О МЕХАНИЗМЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ СЛАБИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
ДЖОН БРЮС МАККАЛЛУМ, бывший доцент физиологии Калифорнийского университета
БЕРКЛИ, ИЗДАТЕЛЬСТВО УНИВЕРСИТЕТА, 1906
ДЖОН БРЮС МАККАЛЛУМ.
Следующая брошюра была завершена всего за несколько дней до смерти автора, которая наступила шестого апреля тысяча девятьсот шестого года. С его смертью физиология лишилась одного из своих самых блестящих молодых исследователей.
Джон Брюс МакКаллум родился в Даннвилле, Канада, восьмого июня тысяча восемьсот семьдесят шестого года. Благодаря влиянию своего отца, доктора Дж. Г. МакКаллума, ныне суперинтенданта государственной лечебницы в Лондоне, Онтарио, он рано проявил интерес к естественным наукам, и во время учебы в Университете Торонто он посвящал этим предметам, главным образом биологии, как можно больше времени. После окончания университета в 1896 году он поступил в Медицинскую школу Университета Джонса Хопкинса. Под влиянием профессора Мэлла он в течение первого года обучения медицине предпринял исследование гистогенеза клеток сердечной мышцы, и для него было характерно, что свою работу в области патологической анатомии он также начал с оригинального исследования. В течение третьего года обучения медицине он подготовил еще несколько анатомических работ и в то же время взял на себя бремя корректуры и составления указателя к книге Баркера по неврологии. Именно в этот год, 1898–1899, появились первые симптомы болезни, которой суждено было прервать жизнь этого талантливого, неутомимого труженика. С этого времени он был постоянно ограничен в своей работе борьбой с недугом.
После получения медицинского образования в тысяча девятисотом году он вернулся в Балтимор в качестве ассистента профессора Мэлла. В тысяча девятьсот первом году он отправился в Лейпциг для работы в лаборатории Гиса, но его старый враг снова прервал его работу, на этот раз поразив его в форме заболевания верхушки легких. Он вернулся домой, как только достаточно оправился, чтобы перенести путешествие, и по совету доктора Ослера провел зиму на Ямайке. В этот период он перевел и отредактировал гистологию Шимоновича на английский язык.
Состояние здоровья не позволило ему жить на Востоке, и осенью тысяча девятьсот второго года он отправился в Денвер, «где снял кабинет и попытался практиковать. Однако он ненавидел эту жизнь и презирал шарлатанов, с которыми ему приходилось сталкиваться. Пациенты были, и за те несколько недель, что он там пробыл, он заработал достаточно денег, чтобы покрыть свои расходы, но отвращение к такому образу жизни было слишком велико, и он оставил практику. Они сделали его преподавателем анатомии в своей медицинской школе, полагаю, заведующим кафедрой. Студентами было трудно управлять — их идеалы сильно отличались от его собственных. [1]» Светлым пятном в его жизни в Денвере было общение с доктором Сьюэллом, бывшим физиологом.
Приняв приглашение в Калифорнийский университет, я предложил доктору МакКаллуму должность ассистента по физиологии, и мы начали нашу совместную работу здесь. В течение первого и второго годов его здоровье было сносно хорошим, но в тысяча девятьсот пятом году он взялся за проблему иммунитета, которая оказалась не под силу его физическим возможностям, и он начал быстро слабеть. Он отправился на Восток для лечения у профессора Ослера, вернувшись в Беркли осенью того же года в крайне ослабленном состоянии, но если он и осознавал, насколько критично его состояние, то не показывал этого никому. Он был бодр и, по-видимому, полон надежд. Поскольку он не мог заниматься экспериментальной работой, я предложил ему оформить результаты его экспериментов, проведенных в Беркли, в виде книги.
Настоящий том является результатом этой работы, последней, выполненной до того, как смерть забрала его. Он был опубликован без изменений. Предисловие, вероятно, было написано за два дня до его смерти, которая наступила внезапно — как он всегда и желал.
МакКаллум принадлежал к тому типу ученых, которых мы можем назвать первооткрывателями. Его результаты были получены быстро, были надежно обоснованы и представлены в таком виде, что их можно было легко продемонстрировать. Но, как это часто бывает с первооткрывателями, его публикации были сравнительно краткими. Это может временами затруднять повторение его экспериментов неопытными или некритичными исследователями. Однако я могу заявить, что они входят в число регулярных лабораторных занятий студентов-медиков в нашей лаборатории. Те, кто однажды научился их выполнять, всегда могут рассчитывать на успех.
В своей работе, как и в жизни, он был спокойным мыслителем, полной противоположностью суетливому человеку. Он задумывал свои эксперименты в духе художника, и воплощение его идей было той поэзией, которую его работа привносила в его жизнь. Он не работал ради внешнего успеха и не выдавал себя за благодетеля человечества.
Те, кто хорошо его знал, чувствуют, что смерть Джона Брюса МакКаллума оставила пустоту, которая никогда больше не будет заполнена.
Жак Лёб. Беркли, 7 ноября 1906 г.
ПРИМЕЧАНИЯ:
[1] Цитата из письма его брата, профессора У. Г. МакКаллума из Университета Джонса Хопкинса, которому я обязан данными, приведенными в этом очерке.
ПУБЛИКАЦИИ ДЖОНА БРЮСА МАККАЛЛУМА.
1. Пресноводные ветвистоусые (Cladocera).
University of Toronto Quarterly, май 1895 г.
2. О гистологии и гистогенезе клетки сердечной мышцы.
Anatomischer Anzeiger, т. XIII, 1897 г.
