© Давыдов Д.С., текст, 2021

© Дьякова А.В., иллюстрации, 2022

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2022

* * *

Моей семье:

Сергею Давыдову,

который научил меня читать,

Ларисе Давыдовой,

которая привила мне любовь

к биологии и медицине,

и жене Елене – без ее помощи

я бы никогда не превратился из биолога

в научного журналиста.

Введение

Золотой век анатомии начался в XVI столетии и продолжался вплоть до XIX века. Тайны внутреннего устройства человеческого тела привлекали лучших ученых, так что анатомия человека считалась одной из важнейших областей исследований. Престиж анатомии был так высок, что в 1542 году французский анатом, математик и астроном Жан Франсуа Фернель (1497–1558) писал: «Анатомия для физиологии – как география для истории: описывает место действия». Фернель знал, о чем говорит, – в конце концов, именно он придумал термин «физиология» [1].

Однако к началу XX века большая часть органов была уже открыта, а их подробные «портреты» попали в анатомические атласы. Миссия анатомии изменилась – теперь ученые, работавшие в этой области, стремились уточнить строение уже открытых и описанных легких, печени и мозга и разобраться, как именно они работают.

Но к концу XX века многие люди – и среди них немало ученых! – начали считать, что песенка анатомии как области научного исследования спета. В интервью для журнала The Conversation профессор эволюционной биомеханики из Лондонского университета Джон Хатчинсон вспоминает [2, 3]: в 90-х годах XX века, когда он учился в аспирантуре, многие его коллеги считали, что строение человеческого тела давным-давно изучено и новых открытий в этой области не предвидится.

Но XXI век показал, что ученые и врачи серьезно переоценили свои знания и недооценили чудесную шкатулку с секретами – человеческое тело.

Современные методы исследования принесли и новые анатомические открытия, причем довольно крупные: от лимфатической системы мозга до неизвестных слюнных желез, которые обнаружили в глотке в 2021 году.

В общем, хоронить старушку-анатомию явно преждевременно. Я уверен, что наше тело еще преподнесет ученым немало сюрпризов. А пока предлагаю почитать о том, что нам в XX–XXI веках удалось узнать о строении и работе тела.

Но прежде чем двигаться, я должен сказать несколько слов о том, как устроена книга, – и сразу же извиниться за ее неполноту. Объем книги не бесконечен, поэтому я включил в нее только те открытия, которые показались мне самыми важными и интересными.

А еще я должен попросить прощения у тех блестящих ученых, которые приложили руку ко многим из упомянутых в книге открытий, но либо не попали в книгу, либо упомянуты только вскользь. В свое оправдание я могу сказать только одно: у меня не было другого выхода. Большинство научных открытий случились только потому, что в этом направлении в разное время работали десятки, а иногда и сотни исследователей. Но если упомянуть всех, то история просто рассыплется на кусочки!

Как читать эту книгу

Человеческое тело устроено сложно. Чтобы говорить о нем правдиво и без лишних упрощений, нужен особый анатомический язык, на овладение которым у специалистов уходит по нескольку лет.

Но поскольку у нас этого времени нет, каждую историю об анатомическом открытии я буду предварять коротким введением. Там я в общих чертах расскажу, как устроен и работает орган, о котором идет речь, и познакомлю с основными понятиями анатомического языка, которые потребуются нам в разговоре об этой части организма.

Во второй части каждой главы я расскажу о том, что уже было известно ученым об устройстве органа к концу XIX века. Это важно, ведь многие наши герои совершили свои открытия, возражая своим предшественникам и дискутируя с ними.

В третьей и четвертой частях глав речь пойдет о том, как именно было сделано то или иное анатомическое открытие. Мы увидим, как рассуждали ученые, к каким методам прибегали, с кем спорили и чьи концепции опровергали – и к каким выводам в итоге пришли.

И, наконец, в конце каждой главы расскажу о практической пользе анатомических открытий. Ведь анатомия – именно та наука, прорывы в которой в самом прямом смысле слова спасают жизни. Правда, в главах, посвященных XXI веку, мне зачастую пришлось сочинять. Ведь открытия совсем свежие, можно сказать, с иголочки – так что пока непонятно, к чему все это приведет.

