Изобретено в СССР

Папанин на льдине

Льдина дрейфовала со скоростью примерно 35 километров в сутки. На протяжении девяти месяцев четыре человека и собака жили и работали в экстремальных условиях. Папанинцы непрерывно проводили исследования и замеры, изучали местную фауну, брали пробы донного грунта и т. д. Наиболее значительный вклад был внесён в биологию: до этой экспедиции полюс в целом считался «мёртвой зоной» без постоянных обитателей, но советские учёные зафиксировали присутствие огромного количества растений и животных – от разноцветных водорослей до птиц (первую пуночку поймали ещё 5 июня, в начале дрейфа) и разнообразных тюленьих. Более того, однажды станцию посетила семья белых медведей!

Также большой вклад был сделан в метеорологию. Причём, помимо теоретических задач, папанинцы решали и практические: именно они обеспечивали метеоданными трансполярную экспедицию Чкалова. Учёные регулярно измеряли глубину океана и температуру воды на разных глубинах, брали пробы, проводили магнитные измерения и записывали свои субъективные ощущения о погоде, воздухе, смене времён года и т. д. В общем, за время этого дрейфа человечество узнало о Северном полюсе больше, чем за всю предыдущую историю.

К 1 февраля 1938 года от льдины площадью 15 квадратных километров остался крошечный пятачок размером 200 на 300 метров. Кроме того, из-за трещин и расколов папанинцы остались отрезанными от части провизии. Было понятно, что дрейфующая станция своё отслужила. На помощь полярникам отправились ледоколы «Таймыр», «Мурман» и «Ермак», парусно-моторный бот «Мурманец», а также два самолёта разведки под управлением уже знакомого нам Ивана Черевичного и Геннадия Власова (в ряде источников написано «Николая», но нет, Николаю Власову на тот момент было всего 22 года и знаменитым асом он стал позже, во время войны).

Хотя уже 12 февраля «Таймыр» оказался в поле зрения папанинцев, из-за плохой погоды первый самолёт (Власова) добрался до них лишь 16-го числа и привёз небольшое пополнение запасов. А спустя ещё три дня, 19 февраля, «Таймыр» и «Мурман» успешно добрались до зимовки и приняли на борт героев. Последняя радиограмма Эрнста Кренкеля перед отбытием гласила: «В этот час мы покидаем льдину на координатах 70 градусов 54 минуты нордовой, 19 градусов 48 минут вестовой и пройдя за 274 суток дрейфа свыше 2500 километров. Наша радиостанция первая сообщила весть о покорении Северного полюса, обеспечила надёжную связь с Родиной и этой телеграммой заканчивает свою работу». Правда, как мы уже поняли, с Северным полюсом Кренкель немножко загнул.

Папанинцев встречали с почестями во всех городах, где они побывали. Все четверо получили звание Героя Советского Союза, трое прожили долгие и счастливые жизни. Не повезло попасть под репрессивную машину только Ширшову: в 1946 году его жена Евгения понравилась Берии, и тот сделал ей непристойное предложение, на которое она ответила пощёчиной. Евгения была осуждена на восемь лет лагерей и покончила с собой в 1948 году. Ширшова, на тот момент министра морского флота СССР (!), сняли с поста, после чего он впал в тяжёлую депрессию, запил и умер от рака в возрасте 47 лет. Впрочем, моя история не об этом.

После возвращения на материк членов экспедиции знал весь мир. Ещё во время высадки на льдину оператор и режиссёр Марк Трояновский снял документальный фильм об основании первой в мире дрейфующей полярной станции. После монтажа кинокартину не только показали в советских кинотеатрах, но и продали во многие страны мира, причём прибыль от проката полностью окупила стоимость экспедиции! Были в экспедиции и элементы международного сотрудничества – в частности, существовала договорённость с Датским Восточно-Гренландским китобойным обществом об использовании его ресурсов в случае, если льдина застрянет у берегов Гренландии.

