Хирурги, святые и психопаты. Остросюжетная история медицины

Вот и все, что я знал о сердце.

Это не совсем верно, потому что предсердия тоже перекачивают кровь. Люди с фибрилляцией предсердий – распространенным нарушением сердечного ритма – не только имеют повышенный риск инсульта из-за турбулентности и тромбов, но и ощущают упадок сил, поскольку предсердия утрачивают способность сокращаться синхронно. На иллюстрациях в учебниках камеры обычно изображают так, будто они находятся бок о бок, что тоже не соответствует действительности. Я предлагаю другую аналогию – представить сердце как дом с двумя спальнями сверху и кухней и гостиной внизу. Почему? Потому что желудочки очень отличаются друг от друга. Они скорее не левое и правое, а переднее и заднее.

Предисловие. Рисунок 1. Строение сердца.

Более толстый и мощный левый желудочек имеет конусообразную форму и состоит из круговых пучков мышечных волокон, которые энергично сокращают и вращают камеру. В нем около пяти миллиардов клеток, и более половины из них составляют кардиомиоциты – сократительные клетки. Кардиомиоциты тесно связаны друг с другом межклеточными контактами, благодаря чему сердце словно опутано тончайшей электрической сетью. Внутри кардиомиоцита находятся тщательно организованные молекулы белка, которые скользят друг по другу, вызывая укорочение и сокращение мышц.

Оба желудочка должны генерировать мощную силу, чтобы быстро проталкивать кровь по циркуляторной системе артерий, вен и капилляров. Сократившись, они расслабляются, и после каждого сокращения камеры вновь заполняются кровью. В состоянии покоя сердце совершает около 70 ударов в минуту, но при интенсивных физических нагрузках этот показатель может повыситься до 180. В ответ на нервную и гормональную стимуляцию к 75 триллионам клеток нашего тела ежеминутно поступает от 5 до 20 литров крови. Если вдуматься, цифры поражают. Ежедневно 100 тысяч ударов распределяют 7600 литров крови. За год сердце совершает 35 миллионов ударов, а за жизнь средней продолжительности – 2,5 миллиарда. В сутки эритроцит преодолевает по сосудистой системе около 20 000 км, что в четыре раза превышает расстояние от западной до восточной границы США.

Несмотря на миллиарды ударов, совершенных за жизнь человека, половина кардиомиоцитов, присутствовавших при его рождении, сохранятся и к моменту его смерти. Они успеют израсходовать достаточно энергии, чтобы на грузовике доехать до Луны и обратно.

Только 1 % кардиомиоцитов ежегодно обновляется в младших возрастных группах. Сравните эти трудолюбивые «вечные» клетки с теми, что выстилают кишечник и живут меньше недели.

Мускульное сокращение и расслабление не так просты, как кажется на первый взгляд. Когда левый желудочек сокращается во время систолы, полость одновременно сужается и укорачивается, чтобы вытолкнуть кровь. Через выпускной клапан она попадает в аорту и проходит по всему телу. Поразительно, но за жизнь средней продолжительности по организму человека проходит около 158 987 295 литров крови. Этого достаточно, чтобы заполнить более трех супертанкеров. Во время расслабления, или диастолы, камера одновременно расширяется и удлиняется. Создаваемое отрицательное давление втягивает кровь из левого предсердия через митральный клапан, получивший свое название из-за сходства с митрой священнослужителя. Хотя это, на мой взгляд, вполне уместная метафора, некоторые предпочитают сравнивать его с женским поясом с подвязками.

Правый желудочек работает совсем по-другому. При меньшем давлении и сопротивлении он перекачивает в легкие тот же объем крови через пульмональный клапан. Правый желудочек более тонкостенный. Он имеет серповидную форму и обернут вокруг передней части левого желудочка. Стенка левого желудочка – межжелудочковая перегородка – разделяет сердца на левый и правый желудочек, поэтому она является стенкой и того, и того желудочка. Правый желудочек похож на полумесяц и как бы обнимает левый сбоку. Таким образом, функция двух этих полостей во многом зависит друг от друга и целостности их электропроводящей системы.

Сердечный цикл – это настоящее аргентинское танго, с одним отличием: каждый тщательно синхронизированный удар занимает меньше секунды, и танец продолжается всю жизнь.

