Статті

Сергей Брюхоненко: наперегонки с фантастикой

«Лоран вдруг увидала нечто, заставившее ее вздрогнуть, как от электрического удара. На нее смотрела человеческая голова — одна голова без туловища. Она была прикреплена к квадратной стеклянной доске… От перерезанных артерий и вен, через отверстия в стекле, шли, соединившись уже попарно, трубки к баллонам. Более толстая трубка выходила из горла и сообщалась с большим цилиндром. Цилиндр и баллоны были снабжены кранами, манометрами, термометрами и неизвестными Лоран приборами. Голова внимательно и скорбно смотрела на Лоран, мигая веками. Не могло быть сомнения: голова жила, отделенная от тела, самостоятельной и сознательной жизнью». Поразительно, но в 1925 г., когда писатель-фантаст Александр Беляев опубликовал свой рассказ (позднее превратившийся в роман) «Голова профессора Доуэля», читатели воспринимали описанные события как нечто, что может произойти уже в ближайшем будущем, еще при их жизни. В то время успехи физиологии, реаниматологии и трансплантологии поражали своей колоссальностью. Клиническая смерть уже не означала неизбежно смерть биологическую. Многие ученые-биологи и хирурги занимались поиском возможностей оживления как отдельных органов, так и целого организма. Ряд передовых работ в этой области принадлежит известному советскому физиологу и талантливому изобретателю Сергею Брюхоненко

 

Идею об искусственном кровообращении около 200 лет назад выдвинул французский физиолог Жюльен Легаллуа (1770-1814), предположивший, что этот метод можно использовать для сохранения жизнеспособности отдельных частей тела позвоночных животных, в том числе человека. В 1858 г. крупный французский физиолог Шарль Броун-Секар (1817-1894), экспериментируя с конечностями казненных заключенных, продемонстрировал, что добиться сохранения рефлексов в ампутированных посмертно руках и ногах можно, незамедлительно начав перфузию крови, насыщенной кислородом. В своих опытах Броун-Секар использовал для введения крови в артерии тривиальный шприц. Спустя десять лет его немецкие коллеги Карл Людвиг (1816-1895) и Александр Шмидт (1831-1894) описали аппарат для вливания артериальной крови из резервуара в изолированный живой орган. В 80-е годы немецкие физиологи разработали первый пузырьковый оксигенатор, где воздух, поднимаясь со дна резервуара, проходил через венозную кровь, создавая пену, первый аппарат искусственного кровообращения, в котором насыщение крови кислородом осуществлялась без прекращения кровотока, а также аппарат для перфузии. В качестве оксигенатора в нем было использовано не механическое, а биологическое «устройство» — легкие животного.

Искусственное кровообращение открывало удивительные перспективы не только в области кардиохирургии, но и в решении проблемы изолированных органов и оживления всего организма. В первые десятилетия ХХ в. хирургам удавалось оживлять и длительное время поддерживать жизнеспособность важнейших органов человека и животных. Огромным вкладом в науку были эксперименты известного российского физиолога Алексея Кулябко (1866-1930), впервые в мире оживившего изолированное человеческое сердце после почти суточной остановки (1902). Позже Кулябко успешно оживлял изолированную голову рыбы и в течение 2-3 часов поддерживал жизнедеятельность мозга с помощью созданной им системы искусственной циркуляции по сосудам головы физиологического раствора. Рыбья голова двигала глазами и плавниками, открывала и закрывала рот, то есть проявляла все признаки жизнедеятельности. С более высокоорганизованными животными опыты как у Кулябко, так и у его коллег заканчивались неудачами. Одной из важнейших причин неудач было несовершенство существующих аппаратов искусственного кровообращения. В это интереснейшее время, когда наука соревновалась с фантастической литературой в дерзости замыслов, и пришел в медицину талантливый ученый и изобретатель Сергей Брюхоненко.

* * *

Сергей Брюхоненко родился 12 мая 1890 г. в городе Козлове (ныне Мичуринск) Тамбовской губернии. От отца, высококлассного инженера-механика, мальчик унаследовал интерес к конструированию и изобретательству. Еще будучи подростком, он самостоятельно сконструировал и собрал велосипед. По окончании гимназии в Саратове Сергей

поступил на естественный факультет Московского университета, но уже через год перешел на медицинский.

В 1914 г. началась Первая мировая война, и выпускник Брюхоненко отправился на фронт военным врачом. Став свидетелем многочисленных случаев травматического шока и боевых ранений легких, сердца и крупных сосудов, он всерьез заинтересовался возможностью временного экстракорпорального кровообращения для поддержания жизни при оперативных вмешательствах. После демобилизации в 1919 г. Брюхоненко с энтузиазмом вернулся к научно-исследовательской работе в терапевтической клинике 2-го Московского университета, а спустя два года возглавил химико-терапевтическую лабораторию Научно-исследовательского химико-фармацевтического института. Свои работы в области искусственного кровообращения он продолжил в должности заведующего лабораторией экспериментальной терапии Центрального института гематологии и переливания крови (1931-1935).

