Скільки коштує Бенедикт Камбербетч? Як набір хімічних елементів — 168 доларів, а як актор — мільйони. Правда, якщо ми придбаємо всі потрібні мінерали, усе одно не отримаємо Камбербетча чи бодай якусь іншу людину. Бо наше тіло — це щось більше, ніж частка таблиці Менделєєва. Воно — справжнє диво.

Якщо з’єднати всі кровоносні судини, ними можна обігнути Землю аж два з половиною рази. Якщо витягнути всі ДНК організму в тонку нитку, її вистачить, щоб дістатися Плутона. А ще ми лишаємо десь півкіло пилу на рік — у буквальному сенсі розсипаємося! Не знали про це? Тоді книжка стане для вас справжнім відкриттям. А ще вона навчить любити, цінувати своє тіло й уміло ним користуватися. Бо воно диво. Справжнє диво.

Білл Брайсон — британський письменник родом зі США, колишній ректор Даремського університету й почесний член Лондонського королівського товариства. Автор понад 20 книжок туристичної та наукової тематики. Свого часу працював у виданнях Times та Independent. Офіцер Ордену Британської імперії.

Уривок з книги  «Тіло. Інструкція з використання» Білла Брайсона

Серце і кров

Тривалий час ми майже нічого не знали про призначення крові, крім того, що вона якимось способом підтримує життя. За часів грецького лікаря Галена (приблизно 129–210) — вельми шанованого, але схильного до помилок — панувала теорія, що кров безперервно виробляється в печінці й так само швидко спалюється організмом. Згодом, якщо пам’ятаєте зі школи, англійський лікар Вільям Гарвей (1578–1657) зрозумів, що кров не утилізується, а циркулює в замкнутій системі. У своїй знаменитій роботі «Анатомічне дослідження про рух серця і крові у тварин» (Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus) Гарвей виклав усі деталі роботи серця і кровоносної системи більш-менш зрозумілою сьогодні мовою. Коли я навчався у школі, це подавалося як одне з революційних відкриттів, що змінило світ. Однак у ті часи теорію Гарвея майже повсюдно осміяли й відкинули. За словами біографа Джона Обрі, усі колеги вважали лікаря недоумкуватим. Більшість клієнтів покинула Гарвея, і той помер нещасною людиною.

Гарвей не розумів процесу дихання, тож не міг пояснити, навіщо нам кров і чому вона циркулює — два фундаментальних недоліки, які швидко помітили його критики. А ще галеністи вірили, що тіло містить дві окремі артеріальні системи: в одній кров яскраво-червона, в іншій — набагато темніша. Це тепер ми знаємо, що, виходячи з легенів, вона насичується киснем і тому має яскравий багряний відтінок, а повертається до легенів уже без кисню й набагато тьмяніша. Проте Гарвей не міг пояснити, як кров, що циркулює в замкнутій системі, може бути двох кольорів — ще один камінь у город його теорії.

Секрет дихання незабаром після смерті Гарвея розкрив інший англієць, Річард Лоуер, який зрозумів, що кров тьмянішає на шляху до серця, бо вже віддала кисень — або «азотистий дух», як він це називав. (Кисень відкриють лиш у наступному столітті). Ось чому, на думку Лоуера, кров циркулює по тілу: щоб постійно поглинати й виводити монооксид азоту. Це було величезним відкриттям, яке мало б зробити Лоуера знаменитим, але прославився він інакше. У 1660-х роках Лоуер приєднався до компанії видатних учених, які зацікавилися можливістю порятунку життя за допомогою переливання крові, і провів низку жахливих експериментів. У листопаді 1667 року на очах «шанованих і розумних людей» з Лондонського королівського товариства, не маючи жодного уявлення про можливі наслідки, Лоуер перелив близько 250 мілілітрів крові з живої вівці в руку добровольця на ім’я Артур Коґа300. Опісля Лоуер, Коґа і всі поважні глядачі якийсь час сиділи й напружено спостерігали за тим, що станеться. На щастя, нічого не трапилося. Один з присутніх розповідав, що після експерименту Коґа був «здоровий і веселий, випив склянку-дві вина й закурив трубку».

