Катерина Никитина
Лучше один раз попробовать
Три истории об ученых, которые поставили эксперименты на себе, и что из этого вышло

Aliis inserviendo consumor

Перед применением нового лекарства современная медицина проверяет его эффективность, проводя различные эксперименты. Сначала нужно доказать теоретическую пользу, затем — безвредность для животных и человека, и только на последнем этапе — практическое действие. Вывод нового препарата на рынок занимает десятки лет. Доказательная медицина гарантирует, что продаваемое лекарство работает и не вредит сильнее, чем помогает. Однако не всегда человечество располагало такими ресурсами, и на заре медицины врачи, чтобы доказать свою теорию, прибегали к крайним мерам.

На этот раз Проект Fleming расскажет об удивительных врачах и ученых, которые проводили эксперименты на себе, и о том, какие открытия они подарили человечеству благодаря своему бесстрашию и авантюризму.

Героическое заблуждение

Макс фон Петтенкофер

Одним из самых известных прецедентов в истории науки был опыт немецкого ученого Макса фон Петтенкофера. Он обладал незаурядным умом и проявил себя во многих дисциплинах, но основной его страстью была химия. Петтенкофер разработал тактику выделения химически чистого золота, открыл способ производства цемента, а также придумал метод реставрации масляных картин. Помимо этого он изобрел респирационную камеру, которая названа его именем.

Но сегодня мы расскажем про его работу врачом-гигиенистом. Петтенкофер выступил против Роберта Коха, открывшего холерный вибрион и считавшего его причиной развития холеры — острой кишечной инфекции, которая протекает со рвотой, диареей и, вследствие этого, с быстрой потерей жидкости, приводящей к смерти.

Петтенкофер на первое место ставил состояние почвенных вод. Он считал, что для возникновения болезни не достаточно попадания в организм бактерии, и что надлежит учитывать еще и другие факторы, например иммунитет и общее состояние здоровья человека. Будучи на посту министра здравоохранения, он приказал особое внимание уделять чистоте улиц города.

Стоит отметить, что о роли воды в распространении холеры первым начал говорить не Петтенкофер. Британский врач Джон Сноу (почти полный тёзка бастарда Эддарда Старка — John Snow, а не Jon, как в известном сериале) еще в 1850-е года установил, что один из путей распространения холеры — зараженная вода. Он был противником царившей в то время теории миазмов, согласно которой причиной, вызывавшей симптомы холеры, был нездоровый воздух. Именно поэтому он начал собственное расследование и доказал свою теорию. Это открытие позволило остановить локальную эпидемию холеры в Лондоне, на Брод-стрит, где сейчас стоит памятник Джону Сноу и открыт бар в его честь.

Но сторонники Коха ничего не могли поделать с уверенным в своей правоте Петтенкофером. Даже имея в арсенале бактерию-возбудителя, они не обладали весомыми доказательствами того, что она играет  роль в развитии заболевания, потому что в то время для этого было необходимо предоставить результаты опытов, проведённых на живых существах.

Выполнить такое, казалось бы, лёгкое условие для защиты своей точки зрения и победы в научном споре оказалось не так-то просто: все эксперименты, проведенные Робертом Кохом на лабораторных животных, на радость Максу фон Петтенкоферу, не принесли никаких результатов. Если бы мы имели возможность путешествовать во времени, то любой студент-медик, прошедший курс микробиологии, смог бы подсказать отчаявшемуся Коху причину его неудач: дело в том, что животные не восприимчивы к заболеванию благодаря особенностям их врождённого иммунитета. Другими словами, подопытные никак не могли заболеть холерой, потому что их организм обладает особым видом защиты, при котором для бактерии, в данном случае для холерного вибриона, нет адекватных условий для роста и размножения.

К сожалению, ни Кох, ни Петтенкофер об этом не знали, да и не могли знать. Уверенность в своей правоте сподвигла Петтенкофера на рискованный эксперимент: утром 7 октября 1892 года учёный выпил стакан воды, содержащей огромное количество холерных вибрионов, выращенных по его заказу в Берлинском институте. Помимо микробов в воду была добавлена пищевая сода с целью нейтрализовать кислую среду желудка, которая может повредить вибрион (при взаимодействии соды с желудочным соком происходит образование нейтральной соли, углекислого газа и воды).