* * *

«В период между 1920 и 1923 гг., — писал Брюхоненко в автобиографии, — мною был изобретен и сконструирован аппарат для искусственного кровообращения — автожектор». Аппарат, названный автожектором, должен был выполнять сложнейшую задачу — осуществлять полное искусственное кровообращение в организме теплокровного животного. Но прежде чем приступить к работе над техническими деталями конструкции аппарата, предстояло решить серьезную проблему: нагнетаемая аппаратом в организм кровь свертывалась и закупоривала сгустками и аппарат, и сосуды. Это препятствие было преодолено, когда Брюхоненко и его коллегам был передан на исследование лекарственный препарат сурамин, применяемый при лечении трипаносомозов. В ходе исследования биологической активности сурамина выяснилось, что он обладает свойствами антикоагулянта и может быть использован как при традиционных переливаниях крови, так и в аппарате искусственного кровообращения.

Первые модели автожектора Брюхоненко конструировал специально для проведения опытов с изолированной головой собаки. Эти эксперименты должны были стать важным этапом изучения физиологических и фармакологических аспектов проблемы изолированных (переживающих) органов. «Начальная стадия работы носила изобретательский характер, и первые конструкции аппарата внешне выглядели как типичные самодельные приборы, — писал позднее Сергей Сергеевич. — Мне вспоминается одна из моделей, которая представляла собой хаотическое нагромождение частей, укрепленных на одном штативе».

Брюхоненко неутомимо совершенствовал свой автожектор и уже в 1924 г. предложил рациональную и надежную модель. «Идея и многие детали настоящего прибора сознательно заимствованы, насколько это возможно, от схемы и устройства центрального аппарата кровообращения теплокровных», — отмечал ученый в одной из своих работ. В автожекторе полный замкнутый круг кровообращения осуществлялся благодаря действию двух диафрагмальных насосов, соответствовавших левой и правой половинам сердца. В отличие от поршневых и ротационных, диафрагмальные насосы не «травмировали» форменные элементы крови. Газообмен осуществлялся с помощью изолированных легких животных. Роль артерий и вен выполняли каучуковые трубки. Чтобы обеспечить непрерывность кровообращения, в специальный резервуар наливали 400-1000 мл крови с добавлением антикоагулянтов. Давление (положительное для артерий и отрицательное для вен), температура и газообмен поддерживались и регулировались автоматически.

* * *

Испытания автожектора прошли успешно, и в сентябре 1925 г. на Втором всероссийском съезде патологов в Москве Брюхоненко впервые продемонстрировал медицинской общественности опыт с изолированной головой собаки. С помощью автожектора кровь при температуре 37-40 °С пропускали по резиновым трубкам через голову животного; оттекающая от головы кровь насыщалась кислородом, омывая изолированные легкие, нагревалась и снова направлялась к голове. «Отрезанная собачья голова переживала в течение 1 ч 40 мин, — писал очевидец. — Обнаруживались многие рефлексы, слышался визг собаки». Вскоре срок жизни изолированной головы собаки удалось увеличить до 2 ч 30 мин. Опыт Брюхоненко вызвал большой интерес, он впервые доказал возможность поддержания жизнедеятельности изолированной центральной нервной системы в течение нескольких часов.

28 мая 1926 г. автожектор был продемонстрирован на заседании секций нервно-мышечной физиологии и методики Второго всесоюзного съезда физиологов в Ленинграде. В докладе Брюхоненко и его коллега, блестящий патофизиолог, профессор Сергей Чечулин (1884-1937) описали устройство аппарата и отметили возможность его использования для полного замещения работы сердца.

Сергей Брюхоненко был полон оригинальных идей и изобретательских решений в самых разнообразных областях науки и техники. Чтобы представить широту интересов ученого, достаточно перечислить его некоторые запатентованные изобретения: «Автоматический телефонный коммутатор», «Невысыхающее чертежное перо», «Способ изготовления небьющегося термометра», «Прибор для просвечивания непрозрачных для света тел» (с помощью электромагнитных лучей, более безопасных, чем рентгеновские), «Прибор к вертикально установленным веретенам мотальных машин, обеспечивающий равномерную скорость наматывания нити» и др. Самым значительным достижением Брюхоненко считал изобретение «Способа и приспособления для пространственного рисования (стереография и стереограф)», запатентованного в Германии, Франции, Англии и США; в дальнейшем некоторые его принципы были использованы при создании в СССР стереокино

Используя автожектор, Сергей Сергеевич демонстрировал эксперименты с изолированной головой собаки, а также оживление организма животного после клинической смерти на Третьем (1928) и Четвертом (1930) Всесоюзных съездах физиологов и на XV Международном конгрессе физиологов, проходившем в СССР в 1935 г. По словам очевидцев, это были сенсационные эксперименты! Лежавшая на блюде изолированная голова собаки, соединенная только с аппаратом искусственного кровообращения, следила глазами за перемещением электрической лампочки, моргала веками при дуновении на роговицу, двигала ушами при звонке или свисте, выталкивала языком изо рта вату, смоченную кислотой, и облизывала губы, ее зрачки реагировали на изменение освещенности. Результаты экспериментов по оживлению также были впечатляющими: с помощью искусственного кровообращения Брюхоненко удавалось возвращать к жизни собак через 10-20 мин и более после наступления клинической смерти.

