Для начала Юарт обратил внимание на то, что строение грудной клетки людей и животных вряд ли можно сравнивать. Животные перемещаются на четырех ногах, поэтому их грудная клетка глубокая, вытянутая, а сердце расположено по центру. Люди же ходят на двух ногах и их грудная клетка неглубокая и широкая, а сердце расположено слева. Если учесть, что легким надо как-то вмещаться в той груди, которая досталась им в ходе эволюции, странно ожидать, что в итоге эти органы у представителей разных видов окажутся одинаковой формы.
Но одно дело утверждать, а другое – доказать. Чтобы подтвердить свою точку зрения, Юарт сделал множество слепков с легких, заливая в них легкоплавкий металл, но, в отличие от Эби, предварительно извлекал легкие из грудины. Он считал, что метод, которым пользовался Эби – инъекции металла в грудную клетку, – сыграли с исследователем злую шутку, потому что в итоге грудина давила на отяжелевший препарат, и его форма нарушалась.
В итоге Юарт сделал препараты фантастического качества. В отличие от анатомов прошлого, ему удалось проследить ветвление бронхов до шестого порядка, то есть почти до мельчайших бронхиол. Эта работа вполне ясно показала [54], что легкие ветвятся дихотомически – да Винчи был прав, а Эби ошибался.
Кроме того, доктор пришел к выводу, что легкое человека состоит из относительно небольшого числа отдельных анатомических единиц. Причем в каждом легком можно выделить большие группы долек, практически изолированных друг от друга с точки зрения притока воздуха.
К сожалению, работа Юарта оказалась слишком большой и сложной и поэтому еще почти 50 лет пылилась на библиотечных полках. И только в 1932 году, через три года после смерти Юарта, исследователи Крамер и Гласс, обнаружив его труд, заново открыли для себя концепцию структуры легких человека, предложенную Юартом. Именно эта пара исследователей предложила называть обнаруженные Юартом группы изолированных друг от друга дыхательных долек бронхолегочными сегментами.
Сложим открытия в одну корзину
Легкие – парный орган, немного похожий на бабочку. Сегодня мы знаем [55], что правое легкое чуть больше левого и состоит из трех долей, а левое – из двух. Бронхи, дающие начало легким, продолжают ветвиться. Ветка бронха, снабженная ветвью легочной артерии, образует бронхолегочный сегмент, описанный Юартом.
Но на этом деление бронхов не заканчивается. Они продолжают ветвиться до тех пор, пока не станут совсем крохотными. Самые маленькие бронхиолы диаметром всего полмиллиметра.
Полумиллиметровые бронхиолы заканчиваются воздушными мешочками-альвеолами, оплетенными мелкими кровеносными сосудами-капиллярами. Все вместе это напоминает гроздья винограда. Альвеолы – конечная остановка для воздуха, который мы вдохнули. Кислород проходит через тонкие мембраны альвеол и попадает в кровоток. Там красные кровяные тельца связывают его, а в ответ выделяют углекислый газ – через тонкие стенки альвеол он возвращается в легкие и покидает их вместе с выдохом. На этом дыхательный цикл завершается до следующего вдоха.
Как открытие дыхательных единиц легких изменило медицину
В 1939 году концепцию Юарта впервые применили в реальной операции: благодаря наработкам англо-французского патолога удалось удалить участок легкого, не повредив здоровую легочную ткань. Мечта доктора сбылась: прогресс в легочной хирургии наконец-то был достигнут.
Так что в наши дни к Уильяму Юарту наконец пришла заслуженная слава. Среди ученых всего мира он пользуется огромным уважением, поскольку положил начало эре эффективных операций на легких. Но и это еще не все. В следующей главе мы увидим, как идеи Юарта о том, что органы в принципе могут быть сегментарными, помогли обнаружить и другие органы схожего строения – например, печень.
Глава 5Как на самом деле устроена печень: 1939–1957
«Внешность обманчива» – это наблюдение как нельзя лучше характеризует печень. Главный фильтр организма, без которого мы просто не выжили бы, выглядит непритязательно, но на самом деле этот орган – второй по сложности после мозга [56]. Тайна строения печени была открыта только в середине XX века. Это открытие сложно переоценить, ведь в итоге хирурги получили возможность проводить пересадку печени. Невозможно подсчитать, сколько жизней спасла эта процедура: в одном только 2018 году эту операцию провели более 35 тысяч раз [57].
Что такое печень и как она работает
Печень – треугольный орган весом примерно полтора килограмма [58]. Она прячется в правой верхней части брюшной полости, которую принято называть правым подреберьем. Каждую минуту через печень проходит полтора литра крови – это 25 % всей крови, которую сердце успевает выбросить за это время.
Внешне печень напоминает треугольник, составленный из двух частей: правая доля покрупнее, а левая – поменьше. Правую и левую долю объединяет прослойка из соединительной ткани – серповидная связка печени. При помощи этой связки печень прикрепляется к брюшной стенке [59].
