Początki nowoczesnej medycyny

Już od starożytności lekarze starali się znaleźć odpowiedź na pytanie o rolę i znaczenie krwi dla ludzkiego organizmu. Obserwując, iż wpadające i wychodzące z wątroby żyły zawsze są wypełnione krwią, doszli oni do wniosku, że tam właśnie jest ona produkowana. Natomiast w sercu krew miała otrzymywać tajemniczą „siłę życiową”, którą później dostarczała innym narządom.

Inaczej tłumaczył obieg krwi w organizmie wybitny lekarz rzymski pochodzenia greckiego Klaudiusz Galen (ok. 130 – ok. 200). Co prawda powtarzał on pewne błędy swoich poprzedników (twierdził m.in., że wątroba jest narządem, który wytwarza krew i pompuje ją do całego ciała, oraz że pomiędzy komorami serca występują otwory), obok tego jednak dokonał licznych, nowatorskich obserwacji. Galen stwierdził zatem, że prawa komora serca otrzymuje krew z wielkich żył, która to krew przez tętnicę płucną dostaje się następnie do płuc. Stąd przekazywana jest do lewej komory serca, a następnie pompowana do tętnicy głównej (aorty), wychodzącej z lewej komory serca. W ten sposób Galen odkrył w zasadzie tzw. mały (płucny) krwiobieg. Dokonał także dwóch dalszych, ważnych odkryć dotyczących układu sercowo-naczyniowego. Ustalił mianowicie, że serce jest bryłą mięśni, które kurcząc się, pompują krew z prawej komory do płuc, stamtąd do lewej komory i znowu do aorty oraz że tętnice nie zawierają powietrza (jak sądzili jego poprzednicy), lecz są naczyniami krwionośnymi. Dziwnym zbiegiem okoliczności, o ile przez następne setki lat wszystkie inne koncepcje Galena były przez europejskich lekarzy traktowane za dogmat, ta jedna poszła w zapomnienie.

O istnieniu płucnego krwiobiegu był przekonany już w XIII wieku egipski (lub syryjski) lekarz Ibn al Nafis al Qurashi. Wbrew Awicennie i Galenowi twierdził on również, że składające się z dwóch komór serce nie posiada żadnego połączenia pomiędzy komorami. W 1543 roku brak jakichkolwiek otworów w przegrodzie międzykomorowej wykazał z kolei francuski medyk Jean Fernel (1497 – 1558). Jako pierwszy zaobserwował też fakt, że kiedy komory serca się kurczą, tętnice, w wyniku pobierania krwi, rozszerzają się.

Pierwszym zachodnioeuropejskim autorem, który opublikował teorię o krążeniu płucnym, był uczony kataloński teolog i lekarz Miguel Servetus (1511 – 1553). Nie tylko zaakceptował on odkrycie przez Galena małego krwiobiegu, lecz również potwierdził jego istnienie, udowadniając, że przez płuca przepływa więcej krwi, niż jest niezbędne do ich odżywiania. Servet stwierdził również, iż średnica tętnicy płucnej wskazuje, że przechodzi przez nią cała krew, a zatem jest możliwe, że przepływa ona również przez płuca, aby tam ulec jakimś zmianom. Był też przekonany, że w płucach tętnice przechodzą bezpośrednio w żyły, a te z kolei uchodzą do lewej komory serca, zamykając w ten sposób płucny krwiobieg. Oczywiście Servet negował istnienie jakichkolwiek „porów” w przegrodzie między prawą i lewą komorą serca. Swe obserwacje faktyczny odkrywca płucnego krążenia krwi opisał w 1546 roku, a opublikował w pracy „Restitutio christianismi” (1553). Jednak Servetus był jednocześnie znanym antytrynitarzem i po jego śmierci większość egzemplarzy „Restitutio... ” została zniszczona.

Wydaje się jednak, iż pracę Serveta znał uczeń Vesaliusza (znanego flamandzkiego anatoma), niejaki Realdo Colombo z Padwy (ok. 1516 – 1559). W wydanej pośmiertnie pracy „De re anatomica” (1559) nie tylko potwierdził istnienie płucnego krwiobiegu, lecz również umieścił wyniki kilku innych ważnych obserwacji.

