Но даже если бы исследователи ранних эпох решили изучить кровоснабжение кожи, у них все равно ничего бы не вышло. Ведь чтобы понять, как кровоснабжается кожа, сначала нужно разобраться, как в принципе устроено кровообращение. Поиски ответа на этот ключевой вопрос заняли у человечества больше двух тысяч лет [92].
Еще философы золотого века Древней Греции, который пришелся на 400-е годы до нашей эры, признавали, что и животные, и люди должны питаться и дышать. Они догадывались, что важную роль в этих процессах играют кровь и некоторые внутренние органы. Но поскольку в те времена было запрещено вскрывать тела умерших людей, а правильно проводить эксперименты на животных никто еще не умел, догадки античных исследователей о связи питания и дыхания с внутренним устройством человека были очень приблизительными.
Например, знаменитый античный философ Аристотель уже знал, что за движение крови по сосудам отвечает сердце. С другой стороны, и Аристотель, и его коллеги-философы считали, что съеденная пища попадает в печень, превращается в ней в кровь, которая затем поступает в вены и разносится по всему организму. А вдыхаемый воздух – греки называли его пневмой – попадает в легкие и оттуда поступает в артерии. То есть в представлении древних греков артериальная и венозная системы были принципиально разными системами, которые переносят различное содержимое.
Внук Аристотеля, древнегреческий врач Эрасистрат, тоже считал, что крови в артериях нет. По его мнению, артерии – просто воздуховоды, доставляющие живительную пневму напрямую к внутренним органам. Он считал, что за перемещение воздуха по пустым артериям отвечает сердце.
Правда, тут у Эрасистрата возникли проблемы. Ведь если проколоть артерию живого человека или животного иглой, из нее течет кровь. В итоге Эрасистрат предположил, что кровь движется от вен к артериям через невидимые анастомозы – точки, в которых артерии соединяются с венами. По его мнению, в месте соединения сосудов артерии очищаются от воздуха и в них поступает кровь.
Однако идея, что артерии и вены образуют единую систему, в прошлые эпохи популярностью не пользовалась. Например, римский врач Гален, живший во II веке нашей эры, все еще считал, что артериальная и венозная системы связаны друг с другом только через сердце.
Гален был уверен, что венозная кровь возникает в печени и поступает из нее по венам в правую часть сердца, а оттуда просачивается в его левую часть через дырки в перегородках между желудочками. В левую часть сердца по легочной вене поступает воздух, смешивается там с венозной кровью из печени и «облагораживает» ее, превращая в артериальную кровь. А уже из левой части сердца насыщенная воздухом артериальная кровь поступает в артерии и разносится по всему организму.
Причем, по Галену, использованная органами кровь к сердцу не возвращалась. Он считал, что органы употребляют кровь как еду или воду, а печень потом создает новую из пищи. На этом, кстати, основывалась идея кровопускания.
Сторонники кровопускания считали, что печень больного человека создает слишком много дурной, испорченной крови, которая отравляет организм и увеличивает давление в сосудах. А значит, из-за нее может случиться удар – сегодня мы назвали бы это инсультом или инфарктом. Поэтому идея выпустить «лишнюю» кровь казалась хорошей – ведь тогда организм очистится, давление упадет и больной человек поправится.
Представления Галена о кровообращении никто не пытался оспорить вплоть до XVI века – в основном потому, что проводить вскрытия и эксперименты было строго запрещено. Сам Гален за свою жизнь не сделал ни одного вскрытия – его концепция основывалась исключительно на наблюдениях за пациентами и трактатах предшественников. Но как только запреты ослабли, почти сразу стали накапливаться данные, которые разошлись с представлениями Галена.
Например, итальянский профессор анатомии Андреас Везалий, автор одного из самых первых настоящих анатомических атласов, вскрыл сердце и не нашел дырок в перегородке между желудочками. А его ученик Реальдо Коломбо исследовал легочную вену и не нашел в ней воздуха – только кровь.
Однако настоящий прорыв в понимании кровообращения случился только в XVII веке, когда этим вопросом вплотную занялся английский врач Уильям Харви [93]. Он не только наблюдал за пациентами при их жизни и делал вскрытие тел после смерти, но и провел множество любопытных экспериментов, которые наглядно показали, как кровь движется по сосудам.
Например, Харви наложил на руку добровольца жгут так, чтобы пережать и артерии, и вены. Артерия набухла и продолжала пульсировать, но по другую сторону жгута пульс пропал. Пережатая вена стала толстой и проступила под кожей. Из этого Харви сделал вывод, что кровь поступает в руки и ноги по артериям, а возвращается в тело по венам.
Кроме того, Харви сравнил образец крови, взятой из вены, с образцом крови из артерии. Обе порции заняли одинаковый объем в лабораторной посуде и после свертывания не отличались по консистенции.
