавали большое значение лекарственным препаратам, содержащим серу, ртуть и различные соли, и часто сами выплавляли их из природных руд. Парацельс с гордостью писал, что он и его ученики «отдых в лаборатории имеют, пальцы в угли и отбросы и всякую грязь суют, а не в кольца золотые, и подобны кузнецам и угольщикам закопченным». В своих сочинениях он писал также о болезнях рудокопов и литейщиков, связанных с отравлениями серой, свинцом, ртутью, сурьмой и, таким образом, закладывал основы будущей науки о профессиональных болезнях. О болезнях рудокопов и их предупреждении писал также современник Парацельса Георг Бауэр, известный под псевдонимом Агракола (Agricola, Georg, 1493-1541), в сочинении «О горном деле и металлургии» («De re metallica.», 1556).

Развитие медицинской химии в эпоху Возрождения привело к расширению аптекарского дела. Аптека как самостоятельное учреждение возникла во второй половине VIII в. на Ближнем Востоке. (Первая аптека на Ближнем и Среднем Востоке была открыта в 754 г. в столице Халифата – г. Багдаде.) В Европе первые аптеки появились в XI в. в испанских городах Толедо и Кордова. К XV в. они широко распространились по всему континенту.

В эпоху Возрождения размеры аптекарских лавок значительно, увеличились: из простых лавок периода развитого средневековья, когда вся аптека размещалась в одной комнате, они превратились в большие фармацевтические лаборатории, которые включали в себя помещение для приема посетителей, кладовые, где размельчались и хранились лекарства и сырье, и собственно лаборатории с печью и дистилляционным аппаратом (рис. 94).

Начиная с XV в. с особым старанием культивировались аптекарские ботанические сады; их называли также садами здоровья – Hortus sanitatis. От этого латинского названия произошло русское – вертоград (т. е. сад, цветник). В XVI-XVII вв. вертограды широко распространились на Руси. В качестве лекарственного сырья использовались также минеральные вещества и части животных. Большое значение имели заморские путешествия, из которых привозились иноземные лекарственные средства.

Представления о лечебном действии многих медикаментов в то время часто были далеки от истины. Так, в течение почти двух тысячелетий (с I по XX век) существовало мнение о том, что териак является универсальным средством против всех болезней. Его составляли сами врачи при большом скоплении народа более чем из 70 компонентов, а затем выдерживали в течение полугода: причем особой славой пользовался териак, приготовленный в г. Венеции.

Аптекари эпохи Возрождения, как и другие профессионалы, внесли большой вклад в формирование культуры своего времени. Они занимали высокое положение в обществе, однако их деятельность регламентировалась государством. В середине XVI в. начали появляться первые фармакопеи, в которых перечислялись используемые в данном городе или государстве лекарства, их состав, применение и стоимость. Так было положено начало официальному регулированию цен на медикаменты в Европе.