(в честь исследователя их потом назовут нервными клетками Пуркинье), нашел потовые железы в коже, доказал, что экстракты поджелудочной железы влияют на переваривание белков, и сделал еще много всего – например, ввел в научный обиход термин «протоплазма».
Но для нас важнее другое его открытие. В 1839 году Пуркинье вскрыл баранье сердце и обнаружил в стенках его желудочков сеть из серых плоских водянистых волокон. Первоначально исследователь решил, что это хрящевые волокна, но через шесть лет пришел к выводу, что все-таки мышечные. Правда, для чего они нужны сердцу, Пуркинье в то время выяснить не смог.
К ответу на этот вопрос вплотную подобрался английский физиолог Уолтер Холбрук Гаскелл (1847–1914) [7]. Почти всю свою жизнь он посвятил исследованиям кровотока и сердцебиения. Возможно, Гаскелл был первым, кто заподозрил, что сокращениями сердца управляет вовсе не мозг. Вероятно, именно поэтому он в начале 1880 года организовал важный эксперимент: извлек из еще сокращающегося желудочка сердца черепахи полоску мышцы и доказал, что она продолжает сокращаться, хотя ведущие к ней нервы уже обрезаны.
Сердце черепахи оказалось хорошим экспериментальным объектом, ведь оно очень медленно сокращается. Наблюдая за сокращениями, Гаскелл заметил, что волна сокращений зарождается в конкретном месте сердца и постепенно распространяется на другие его части. А что будет, если помешать волне сокращений перемещаться по сердцу?
В 1882–1883 годах он провел серию экспериментов, в которых перерезал или перевязывал мышцы на стыке желудочков и предсердий. Если мышцу перерезали, волны сокращений прекращали распространяться раз и навсегда, а если сначала перевязывали, а потом снимали нитку, – начинали снова. Гаскелл подозревал, что сокращения проводит «особая эмбриональная мышечная ткань», по описанию напоминающая волокна Пуркинье.
Но предполагать и доказать – разные вещи. Эта честь выпала на долю коллег Гаскелла, которые жили и работали уже не в XIX, а в XX веке.
Так почему же оно бьется?
В 1906–1907 годах ответ на этот вопрос дали четыре исследователя [8] – один из них был родом из Японии, второй – из Германии, а двое других – из Великобритании.
Гис: предсердие и желудочки соединяет мышечный пучок, который, возможно, проводит импульсы для сокращения сердца
К ответу вплотную подошел немецкий кардиолог Вильгельм Гис – младший (1863–1934) [9]. Младший – это чтобы не перепутать. Отец Вильгельма Гиса, тоже Вильгельм, к моменту прихода сына в науку уже сделал себе имя как анатом и эмбриолог. Но для начала Гис-младший доказал, что верна миогенная, то есть мышечная, теория сокращения сердца. Несмотря на открытия Гаскелла, во времена Гиса многие анатомы все еще думали, что сердце бьется по прямым приказам мозга, которые тот «спускает» через спинномозговые нервы. Эти взгляды объединяли сторонников нейрогенной теории сокращения сердца.
Примерно с 1888 года молодой исследователь начал использовать в работе эмбриологические методы, разработанные его отцом. Наблюдая за развитием эмбрионов разных животных, Гис обнаружил, что сердце эмбриона начинает биться еще до того, как развиваются спинномозговые нервы. Шах и мат, сторонники нейрогенной теории!
На этом Гис не остановился. В 1893 году он обнаружил мышечный пучок, который объединяет стенки предсердия и межжелудочковой перегородки. Позже его назвали пучком Гиса. Хоть исследователь и предполагал, что мышечный пучок проводит импульсы, заставляющие сердце сокращаться, он не провел никаких экспериментов, чтобы это доказать. А вскоре и вовсе оставил занятия эмбриологией, чтобы стать профессором внутренней медицины и директором клиники в Берлине.
Тавара, Ашофф, Кейт и Флэк раскрывают загадку сердцебиения
Начался XX век, а загадка сердцебиения все еще не была разгадана. И кто знает, когда бы еще человечество разобралось с этим вопросом, если бы не японский патолог и физиолог Сунао Тавара (1873–1952) [10].
С середины XIX века правительство Японии – некогда изолированного от всего мира феодального государства – понемногу начало открывать границы, модернизировать производство и переосмыслять образование. В последнем вопросе японцы ориентировались в первую очередь на Германию: немецкие профессора приезжали преподавать в японские университеты, а японские студенты повалили в немецкие учебные заведения.
Одного из японских студентов, попавших на стажировку в Германию, звали Сунао Тавара. Еще студентом медицинского факультета Токийского университета он заинтересовался анатомией, так что в 1903 году Тавару отправили стажироваться в Институт патологической анатомии Людвига Ашоффа (который жил в 1866–1942 годах) [11]. Ашофф, уже вполне состоявшийся ученый, в то время особенно интересовался физиологией сердца, поэтому новый сотрудник почти с порога получил важное и трудное задание. Тавара должен был исследовать под микроскопом ткани 150 сердец, принадлежавших людям, погибшим от ревматического миокардита. Ему предстояло разобраться, как развивается воспаление мышц сердца при этой болезни. Тавара справился, обнаружив в мышцах сердца небольшие воспалительные участки, с появления которых начинался миокардит. Позже эти участки назвали тельцами Ашоффа.
Но самого Тавару миокардит не так уж интересовал. Он ставил себе более амбициозные задачи: стремился выяснить, зачем на самом деле нужны волокна Пуркинье и пучок Гиса и правда ли, что именно они проводят импульсы, заставляющие сокращаться сердечную мышцу.
Первая цель, которую поставил себе Тавара, – проследить, где заканчивается пучок Гиса. Задача была не из легких: японскому исследователю пришлось кропотливо исследовать под микроскопом тысячи тонких срезов сердца. Но ему было уже не привыкать – в конце концов, чтобы обнаружить тельца Ашоффа, тоже пришлось потрудиться.
В конце концов Тавара обнаружил, что пучок Гиса чем-то походит на дерево. Его «корень» начинается в похожем на узел скоплении клеток у основания перегородки, разделяющей предсердия – сегодня этот участок называют атриовентрикулярным узлом. Из этого узла, как из корня, вырастает «ствол», состоящий из пучка видоизмененных мышечных клеток, утративших способность сокращаться. Этот «ствол» заходит в перегородку, разделяющую желудочки, и делится там на две «ветви» – правую и левую ножки Гиса. Правая ножка заходит в правую стенку предсердия, а левая – в левую. Внутри стенок предсердий ножки Гиса делятся на более мелкие «ветки» – мышечные волокна. Тавара доказал, что это и есть волокна Пуркинье.
Но он не ограничился тем, что собрал в единую систему загадочные мышечные волокна. Тавара предположил – и оказался совершенно прав – что по «дереву» из мышечных волокон, составляющих пучок Гиса, распространяется электрический импульс, который заставляет сокращаться мышцы
