На успехи, сердечной, хирургии в 1956 г. обратил свое внимание Каролинский институт. Через 27 лет после своего замечательного эксперимента. В. Форсман был. назван, в числе исследователей, внесших крупный вклад в медицину. Вместе с ним Нобелевской премии по физиологии и медицине были удостоены Д. Ричардс и А. Курнан. Все трое получили награду за открытия, связанные с катетеризацией сердца и исследованием патологических изменений в кровеносной системе.
Исследования систем дыхания и кровообращения поставили вопрос о регуляции этих функций в организме. Еще в середине прошлого века было известно, что внутренние стенки аорты и сонной артерии имеют барорецепторы, контролирующие кровяное давление и посылающие сигналы в мозг, откуда при необходимости идут команды для его коррекции. В 1927 г. бельгийский ученый Корней Хейманс установил, что в тех же местах находятся и геморецепторы, регулирующие химический состав крови.
Добиться успеха в этих исследованиях помог оригинальный метод, разработанный отцом Хейманса, ректором Гентского университета. В 1912 г. он вместе с Э. де Соммером провел исследования нервной регуляции дыхания на двух собаках. Кровеносные сосуды одной собаки были соединены с кровеносными сосудами другой, в результате чего у них возникало общее кровообращение. У одной собаки прерывалась связь мозга с телом и функционировали только отдельные нервы. Это давало возможность проследить, какими путями идут в мозг сигналы об изменении дыхания и состава крови.
После длительных исследований, расширенных и углубленных молодым Хеймансом, выяснилось, что в аорте (в непосредственной близости от сердца) имеются специальные тельца, которые реагируют на химический состав крови и посылают в мозг сигналы о необходимости регуляции дыхания.
Указанный метод позволил исследовать различные физиологические процессы, например рефлексы дыхания и кровообращения, действие различных гормонов. К. Хейманс усовершенствовал и углубил метод. Эти исследования сделали его одним из крупнейших физиологов первой половины нашего столетия. Важное открытие было связано с хеморецепторами — «вкусовыми» органами, посредством которых мозг поддерживает дыхательное равновесие в организме. В 1939 г. коллегия профессоров Каролинского института приняла решение присудить К. Хеймансу Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Премия была дана за открытие роли синусного и аортального механизмов в регуляции кровообращения. В то время в Европе уже началась вторая мировая война, и премия была вручена К. Хеймансу в Гейте. Лишь в 1945 г. он прочел в Стокгольме свою Нобелевскую лекцию, где подробно рассказал о своих знаменитых опытах со «спаренными» собаками.
Гормоны
В 1902 г. Уильям Мэддок Бейлисс и Эрнест Генри Старлинг установили, что в двенадцатиперстной кишке образуется некое вещество, которое, проникая сквозь стенки кишок, попадает в кровь и переносится ею в поджелудочную железу — орган, стимулирующий выделение желудочных соков. Они назвали это вещество секретином и ввели термин «гормон», что в переводе с греческого означает «возбудитель».
Исследование гормонов — это увлекательнейшая глава современной физиологии, которая пока еще не написана до конца. Ряд ученых, посвятивших себя этой области, были удостоены Нобелевской премии, а многие другие неоднократно выдвигались на соискание этой премии. Кандидатуры Бейлисса и Старлинга рассматривались в 1913 и 1914 гг., однако из-за начавшейся вскоре первой мировой войны Нобелевский комитет при Каролинском институте прекратил на время свою работу, и вклад упомянутых исследователей, сделавших конкретные открытия и теоретические обобщения, так и остался непризнанным. Кандидатура Старлинга вновь была выдвинута в 1926 г., но эксперты отклонили ее, сославшись на давность открытия ученого.
В то время как теоретические исследования в данной области физиологии вызывали сдержанное отношение, практические результаты быстро получали признание. Швейцарский хирург Теодор Кохер из клиники в Берне за свою работу по физиологии, патологии и хирургии щитовидной железы был удостоен Нобелевской премии уже в 1909 г. В тот год Нобелевская премия не случайно «уехала» в Швейцарию. В этой альпийской стране высоко в горах вода бедна многими полезными для организма веществами, в частности йодом, и это приводило к появлению заболевания, названного базедовой болезнью. При этой болезни щитовидная железа разрастается, сдавливая трахею и причиняя множество других неудобств. Хирурги XIX в. пытались лечить эту болезнь наиболее естественным для них способом — путем вырезания зоба. К сожалению, операции часто заканчивались смертью пациента.
