Перші кроки

Річард Лауер, учень і співробітник Гарвея, вже у 1669 році звернув увагу на те, що навіть невеликий нахил операційного стола, де лежить тварина, надзвичайно сильно впливає на приплив венозної крові до серця і, отже, на продуктивність серцевого насоса. Лауер пов'язав це з змінами напруги судинної стінки: чим більше напруга, тим менше крові може перелитися з вищерозташованих судин вниз. Напруга стінки судини Лауер назвав тонусом, і цей термін дотепер широко поширений.
Спостереження Лауэра надзвичайно важливі, оскільки дозволяють оцінити ступінь активного напруження гладких м'язів артерій і вен, зокрема дрібних вен, які називають ємнісними, бо в них зазвичай міститься близько 80 % усієї крові ссавця. Проби, засновані на дослідах Річарда Лауэра, придбали особливе значення: це найважливіший критерій тренованості до перевантажень льотчиків, космонавтів, спортсменів, критерій стану судинної системи хворих, які тривалий час прикутих недугою до ліжка.
Розуміючи, що тиск крові біля входу в передсердя дуже мало (близько до нуля і навіть нижче нуля, якщо вважати нулем атмосферний тиск) і що тиск в артеріях має бути високою; проблемою вимірювання тиску в судинах зацікавився Стивн Хейлз. Справа відбувалося в 1733 році, коли вже було відомо рівняння Торрічеллі: швидкість витікання рідини з посудини через отвір в його тонкій стінці пропорційна квадратному кореню творі глибини, затоплення отвори на прискорення сили тяжкості і ще на двійку. Звідси можна було уявити собі, наскільки високо артеріальний тиск, якщо через капіляри протікає кілька літрів крові на хвилину. Хейлз виходив з того, що капіляри - найвужче місце кровоносної системи. (Багато пізніше було встановлено, що максимум опору кровотоку надають прекапиллярные судини - артеріоли, хоча геометрично мінімальну площу поперечного перерізу має аорта у 800 раз менше загального перерізу капілярів.)
Хейлз захотів виміряти, яке ж артеріальний і венозний тиск притаманне тваринам різних видів. Вимірювання являло великі труднощі через відсутність манометрів, за пульсацій тиску, згортання крові, опору тварини. Крім того, Хейлз розумів, що одноразове вимірювання не дає підстави для точних висновків (ми сьогодні сказали б, що воно статистично недостовірно), а для багаторазового потрібно кілька тварин. Тому досліди повинні були коштувати недешево для сільського пастора Стивна Хейлза.
Ось протокол одного з перших дослідів (1733 рік): «1 грудня я велів прив'язати кобилу в лежачому положенні на спині. Вона була дванадцяти долонь зростом і віком близько чотирнадцяти років. У неї був свищ на» загривку. Вона була не особливо худа і не надто упитана. Оголивши ліву стегнову артерію на відстані трьох дюймів від черева, я ввів в неї мідну трубку близько шостої дюйма в діаметрі, до неї за допомогою іншої щільно приганяє мідної трубки я приєднав скляну трубку приблизно того ж діаметра завдовжки дев'ять футів *. Коли була розв'язана лігатура на артерії, то кров піднялася в цій трубці на 8 футів і 3 дюйми по перпендикуляру над рівнем лівого шлуночка серця. Але вона досягла цієї висоти не відразу: вона піднялася миттєво приблизно до половини цієї висоти і потім поступово піднімалася з кожним ударом пульсу на 12, 8, 6, 4, на .2, а іноді і на один дюйм. Коли вона досягла повної висоти, то стала підніматися і падати при кожному або після кожного удару на 2, 3 або 4 дюйма. Іноді вона падала на 12 або 14 дюймів і давала тут протягом деякого часу такі ж коливання вгору і вниз при кожному ударі пульсу, як і>час, коли досягала повної висоти. Вона знову поверталася до останньої після сорока чи п'ятдесяти пульсацій».
Так відбулося перше в історії вимірювання артеріального тиску. Таким же способам Хейлз визначив і венозний тиск. Пульсові коливання артеріального тиску були значно усереднені, згладжені інерцією триметрового стовпа крові.
В наступних дослідах Хейлз значно удосконалив свій метод, використовуючи еластичне з'єднання манометра з артерією за допомогою гусячого трахеї; це захищало тендітну трубку від поломки при рухах сильної тварини. У цих дослідах були виявлені, як бачите, не тільки пульсові коливання, але і повільні хвилі тиску в артеріях, дуже важливі для клінічних досліджень, але, як правило, не приймаються в розрахунок лікарями.
Стивн Хейлз виміряв тиск у венах і артеріях коней, овець, собак і отримав цифри, близькі до прийнятих сьогодні.
Не можна не захоплюватися винахідливістю Хейлза-експериментатора, що застосував скляний манометр власної конструкції, точно предугадавшего висоту вимірюваного тиску, придумав гнучке зчленування посудини з манометром, незважаючи на відсутність гумових і пластикових трубок, і знайшов правильну точку відліку - лівий шлуночок серця. Знаючи величину серцевого викиду та артеріального тиску, Хейлз обчислив потужність, що розвивається серцем в спокої. Пропускаючи через судини кишечника собаки розчин бренді - а це саме по собі було в той час проявом неймовірного експериментального майстерності,- пастор встановив, що кишковий кровотік під дією алкоголю зменшується, і використовував цей факт у своїх проповідях. Навряд чи релігія коли-небудь отримувала настільки серйозні наукові аргументи на користь тверезості. Але багато важливіше, що Хейлз вперше в історії здійснив перфузію судинного басейну. Нарешті, Хейлз - першої фізіолог, чиї праці опубліковані не на традиційній латині, а на його рідній мові.
Дослідження Хейлза отримали практичне застосування багато пізніше. Сьогодні артеріальний тиск - один з найважливіших показників здоров'я або хвороби, як і величина кровотоку. Роботи Річарда Лауэра теж можуть бути оцінені лише в наш час. Втім, те ж або майже те ж саме можна сказати про всіх значних наукових дослідженнях. Приблизно ту ш думка ще в 1667 році висловив Томас Спрат, автор «Історії Королівського суспільства»: «Якщо ж будуть упиратися в засудженні всіх дослідів, Крім тих, які приносять негайну вигоду і з допомогою яких можна відразу пожинати плоди, то нехай засуджують і Провидіння Господнє за те, що Він не створив усі пори року часом збору врожаю плодів земних».
Слова Спрата здаються сьогодні навіть актуальніше, ніж в XVII столітті, тому що в диму «інформаційного вибуху» важче відрізнити серйозні і перспективні дослідження від бездумних одноденок під прапором актуальності. Наука в усі часи зобов'язана залишатися мудрою.