Вокруг личности руководителя экспедиции Ивана Папанина в новейшее время кипело немало ожесточённых споров. Он – единственный из четырёх – не был в прямом смысле учёным, а полярником стал в какой-то мере волей случая. Папанин работал управленцем – военным комендантом, секретарём Реввоенсовета Черноморского флота и т. д., но в 1932 году получил назначение на должность начальника полярной станции «Бухта Тихая» и в итоге сделал исследовательскую карьеру, не имея за плечами ничего, кроме начальной школы. После экспедиции он получил звание доктора географических наук, позже сменил несколько высоких должностей. Так или иначе в практическом плане мало кто знал об Арктике больше Папанина.

Но всё это, если честно, в контексте науки и техники не слишком важно. Факт состоит в том, что советская экспедиция не только собрала множество научных данных, но и доказала принципиальную возможность организации дрейфующей станции на арктической льдине. Станция СП-1 стала первой в целой серии. Всего их на данный момент насчитывается 41, и последней стала станция СП-2015. Интересно, но первые 40 имели сквозную нумерацию (то есть предпоследняя называлась СП-40), и лишь в 2015 году номенклатуру решили привязать к году начала работы.

Большая часть дрейфующих станций серии «Северный полюс», в том числе СП-1, устанавливалась на многолетнем паковом льду, который в зависимости от возраста, толщины, структуры, погоды и просто везения способен просуществовать от полугода до нескольких лет. Но были случаи^[3], когда удавалось использовать для базирования дрейфующих станций ледяные острова – айсберги, образующиеся при сползании в море шельфовых ледников с островов Канадского Арктического архипелага. Такие айсберги (и дрейфующие станции на них) могут существовать весьма продолжительное время. Дольше всех проработала станция «Северный полюс-22» – почти девять лет, с 1973-го по 1982-й. Состав экспедиции, естественно, менялся.

Другие государства обычно ограничиваются стационарными арктическими станциями, размещёнными на ближайшей к полюсу земле. Такие станции есть, помимо России, у Канады, Финляндии, Норвегии, США, Швеции и Дании. Несмотря на то что дрейфующие станции дают больший простор для исследований и позволяют собрать больше данных, другие государства этот подход не используют из-за его сложности, дороговизны и повышенного риска для персонала. Единственной страной, помимо России, использовавшей дрейфующую станцию, были США: с 1952 по 1978 год (!) функционировала станция Т-3, известная как «Ледяной остров Флетчера» (Fletcher’s Ice Island). Это был айсберг площадью 90 квадратных километров, отколовшийся от шельфового ледника Уорд-Хант и дрейфовавший в Северном Ледовитом океане с 1940-х годов.

Сегодня программа «СП» продолжает работать, потому что лучшего способа исследовать район Северного полюса, чем дрейфующие станции, ещё не придумали.

Глава 11. Псы Господни

История и сама личность Демихова невероятны. У него не было учёной степени – и при этом он возглавлял лабораторию и ездил в заграничные командировки, публиковал монографии и получал разрешение на эксперименты, которые любой здравомыслящий человек счёл бы бредом сумасшедшего. У нашего современника работы Демихова в первую очередь ассоциируются с двухголовыми собаками, которые ходят, едят, лают и скулят, – с этими франкенштейновскими монстрами, работа над которыми опередила своё время более чем на полвека, потому что никто до сих пор не умеет пересаживать головы (хотя эксперименты на животных, конечно, велись и позднее).

Зато мы умеем пересаживать сердца, лёгкие и печень, и вот тут Демихова в полной мере можно назвать отцом-основателем современной трансплантологии. В его лабораторию для обмена опытом и повышения квалификации приезжал сам великий Барнард – за семь лет до легендарной пересадки сердца, сделанной им в 1967 году.

Но давайте обо всём по порядку.

