Тема 4. Медицина новейшего времени (хх – начало ххι века)

1. Влияние выдающихся открытий в естествознании и технике на медицину

Фундаментальные открытия в ведущих областях естествознания ХХ в. коренным образом изменили медицину, повлияли на сложившиеся ранее представления о сущности процес­сов в природе и организме человека. В области физики были проведены важнейшие исследования, сделаны револю-цион­ные открытия.

С открытия рентгеновских лучей началась эпоха получения изображений внутренних органов, эпоха визуализации. Врач впервые получил возможность увидеть то, что происходит в организме живого человека. Формируется наука рентгенология (теория и практика использования рентгеновского излучения для исследования организмов человека и животных). Другое крупное открытие – явления радиоактивности – оказало влияние на формирование радиобиологии (наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы) и медицинской радиологии (наука, изучающая возможность использования ионизирующего излучения для диагностики и лечения ряда заболеваний).

Огромным достижением физики явилось открытие строения атомов и испускаемого ими излучения, возникновение и развитие электроники, квантовой механики, теории относительности, ядерной физики, кибернетики (наука об управлении, связи и переработки информации). Создание новых точных методов ядерных магнитных измерений и связанные с ними открытия открыли перспективу ядерной магнитной томографии («построчное» обследование всего тела или его части). Крупнейшим достижением явилась разработка компьютерного метода реконструкции изображения при томографии. Фундаментальные работы в области квантовой электроники, скоростной электроники создали возможность внедрения лазера в медицину.

Существенное влияние на развитие теоретических основ медицины оказала химия. Благодаря успехам физики и физической химии стало возможным изучение физико-химической основы биологических явлений на молекулярном уровне. На стыке физики, химии и биологии возникли такие научные дисциплины, как биохимия, биофизика, радиационная биология, космическая биология и медицина, молекулярная биология и др. В биологических и медицинских исследованиях, в лабораторной и функциональной диагностике все шире используются методы физики, химии, прикладной математики. В особые направления биофизики и биохимии выделены медицинская биофизика и медицинская химия. На достижения химии опирается дальнейшее развитие анестезии. Выполнены фундаментальные работы по биохимии нуклеиновых кислот. Были сделаны кардинальные открытия, позволившие построить общую схему обмена веществ, получить данные о химическом составе и обмене ряда важнейших веществ в органах и тканях, установить, что большинство патологических процессов связано с нарушением энергетического обмена на молекулярном и субмолекулярном уровнях и др.

Существенное влияние на развитие медицины оказали достижения в области биологии и генетики. В 1906 г. сформировалась наука, изучающая наследственность и изменчивость, – генетика. Важнейшей вехой ее развития явилось создание в 1911 г. хромосомной теории наследственно­сти: американский ученый Т. Морган и сотрудники его научной школы экспериментально доказали, что основными носителями генов являются хромосомы. В 1920-30-е гг. в СССР сложились крупнейшие в мире генетические научные школы Н.И. Вавилова, Н.К. Кольцова, Ю.А. Филипченко, А.С. Серебровского, в 1960-е гг. – Н.В. Тимофеева-Ресовского, Н.П. Дубинина и др. В начале ХХΙ в. ученым Японии и США удалось получить стволовые клетки из обычных клеток кожи пациентов с помощью трансформации только четырех генов. Это открытие снимает проблемы клонирования человеческого эмбриона, отторжения искусственно созданного органа при клонировании. Ученые уверяют, что теперь наука и медицина пойдут по пути менее затратному и без нарушения норм морали, чтобы омолодить организм или вылечить болезни сердца или мозга.

К выдающимся достижениям биологии второй половины XX в. относится возникновение молекулярной биологии; формальной датой ее возникновения считается 1953 г., когда Дж. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру молекулы ДНК – хранителя и передатчика наследственной информации. Это открытие явилось прорывом в учении о наследственности. Наследственная патология представлена во всех областях клинической медицины, где она составляет значительную часть общей заболеваемости и смертности населения. Сегодня в педиатрических клиниках любого профиля каждая 3-я койка занята больными с наследственной патологией. В структуре общей смертности детей до 5 лет каждый 2-й ребенок умирает от наследственной патологии. Современная медицина базируется на молекулярно-биологических и генетических знаниях, отсюда возрастает роль этих знаний в клинической медицине среди врачей самых разных специальностей. Удалось открыть природу многих ранее необъяснимых патологических процессов, наметить путь к их лечению и профилактике. Появилась возможность создания генной инженерии, т.е. технологии направленного целевого изменения наследственных свойств организмов, производства генно-инженерных лечебных и профилактических препаратов. Стало возможным создание банка данных обо всех генах организма – так называемого генома. Разработаны методы экспресс-диагностики, предупре-жде­ния и лечения ряда наследственных заболеваний, организованы медико-генетические консультации.

