Джон Кейжу - Открытия, которые изменили мир
В 1950-х работа продвинулась по многим фронтам: от разработки местной, регионарной и внутривенной анестезии до технических улучшений в области управления наркозом. Но, пожалуй, самый захватывающий прогресс происходит сейчас в области нейронауки. Никто не знает до конца, как работает анестезия. Для нас это такая же загадка, как сама природа человеческого сознания. Однако недавние находки позволили приподнять завесу тайны над механизмом воздействия анестетиков на нервную систему и узнать больше о ее общем воздействии на сознание и болевые ощущения, а также о действии на молекулярном уровне на отдельные клетки (нейроны) в разных отделах головного и спинного мозга.
Современные практикующие врачи безусловно понимают, что анестезия не просто «вырубает» пациента. Она складывается из нескольких ключевых аспектов: расслабление (миорелаксация), торможение психического восприятия, анальгезия (обезболивание), нейровегетативная блокада и поддержание адекватного метаболизма. В 1990-х исследователи обнаружили, что анестетики достигают всего этого путем воздействия на разные отделы нервной системы.
***
В 1990-х исследователи сделали еще более удивительные открытия о воздействии обезболивающих веществ, создав предпосылки для появления улучшенных анестетиков будущего. Например, долгие годы считалось, будто все такие средства воздействуют на одну и ту же мишень в мозге, меняя внешнюю оболочку нейрона. Однако теперь исследователи знают, что универсального ответа, который объяснял бы, как работают все анестетики — или даже как работает один агент, — не существует. Анестетики меняют механизм работы нейронов (то, каким образом они передают друг другу сигналы), изменяя микроскопические поры на поверхности нейрона — ионные каналы. Существуют десятки разновидностей ионных каналов, поэтому анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, на какие из них они направлены. Более того, поскольку в мозге миллиарды нейронов и бесчисленное количество связей между ними, свою роль также играет расположение нейрона, находящегося под воздействием препарата, внутри мозга. Исследователи установили, что воздействию анестезии подвержены крупные отделы мозга: таламус (передает сигналы в высшие отделы), гипоталамус (регулирует множество функций, в том числе сон), кора (внешний слой, участвующий в мыслительном процессе и сознательном поведении), гиппокамп (участвует в формировании воспоминаний).
Более того, не так давно нейрологи обнаружили, что анестетики могут действовать по-разному, обращаясь к высокоспецифическим «рецепторам». Рецепторы — крошечные молекулы на поверхности нейронов, которые определяют, откроется ли ионный канал (а значит, передастся ли сигнал). Анестетики разных типов регулируют передачу нервного импульса и оказывают свое уникальное воздействие, взаимодействуя с различными рецепторами.
Один из рецепторов, играющий ключевую роль в действии анестезии, называется рецептором гамма-аминомасляной кислоты (ГАМКА-рецептор). Исследования показали, что разные анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, к какому региону (субъединице) ГАМКА-рецептора они присоединяются, в какой части нейрона расположен ГАМКА-рецептор и в каком отделе мозга находится нейрон. Ясно, что при таком количестве переменных исследователей ждет долгая и трудная работа. Им предстоит разобраться во множестве способов действия нынешних и будущих анестетиков.
Но именно это и есть самое интересное и захватывающее в будущем анестезиологии. Узнавая все больше о том, как и где анестетики воздействуют на нервную систему, возможно, нам удастся разработать препараты, направленные на конкретные рецепторы и их субъединицы, что в результате даст эффект узконаправленного действия. Препараты узконаправленного действия можно будет комбинировать, чтобы получить более безопасную и эффективную анестезию. Как заметил анестезиолог Беверли Орсер в недавней статье в журнале Scientific American, многие эффекты современной анестезии «необязательны и нежелательны». Однако, если врачи научатся составлять «коктейль, в котором каждый из компонентов выполняет одну строго определенную функцию, в будущем анестезия сможет покорить новую высоту: например, во время операции пациент сможет оставаться в сознании и разговаривать, но совершенно не будет чувствовать боли, когда ему восстанавливают сломанную конечность… или заменяют тазобедренный сустав».