I tak odkrył on istnienie zastawek w wielkich naczyniach dochodzących do serca i z niego wychodzących, które zezwalają na przepływ krwi wyłącznie w jedną stronę z prawej komory do płuc, z powrotem do lewej komory i stamtąd do aorty. Colombo opisał również prawidłowo fazę skurczową komór serca (systole) oraz fazę spoczynku lub rozkurczową (diastole). Ustalił wreszcie, że żyła płucna, którą krew płynie z płuc do lewej komory serca, nie zawiera ani odrobiny powietrza, tylko samą krew. Jednocześnie podzielał ten sam błędny pogląd, który pokutował od stuleci: że krew jest wytwarzana przez wątrobę. Colombo nie wiedział też o istnieniu dużego krwiobiegu.

Ustalenia Serveta i Colomba potwierdził pizański botanik i anatom Andreas Cesalpinus (1519 – 1603). Ponadto zaobserwował on, że ucisk żyły na nodze czy ramieniu powoduje nabrzmienie jej w kierunku odsercowym (obserwacja ta, dokonana później przez Harveya, odegrała kluczową rolę w jego odkryciu krążenia krwi w dużym krwiobiegu), oraz spostrzegł, że średnica żyły głównej (vena cava) przy sercu (tj. przy prawym przedsionku) jest większa niż przy jej ujściu z wątroby. To ostatnie odkrycie skomentował jednak Cesalpinus całkowicie błędnie: miał być to dowód na to, że krew w żyle głównej płynie od serca do wątroby.

Odkrywca dużego krwiobiegu urodził się 1 kwietnia 1578 roku w Folkestone niedaleko Dover, w rodzinie miejscowego kupca. Po ukończeniu King’s Grammar School w Cantenbery otrzymał stypendium naukowe i przeniósł się do Cambridge, gdzie w Gon-ville and Caius College uzyskał bakalaureat. Tam też rozpoczął Harvey studia medyczne, które od 1599 roku kontynuował na uniwersytecie w Padwie. Jego nauczycielem był m.in. słynny ówczesny anatom Girolamo Fabricio z Aquapendente (1537 – 1619), który stał się dla niego wielkim autorytetem. Rok później William został asystentem profesora, a w 1602 roku ukończył uniwersytet padewski i ze stopniem doktora medycyny powrócił do Anglii.

Tu rozpoczął praktykę lekarską i ożenił się z córką nadwornego medyka królowej Elżbiety Wielkiej, Elżbietą Browne. Małżeństwo to pomogło mu w szybkiej karierze naukowej i zawodowej. Niebawem Harvey został członkiem Królewskiego Towarzystwa Lekarskiego, zaś w 1609 roku wszedł do zespołu lekarzy praktykujących w londyńskim Saint Bartholomew’s Hospital, gdzie pracował ponad 30 lat. Jednocześnie od 1615 roku ten wyniosły, wybuchowy i nieprzyjemny w obejściu, blisko trzydziestoletni medyk wykładał, wykonywał sekcje zwłok i organizował anatomiczne pokazy w College of Physicians. W 1627 roku został też jednym z przewodniczących tego college’u, a rok później jego skarbnikiem.

W tym samym czasie Harvey był jednym z osobistych lekarzy króla Jakuba I Stuarta, a po śmierci panującego w 1625 roku – jego następcy Karola I Stuarta. Monumentalne dzieło angielskiego uczonego: „Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus”, zadedykowane właśnie temu władcy, zostało wydrukowane we Frankfurcie nad Menem w 1628 roku w zaledwie... 200 egzemplarzach. „Najjaśniejszy Królu! – pisał w nim Harvey – serce istot żywych jest podstawą ich życia, księciem ich wszystkich, słońcem małego świata, od którego zależy wszelkie życie, z którego promieniuje wszelka świeżość i siła. W podobny sposób Król jest panem swego królestwa i słońcem swego małego świata, jest sercem państwa, promieniującym siłą i łaską”.