Брюхоненко и искусственное кровообращение

Демихов родился незадолго до революции, летом 1916 года, в станице Ярыженская – это неподалёку от нынешнего Волгограда. В те времена территория между реками Хопёр и Днепр не делилась на губернии и уезды, как вся остальная страна, она называлась областью Войска Донского и управлялась по особому положению; станица Ярыженская была центром Ярыженского юрта Хопёрского округа. Во многих источниках указано, что Демихов родился на хуторе Куликовском того же округа, но это неверно – там его крестили, из-за чего и возникла путаница. Отец Володи погиб на Гражданской войне, мальчик закончил семилетку и уехал в Сталинград, где поступил в фабрично-заводское училище при тракторном заводе. Работал он слесарем, вступил в комсомол, был на хорошем счету и в 1933 году получил возможность поступить в Воронежский государственный университет на биофак.

И вот тут свою роль сыграл случай. На биофаке не было собственной лабораторной базы, и потому большинство исследований велось на лечебном факультете Воронежского государственного медицинского института. Тремя годами ранее институт ещё был факультетом ВГУ, и потому преподавательские составы и рабочие процессы в обоих вузах сильно пересекались. Так что медицины в практике кафедры было не меньше, чем биологии в классическом понимании. Изучая строение тел животных, студенты всё больше узнавали о человеке.

Руководил кафедрой физиологии животных профессор Пётр Михайлович Никифоровский, ученик самого Павлова. И в 1937 году группа студентов, в числе которых был и Демихов, разработала опытный прибор, состоящий из двух смежных мембранных насосов – первое в мире искусственное сердце. Сперва это не казалось прорывом – просто занимательный практический опыт, сделанный во время обучения. Но последствия у того опыта были большие.

Тем временем в Москве происходили значимые события: в 1926 году два видных молодых физиолога – Сергей Брюхоненко и Сергей Чечулин – впервые в мире испытали прибор искусственного кровообращения, названный ими аутожектором. Знаменитый опыт провели 1 ноября: собаку подключили к аутожектору, а затем остановили ей сердце. Животное прожило ещё два часа.

Это был гигантский прорыв: возможность временно останавливать сердце, обеспечивая циркуляцию крови с помощью внешнего прибора, позволяла делать операции невероятной сложности. Брюхоненко получил советские и международные патенты на своё изобретение и опубликовал множество работ в области искусственного кровообращения, но для операций на людях аутожектор так ни разу и не использовался – все опыты проводились исключительно на собаках.

На самом деле попытки создать прибор для искусственного кровообращения предпринимались и раньше – первое такое устройство сконструировал австро-немецкий физиолог Максимилиан фон Фрей в 1885 году. Но в течение последующих 30 лет все разработки в области операций на сердце были бесполезны, потому что, помимо собственно циркуляции крови, требовалось обеспечить её несвёртываемость. А это научились делать лишь после выделения в 1916 году американским медиком Джеем Маклином специального препарата – гепарина.

Устройство Брюхоненко легло в основу последующих, в том числе и зарубежных, аппаратов искусственного кровообращения. 5 апреля 1951 года американский кардиохирург Кларенс Деннис провёл первую в историю операцию на остановленном сердце – человеческом, а не собачьем. Она прошла неудачно: аппарат дал сбой через 40 минут после начала операции, и пациент скончался. Ещё годом позже, 3 июля 1952-го, другой американский врач, Форест Дьюи Додрилл, провёл первую в истории успешную операцию с использованием искусственного кровообращения. Пациентом стал 41-летний Генри Опитек, операция длилась 50 минут, а аппарат Dodrill – GMR был разработан самим Додриллом при поддержке компании General Motors. Опитек, скончавшийся через 30 лет, стал первым в истории пациентом, выжившим после операции на открытом сердце.

Но всё это уже продолжение той истории, которую я начал было рассказывать и к которой сейчас вернусь.

