По словам Байлебила:
Таким образом, кажется, что De Motu Cordis как общеизвестный трактат был создан в два отдельных этапа. Сначала Гарвей, видимо, написал самодостаточное исследование о сердцебиении и артериальном пульсе. Впоследствии он изменил свой план и решил добавить описание циркуляции крови. Тогда он вставил с восьмой по шестнадцатую главы в предыдущую работу, заменив… новым введение в расширенный трактат и тем самым преобразовав труд, имеющий большое значение, в один из величайших научных шедевров всех времен.
Сердцебиение и его связь с пульсом интересовали ученых со времен Аристотеля. Частичное сжатие, фрагментарный изгиб, каждая сердечная пульсация и толчок с быстротой молнии приводили в отчаяние врачей, пытающихся найти секрет этого механизма или определить последовательность этапов основного движения. В начале первой главы De Motu Cordis Уильям Гарвей написал: «Когда я впервые провел эксперименты на животных с целью исследования движений и функций сердца посредством непосредственного наблюдения, а не читая книги других людей, оказалось, что это настолько сложно, что я почти поверил Фракасторо (Джироламо Фракасторо, венецианский эрудит шестнадцатого века), что движение сердца может понять только Бог».
Но Гарвей не сдавался. Преисполненный решимости расшифровать значение сердечных конвульсий, показавшихся ему сначала плохо скоординированными, «возникающими и проходящими со скоростью молнии», он провел множество наблюдений на вскрытых животных, прежде чем перешел к изучению хладнокровных существ, в частности змей, так как их сердца бьются заметно медленнее. Кроме того, он использовал каждую возможность «внимательно следить за сердцем [собаки и свиньи], когда его движения замедляются, прежде чем остановиться совсем. Его сокращения становятся все реже и слабее, а паузы дольше, поэтому становится легче рассмотреть само движение и понять, как оно происходит». Я провел много сотен часов в лабораториях хирургии и физиологии, наблюдая за тем, как умирают собачьи сердца и могу поручиться за справедливость слов Гарвея, когда он описывает паузы между ударами и почти безжизненные движения последних сердечных пульсаций, предшествующих фибрилляции или остановке.
Повторяя эксперименты, Гарвей доказал к своему большому удовлетворению, что сердце сильно сжимается в фазе цикла, называемой систолой, чтобы вытолкнуть содержащуюся в нем кровь в крупные артерии. В тот момент, когда сердце сокращается, оно выталкивает себя вперед, ударяясь своей вершиной о грудную стенку. В это же время происходит расширение артерий. Таким образом, пульс вызывается сокращением сердца и синхронизирован с ним. Обнаруженный факт опроверг прежнюю теорию, утверждавшую, что артерия расширяется в пульсирующем режиме сама по себе в результате независимого активного растяжения ее стенок. Стоит вспомнить, что, по мнению древних греков, пульс связан с ритмичным расширением пневмы, содержащейся в артериях. Гарвей доказал, что он возникает благодаря сердцебиению.
Дальнейшие экспериментальные наблюдения показали, что сокращение предсердий (верхних камер резервуара сердца) происходит непосредственно перед желудочками (двумя мощными насосными камерами). Гарвей продемонстрировал то, о чем некоторые врачи в прошлом могли только догадываться: когда кровь выталкивается из желудочков, большие сердечные клапаны препятствуют ее возвращению в сердце, так что кровь течет по артериям всегда от сердца к периферии.
К 1616 году Гарвей пришел к главному выводу, который он изложил в своем первоначальном трактате, составляющем первую половину De Motu Cordis: в момент расслабления сердца между ударами оно пассивно заполняется кровью, поступающей с периферии тела по двум большим венам, входящим с правой стороны (полые вены), и по большим венам, входящим с левой стороны, по которым кровь возвращается к сердцу из легких (легочные вены). Когда предсердия заполняются, кровь переливается в желудочки, и они начинают сокращаться, таким образом, как выразился Гарвей, «пробуждая дремлющее сердце». За сокращением предсердий немедленно следует аналогичное сокращение камер желудочков, вытесняющее кровь из правого желудочка в основную артерию, ведущую к легким (легочную артерию) и одновременно из левого желудочка в основную артерию, направляющую кровь к периферии (аорта). Это означает, что единственное активное скоординированное движение сердца – это сокращение предсердий, распространяющееся на желудочек, который вытесняет кровь от сердца к периферии по основным сосудам, создавая пульсирующую волну, в результате которой «все артерии тела реагируют, подобно перчатке, в которую с усилием вдыхают воздух».
Гарвей доказал цикличность процесса: кровь проникает в сердце через полую вену, выталкивается в легкие правым желудочком, возвращается с левой стороны и левым желудочком направляется в аорту, а оттуда к остальным частям тела. Это объяснение циркуляции крови опиралось на экспериментальные исследования, описанные в первых главах De Motu Cordis, то есть на полное понимание движения сердца, функционирования основных сосудов, а также движения крови через легкие. До сих пор все выводы основывались на наблюдениях, сделанных в ходе опытов, в ходе которых Гарвей анализировал действие сердечных и сосудистых структур. Не стоит забывать, что никакие измерения при этом не проводились. Больше того, не было сказано ни одного слова об общем кровообращении в теле.
Именно во второй половине De Motu Cordis Гарвей решает проблему, на которую его предшественникам никогда не приходило в голову обратить внимание, поскольку считалось, что в этом вопросе все уже давно известно: фактический путь следования крови к тканям организма. Определить ее истинный маршрут ученому помогли как новые экспериментальные данные, так и прежние знания анатомии. Новые данные он получил, начав использовать измерения при проведении медицинских опытов. Все историки согласятся с утверждением, сделанным Чонси Ликом в 1913 году в примечании к своему переводу De Motu Cordis: «Использование количественных показателей для доказательства физиологических концепций было величайшей заслугой Гарвея перед философией, и он, по-видимому, осознавал это, поскольку вновь и вновь прибегал к этому методу, неизменно получая красноречивый результат».
Иллюстрация из трактата De Motu Cordis, демонстрирующая, как клапаны предотвращают обратный кровоток в венах. Фотография Уильяма Б. Картера. (Предоставлено Йельской медицинской исторической библиотекой.)
«Количественные показатели» Гарвея, по существующим сегодня строгим стандартам, были довольно приблизительными. Но за всю историю медицины никакие измерения не производили большего эффекта. Он выяснил, что желудочек сердца человека может вместить приблизительно от шестидесяти до девяноста миллилитров крови. Учитывая, что нормальный сердечный ритм составляет в среднем семьдесят два удара в минуту, в течение одного часа через сердце должно проходить от 60×72×60 или 259,2 литра крови, а значит, 565,2 литра в час протекает через аорту. (Можно по-разному судить, насколько эти данные приблизительны, но оценка Гарвея вполне согласуется с результатами изучения минутного объема сердца, полученными лучшими кардиологами нашего космического века.) Эта величина более чем в три раза превышает вес среднего человека, что явно опровергает доктрину Галена о производстве новой крови в печени из поступающей пищи и поглощении ее тканями. Поскольку такое огромное количество крови сбрасывается в аорту, а ее источник уже был описан в первом трактате (речь идет о полой вене), возникает очевидный вопрос: откуда кровь приходит в полую вену? Единственный возможный источник – это другие вены. Следующим логическим шагом было доказать, что кровь путешествует по венам только в центростремительном направлении: с периферии к полой вене и сердцу.