За два тижні експеримент повторився — знову ж таки, без сумних наслідків. Що досить дивно. Зазвичай після введення у кров сторонніх речовин у великому обсязі реципієнт впадає в шок, тож незрозуміло, чому Коґа так пощастило. На жаль, результати експериментів спонукали й інших учених по всій Європі проводити переливання, які набули досить вигадливого, ба навіть сюрреалістичного характеру. Добровольцям вливали молоко, вино, пиво і навіть ртуть, а також кров різних домашніх тварин. Зазвичай все це закінчувалося публічною смертю реципієнта в жахливій агонії. Досить швидко експерименти з переливанням крові заборонили й вивели з практики на півтора століття.

Але далі почалося щось дивне. Поки решта наукового світу занурилася у вир відкриттів і прозрінь, відомий нам як епоха Просвітництва, медицина поринула в темні часи. Навряд чи можна уявити хибніші й контрпродуктивніші практики, ніж у XVIII столітті і добрій частині XIX. Як писав Девід Вуттон у книжці «Погана медицина. Як лікарі шкодили з часів Гіппократа» (Bad Medicine: Doctors Doing Harm Since Hippocrates): «Аж до 1865 року там, де медицина не шкодила, вона була майже абсолютно марною».

Згадайте трагічну смерть першого президента Америки — Джорджа Вашингтона. У грудні 1799 року, незабаром після відставки, Вашингтон поїхав верхи оглядати Маунт-Вернон — свою плантацію у Вірджинії — і потрапив під дощ. Прогулянка затягнулася, а повернувшись додому на обід, він не став перевдягати змоклий одяг. Того ж вечора у Вашингтона почався кашель. Незабаром йому стало важко ковтати й дихати.

Викликали трьох лікарів. Після квапливої консультації вони розрізали йому вену на руці і спустили півлітра крові. Однак стан Вашингтона тільки погіршився. На горло наклали припарку з кантаридином — отрутою шпанської мушки, — щоб витягнути заразу, але шкіра лиш вкрилася пухирями. До того ж його ще й напоїли блювотним. Коли все це не допомогло, Вашингтону пустили кров ще тричі. Загалом за два дні його позбавили 40 відсотків усього об’єму крові.

«Я важко вмираю», — прохрипів Вашингтон перед тим, як доброзичливі лікарі безжально позбавили його життя. Ніхто точно не знає, на що хворів Вашингтон — можливо, це була звичайна застуда. Тоді вистачило б звичайного відпочинку. Хай там що, хвороба й лікування разом вбили Вашингтона. Йому було шістдесят сім років.

Уже після смерті Вашингтона заявився ще один лікар, який запропонував реанімувати (тобто воскресити) покійного президента легкими розтираннями шкіри, які мали стимулювати кровотік, і переливаннями крові ягняти, щоб відновити втрачену кров й освіжити ту, що лишилася. Але родина милостиво вирішила не чіпати його вічний спокій.

Може, зараз і доволі очевидно, що різати людину, яка і так уже серйозно захворіла, як мінімум безглуздо. Але така практика протрималася надзвичайно довго. Вважалося, що кровотеча не лише лікує, а й заспокоює. Король Фрідріх II регулярно пускав собі кров перед битвою, щоб угамувати розхитані нерви. Чаші для кровопускання вважали родинним скарбом і передавали з покоління в покоління. Про популярність процедури нагадує хоча б той факт, що шанований британський медичний журнал The Lancet, заснований у 1823 році, названий на честь інструмента для розтину вен.

Чому ж кровопускання практикували так довго? Річ у тому, що аж до середини XIX століття переважна кількість лікарів розглядала хвороби не як окремі недуги, що потребують індивідуального підходу, а як прояви загального дисбалансу організму. Вони не прописували, скажімо, одні ліки від головного болю й інші від дзвону у вухах, а прагнули повернути все тіло в рівновагу, очищаючи його від токсинів за допомогою проносних, блювотних і сечогінних засобів. Або ж пускали чашу-дві крові. За словами одного фахівця, розтин вени «охолоджує і провітрює кров», дає їй циркулювати вільніше та усуває «небезпеку опіку».