На первый взгляд, ничего сложного в печени нет. Но тогда возникает вопрос – как при таком простом строении печень ухитряется справляться со всеми задачами, которые ей доверил организм?
Печень хранит витамины А, D и В12, железо, медь и запасает в сложном полимерном сахаре гликогене половину всей глюкозы, которую мы поглощаем с пищей. Она создает из кирпичиков-аминокислот множество важных белков – например, те, что отвечают за остановку кровотечений и иммунный ответ – и участвует в обмене жиров. А еще печень поглощает из крови, обезвреживает и перерабатывает все отжившее и опасное – от гемоглобина из старых эритроцитов до лекарств, алкоголя и бактериальных ядов. Все это она потом выводит вместе с желчью – желтой или коричневой едкой субстанцией, которая помогает переваривать пищу.
Долгие годы это оставалось загадкой, разрешить которую смогли только в XX веке.
Что ученые знали об устройстве печени к началу XX века
Анатомы XVII века представляли себе строение печени, ориентируясь на ее анатомию, но без учета физиологии. То есть, глядя на лежащую перед ними печень, ученые честно описывали то, что видели, но не пытались понять, как же она на самом деле работает. Зато уж то, что видели, исследователи описывали тщательно. Например, английский анатом Фрэнсис Глиссон [60] в своем трактате 1665 года издания так подробно описал рыхлый слой соединительной ткани, покрывающий печень, что в его честь эту оболочку назвали капсулой Глиссона.
По другой версии, за два года до Глиссона капсулу печени описал нидерландский врач Иоганнес Валеус. Это вполне возможно: Валеус прославился тем, что разработал одну из первых теорий кровообращения [61]. Вскоре мы увидим, что кровеносные сосуды играют в работе печени ключевую роль.
Следующий прорыв случился только через 200 с лишним лет. В 1887 году шотландский хирург Джеймс Кантли проводил вскрытие пациента, скончавшегося в больнице. Он обратил внимание, что правая часть печени покойного атрофирована – сильно уменьшилась в размерах, а левая, наоборот, гипертрофирована – разбухла. Кантли отметил, что на атрофированной стороне печени кровеносные сосуды сузились и заросли, на гипертрофированной же с ними все было в порядке. Что интересно, печень делилась на атрофированную и гипертрофированную части не по естественной границе, то есть не по серповидной связке печени.
Через десять лет Кантли опубликовал революционную статью. В ней он предложил воображаемую линию, которая должна разделить печень на правую и левую части, не ориентируясь на серповидную связку. То есть шотландский хирург чуть ли не впервые в истории предложил описывать печень, обращая внимание не на то, как она выглядит, а на то, как работает.
Некоторые хирурги, прочитав статью Кантли, решили, что имеет смысл учитывать новую информацию в работе. Вскоре выяснилось, что если удалить половину больной печени по воображаемой линии Кантли, оставив пациенту здоровую половину, шансы выжить у человека резко возрастают. Так что новый способ деления печени быстро прижился.
В наши дни воображаемая линия, которая делит печень на правую и левую части, называется линией Рекса – Кантли – в честь чешского ученого Хьюго Рекса. В 1888 году чешский исследователь предположил, что на правую и левую части печень делит главный кровеносный сосуд – воротная вена. Ее можно сравнить со стволом дерева, а притоки – с ветвями: некоторые уходят в левую, а некоторые – в правую части печени. А поскольку притоки фактически не зависят друг от друга, части печени тоже получаются вполне автономными.
Однако следующего важного открытия, которое позволило разгадать тайну печени, пришлось дожидаться еще 50 лет. Случилось оно уже в XX веке.
Что таится под покровами печени?
Как и полагается в случае сложного научного вопроса, найти ответ на него было бы невозможно, если бы не вклад многих исследователей [63]. Однако основу понимания печени заложил француз Клод Морис Куино – человек, посвятивший этому органу всю свою жизнь.
Молодой французский хирург Клод Куино окончил медицинский факультет Парижского университета в 1952 году. Анатомия интересовала его всегда. Ничего удивительного в этом нет: он собирался стать хирургом, а без детального знания строения организма врач этой специальности не сможет проводить точные и безопасные операции.
Но если однокурсники Куино ограничивались изучением уже существующих атласов и учебников, ему этого было мало. Он не просто хотел знать больше, а стремился сделать уже существующие операции более безопасными и эффективными. В итоге молодой доктор стал совмещать хирургическую практику и исследовательскую работу.
Первым предметом интереса Куино были легкие. Чтобы изучить их анатомию, он еще во время учебы специально уехал на три месяца стажироваться в Англию, но прославил его другой орган – печень. Подключиться к ее изучению ему предложил наставник, парижский профессор анатомии Андре Луи Огюст Жан Дельмас [64].