Wydanie „De motu cordis” poprzedziły kilkunastoletnie badania. Harvey wiedział doskonale, iż przeciwstawienie się ugruntowanym przez wieki ustaleniom Galena, w dodatku przez angielskiego lekarza, spowoduje wielki protest medycznych autorytetów i dlatego ogłoszenie nowej teorii należy gruntownie przygotować. Przez 12 lat Harvey wygłaszał wykłady o budowie serca, żył i tętnic dla członków Królewskiego Towarzystwa Lekarskiego. Konsekwentnie przekonywał (zwłaszcza krajowych kolegów) do swych koncepcji, licząc, że w ewentualnych sporach z zagranicznymi anatomami staną oni lojalnie po jego stronie. Ponadto nigdy otwarcie nie krytykował doktryn Galena, przypisując temu ostatniemu (notabene niesłusznie) wyłączną zasługę w opisaniu płucnego obiegu krwi i wychwalając jego wielkość nawet wtedy, gdy udowadniał oczywiste błędy rzymskiego uczonego.

W pierwszych kilku rozdziałach swego epokowego dzieła Harvey opisywał anatomię układu naczyniowo-sercowego, a więc przedsionków, komór i głównych naczyń krwionośnych łączących się z sercem. Zwrócił przy tym m.in. uwagę na fakt, iż zastawki półksiężycowate tętnicy płucnej (odkryte dużo wcześniej przez Colombo) zamykają się i otwierają w ten sposób, że tętnica płucna musi dostarczać krew z prawej komory serca, a nie odwrotnie. Opisał również skurcze przedsionków i komór serca, rozdzielając je i wskazując, co było zupełną nowością, że te pierwsze kurczą się przed komorami. Zjawisko to odkrył William obserwując bicie serca zwierząt zmiennocieplnych (np. ryb) oraz prowadząc wiwisekcje stałocieplnych ssaków.

Osobne miejsce w swej pracy autor poświęcił omówieniu anatomii i dynamiki krążenia płucnego, tzn. przepływu krwi z prawej komory serca przez płuca do przedsionka i lewej komory serca. Pominął przy tym odkrycia swych poprzedników: Serveta, Colombo i Cesalpinusa sugerując, iż jest to wyłącznie wynik jego badań.

Zdając sobie sprawę z rewolucyjnego charakteru swego najważniejszego odkrycia, Harvey pisał, iż jest ono: „tak nowatorskie i dotąd niesłyszane, że nie tylko obawiam się, iż niektórzy z zazdrości mogą chcieć mi zaszkodzić, ale boję się, że mogę mieć całą ludzkość za wroga”. Następnie zaś w rozdziale ósmym „De motu cordis” prezentował swe założenie badawcze: „Skłaniałem się do myśli, że [krew] może krążyć w pewnego rodzaju kole. Następnie stwierdziłem, że jest to prawda, a w końcu widziałem, że krew pompowana jest dzięki akcji lewej komory do tętnicy, potem na obwód ciała [...] a potem, płynąc żyłami i na końcu żyłą główną vena cava, zatacza krąg, trafiając znowu do serca, do prawego przedsionka, w sposób uprzednio opisany. Który to ruch kolisty możemy nazwać krwiobiegiem”.

Kolejne dziewięć rozdziałów rozprawy Harvey poświęcił prezentacji wielu doświadczeń, które umożliwiły mu udowodnienie rewolucyjnej tezy. Jednym z nich był pomiar ilości krwi w lewej komorze serca psa. Mnożąc tę przybliżoną wartość przez liczbę uderzeń serca na minutę, obliczył on, że lewa komora serca w ciągu 30 minut wyrzuca około 1400 gramów krwi, tj. prawie całą krew zwierzęcia. Na pytanie, skąd ona się tam bierze, logiczna odpowiedź mogła być tylko jedna: krew z obwodu musiała wracać żyłami z powrotem do serca.

Inne doświadczenie Harvey przeprowadził na sercu żywego węża, zaciskając jedną z żył doń wiodących. Serce gada skurczyło się wtedy, straciło kolor i przestało pompować krew do aorty, a po zwolnieniu nacisku wszystko wróciło do normy. Natomiast zaciśnięcie aorty węża spowodowało, że jego serce i dosercowy odcinek tej tętnicy nabrzmiały, ponieważ krew nie znajdowała ujścia na zewnątrz. Doświadczenie to udowodniło Harveyowi, że serce pompuje krew przez tętnice, natomoiast otrzymuje ją z powrotem przez żyły.