Найавторитетнішим у цій галузі був американець Бенджамін Раш — «принц кровопускання». Освіту Раш отримував у Единбурзі та Лондоні, де вчився препарування у великого хірурга і анатома Вільяма Гантера. А от переконаність у тому, що всі хвороби виникають через так званий перегрів крові, він здобув уже під час тривалої кар’єри в Пенсильванії. Раш, треба сказати, людиною був сумлінною і розумною. Його підпис фігурує в Декларації незалежності, а сам він свого часу вважався найвидатнішим лікарем Нового світу. А втім, Раш просто обожнював кровопускання. Він викачував зі своїх пацієнтів до двох літрів за раз, часом проливав їм кров по два-три рази на день. Раш щиро вірив, що людське тіло містить десь у два рази більше крові, ніж насправді, а випустити без шкоди для здоров’я можна до 80 відсотків цього уявного об’єму. Він жахливо помилявся в обох випадках, але ніколи не сумнівався в правильності свого підходу. Під час епідемії жовтої лихоманки у Філадельфії він знекровив сотні хворих і був переконаний, що врятував купу людей. Хоча насправді йому просто не вдалося вбити їх усіх. «Найшвидше одужували ті, у кого кровопускання було найряснішим», — з гордістю писав він у листах дружині.

Ось у чому омана кровопускання. Якщо переконати себе, що тим, хто вижив, вдалося це виключно завдяки вам, а того, хто помер, уже пізно було рятувати, кровопускання здається дієвим варіантом. І воно посідало певне місце в медицині аж до сучасності. Вільям Ослер, автор найвпливовішого медичного посібника XIX століття «Принципи і практика медицини» (Principles and Practice of Medicine) 1893 року, висловлювався на користь кровопускання. Зауважте, що книжка видана не так уже й давно.

Що стосується Раша, то 1813 року в нього почалася лихоманка. Краще йому не ставало, тож він попросив лікарів пустити йому кров. Що вони і зробили. Після чого Раш помер у віці шістдесяти семи років.

Зародження сучасних поглядів на кров, певно, відзначив 1900 рік і цікаве відкриття дослідника з Відня, Карла Ландштайнера. Молодий учений помітив, що якщо змішати кров різних людей, то іноді вона формує згустки, а іноді — ні. Спостерігаючи за тим, які зразки реагують між собою, він зміг розділити кров на три групи, які назвав A, B і 0. Хоча англійською останнє й вимовляють як літеру «О», Ландштайнер мав на увазі цифру нуль, бо такий зразок взагалі ні з чим не реагував. Згодом два дослідника з його лабораторії відкрили четверту групу, яку назвали АВ, а сам Ландштайнер сорок років по тому знайшов разом з іншим ученим резус-фактор, названий на честь макаки-резус, у якої він уперше був виявлений. Відкриття груп крові пояснило, чому переливання так часто вбивало людей: донор і реципієнт мали несумісні типи. Це було надзвичайно важливе відкриття, але, на жаль, у ті часи на нього майже не звернули уваги. Минуло тридцять років, перш ніж внесок Ландштайнера в медицину відзначили в 1930 році Нобелівською премією.

Поділ крові на групи відбувається так: усі клітини крові однакові зсередини, а от зовні вкриті різними типами антигенів — білків, розташованих на мембрані клітини. Вони й визначають тип крові. Усього існує близько чотирьохсот видів антигенів, однак лиш деякі з них важливі при переливанні: ось чому всі ми знаємо типи А, В, АВ і 0, але навряд чи чули про систему Келл, антигени Ґіблетт, тип Е тощо. Кров групи A можна переливати групі A чи AB, але не можна групі B; кров групи В — групі B чи АВ, але не A; кров групи AB переливається лише групі AB. Кров людей з групою 0 можна переливати всім, тому їх називають універсальними донорами. Клітини крові групи A містять на поверхні антиген А, групи В — антиген В, групи АВ — і А, і В. Якщо перелити кров групи А людині з групою В, тіло реципієнта сприйме це як вторгнення чужорідних антигенів й атакує нову кров.