Искусно скоординированный ритм оркестрируется скоплениями пейсмейкерных клеток, или водителями ритма, которые условно делятся на 4 порядка: водитель первого порядка – синоатриальный узел в стенке правого предсердия, водитель второго порядка – атриовентрикулярный узел, расположенный между предсердиями и желудочками, а также водители тертьего и четвертого порядка – ножки пучка Гиса и волокна Пуркинье соотвественно. Сигналы передаются с помощью непрерывного электрического тока, который проходит через внешние оболочки пейсмейкерных клеток. Этим последние отличаются от обычных кардиомиоцитов – они «бьются» только при наличии стимула. Электрические токи лежат в основе электрокардиографии (ЭКГ), с помощью которой можно оценить многие аспекты здоровья сердца, включая толщину стенок, историю сердечных приступов и заболевания сердечной мышцы.

Больные сердца? не любят, когда их трогают, отсюда и трудности с проведением кардиохирургических операций. Сердце возмущается, нарушает свои синхронизированные движения, совершает дополнительные, или эктопические удары, переходит на ускоренный ритм или даже начинает бесконтрольно извиваться (это называется фибрилляцией желудочков). Без экстренного электрического шока фибрилляция приводит к смерти человека, а дефибрилляторы стали применяться только в 1950-х годах. В случае остановки сердца кровь перестает циркулировать по 96 500 км кровеносных сосудов, мгновенно лишая ткани кислорода и жизненно важных питательных веществ. Быстро накапливаются токсичные метаболиты, такие как углекислый газ и молочная кислота, и со временем клетки разрушаются. Игра окончена.

Сердечная мышца поразительно хорошо адаптируется. Когда мы интенсивно тренируем руки и ноги, скелетные мышцы устают и деревенеют из-за скопления молочной кислоты. О кардиомиоцитах нельзя сказать то же самое. Эти клетки обладают невероятной способностью сокращаться по 70–150 раз в минуту на протяжении всей жизни, беспрестанно. Лишь нарушение кровоснабжения или сердечное заболевание могут изменить установленный сценарий. Само сердце, благодаря двум крошечным коронарным артериям, получает лишь 5 % от всей протекающей по телу крови. Сравните это с 20 %, получаемыми головным мозгом, – комком нервных клеток, неподвижно лежащем в черепной коробке. С возрастом коронарные артерии могут закупориваться холестериновыми бляшками, которые накапливают кальций. Неправильное питание и курение повышают риск развития атеросклероза. Если коронарные артерии закупориваются, во время физических нагрузок усиления кровотока не происходит, в результате чего возникает ишемия, и из-за недостатка кислорода образуется молочная кислота. Это ведет к давящей боли в груди, известной как стенокардия. В состоянии покая боль стихает. По крайней мере, мы на это надеемся.

Даже здоровый орган может кардинально измениться.

В результате регулярных интенсивных тренировок сердце спортсмена становится на 20–30 % толще, но не за счет роста числа кардиомиоцитов, а за счет увеличения их в размере.

Полость левого желудочка может увеличиться в объеме в два раза при циркуляторной перегрузке во время беременности, а в течение десяти дней после родов сократиться на целых 40 %. Все это происходит в ответ на механический стресс и адаптацию формы и размера кардиомиоцитов, а не на рост числа клеток.

Напротив, сердечный приступ обернется катастрофой, если в течение часа пациент не пройдет лечение в катетеризационной лаборатории. Когда трудолюбивые мышечные клетки резко лишаются крови и кислорода из-за перекрытой коронарной артерии, приходит беда. Отдельные кардиомиоциты накапливают токсичные вещества, из-за которых многие разрушаются, а их содержимое вытекает из разорванных оболочек. Это приводит к сильной боли и смерти целых двух миллиардов клеток. Небольшая часть выживших кардиомиоцитов, возможно, начнет делиться, но этого все равно слишком мало для устранения повреждений. Одновременно фибробласты, составляющие структурный каркас нашего сердца, тоже начнут стремительно делиться, образуя рубцовую ткань. Это позволяет предотвратить разрыв сердца, но далеко не всегда – в таких случаях пациент неожиданно умирает через несколько дней. Внезапная фибрилляция желудочков, вызванная потерей стабильности проводящей системы сердца, – наиболее распространенная причина смерти после сердечного приступа.

Можно ли предотвратить фатальную последовательность событий? Да, но только с помощью умелых интервенционных кардиологов. Через аорту они введут катетер в закупоренную артерию, чтобы установить стент и расширить просвет сосуда. Умирающая сердечная мышца снова начинает получать кровь и оказывается спасена, но все зависит от быстрого доступа к кардиологической клинике и наличия свободного специалиста. Не у всех есть такая возможность, особенно в рамках Национальной службы здравоохранения. Соотношение миокарда и рубцовой ткани после сердечного приступа напрямую указывает на качество оказанной медицинской помощи.