Из Воронежа в Москву

В 1937 году по запросу Никифоровского на кафедру доставили аутожектор Брюхоненко. По сути, именно его стоило бы назвать первым механическим сердцем, если б не его размеры. Работая с аутожектором, группа Демихова и пришла к решению сконструировать компактный насос-сердце, который можно было бы имплантировать в грудную клетку пациента. В марте 1938 года устройство испытали на собаке: ей остановили сердце, а через 12 минут включили имплантированный прибор; ещё через 16 минут собака начала снова подавать признаки жизни. Идея работала.

Демихов прочёл доклад о разработке, а через пару недель в Воронеж приехал сам Брюхоненко – посмотреть на своих молодых последователей. Уже в апреле Брюхоненко включил разработку воронежских студентов в собственный доклад в Москве.

Уровень сложности эксперимента для середины 1930-х годов был невероятным. Эфирный наркоз и искусственное дыхание, дозировка противосвёртывающего препарата, подключение сосудов к рукотворному прибору – всё это кардиохирургия уровня гения, такое никакому студенту не под силу. И ведь собака прожила с искусственным сердцем больше двух часов!

В общем, приехав в Воронеж, ознакомившись с работой Демихова и с самим юным дарованием, Сергей Брюхоненко понял, что терять такого человека нельзя. Той же весной Владимир Демихов и Лев Ратгаузер, его друг и соавтор по разработке сердца-насоса, были переведены с четвёртого курса ВГУ на пятый курс МГУ! Причём сперва на их заявления пришёл отказ – на кафедре физиологии не осталось мест, конкурс был сумасшедшим. Но Брюхоненко замолвил слово за новых студентов, и места для обоих нашлись.

Они вовремя уехали из Воронежа. В конце года их руководитель, светило мировой науки, 59-летний профессор Никифоровский был арестован за измену родине и отправлен на понижение в Ставрополь. И это он ещё легко отделался – как минимум двух доцентов его кафедры расстреляли.

Демихов же осенью 1938 года начал учиться в МГУ, а в 1940-м на «отлично» защитил дипломную работу на тему «О приспособляемости сердца теплокровных». Если изучать опыты и разработки Демихова этого периода, можно обнаружить, например, интересный эксперимент: сердце трёхмесячного котёнка пересадили в паховую область взрослого кота, подсоединив его к кровеносной системе. Сердце заработало. Такие операции проводились и до 1940 года, но всё равно это был уровень «бог». После операции, к слову, произошло короткое замыкание, загорелось электропокрывало, кот очнулся и сбежал!

Войну Демихов прошёл в роли патологоанатома – занимался секционным изучением погибших и анализом травм. После войны работал в Московском пушно-меховом институте в качестве ассистента-биолога.

Серьёзный толчок новым экспериментам Демихова дали работы другого сильного хирурга – Николая Синицына, который ещё до войны подсаживал лягушкам в грудную клетку дополнительное сердце. Причём это было не просто включение сердца в кровеносную систему, оно выполняло свою непосредственную функцию – насосную! Опираясь на публикации Синицына, Демихов задался целью полноценно пересадить сердце теплокровному существу. Такого в мире ещё не делал никто.

Первую операцию – подсадку второго сердца дворняге по кличке Разбойник – Демихов провёл 2 февраля 1946 года. В своих работах он использовал трансплантационные методы великого французского хирурга Алексиса Карреля, который в 1912 году получил за них Нобелевскую премию. По сути, Брюхоненко, Синицын и Каррель сформировали принципы и подход Демихова к работе. Эксперименты он проводил не в институте, а непосредственно в собачьем питомнике, откуда брал «пациентов».

Первым псом, прожившим с дополнительным сердцем хоть какое-то время – два часа, стал Лысый, получивший вдобавок к кровяному насосу ещё и часть лёгкого от собаки-донора. Это была уже девятая операция. Но два часа всё равно представлялись исследователю неудачным результатом. Он хотел, чтобы пёс жил недели, месяцы и годы.