Спустя 3 дня исследователь почувствовал недомогание. Но на следующий день все симптомы кишечного расстройства прошли, что дало Петтенкоферу основание полагать, что он был прав. Впоследствии этот опыт был повторен его ассистентами и результат подтвердился.

Сегодня мы знаем, что Петтенкофер заблуждался. Сам того не подозревая, он подверг город огромной опасности, отказавшись от всех профилактических мер, кроме уборки улиц. Но почему же ни он, ни его ассистенты не заболели холерой? Роберт Кох позднее высказывал мнение, что Петтенкоферу прислали заведомо ослабленных бактерий, зная о его одержимости и готовности пойти на всё, чтобы доказать свою точку зрения.

Но всё вышесказанное не умаляет заслуг Петтенкофера. Многие ставили под сомнения результаты его эксперимента и решались проверить их на себе. Среди таких исследователей, которых Петтенкофер вдохновил на подобное самопожертвование, были и русские учёные — Илья Ильич Мечников, Даниил Кириллович Заболотный и другие. Например, Николай Фёдорович Гамалея провёл эксперимент с убитыми холерными вибрионами: он принял их внутрь, тем самым доказав их безвредность. Даниил Кириллович Заболотный осуществил еще более опасный эксперимент: он выпил культуру умерщвленных бактерий, а спустя сутки — живых. Ни у Гамалея, ни у Заболотного не проявились симптомы холеры, что послужило толчком к продвижению идеи о возможности иммунизации путем приема убитых бактерий внутрь.

Стоматологи против боли

Ни для кого не секрет, что долгое время человечество не знало о том, как облегчить страдания пациента на операционном столе или в стоматологическом кресле. Однако не все знают, кем и когда была проведена первая анестезия и какой тернистый путь она преодолела, чтобы сейчас оказаться неотъемлемой и обыденной врачебной манипуляцией.

История анестезии начинается благодаря талантливому юноше Хэмфри Дэви, который, подобно Петтенкоферу, не ограничивал себя изучением одной конкретной науки. В возрасте 17 лет Дэви сумел опровергнуть царствовавшую в то время теорию существования тепловой материи. Помимо физики он увлекался химией и геологией, был сначала членом, а затем и президентом Лондонского королевского общества, а также почётным членом Петербургской академии наук.

Хэмфри занялся изучением воздействия различных газов на организм. По случайному стечению обстоятельств во время опытов с одним из них у Дэви сильно заболел зуб. Вдохнув газ в определенной концентрации, он отметил, что боль прошла. Этим газом был оксид азота, который еще называют “веселящим” газом из-за его легкого опьяняющего эффекта. Это вещество, формулу которого — N2O — все знают еще со школьной скамьи, на сегодняшний день применяют как средство для ингаляционного наркоза. В малых дозах этот газ оказывает эффект, который наблюдал на себе Дэви: легкое опьянение и небольшая потеря болевой чувствительности. В больших концентрациях и в комбинации с кислородом оксид азота сегодня используют для проведения наркоза во время общих хирургических и стоматологических операций благодаря его свойству вызывать потерю чувствительности и сознания.

Гораций Уэллс

Новость о необычном газе быстро разлетелась по всему миру, и люди тут же начали применять его… для развлечения. Да, как ни странно, идея использовать анестезирующее свойство оксида азота пришла не сразу. Первыми “веселящий газ” начали использовать фокусники и артисты на ярмарках для развлечения публики (кстати, несколько лет назад на территории РФ была разрешена свободная продажа оксида азота, и он снова получил широкое распространение в качестве средства для поднятия настроения среди молодежи). Присутствуя на одном из таких мероприятий, где зрители вдыхали оксид азота, американский стоматолог Гораций Хорас Уэллс заметил, что один из присутствующих сильно поранил ногу, но никаких внешних признаков того, что он испытывал при этом какой-то дискомфорт, не было. Тогда практикующий врач задумался над тем, что таким образом можно облегчить страдания своим пациентам, которым приходится проходить через операцию удаления зуба. Позвав к себе на следующий день своего коллегу Джона Риггса, Уэллс отважился на проведение первого эксперимента на себе.