На Третьем съезде физиологов наряду с докладом о дальнейших опытах на изолированной голове собаки Брюхоненко сообщил об искусственном кровообращении целого организма собаки с выключенным сердцем: «Выработан метод, позволяющий часами поддерживать жизнь теплокровного животного с остановленным сердцем при помощи механически воспроизведенного кровообращения».

Эксперименты с изолированной головой собаки производили фантастическое впечатление на зрителей. Чтобы убедиться в реальности происходящего, в том, что «живые головы» доктора Брюхоненко — не ловкий фокус, а потрясающая реальность, европейские научные издания присылали в Москву журналистов и экспертов. Специальные демонстрации эксперимента проводились для зарубежных научных делегаций, а также для советского наркома просвещения Анатолия Луначарского (1875-1933). Новость о живых головах вызвала волну беспокойства среди обычных граждан: одних она пугала, других вдохновляла. «Я испытываю прямо-таки искушение дать обрезать голову мне самому, чтоб я впредь мог диктовать пьесы и книги так, чтоб мне не мешали болезни, чтоб я не должен был одеваться и раздеваться, чтоб мне не нужно было есть, чтоб мне не приходилось делать ничего другого, как только производить драматические и литературные шедевры», — так описал свое душевное состояние, вызванное опытами Брюхоненко, известный английский драматург Бернард Шоу (1856-1950).

Читайте также: На повестке дня – трансплантация головы

* * *

Для проведения серьезных операций на сердце человека описанной выше модели автожектора было недостаточно. Возникла необходимость создания «искусственного легкого». Брюхоненко совместно с известным патофизиологом Всеволодом Янковским разработал сплошную систему «искусственное сердце — легкое». В предложенном профессором Янковским оксигенаторе подогретый и увлажненный кислород, выходящий мелкими пузырьками из погруженной в кровь трубки, вспенивал ее и тем самым обеспечивал необходимую поверхность соприкосновения крови с кислородом. Несмотря на усовершенствование, автожектор Брюхоненко тогда не нашел широкого применения в отечественной медицине. По сути, единственным практическим воплощением идей искусственного кровообращения в 30-х годах были экспериментальные операции на животных, проведенные хирургом Николаем Теребинским (​1880–1959): он впервые в мире с помощью автожектора Брюхоненко в эксперименте получил открытый доступ к сердцу и оперировал на сердечных клапанах. Активной разработкой идеи искусственного кровообращения в СССР занялись только в середине 50-х годов, когда западные коллеги уже широко применяли этот метод в кардиохирургии.

Успешные эксперименты с отрезанными собачьими головами неоднократно проводил в 1959 г. советский хирург, основоположник мировой трансплантологии Владимир Демихов (1916-1998). Он утверждал, что вполне реально поддерживать жизнь и в человеческой голове, однако попыток таких не предпринимал. Первые и пока единственные сведения об оживлении головы человека относятся к середине 80-х годов, когда двум немецким нейрохирургам Вальтеру Крайтеру и Генриху Куриджу якобы удалось в течение двадцати дней поддерживали жизнь в ампутированной человеческой голове

* * *

В 1935 г. Сергей Брюхоненко основал и возглавил новое научно-исследовательское учреждение — Институт экспериментальной физиологии и терапии. Однако в 1948 г. институт был закрыт по решению президиума АМН после печально известной августовской сессии ВАСХНИЛ, когда под руководством Трофима Лысенко в биологических науках была произведена «кадровая чистка». Брюхоненко вынужден был начать научную карьеру сначала. Не без трудностей ему удалось устроиться рядовым научным сотрудником в НИИ экспериментальной хирургической аппаратуры и инструментов, где он проработал до 1958 г. Сергей Сергеевич участвовал в создании оригинальной модели аппарата искусственного кровообращения, с помощью которого в 1957 г. в СССР были произведены в клинике первые операции на открытом сердце.

В 1958-1960 гг., Брюхоненко заведовал лабораторией искусственного кровообращения формировавшегося тогда в Москве, а позднее переехавшего в Новосибирск Института экспериментальной биологии и медицины Сибирского отделения Академии наук. Умер Сергей Брюхоненко в 1960 г. Через пять лет после смерти ученому была присуждена Ленинская премия «за научное обоснование и разработку проблемы искусственного ​кровообращения».

Подготовила Татьяна Ткаченко

На фото рядом с заголовком – кадр из фантастического кинофильма.

“Фармацевт Практик” #05′ 2009