В середине ХХ в. революция в естествознании соединилась с революцией в технике, что позволило разработать принципиально новые образцы медицинской техники, расширило возможности диагностики, лечения и реабилитации, проведения профилактических, санитарно-гигиенических и противоэпидемических мероприятий. Решаю­щую роль в совершенствовании медицинской техники сыграли успехи оптики, ядерной физики, робототехники, электроники, микротехники.

Благодаря достижениям оптики были созданы операционные микроскопы с ручным, ножным, звуковым (воспринимающим речевые команды) управлением, что расширило возможности оперативной офтальмологии и оториноларингологии, реконструктивной хирургии (приживание ампутированных в результате травм конечностей), кардиохирургии и нейрохирургии. Использование волоконной оптики обеспечило создание принципиально новых диагностических эндоскопических приборов для врачебного осмотра, визуального исследования внутренних органов, полостей и каналов тела с помощью введения в них инструментов, снабженных оптическими и осветительными системами (например, бронхоскопия). Интеграция медицины и техники позволила создать эндоскопическую хирургию, основанную во многом на использовании более совершенных гибких эндоскопов на волоконной оптике под контролем видеотехники. Выполненную во Франции первую эндоскопическую (лапароскопическую) операцию (1986) образно назвали второй Великой французской революцией. Хирурги теперь смогли осуществлять минимально травматичные, высокоэффективные вмешательства при заболеваниях брюшной полости, операции на желудке, пищеводе, кишечнике, органах грудной полости и малого таза.

Широко внедрены в лечебную практику устройства, в которых используются магниты. С 1920-х гг. магниты применялись в офтальмологии, в 1950-е гг. были внедрены в хирургию (например, реконструктивные операции на костях), используются в терапии.

Появление аппарата искусственного кровообращения (АИК) ознаменовало наступление подлинной революции в сердечно-сосудистой хирургии. Советский ученый С.С. Брюхоненко (1890 – 1960) разработал аппарат искусственного кровообращения – «автожектор» (1924) и первым в мире показал возможности его использования в хирургии.

Прогрессу медицины способствовали созданные аппараты искусственной вентиляции легких, искусственная почка, разнообразные автоматические системы для регулирования наркоза, артериального давления во время операции, автоматические стимуляторы сердечной деятельности, искусственные органы.

Достижения электроники серьезно изменили медицину. Создание электронного микроскопа позволяет получить увеличение в десятки и сотни тысяч раз изображения мельчайших объектов. Электронная медтехника ускоряет диагностику и проведение лечебно-профилактических мероприятий, обеспечивает фундаментальные и прикладные научные исследования. Современная техника – это, прежде всего, компьютерная техника. Ее появление – самое выдающееся достижение за последние 50 лет. Достижения научно-технической революции второй половины ХХ в. открыли новую эру в медицине – эру медицинских информационных технологий. Появились новые технологии диагностики: УЗИ, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, ангиокардиография, радио-фармакологические методы и др.. Развиваются хирургические и другие технологии лечения болезней: эндоскопические (лапороскопические), кардиохирургические, микрохирурги- ческие, нейрохирургические, электроэнцефалографические, лазерные, электромагнитные, робототехнические, транспланта­ция органов и тканей и др. Информационные технологии позволяют собрать и обработать почти 80% всей информации в медицине.

Таким образом, естественные науки вооружили медицину экспериментальными и теоретическими данными о закономерностях развития процессов, происходящих в организме человека, а взаимовлияние естественных и технических наук обеспечило медицину объективными методами исследования, диагностики, лечения, профилактики, раннего выявления, дифференциации, детализации патологии; избрать рациональную последовательность лечебных мероприятий с поэтапной оценкой эффективности исполняемых процедур; изменило возможности медицины, сделало излечимыми ранее смертельные болезни; предоставило высоко-технологич­ную эффективную медицинскую помощь; создало необходимые условия для широкого применения всей известной в медицине информации.