Во второй половине ХХ века для этих проблем было найдено постоянно совершенствующееся хирургическое решение.

К сожалению, фиброзная ткань нестабильна. Находясь под постоянным давлением в полости левого желудочка, она растягивается. Поврежденная камера расширяется, и, согласно законам физики, с увеличением камеры растет и давление на ее стенку. Затем митральный клапан начинает протекать, и давление в левом предсердии и легочных венах возрастает. Появляется одышка. По мере развития сердечной недостаточности страдают и другие органы. Ухудшается работа почек, развивается асцит (водянка). Ноги и живот со временем наполняются жидкостью, а печень растягивается из-за повышения давления в венах, отводящих кровь от нижней части тела. Бесконечные страдания, свидетелем которых довелось стать и мне.

Сколько живут другие органы после остановки сердца? Важнейший вопрос, краеугольный камень трансплантологии. Смерть наступает постепенно из-за метаболического хаоса, вызыванного прекращением поступления кислорода и глюкозы к тканям. Известно, что органы грудной клетки – сердце и легкие – остаются жизнеспособными вне тела в течение 4–6 часов. Печень живет до 12 часов, а почки – до 36. Естественно, ткани с более низкой скоростью обмена веществ, например кожа, сухожилия, сердечные клапаны и роговица, сохраняют жизнеспособность гораздо дольше. А что насчет мозга?

Хотя на мозг приходится всего лишь 2 % от общей массы тела, он потребляет около 20 % кислорода из крови. Нервным клеткам также требуется большой запас глюкозы для удовлетворения их энергетических потребностей. В условиях кислородного голодания, или гипоксии, организм человека быстро утрачивает способность метаболизировать глюкозу, а в результате чего – и нервную функцию. Поэтому через 10–15 секунд после остановки кровообращения человек теряет сознание.

Через 4 минуты, или всего 240 пропущенных ударов сердца спустя, начинается повреждение головного мозга, которые через 10 минут после остановки кровообращения становятся необратимыми. Дыхание прекращается через полторы минуты после остановки кровообращения.

Для возникновения гипоксии не нужна полная остановка сердца. К кислородному голоданию способны привести серьезные нарушения сердечного ритма и очень низкое артериальное давление.

Не менее любопытно то, что происходит в сознании человека во время остановки сердца. Электроэнцефалография (ЭЭГ) – мозговой эквивалент электрокардиографии (ЭКГ). Американские врачи проводили ЭЭГ 87-летнему пациенту, которому после травмы головы требовалась операция на мозге, чтобы устранить сгусток крови. К несчастью, у мужчины случился сердечный приступ, и он скончался прямо во время исследования, но специалисты продолжали наблюдать за мозгом пациента в течение пятнадцати минут после его смерти. Результаты изучения электрической активности его мозга оказались впечатляющими. Сосредоточившись на тридцати секундах до и после остановки сердца, врачи заметили те же изменения в электрических волнах, что наблюдаются у людей, когда они спят, видят флешбэки или обрабатывают воспоминания. Мозговые волны, записанные во время сердечного приступа и сразу после него, позволяют предположить, что у пациента в голове пронеслись воспоминания о жизни, аналогичные тем, что сопровождают околосмертные переживания.

Описывая свои наблюдения в журнале Frontiers in Aging Neuroscience, один из авторов статьи пришел к следующему выводу: «Человеческий мозг, скорее всего, обладает способностью генерировать координированную активность в процессе умирания. И действительно, это предположение подтверждают аналогичные наблюдения, сделанные в ходе контролируемых экспериментов на крысах».

Его слова резонируют со множеством историй, услышанных мной от пациентов на более поздних этапах моей карьеры.

Мозг и сердце – неразлучные товарищи, но смерть может наступать не так быстро, как мы раньше думали.

Согласно прежним представлениям, клетки мозга умирают в течение 5–10 минут, однако современные данные свидетельствуют об обратном: оставленные в покое нейроны умирают на протяжении многих часов или даже нескольких дней после остановки сердца и смерти человека. Парадоксально, но именно восстановление притока кислорода к тканям во время реанимационных мероприятий приводит к гораздо более быстрой гибели клеток. Врачи называют это реперфузионным повреждением. Чем дольше у человека длится остановка сердца, тем сильнее будут повреждены клетки. Человек, в мозг которого кровь не поступала менее пяти минут, имеет гораздо больше шансов на спасение и восстановление, чем человек, испытавший более долгую гипоксию. Вообще, это вполне логично и связано со свободными радикалами[8 - Свободные радикалы – частицы, содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке. Они провоцируют процесс окисления, атакуя обычные клетки и пытаясь отнять у них один электрон. Затронутая клетка сама становится свободным радикалом, распространяя окислительную реакцию на прилегающие клетки, или разрушается. – Прим. науч. ред.].