Ми й гадки не маємо, чому взагалі існують групи крові. Може, для них просто не було жодних причин не існувати? Інакше кажучи, еволюція не могла припустити, що кров однієї людини колись потрапить у тіло іншої, тож не було потреби розвивати механізми для уникнення таких проблем. А от завдяки конкретним антигенам у нашій крові ми отримуємо підвищену резистентність до певних захворювань, хоча й компромісну. Наприклад, люди з групою крові 0 стійкіші до малярії, але менш стійкі до холери. А отже, розвинувши різні групи крові й розповсюдивши їх серед популяцій, ми зміцнилися як вид.

Поділ крові на групи приніс й іншу досить несподівану користь: змогу встановити батьківство. Якось 1930 року в Чикаго дві родини — Бамберґери і Воткінси — народили дітей у тій самій лікарні в один час. Повернувшись додому, вони з жахом виявили, що на дітей почепили ярлички з чужим прізвищем. І ніхто не міг сказати, віддали матерям не тих дітей чи просто переплутали ярлички. Допоки всі розбиралися із плутаниною, у Бамберґерів і Воткінсів прокинулися батьківські інстинкти і вони полюбили дітей, яких забрали додому. Нарешті з Північно-Західного університету прибув професор зі звучним ім’ям Гамільтон Фішбек і зробив аналізи крові всім чотирьом батькам, що тоді здавалося вершиною технічного прогресу. Аналізи показали, що пан та пані Воткінс мали групу крові 0, а отже, могли народити лиш дитину із групою крові 0. А додому вони забрали немовля із групою AB. Так, завдяки науці немовлят повернули до рідних батьків, хоча обидві пари вже й дуже прив’язалися до дітлахів.

Щороку переливання рятує безліч життів, але забір і зберігання крові — справа дорога і навіть ризикована. «Кров — це жива тканина, — каже доктор Аллан Доктор з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. — Вона така ж жива, як і серце, легені чи будь-який інший орган. Тож щойно ви вилучаєте її з тіла, кров починає розкладатися — ось у чому проблема».

З Доктором — серйозним, але дружелюбним чоловіком з акуратною білою борідкою — ми познайомилися в Оксфорді, куди він приїхав на конференцію Товариства монооксиду азоту. Спільнота була створена лише 1996 року, бо до цього ніхто не усвідомлював, що монооксид азоту вартий окремої конференції. Донедавна його значення в біології людини лишалося абсолютно невідомим. Однак монооксид азоту (не плутати з оксидом азоту(I) — звеселяючим газом) є однією з основних сигнальних молекул і відіграє важливу роль у цілій низці процесів: підтримці кров’яного тиску, боротьбі з інфекціями, керуванні ерекцією і регулюванні кровотоку. Ось чому він так зацікавив Доктора. Мета його життя — створити штучну кров і зробити справжню безпечнішою для переливань. Зараз це може вас здивувати, але перелита кров здатна вас вбити.

Проблема в тому, що ніхто не знає, скільки кров може зберігатися. «За законами США кров для переливання можна зберігати протягом сорока двох днів, — каже Аллан Доктор, — але насправді термін придатності в неї спливає за два з половиною тижні. Опісля вже ніхто не зможе сказати, годиться вона чи ні». Правило сорока двох днів, упроваджене Управлінням продовольства і медикаментів США, спирається на середньостатистичний цикл життя еритроцита в кровообігу. «Довго вважали, що якщо еритроцит далі циркулює в крові, то він живий. Тепер же ми знаємо, що це не завжди так».

Раніше в лікарів було заведено доливати втрачену кров. «Якщо з тебе витікало півтора літра крові, тобі переливали ці півтора літра. Однак подеколи донорська кров виявлялася зараженою СНІДом і гепатитом С, тож лікарі почали переливати її вибірково. На їхній подив, результати без переливання були кращі, ніж із ним». Виявилося, що іноді краще лишити пацієнта з анемією, ніж вливати йому чужу кров, особливо якщо вона певний час пролежала в сховищі. А це майже завжди так. Коли банк крові отримує запит, він спершу віддає найстарішу кров. Так він реалізує всі запаси до того, як у них скінчиться термін придатності, тож майже ніхто свіжу кров не отримує. Та й навіть свіжа кров не ідеальна: вона також перешкоджає роботі рідної крові в організмі реципієнта. І ось тут на сцену виходить монооксид азоту.

