Не жилец! История медицины в увлекательных заметках - Андрей Сазонов

К чести всех причастных к созданию инсулина нужно отметить, что они не стали извлекать выгоду из своего изобретения, а передали права на него Торонтскому университету за символическую плату в один канадский доллар.

Во второй половине ХХ века инсулин принес ученым еще две Нобелевские премии, такой уж это богатый на премии гормон. За определение точной последовательности аминокислот, образующих молекулу инсулина, премию получил британский биолог Фредерик Сенгер. Кстати говоря, инсулин оказался первым белком, структура которого была полностью «расшифрована». А немного позднее британский химик Дороти Кроуфут-Ходжкин определила пространственное строение молекулы инсулина и была награждена за это Нобелевской премией. Не исключено, что создатели таблетированного инсулина тоже могут быть удостоены этой награды. Избавление сотен миллионов людей от необходимости ежедневных инъекций, причем неоднократных, заслуживает всяческих наград.

Главная функция почек заключается в очистке крови от конечных продуктов обмена веществ, не только ненужных, но и токсичных для организма. При тяжелом поражении почек, когда они совсем перестают делать свое дело или же делают его очень плохо, наступает самоотравление организма, которое заканчивается фатально.

Проблема очистки крови волновала человечество с незапамятных времен. Например, древние египтяне с этой целью пили вино с добавлением пряностей, а древние китайцы — хвойный отвар. Но на самом деле, если почки не справляются со своей задачей, кровь можно очищать только экстракорпорально, то есть вне организма, а затем возвращать обратно.

Способ очистки крови разработал британский химик Томас Грэм, бывший одним из основателей и первым президентом Лондонского химического общества[156]. В середине XIX века Грэм опубликовал свой известный труд «Осмотическая сила», в котором описал применение мембраны из пергаментной бумаги для разделения сложных коллоидных растворов, в которых одни растворенные вещества присутствуют в виде молекул (ионов), а другие — в виде более крупных частиц, твердых или жидких. Если сделать в мембране отверстия, через которые смогут проходить только молекулы, то они перейдут через нее в раствор, в котором их концентрация будет более низкой, потому что в сообщающихся растворах концентрации веществ стремятся к выравниванию. А вот более крупные частицы или гигантские молекулы через мембрану проникнуть не смогут, потому что их размеры больше размеров отверстий. Такое разделение растворов получило название «диализа».

Конечные продукты обмена веществ, выводимые почками, такие как креатинин или мочевина, имеют небольшие молекулы и кровь от них можно очищать методом диализа. Это очень удобно: ненужное уходит, а нужное — клетки крови, крупные молекулы белков и пр. — остается. Врачи очень быстро сообразили, что диализ можно приспособить для очистки крови при плохой работе почек, и начали работать над созданием такого аппарата. К счастью, эти работы совпали по времени с внедрением в медицинскую практику антисептики и асептики, требования которых учитывались при разработках. Страшно даже представить, что могло бы быть, если бы при диализе кровь «обогащалась» различными микроорганизмами.

Пионером гемодиализа (так называется диализ крови) стал американский биохимик Джон Абель, профессор фармакологии Школы медицины балтиморского Университета Джонса Хопкинса. Абель и его ассистенты Леонард Раунтри и Бенджамин Тернер не просто создали первую в истории искусственную почку, но и доказали возможность гемодиализа. Правда, эта первая искусственная почка предназначалась только для собак. Размеры мембраны не позволяли проводить очистку бо́льших объемов крови. Но размеры — дело решаемое. Главное то, что искусственная почка была создана и что она работала, очищала кровь собак, у которых были удалены обе почки.

В XIX веке было сделано множество открытий в сфере медицины. Многие из этих открытий были весьма неожиданными. Поэтому Абель, приступая к работе над созданием искусственной почки, не был уверен в том, что из этой затеи выйдет толк. А вдруг возвращенная в организм кровь окажется функционально несостоятельной? Вдруг она во время очистки лишится не только «мусора», но и каких-то своих нужных качеств? Чем больше накапливается знаний, тем более осторожными становятся экспериментаторы.

Большие опасения разработчикам искусственной почки внушала «реакция Абдергальдена» — выработка неких защитных ферментов при попадании в кровь веществ, которых в норме в ней быть не должно. Контакт с мембраной мог запустить выработку этих ферментов, и неизвестно, как это отразилось бы на организме. Впоследствии было установлено, что концепция защитных ферментов крови, созданная швейцарским биохимиком Эмилем Абдергальденом, является ошибочной, но в начале ХХ века в это верили.

Крупной проблемой, реальной проблемой, стало свертывание крови. Свертывание — это очень полезное защитное качество, предохраняющее организм от потерь значительных количеств крови. Но иногда это полезное качество оказывается вредным. Для того чтобы предотвратить свертывание крови, Абель вводил в нее гирудин, противосвертывающее вещество, вырабатываемое пиявками. Пиявки пьют кровь долго, и им нужно сделать так, чтобы она не свертывалась.

Абель был химиком, а не врачом. Его интересовала сама возможность гемодиализа, а не создание аппарата, который можно было бы внедрить в практику. Он доказал, что это возможно, разработал метод в общих чертах, и на этом дело закончилось.

Спустя несколько лет в той же Школе медицины было сделано еще одно важнейшее открытие, касающееся гемодиализа. Талантливый студент по имени Джей Маклин, работавший в лаборатории известного физиолога Уильяма Генри Хауелла, выделил из печени собаки противосвертывающее вещество, которое «по месту рождения» было названо «гепарином»[157]. Хауеллу не удалось получить чистый гепарин, который при введении не вызывал бы нежелательных реакций. Эта задача была решена в Торонто с участием уже известного вам по истории получения инсулина Чарльза Беста.

Это может показаться очень странным, но после создания первой искусственной почки не возникло бума по ее совершенствованию, несмотря на то что врачи очень сильно, просто отчаянно нуждались в таком аппарате, ведь никакого другого способа очистки крови не было.

Практически одновременно с Абелем созданием искусственной почки занимался другой человек — молодой немецкий врач Георг Хаас. Отец Хааса владел чугунолитейным и машиностроительным заводами, и Георг с детских лет привык иметь дело с различными машинами, то есть обладал инженерными задатками. Аппарат, сконструированный Хаасом, был гораздо совершеннее аппарата Абеля. Вдобавок целью Хааса было не просто создание искусственной почки, а создание аппарата, пригодного для практического использования.