Будучи младшим врачом в крупной клинической больнице Лондона, я всегда добровольно дежурил в бригаде, работавшей с пациентами с остановкой сердца. Днем и ночью дежурило по три человека, и большинство членов нашей бригады были ветеранами регби. Два терапевта, потому что в дневное время хирурги обычно заняты в операционных, и стажер-анестезиолог, задача которого состояла в том, чтобы вводить пациентам в дыхательные пути эндотрахеальную трубку и нагнетать кислород в легкие. Спортивная подготовка играла ключевую роль в нашей работе. Когда поступал экстренный вызов, мы мчались по коридорам, взлетали по лестницам и со всех ног бежали по отделению. Время решало все. С каждой секундой лишенный крови мозг умирал, и тогда мы еще ничего не знали о свободных радикалах.

Представьте себе медсестру, которая сидит на животе лежащего на койке пациента и, скрестив ладони на груди, совершает ритмичные, но робкие компрессии.

Когда Мрачный Жнец ждет у изголовья кровати, робость неуместна. Итак, регбийная команда жестко приступает к делу. Хрусть-хрусть-хрусть-хрусть.

При неистовых компрессиях грудина приближается к грудному отделу позвоночника, зажимая недвижимое сердце. Даже энергичный непрямой массаж сердца позволяет достичь лишь 20 % эффективности нормальной его работы. Одновременно с этим принудительное движение грудной клетки приводит сначала к втягиванию, а затем к выпусканию воздуха, поэтому в искусственном дыхании изо рта в рот нет необходимости.

Реанимационная медсестра принесла мне шприц с адреналином и длинную иглу для люмбальной пункции. Приостановив компрессии, я ввел иглу через грудную стенку, целясь в полость левого желудочка. Введя мощный стимулятор, я продолжил вжимать грудную клетку, чтобы доставить препарат в сосуды организма для подъема артериального давления и увеличения потока крови в мозг и сердце. Это вызывало сердечный ритм даже у тех, у кого линия ЭКГ была абсолютно ровной. Когда этого не происходило, асистолия сменялась на фибрилляцию желудочков – бурный электрический хаос, который более восприимчив к разряду дефибриллятора. Разряд! Мышцы пациента резко сократились, из-за чего спина выгнулась, а тело приподнялось. К тому моменту анестезиолог успевал установить катетер и ввести дозу бикарбоната натрия для нейтрализации кислоты в крови.

Вообще, нам редко встречались сердца, которые не удавалось перезапустить. Часто сердце снова начинало фибриллировать из отвращения к столь жестокому обращению, но мы пускали еще один разряд. Обычно к тому моменту, как пациент опять оказывался на матрасе, его сердечный ритм более-менее приходил в норму. Тут уставший орган нужно было оставить в покое, чтобы дать ему собраться с силами.

Мы гордились восстановлением кровообращения и воскрешением мертвых, но сами пациенты платили за второй шанс высокую цену. Многочисленными сломанными и смещенными ребрами. Были ли наши усилия своевременными, и удалось ли нам предотвратить катастрофическое повреждение головного мозга в условиях гипоксии? Такой результат приговорил бы живое тело к стойкому вегетативному состоянию. Статистика красноречива: только один из четырех пациентов выживал, а у большинства имелись повреждения мозга. Однако некоторые восстанавливались, что все-таки оправдывало наши усилия. Воспринимала ли наша спортивная реанимационная бригада лежащее перед нами тело как живого человека? Это не входило в план. Кто-то нажимал на сигнал тревоги, и мы на него отвечали. Мы проводили все мероприятия, но после, как правило, больше не видели пациента. Его отвозили в отделение интенсивной терапии, а мы расходились по своим углам. У нас не было посттравматического стресса, о котором пишут в современных статьях. Мы просто спасали следующего пациента.

Возможно, по своей природе хирурги другие. Конечно, терапевты считали нас неполноценным видом.

Я остался работать с больными сердцами, и многие мои товарищи-регбисты из нашей реанимационной бригады тоже стали хирургами. Тут возникает резонный вопрос: если мозг серьезно повреждается в течение всего нескольких минут после остановки кровообращения, как можно проводить сложные операции на больном и раздраженном сердце, которое заполнено кровью под давлением и находится в непрерывном движении? Решение было найдено, но оно потребовало времени… и блестящих умов.