Ви, певно, гадаєте, що кров увесь час більш-менш рівномірно розподілена по тілу. Хай скільки крові зараз було б у вашій руці, її там стільки завжди. Але, як пояснив мені Доктор, усе трохи інакше. «Якщо ви сидите, вам не потрібно багато крові в ногах, бо в тканин немає значної потреби в кисні. Якщо ж ви підскочите й помчите, крові одразу знадобиться значно більше. Монооксид азоту як сигнальна молекула дає вашим еритроцитам регулювати, куди скільки крові спрямувати, бо потреби організму постійно змінюються. Перелита кров пригнічує ці сигнали. Вона перешкоджає функціонуванню кровоносної системи».

До того ж зберігання крові має практичні труднощі. Насамперед, її потрібно тримати в холодильнику. А це, на жаль, унеможливлює переливання на полі бою чи безпосередньо на місці аварії, хоча крові там втрачається найбільше. Щороку в США від кровотечі помирає двадцять тисяч людей, не встигнувши доїхати до лікарні. По всьому світу це число сягає 2,5 мільйона. Багатьох смертей можна було б уникнути, якби кров вміли переливати терміново і безпечно — звідси і прагнення створити штучний матеріал.

Теоретично винайти штучну кров досить легко. Бо імітувати всі функції реальної крові не треба — лишень розробити контейнер для гемоглобіну. «На практиці ж усе не так просто», — каже Доктор з ледь помітною усмішкою. Він пояснює це на аналогії, порівнюючи еритроцити з величезними магнітами, що збирають старі автомобілі на звалищах. Магніт повинен зачепити молекулу кисню в легенях і доправити її до конкретної клітини. Для цього він повинен знати, де взяти кисень і коли його віддати. А ще стежити за тим, щоб не випустити його по дорозі. Отут і виникає проблема. Навіть штучна кров найвищої якості час від часу губить молекулу кисню, вивільняючи в кровотік залізо. А залізо — це токсин. Навіть через нескінченно малий відсоток помилок його рівень швидко стрибне до небезпечного, бо система кровообігу надзвичайно завантажена. Якість доставки повинна бути досконалою. І природі це вдається.

Уже понад півстоліття дослідники намагаються створити штучну кров, але, попри мільйонні інвестиції, їм цього не вдалося. Часом регрес навіть переважає над прогресом. У 1990-х на випробування віддали кілька зразків штучної крові, однак у піддослідних один за одним пішли серцеві напади й інсульти. У 2006 році Управління продовольства і медикаментів США тимчасово припинило всі дослідження, бо результати виявилися жахливими. Відтоді від спроб створити синтетичну кров відмовилося кілька фармацевтичних компаній. Наразі найкращий вихід — просто зменшити кількість переливань. У рамах тривалого експерименту лікарям зі Стенфордської лікарні в Каліфорнії порадили скоротити кількість переливань за винятком дійсно тяжких випадків. За п’ять років обсяг переливань у лікарні зменшився на чверть. У результаті вдалося не лише заощадити 1,6 мільйона доларів, а й скоротити число смертей, прискорити виписку й мінімізувати дальші ускладнення.

Однак Доктор і його колеги з Вашингтонського університету гадають, що майже розгадали ребус. «Тепер у нас є нанотехнології, яких не було раніше», — пояснює він. Команда Доктора розробила систему, яка утримує гемоглобін усередині полімерної оболонки. Контейнери мають форму звичайних еритроцитів, але десь у п’ятдесят разів менші. Однією з головних переваг продукту є те, що його можна сублімувати. Це дає змогу зберігати штучну кров за кімнатної температури протягом двох років. На момент нашої бесіди Доктор припускав, що випробування на людях почнуться за три роки, а клінічне використання — за десять.

Приблизно мільйон разів на секунду наші тіла роблять те, що вся наука світу, разом узята, досі не здатна зробити. Спускає з небес на землю, еге ж?