Inne słynne doświadczenie angielskiego fizjologa, które ostatecznie potwierdziło istnienie dużego krwiobiegu i rozstrzygnęło wątpliwości dotyczące kierunku przepływu krwi, wyglądało następująco: na ludzkim ramieniu zacisnął on przepaskę tak mocno, że w części odsercowej, która straciła kolor, stając się zimna i bolesna, zapadły się wszystkie żyły i nie można było wyczuć pulsu. Po poluzowaniu tejże przepaski na przegubie ręki pojawiło się tętno, ramię nabrało koloru i stało się cieplejsze, a żyły za opaską nabrzmiały i wypełniły się krwią, która w związku z lekkim uciskiem przepaski nie mogła odpływać z zaciśniętej części ramienia.

Podsumowując te i inne dokładnie opisane doświadczenia, w zakończeniu swej pracy Harvey stwierdził: „zarówno rozumowanie, jak i naoczne demonstracje prowadzą do jednego wniosku, że krew przepływa przez płuca i serce dzięki akcji [przedsionków i] komór serca, a następnie jest rozprowadzana do wszystkich części ciała, tam przenika porami ciała do żył, którymi płynie z obwodu ciała do środka, z żył małych do większych, a następnie wpływa do żyły głównej (vena cava), a stamtąd do prawego przedsionka serca. Ilość krwi i szybkość przepływu krwi przez żyły i tętnice jest tak duża, że nie może ona pochodzić ze spożytego pokarmu, a także dużo większa, niż byłaby niezbędna do odżywienia [ciała]. Z tego względu musimy przyjąć, że krew krąży nieprzerwanie i że jest czynnością lub funkcją serca osiągającego [ten ruch] przez pompowanie. I to jest jedyną przyczyną ruchui bicia serca”.

Zgodnie z przewidywaniami większość angielskich uczonych nie zaatakowała Harveya, a niektórzy usiłowali go nawet bronić przed zagranicznymi polemistami. Obiektem ataków tych ostatnich stał się głównie opis ogólnego krążenia krwi oraz stwierdzenie, że cała krew płynie z serca tętnicami na obwód i przez żyły wraca do serca. Wciąż żywa była jeszcze galenowska idea, iż to wątroba wyrzuca krew do krążenia obwodowego; starano się również udowodnić, że obwodowe obszary ciała nie mają łączności z krwiobiegiem.

Sam Harvey nie do końca zresztą rozumiał rolę wątroby w krążeniu krwi i chłonki (limfy) – mlecznego płynu powstającego w jelitach ze strawionego pokarmu. Nic nie wiedział o roli płuc w utlenianiu przepływającej krwi; nie znając mikroskopu, nie był także w stanie dokładnie wyjaśnić, w jaki sposób krew tętnicza dostaje się do żył. Tę ostatnią kwestię ostatecznie rozstrzygnął włoski anatom, profesor w Bolonii i Pizie Marcello Malpighi (1628 – 1694), który w 1661 roku odkrył naczynia włosowate (kapilary płucne) łączące tętnice z żyłami. Wtedy też prace Harveya znalazły ostateczne uznanie w całej Europie.

Wróćmy jednak do naszego bohatera. W czasie wojny domowej w Anglii (1642 – 1648) przejściowo kierował on Merton College w Oksfordzie, skąd musiał uciekać po zdobyciu tego miasta przez zwolenników parlamentu. W tym też czasie zniszczeniu uległo wiele bezcennych notatek genialnego uczonego, m.in. manuskrypt prawie ukończonej pracy o owadach. Po kilku latach, w 1654 roku, Harvey objął stanowisko przewodniczącego Royal College of Physicians, które piastował do końca swego życia. Zmarł w wieku 79 lat 3 czerwca 1657 roku w Hampstead (Camden). Początkowo pochowano go w krypcie rodzinnej w kościele w Hampstead w Essex, później szczątki wielkiego uczonego przeniesiono do marmurowego sarkofagu znajdującego się obecnie w opactwie westminsterskim.

William Harvey był nie tylko odkrywcą jednego z najważniejszych zagadnień z dziedziny fizjologii, lecz również prekursorem współczesnej embriologii.