***
Итак, сегодня, через 150 лет после того, как Уильям Мортон изменил медицинскую практику, предложив использовать эфир в хирургии, анестезиология продолжает развиваться сама и провоцирует изменения в других областях медицины. Так же интригует и другой ее аспект: некоторые полагают, будто сведения, полученные при изучении анестетиков, помогут нам раскрыть многие секреты разума. Как заметили исследователи в одном из недавних номеров Nature Reviews: «Анестезирующие агенты используются, чтобы идентифицировать нейроны и связи между ними, участвующие в осознанном восприятии и механизмах сна и пробуждения». Результаты текущих исследований «вероятно, дадут сущностные знания… которые будут иметь огромное значение для медицины и основ нейрологии».
К таким знаниям относятся не только механизм действия новых анестетиков, но и загадки человеческого сознания, от природы мыслей и снов до высших ощущений, описанных Гемфри Дэви более 200 лет назад. Но куда бы ни привели нас эти исследования — в глубины человеческой натуры или «дальше самых далеких звезд», — мы не должны забывать о том качестве анестезии, которое полностью изменило жизнь человечества. Джон Сноу с восхищением писал в своей работе в 1847 г.: «Постоянный успех, сопровождающий употребление эфира, есть одно из его величайших достоинств… Пациент избавлен теперь не только от боли, но и от мучительного ожидания ее… и уже относится к операции лишь как к назначенному времени, после которого сможет не вспоминать о ноющем суставе или другой досадной болезни».
Слова Сноу подтверждают рождение новой науки и нового уровня восприятия, неизвестного до XIX века, но высоко оцененного с тех пор во всем мире.
ГЛАВА 5
Вижу тебя насквозь:
открытие рентгеновских лучей
Тайны, секреты и загадки: четыре правдивые истории
Случай 1. Всего два дня назад этот полуторамесячный мальчик был здоровым, бодрым и активным, но, когда его левая ножка неожиданно начала отекать, обеспокоенная мать принесла его в пункт неотложной помощи. Отвечая на стандартные вопросы докторов, она сообщила, что ребенок не мог получить травму в результате неосторожной игры или другой случайности. Что же послужило причиной отека — опухоль, тромб, инфекция? Ответ на вопрос дал один-единственный рентгеновский снимок: на туманном темном фоне проступал призрачно-белый силуэт бедренной кости, аккуратно переломленной надвое. Дальнейшее рентгеновское исследование обнаружило еще более отвратительные тайны: у ребенка были найдены срастающиеся переломы правого предплечья, правой ноги и черепа. Диагноз поставлен, лечение назначено. Мальчику наложили ортопедическую повязку и вместе с двумя старшими братьями отправили в приют, чтобы уберечь от домашнего насилия.
Случай 2. Семидесятисемилетняя китайская бабушка Цзинь Гуанъин много лет страдала от мигрени. Иногда боль становилась настолько сильной, что она в отчаянии начинала бить себя по голове кулаком и что-то бессвязно бормотать. Когда семья наконец собрала достаточно денег, чтобы отвезти ее в больницу, доктор сделал рентгеновский снимок головы Гуанъин. Снимок оказался в целом непримечательным: тусклый серовато-белый пейзаж с проступающими очертаниями мозга и костей черепа. За исключением одной невероятной детали: недалеко от центра мозга светился белый силуэт пули. В ходе четырехчасовой операции доктора удалили пулю и вскоре узнали всю историю целиком. В 1943 г., во время Второй мировой войны, когда тринадцатилетняя Гуанъин относила еду своему отцу, в нее выстрелил японский солдат. Она выжила и забыла о ране на следующие 60 лет — пока простой рентгеновский снимок не раскрыл и загадку прошлого, и причину ее головных болей.
Случай 3. Шестидесятидвухлетнего мужчину привезли в пункт неотложной помощи с жалобами на боль в животе, невозможность есть и отсутствие стула. Кроме того, докторам сообщили, что он страдает психическим расстройством. Но это вряд ли подготовило их к тому, что они вскоре увидели на рентгеновском снимке органов грудной клетки и брюшной полости больного. Врачи рассматривали волнистые очертания внутренних органов и тени ступенек позвоночника, но их взгляды быстро привлек огромный ярко-белый мешок в нижней части живота. Его форма не соответствовала ни одному из известных внутренних органов. Однако, как выяснилось во время операции, это был желудок пациента, в котором находилось 350 монет и десятки металлических цепочек. Пяти килограммов металла оказалось достаточно, чтобы желудок опустился глубоко вниз, в тазовую полость. Это объясняло загадочные симптомы и одновременно свидетельствовало о том, что психическое расстройство пациента намного серьезнее, чем полагали его близкие.