Семнадцатая собака, прооперированная 25 октября 1946 года, прожила пять дней. Потом были ещё и ещё эксперименты – и все животные рано или поздно погибали, в основном от пневмоторакса (скопления воздуха в плевральной полости). Результатом этих опытов стал доклад «Гомопластическая замена сердца и лёгких в эксперименте на собаках», прочитанный Демиховым на заседании Московского физиологического общества. В результате его заметил Сергей Юдин, светило советской медицинской науки, и в 1947-м Демихов поступил младшим научным сотрудником в Институт экспериментальной и клинической хирургии.

Тут-то и начинается легенда.

Сердца и лёгкие

Замечу, что Демихов ещё раз чудом избежал репрессий. Юдина, как ранее Никифоровского, в 1948 году арестовали за шпионаж и измену Родине. Несколько лет он провёл сперва в тюрьме, затем в ссылке. Под каток репрессий попали и некоторые ученики и протеже Юдина, но Демихову с его безупречной партийной позицией, публичной поддержкой лысенковщины и пр. ничего не грозило.

По сути, с 1947 года Владимир Демихов получал зарплату в НИИКиЭХ, но работал сам по себе – всё в том же питомнике в Новогиреево. В этот период, с 1947 по 1952 год, он провёл все свои самые знаменитые операции, свои «первые». Не только подсадку второго сердца собаке, но и пересадку комплекса «сердце – лёгкие», и пересадку отдельного лёгкого, и пересадку печени, и ортопедическую пересадку сердца без аппарата искусственного кровообращения, и маммарно-коронарное шунтирование.

Коллеги косо поглядывали на Демихова. У него не было медицинского и тем более хирургического образования, его практический опыт ограничивался работой военного патологоанатома. Он не признавал никого руководства, не слушал начальство и был болезненно фанатичен. Нередко Демихов забывал о гигиене, переставал наблюдать за изменениями в объекте эксперимента сразу после операции, постоянно приглашал на операции сторонних людей, в частности журналистов. Присутствовавшие на экспериментах профессионалы приходили в ужас – но отдавали должное смелости мышления Демихова. Он отвергал идею несовместимости тканей (как мы знаем сейчас, в этом хирург ошибался) и списывал некрозы и смерти подопытных на некачественные швы и другие операционные дефекты.

Он десятками чертил всевозможные схемы артерий, новых швов, хитроумных обходов сложных мест и т. д. Все типы операций Демихов проверял в экспериментах на собаках.

Самым значительным прорывом тех лет стала операция по маммарно-коронарному шунтированию; она по сей день носит второе название – «операция Демихова – Колесова». Эта операция проводится для лечения ишемической болезни сердца, когда сердечная мышца по каким-либо причинам перестаёт получать артериальную кровь, что приводит к серьёзному поражению миокарда. Во время операции между грудной артерией и коронарной артерией, снабжающей кровью миокард, создаётся искусственное соединение (анастомоз), которое позволяет обойти сужение артерии и восстановить кровоснабжение.

А в 1954–1955 годах Демихов провёл ряд своих наиболее известных и наиболее странных экспериментов. Он пересаживал собакам головы.

Всему голова

24 февраля 1954 года Владимир Демихов пересадил голову (точнее – верхнюю часть туловища) щенка на спину собаки-реципиента, соединив их кровеносные сосуды – вены и артерии. Это была уже вторая такая операция, но первая прошла неудачно. В данном же случае обе собаки выжили, если можно назвать получившееся чудовище «обеими собаками». Через три часа после операции пересаженная голова начала моргать, лизать и кусать руку экспериментатора и различные предметы, пить воду – в общем, вести себя по-собачьи. Это было абсолютно дико: Демихов и его команда ни на шаг не отходили от «полуторного пса». На следующий день был приглашён кинооператор, а ещё через день хирург провёл публичную демонстрацию «чудовища Франкенштейна» на заседании Хирургического общества Москвы и Московской области. Результат произвёл эффект разорвавшейся бомбы – Демихов пересадил голову. Вдумайтесь: голову! С мозгом! И она работала. Правда, недолго – 29 февраля собаки скончались.