Таким образом 11 декабря 1844 года произошла первая в истории операция по удалению зуба под анестезией. Уэллс был в восторге, ведь ничего, кроме легкого покалывания, он не почувствовал. Наступала новая эпоха не только в стоматологии, но и в медицине в целом.

К сожалению, ликование Уэллса длилось недолго. Он решил поделиться своими результатами с коллегами, проведя показное удаление зуба под анестезией с использованием “веселящего газа”. Пациента подготовили, в аудитории собрались профессора и студенты, Уэллс приступил к операции. Но, по непонятным причинам (возможно, дело было в недостаточной концентрации газа), анестезия не подействовала и пациент громко и пронзительно закричал. Уэллс потерпел фиаско. Но он не отчаивался и пробовал снова и снова, однако неудачи следовали за ним по пятам. Не выдержав напряжения, отважный стоматолог-первооткрыватель покончил жизнь самоубийством, перерезав себе левую бедренную артерию бритвой.

Благодаря тому, что Уэллс вёл дневник, в который он записывал свои наблюдения и размышления, до наших дней дошли его последние мысли и чувства, а также прощальные письма семье и друзьям.

Например, из его дневника мы знаем, что в тот роковой день он не просто перерезал сосуд, как указано во многих других источниках. Перед этим он провёл себе ингаляционную анестезию (зафиксировал на лице повязку, пропитанную хлороформом), вызвав тем самым потерю болевой чувствительности. Его нашли уже мертвым: он лежал на полу в собственной крови (катастрофическая кровопотеря и послужила причиной смерти), а рядом лежали его письма, в которых он прощался с друзьями и женой.

Сегодня мы знаем, что Уэллс был прав в своих догадках насчёт анестезирующего действия оксида азота. В современной медицине существует большое разнообразие газов, которые применяют для введения пациента в состояние наркоза, и оксид азота занимает среди них не последнее место. В отличие от многих других ингаляционных анестетиков, оксид азота не вызывает побочных эффектов, не обладает раздражающими свойствами и не накапливается в органах. Единственным  его недостатком является то, что он обладает низкой наркотической активностью (т.е. для введения пациента в наркоз необходима очень высокая концентрация газа, примерно 90-95%). Так как человеку для дыхания необходим кислород, из-за таких высоких концентраций закиси азота может возникнуть гипоксия (снижение содержания кислорода в органах и тканях), что, как правило, приводит к печальным последствиям, особенно для центральной нервной системы, сердца и почек.

Но смерть отважного стоматолога не была напрасной. Проблемой анестезии занялись многие учёные и врачи по всему миру. Первая удачная операция, проведённая под наркозом, была осуществлена Вильямом Мортоном, использовавшим в качестве анестезирующего средства эфир. Успех эфирного наркоза на время заставил врачей забыть о “веселящем газе”. Лишь спустя двадцать лет английские и французские врачи вновь начали использовать закись азота в своей практике, и только после этого “веселящий газ” распространился повсеместно. Американская стоматологическая ассоциация посмертно признала Уэллса изобретателем анестезии, а в Париже самому знаменитому стоматологу поставили памятник.

Самый любопытный экспериментатор

Ян Пуркинье

Ян Эвангелиста Пуркинье — чешский физиолог, анатом и политик, имя которого многим известно благодаря волокнам Пуркинье, расположенным в сердце (этими волокнами в желудочках сердца оканчиваются проводящие пути, через которые проходит электрический импульс и происходит сокращение мышц миокарда, благодаря чему сердце может выполнять свою основную функцию — прогонка крови по кровеносным сосудам). Однако Пуркинье интересовала не только физиология сердца. Он изучал физиологические аспекты зрения, анатомию мозга, изобрёл микротом — прибор для создания очень тонких срезов тканей и органов, которым используются и по сей день во всех гистологических лабораториях.