В сложившейся обстановке Теодор Кохер занялся в 1883 г. хирургией щитовидной железы. Он повторил исследования своих предшественников и поставил новые эксперименты, которыми убедительно доказал, что полное удаление этого органа ведет к неминуемой гибели. Кохер исследовал физиологию щитовидной железы и: показал ее значение в общем обмене веществ в развитии организма. С помощью экстрактов из щитовидной железы он смог вылечить неправильно оперированных пациентов и поддерживать их в хорошем состоянии.
В конечном счете швейцарский хирург разработал целостный метод оперативного лечения щитовидной железы. Кохер убедительно доказал, что при операции щитовидной железы для сохранения ее функции необходимо оставить часть железы. Хирург собственноручно прооперировал несколько тысяч человек, а общее число тех, кому помог разработанный им метод лечения, не поддается учету.
В 80-е годы прошлого века благодаря работам французского ученого Шарля Броунсекара исследователи направили свое внимание на некоторые органы, которые были похожи на железы, но не имели отводного канала. Единственной их связью с организмом служила кровеносная система. Так зародилась концепция о железах внутренней секреции.
Было известно, что поджелудочная железа — это железа внешней секреции. В ней происходит синтез пищеварительных ферментов, которые попадают в сок поджелудочной железы по специальному каналу, достигающему двенадцатиперстной кишки. Но еще в 1869 г. Пауль Лангерганс показал, что при гистологическом исследовании поджелудочной железы наблюдаются группы клеток, которые не связаны с остальной частью панкреатической ткани и не имеют связи с организмом посредством отводного канала. Эти группы клеток рассеяны равномерно по всей железе в виде своеобразных островков. Под этим названием они и остались в науке: островки Лангерганса.
Врачи давно заметили, что при анатомировании людей, умерших от диабета, находят изменения в поджелудочной железе. В 1901 г. русский врач Л.В. Соболев доказал, что островки Лангерганса играют роль желез. внутренней секреции и потому очень важны для углеводного обмена. К сожалению, полная ясность в этот вопрос была внесена лишь спустя три десятилетия. В то же самое время, в конце прошлого века, Кохер успешно лечил своих пациентов экстрактами из щитовидной железы. Многие ученые пытались лечить диабет с помощью экстрактов из поджелудочной железы, но результаты 1 были неубедительными и противоречивыми.
Молодой канадский ученый Фредерик Грант Бантинг первым понял, почему нельзя получить эффективно действующую вытяжку из поджелудочной железы. По существу, этот орган состоит из двух желез. Одна вырабатывает ферменты, разлагающие белки, другая — гормон белкового характера. При растирании в порошок железы, считал Бантинг, трипсин смешивается с гормоном и уничтожает его. Он решил воспользоваться экспериментальным методом, разработанным в 1901 г. Л.В. Соболевым, который установил, что при перевязке отводящего канала атрофируется вся ткань поджелудочной железы, за исключением островков Лангерганса. Это позволяло надеяться на возможность получения чистого экстракта с высоким содержанием гормонов.
В 1921 г. Бантинг преподавал фармакологию в Торонтском университете. Там он сблизился с профессором физиологии Джоном Джеймсом Рикардом Маклеодом, познакомил его со своими идеями и получил доступ в его лабораторию. Ассистентом Бантинга был Чарлз Бест. Первые эксперименты, проведенные на собаках в мае 1921 г., завершились успешно. Наконец был создан метод выделения гормона поджелудочной железы в чистом виде. Этот гормон синтезируется в островках Лангерганса. По-латински островок — «инсула», поэтому еще в 1916 г. Шарпли Шейфер предложил назвать этот гормон инсулином. Вещество, которое ученые тщетно искали в течение нескольких десятилетий, наконец было открыто, и 23 января 1922 г. 14-летний юноша был выведен из диабетической комы и спасен благодаря инъекции инсулина. За время, прошедшее с тех пор, число спасенных исчисляется миллионами.
В 1923 г. Нобелевский комитет при Каролинском институте объявил о присуждении премии по физиологии и медицине Бантиигу и Маклеоду за открытие и выделение инсулина. Это решение вызвало бурную реакцию в мире ученых. Большинство специалистов, которые внимательно следили за этой работой, заявили, что Маклеод не принимал участия в решающих экспериментах и даже вообще отсутствовал в это время в лаборатории. Никому не известный Бест вообще не был выдвинут на Нобелевскую премию. Ситуация еще более осложнилась, когда один из сотрудников лаборатории заявил, что схема эксперимента была предложена одним студентом-третьекурсником, которому не разрешили принять участие в работе, сославшись на его недостаточную квалификацию.