Демихов продолжил эксперименты. В 1954 году он пересаживал практически каждый день – головы, почки, сердца и, самое главное, комплексы органов, потому что такой подход он считал наиболее эффективным. Комплексы были невероятно сложные: например, в ходе одной из пересадок удалось перенести печень, желудочно-кишечный тракт, обе почки с мочеточниками и мочевым пузырем, надпочечники, часть аорты, полой вены и отрезок позвоночника со спинным мозгом щенка на сосуды почки собаки. В рекордные дни Демихов делал до трёх совершенно разных операций!

Основной проблемой было отторжение. Все собаки рано или поздно погибали: в зоне скрепления органов образовывались очаги гиперемии, отёки и тромбы. Демихов не принимал то, что сегодня называется клеточно-гуморальным отторжением, и по-прежнему списывал всё на несовершенство методов. «Рекордная» собака прожила 29 дней. Впрочем, несколько собак остались живы, потому что пересаженные органы с них удалили до начала сепсиса.

Ещё одним направлением исследований было перекрёстное кровообращение: щенку удаляли сердце и сшивали его с взрослой собакой, чьё сердце обеспечивало кровообращение обоих животных. Однажды Демихов сшил химеру – заднюю часть одного щенка пришил к передней части другого, и это существо прожило пять часов. А в конце года он начал пересаживать отдельные сердца – уже не подсаживая их к существующему организму, а делая полноценную замену одного живого сердца другим. Таким образом, Демихова можно считать предшественником Кристиана Барнарда. Собаки с чужими сердцами жили всего по нескольку часов, но напомню, что Луис Вашкански, первый пациент Барнарда, после операции прожил всего 18 дней. Все первые блины получаются комом, но без них не обойтись. И вообще, из более чем сотни первых пациентов, которым пересаживали сердца в 1967–1968 годах, всего лишь треть прожила после операции больше трёх месяцев. Так что результаты Демихова были нормальными.

А 17 января 1955 года статью об экспериментах по пересадке собачьих голов, причём с иллюстрациями, опубликовал журнал Time. Хирург об этом не знал: материал был переводным, заимствованным из «Огонька». В считаные дни Демихов стал мировой знаменитостью.

Но он был слишком одиозен, слишком безумен, слишком строптив. Его доклады на съездах хирургов и статьи казались коллегам слишком странными, как и опыты. В том же 1955 году Демихова уволили из НИИ, и он перешёл в 1-й Московский медицинский институт, ректором в котором работал его добрый знакомый Владимир Кованов. Лабораторию Демихова по иронии судьбы разместили в бывшей церкви Димитрия Прилуцкого на Девичьем поле (ныне Большая Пироговская улица, дом 6, – на храме есть мемориальная табличка). Демихов продолжал пересаживать органы и разрабатывать различные схемы пересадок.

В 1959 году он был командирован в Восточный Берлин для обмена опытом, позже ездил и в ФРГ – в Мюнхен на XVIII Конгресс Международного общества хирургов. В Мюнхене его, рядового члена делегации, чуть ли не носили на руках, называли профессором, хотя как раз Демихов единственный из всех профессором не был! В том же году издательство «Знание» выпустило его первую книгу – «Пересадка органов: это возможно?», в которой приводил множество примеров из проведённых им на животных операций и анализировал, насколько такой опыт применим к человеку. Годом позже вышел фундаментальный труд Демихова – монография «Пересадка жизненно-важных органов в эксперименте» с подробным описанием множества операций. Каждая глава книги была посвящена какому-либо органу или комплексу.

Удивительным кажется предисловие к этой книге. Там чёрным по белому написано, что издательство не разделяет взглядов автора на преодоление биологической несовместимости и ряд других вопросов, но всё-таки выпускает книгу, так как это будет способствовать дискуссии относительно важнейших медицинских вопросов. Для СССР такой случай – уникальный.