Правда, артериальная кровь оказалась более яркой, чем венозная. Сегодня мы сказали бы, что разница в цвете связана с белком, ответственным за перенос кислорода. Этот белок называется гемоглобином и содержится в красных кровяных клетках – эритроцитах.
В легких гемоглобин связывается с кислородом и превращается в оксигемоглобин. Это вещество окрашено ярче, чем обычный гемоглобин. Именно поэтому покидающая легкие артериальная кровь ярко-красного цвета.
Отдав кислород органам и тканям, оксигемоглобин снова превращается в гемоглобин, поэтому венозная кровь темнее артериальной, ведь кислорода в ней уже нет.
Гемоглобин может связывать не только кислород, но и углекислый газ. Правда, гемоглобин не может связать весь углекислый газ, образующийся в организме. Поэтому, в отличие от кислорода, который переносят кровяные клетки, большая часть углекислого газа растворяется в жидкой части крови – плазме. Когда венозная кровь возвращается в легкие, растворенный углекислый газ снова превращается в газообразное вещество и покидает организм, когда мы делаем выдох.
Всего этого Харви, конечно, не знал. Тем не менее он предположил, что артериальная кровь – то же самое, что и венозная, только у нее «больше жизненной силы». Харви считал, что артерии получают кровь из вен через сердце. Чтобы доказать это, он провел еще один эксперимент с пережатыми венами и артериями, но на этот раз не на человеческой руке, а на сердце живой змеи.
Харви пережал вену, ведущую к змеиному сердцу, и заметил, что оно побледнело и уменьшилось в размерах. При этом артерия, которая вела от сердца, опустела. Когда он отпустил вену и пережал артерию, сердце стало ярким и багровым, а артерия осталась наполненной кровью. Харви заключил, что в артериях и венах течет одна и та же кровь, а сами они объединены в круг, посередине которого находится сердце, то есть количество крови в организме строго ограничено.
Это был серьезный удар по самой идее кровопускания. Ведь если органы и ткани не поглощают кровь, значит, лишней крови в организме в принципе не бывает. Получается, кровопускание может причинить человеку больше вреда, чем пользы.
Правда, идеи Харви популярностью не пользовались – он так и не смог доказать, что человеческие кровеносные сосуды объединены в круг. Английский исследователь доказал, что артериальная и венозная кровь связаны через сердце, но не смог обнаружить вторую их сцепку – точки, в которых артерии переходят в вены в самом организме.
И это неудивительно. Круг кровообращения замыкается на микроскопическом уровне, а микроскопа у Харви не было.
К ответу на вопрос, где артерии переходят в вены, вплотную подобрался итальянский биолог и личный врач папы римского Марчелло Мальпиги (1628–1694) [94]. В отличие от Харви, Мальпиги любил работать с микроскопом, поэтому заметил то, что укрылось от английского коллеги.
В 1661 году Мальпиги сделал тонкий срез легкого и взглянул на него под микроскопом. Он обратил внимание на сетку из тончайших нитей, которая пронизывала легкое, и заподозрил, что это могут быть кровеносные сосуды. Сегодня мы называем их капиллярами.
Мальпиги повторил свой эксперимент, поместив под микроскоп мочевой пузырь живой лягушки. Он увидел, что по тоненьким ниточкам, оплетающим мочевой пузырь, течет кровь, и предположил, что эти тончайшие кровеносные сосуды должны сливаться в более крупные, которые мы теперь называем венулами [95], а венулы постепенно переходят в полноценные вены.
В 1688 году знаменитый микроскопист Антони ван Левенгук тоже открыл капилляры независимо от Мальпиги. Чтобы доказать всему миру, что в капиллярах течет кровь, он пригласил в лабораторию пятерых свидетелей, которые наблюдали этот процесс под микроскопом своими глазами. Это помогло убедить членов Лондонского королевского общества, что капилляры не только существуют, но и работают как настоящие кровеносные сосуды.
Исследователи XVIII и XIX веков подтвердили, что Мальпиги прав и капилляры действительно постепенно переходят в вены. Круг кровообращения официально замкнулся. А это значит, что у врачей наконец-то оказались все кусочки головоломки, необходимые для ответа на вопрос, как кровоснабжается кожа.
День ото дня этот вопрос становился все актуальнее. К концу XIX века хирурги все чаще делали сложные операции и постоянно изобретали все новые и новые методы оперативного лечения.
Умение сделать разрез так, чтобы сохранить в жилах пациента как можно больше крови, стало очень актуальным врачебным навыком.
Так как же на самом деле кровоснабжается кожа?
Ответ на этот вопрос в 1980-х годах дали английский исследователь Ян Тейлор и его коллега Джон Палмер. Но самые первые работы, без которых концепция кровоснабжения кожи никогда не появилась бы на свет, провели исследователи из Германии и Франции, причем первый работал на рубеже XIX и XX веков, а второй – в 1930-х годах XX века.