Во время обучения в медицинском университете Ян посещал курс лекций о лекарственных веществах. Эта тема так увлекла молодого Пуркинье, что он решил испытать на себе действие различных лекарств. Осуществить это не составляло особого труда: Пуркинье близко общался с сыном аптекаря, благодаря чему ему разрешали иногда брать некоторое количество препаратов для изучения.

Начать Пуркинье решил с испытания на себе действия слабительных средств: ревеня, различных солей, александрийского листа. Затем на очереди были некоторые рвотные средства. Но были и сравнительно приятные эксперименты: Пуркинье испробовал на себе действие алкоголя и эфира для того, чтобы сравнить вызываемый ими эффект. Отметив, что эфир вызывает приятное легкое опьянение, Ян продолжил свои эксперименты.

Вслед за эфиром последовал опиум — сильнодействующий наркотик, который содержит в себе большое количество алкалоидов морфина (вещества, которое связывается с опиоидными рецепторами на клетках, что проявляется сонливостью, эйфорией и снижением уровня сознания). Как и любой наркотик, при длительном приёме он вызывает пристрастие (иначе говоря — зависимость), а также привыкание (при постоянном поступлении наркотика в организм уменьшается количество рецепторов, способных взаимодействовать с этим веществом, поэтому для достижения эйфории и других желаемых эффектов приходится периодически повышать  вводимую дозу). Эксперимент Пуркинье состоял из двух этапов: в начале перед сном он принимал небольшую дозу опиума, что вызывало у него прилив сил, длившийся вплоть до следующего дня, а затем он попробовал увеличить дозу и эффект оказался противоположным — опьянение, ослабление восприятия. Судя по всему, эксперименты с опиумом Пуркинье понравились больше, чем со слабительным, так как спустя некоторое время он совершил ещё одно открытие, на этот раз связанное с антипохмельным свойством опиума: приняв небольшое количество наркотика перед праздничным обедом, на котором было выпито много вина, Пуркинье на следующий день не почувствовал последствий.

Не трудно догадаться, что эти опыты не всегда проходили гладко. Однажды, уже работая врачом, Пуркинье решил испытать на себе действие камфоры. Это вещество при подкожном введении стимулирует дыхательный и сосудодвигательный центры, а также оказывает тонизирующее действие на сердце. Сперва именно это он и испытал. Однако после обхода пациентов Пуркинье почувствовал себя хуже: у него начался сильный жар, он упал в обморок. Спустя полчаса Яну стало лучше, но его коллеги заподозрили у него эпилепсию и высказали мнение, что Пуркинье не способен дальше продолжать врачебную деятельность.

За свою жизнь Ян Пуркинье провёл огромное количество опытов на себе. Мы описали лишь малую часть из них. Помимо вышеуказанных были ещё опыты с эметином (растительным рвотным средством), препаратами ртути, беленой. Пуркинье испытал на себе голодание и замерзание. Последнее произошло не по его воле, но, будучи настоящим экспериментатором, он записал произошедшие с ним изменения, чтобы в дальнейшем проанализировать и сделать выводы о физиологии организма в условиях холода.

 

Лаконичнее всего причину и цель своих экспериментов описывает сам Пуркинье в личном дневнике: “Я сообщаю об этих опытах по той причине, что в этой области разглагольствования не могут принести пользы. Вопрос надо изучать практически и на основании опытов”.

***

Изречение, которое вынесено в эпиграф, с латыни переводится как “светя другим, сгораю сам” (при попытке перевести эту фразу дословно можно потерять красивую метафору и получить “служа другим, расточаю себя”, что уже не так романтично). Чаще всего данную цитату ассоциируют с врачами, и герои нашей сегодняшней статьи служат ярким примером того, что эта цитата характеризует их как нельзя лучше.

 


Если вы нашли опечатку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter


Понравилась статья? Подпишитесь!

Неорганическая жизнь

Краткий обзор основных процессов, в которых участвует вода в человеческом организме

Мозг как губка

Причины возникновения, механизмы развития и виды прионовых заболеваний