Большим толчком к развитию кардиохирургии послужила Вторая мировая война с ее проникающими ранениями грудной клетки и совместной работой британских и американских хирургов в Европе, которые извлекали пули и осколки. Обмен идеями между союзниками вдохновил решительно настроенных молодых мужчин вернуться домой и заняться поиском более эффективных методов хирургического лечения тяжелых пороков сердца. Дальнейшие эпохальные события шокировали и профессионалов, и обывателей. Мрачный Жнец сидел на плече каждого хирурга, а главных героев этой истории окрестили безрассудными психопатами. Хотя статистику скрывали от СМИ, все знали, что под скальпелем умирало больше, чем выживало.

Парадоксальным образом я и случайно, и намеренно стал сначала учеником, а затем и коллегой многих пионеров кардиохирургии по обе стороны Атлантики. Поскольку их воспоминания показались мне крайне захватывающими, я решил написать учебник на эту тему. Книга «Вехи кардиохирургии» была издана в 1997 году, ровно через 100 лет после первого успешного хирургического лечения ножевого ранения сердца в Германии. Однако ножевые ранения оказались пределом возможностей кардиохирургии на следующие полвека, да и медицинское лечение оставалось таким же примитивным. Сердечные заболевания становились смертным приговором. В учебнике по медицине 1913 года знаменитый оксфордский профессор Уильям Ослер резюмировал информацию о врожденных пороках сердца всего на четырех страницах. Он дал лишь одну рекомендацию по лечению: «Ребенка нужно тепло одевать и оберегать от любых обстоятельств, способных привести к бронхиту. При приступе ургентного[9 - Ургентное состояние – угрожающее жизни состояние, требующее немедленной медицинской помощи. – Прим. науч. ред.] диспноэ (одышки) с синюшностью (посинение лица) следует пустить кровь. Солевые слабительные тоже полезны. Наперстянку следует использовать с осторожностью: иногда она действенна на более поздних стадиях».

За свою 50-летнюю карьеру я прооперировал бесчисленное множество больных сердец – в одном только Оксфорде более десяти тысяч. Одни были крошечными и деформированными, другие огромными после месяцев тяжелой сердечной недостаточности. Сердца были быстрыми и медленными, жирными и тощими.

Каждое сердце уникально, но его непрерывное биение поистине впечатляет. Кишечник просто извивается, легкие наполняются и сдуваются, но сердце – танцует. Для меня это как «Лебединое озеро» в груди, только в гораздо более быстром темпе.

Мне выпала честь ремонтировать сердца и улучшать жизнь пациентов с помощью техник, разработанных при моей жизни.

Мне кажется, рассказ о том, как хирурги учились оперировать сердце, – одна из величайших историй в мире. Я считаю, что в наше мрачное время, когда «проснувшийся» самоанализ подвергает сомнению все, а медицина вынуждена занимать оборонительную позицию и доказывать свою правоту, эта история вызовет интерес у широкой публики. Моя книга о кардиохирургии похожа на триллер, но с гораздо, гораздо бо?льшим числом трупов.

Несбыточная мечта

Нет ничего невозможного. В самом этом слове заключена возможность!

    Одри Хепберн

Когда посетители, не являющиеся медицинскими работниками, входят в операционную и осторожно заглядывают за хирургические простыни, их реакция всегда одинаковая. Они не могут оторвать взгляд от сердца, бьющегося в своей блестящей фиброзной оболочке между металлическими зеркалами торакального расширителя. Большинство замирают, загипнотизированные его красотой и ритмичным движением. Цвет сокращающейся мышцы и маслянистого жира на фоне испачканной кровью голубой простыни. Некоторые интересуются, где какая камера, и любуются крошечными коронарными артериями, змеящимися по поверхности органа. Другие так далеко не заходят. Они падают в обморок прямо у ног анестезиолога или, почувствовав головокружение, извиняются и спешно покидают операционную, испугавшись видов и звуков незнакомой обстановки. Конечно, многие из тех, кто все же решается посмотреть, отворачиваются, как только начинается кровотечение.

Через подобный опыт прошло большинство наших стажеров.

Сколько бы они ни занимались общей хирургией, перспектива наложить первый стежок на стенку напряженной, пульсирующей аорты или дрожащее ушко правого предсердия оказывается достаточной, чтобы обмочиться.