Глава 1
Тайна работы сердца: 1906–1907

С устройством сердца анатомы разбирались в течение долгих тысячелетий. Проблема была и в религиозном запрете на вскрытие тел – в разные эпохи его разделяли представители практически всех человеческих цивилизаций, – и в сложном устройстве самого органа.

Однако наука не стояла на месте. К началу XX века ученые подошли, имея на руках достаточно подробное и точное описание анатомического устройства сердца. При этом оставался нерешенным важный вопрос: почему же оно все-таки бьется и не сбивается с ритма? Чтобы было понятно, почему этот вопрос оказался таким важным и сложным, давайте на минутку заглянем внутрь сердца.

Как устроено сердце

Сердце – мышечный насос, который перекачивает кровь. Размером сердце примерно с кулак, хотя по форме больше похоже на конус. Расположено оно почти посередине грудной клетки, с небольшим креном влево. Грудная клетка – прекрасное место для сердца, потому что крепкая клетка из ребер обеспечивает ему надежную защиту.

Ритмичные сокращения сердца – мы называем это сердцебиением – отправляют кровь в великое путешествие по телу. Без этого путешествия мы просто не смогли бы жить.

Сердце можно сравнить с транспортной развязкой, где сбегаются все кровеносные сосуды – автомагистрали организма.

И у сердца, и у автомобильной развязки одна и та же задача – не дать перепутаться транспортным потокам. Два главных транспортных потока, разделяющих сердце, – артериальная и венозная кровь. А два маршрута, по которым нужно направить эти потоки, называются большим и малым кругами кровообращения.

Малый круг кровообращения идет от сердца к легким и обратно, а большой – от сердца к органам и тканям и возвращается назад к сердцу.

Разделение крови возможно благодаря особому устройству сердца – оно состоит из правой и левой частей.

Правая часть работает с венозной, то есть с насыщенной углекислым газом кровью, которая возвращается от органов и тканей.

А левая – с артериальной, богатой кислородом кровью, приходящей из легких. Благодаря перегородке, разделяющей сердце на две части, артериальная и венозная кровь не смешиваются.

Каждая половинка сердца разделена перегородкой еще на две части: верхняя называется предсердием, а нижняя – желудочком. То есть у сердца четыре камеры: два предсердия и два желудочка. Предсердия и желудочки работают синхронно. Это необходимо для нормального функционирования сердца. Ведь если бы каждая камера сокращалась в собственном темпе, добиться синхронности было бы очень сложно.

Циркуляция крови

Когда расслабляется правое предсердие, одновременно расслабляется и левое. В этот момент оба предсердия наполняются кровью: правое – венозной из полой вены, которая идет от тела, а левое – артериальной из легочной вены, идущей от легких. Эта фаза сердечного цикла называется диастолой.

И справа, и слева между предсердием и желудочком есть «дверца» из тонкой, но прочной соединительной ткани. Эти «дверцы» называют предсердно-желудочковыми клапанами. Они нужны, чтобы кровь всегда текла в одном направлении, от предсердий в желудочки.

Когда предсердия сокращаются, предсердно-желудочковые клапаны открываются, и кровь из предсердий переходит в расслабленные желудочки. Наполнившись кровью, желудочки одновременно сокращаются. В результате венозная кровь из правого желудочка поступает в артерию, которая несет ее в легкие, а артериальная кровь из левого желудочка попадает в крупную артерию – аорту, откуда бежит к органам и тканям. Эта фаза сердечного цикла называется систолой.

В артериях, по которым кровь уходит из сердца, тоже есть клапаны – они мешают ей возвращаться в сердце. Когда кровь из сердца поступает в сосуды, клапаны открываются и закрываются, издавая особый звук, который мы называем стуком.

Дело сделано! Венозная кровь от сердца отправилась в легкие избавляться от углекислого газа и насыщаться кислородом, а артериальная кровь из сердца понесла кислород к клеткам всего тела. Но как именно сердцу это удалось?