3. О патологии фрагментации миокарда и фиброзного миокардита.
Johns Hopkins Hospital Bulletin, № 89, 1898 г.
4. О гистогенезе поперечно-полосатого мышечного волокна и росте портняжной мышцы человека.
Johns Hopkins Hospital Bulletin, №№ 90–91, 1898 г.
5. Вклад в изучение патологии фрагментации, сегментации и фиброза миокарда.
Journal of Experimental Medicine, т. IV, 1899 г.
6. Развитие кишечника свиньи.
Johns Hopkins Hospital Bulletin, т. XII, 1901 г.
7. Заметки о вольфовом теле высших млекопитающих.
American Journal of Anatomy, т. I, 1902 г.
8. О мышечной архитектуре и росте желудочка сердца.
Johns Hopkins Hospital Reports, т. IX, 1900 г. (Памятный том, посвященный доктору У. Г. Уэлчу его учениками.)
9. Учебник гистологии и микроскопической анатомии. Л. Шимонович. Перевод и редакция Дж. Б. МакКаллума. Lea Bros., 1902 г.
10. О механизме действия солевых слабительных и противодействии их эффекту кальцием. (Предварительное сообщение.)
University of California Publications, Physiology, т. I, 1903 г.
11. О действии солевых слабительных на кроликов и противодействии их эффекту кальцием. (Второе сообщение.)
American Journal of Physiology, т. X, 1903 г.
Также: University of California Publications, т. I, 1904 г.
12. О местном применении растворов солевых слабительных на серозные поверхности кишечника.
American Journal of Physiology, т. X, 1904 г.
Также: University of California Publications, т. I, 1904 г.
13. О влиянии кальция и бария на мочеотделение. (Предварительное сообщение.)
Там же, 1904 г.
14. Влияние солевых слабительных на петли кишечника, извлеченные из организма.
Там же.
15. Секреция сахара в кишечник, вызванная внутривенными солевыми инфузиями.
Там же.
16. Действие крушины (Cascara Sagrada). (Предварительное сообщение.)
Там же.
17. Влияние кальция и бария на секреторную деятельность почек. (Второе сообщение.)
University of California Publications, Physiology, т. II, 1904 г. Также в Journal of Experimental Zoology, т. I, 1904 г.
18. О действии слабительных средств и торможении их действия солями кальция (Ueber die Wirkung der Abführmittel und die Hemmung ihrer Wirkung durch Calciumsalze).
Pflüger’s Archiv, т. 104, 1904 г.
19. Действие на кишечник растворов, содержащих две соли.
University of California Publications, т. II, 1905 г.
20. Действие слабительных у ракообразных (Sida Crystallina).
Там же, 1905 г.
21. О диуретическом действии некоторых гемолитиков и действии кальция в подавлении гемоглобинурии. (Предварительное сообщение.)
Там же, 1905 г.
22. Диуретическое действие некоторых гемолитиков и влияние кальция и магния на подавление гемолиза. (Второе сообщение.)
Там же, 1905 г.
23. Действие пилокарпина и атропина на мочеотделение, Джон Брюс МакКаллум.
Там же.
24. Факторы, влияющие на секрецию.
The Journal of Biological Chemistry, т. I, 1906 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА.
На следующих страницах содержится отчет о длинной серии экспериментов, проведенных для определения действия солевых слабительных. Многие из результатов были отдельно опубликованы в различных научных журналах, и теперь они собраны вместе с определенным новым материалом в попытке дать как можно более связный и полный отчет о действии этого класса лекарственных средств.
Эксперименты были начаты по предложению профессора Лёба, которому я очень обязан за постоянный интерес, который он проявлял к этой работе, и которого я с удовольствием благодарю за многие полезные советы.
СОДЕРЖАНИЕ.
PAGE
Chapter I.—Normal Movements and Secretion of the Intestine1
Chapter II.—The Subcutaneous and Intravenous Injection of Saline Purgatives9
Chapter III.—The Local Application of Saline Solutions to the Peritoneal Surfaces of the Intestine23
Chapter IV.—The Production of Increased Secretion of Fluid into the Intestine by the Saline Purgatives29
Chapter V.—The Inhibiting Action of Calcium and Magnesium on the Movements and Secretion of the Intestine38
Chapter VI.—The Action of Saline Solutions on Loops of Intestine Removed from the Body50
Chapter VII.—The Action on the Intestine of Solutions Containing Two Salts57
Chapter VIII.—The Effect on the Intestine of Intravenous Saline Infusions65
Chapter IX.—Mode of Action of the Saline Cathartics74
Chapter X.—Possible Therapeutic Value of These Experiments83
Chapter XI.—The Action of Purgatives of Vegetable Origin86
ГЛАВА I. Нормальные движения и секреция кишечника.
А. Нормальные движения кишечника.
Нормальные движения кишечника были описаны многими наблюдателями, и в этих описаниях наблюдается значительное единообразие. Людвиг и его ученики, Бейлисс и Старлинг, Магнус и другие изучали этот предмет с большой тщательностью. В таком сложном органе, как кишечник, существует много источников ошибок, и могут легко возникнуть разногласия, если попытаться слишком детально анализировать функции различных тканей, составляющих кишечник, чтобы решить, например, являются ли движения нервного или мышечного происхождения, или зависит ли секреция прежде всего от кровоснабжения или от нервной системы. Для наших целей будет достаточно рассматривать кишечник как орган, состоящий из определенных мышечных слоев, определенных нервных сплетений и определенных желез, и обсуждать действие различных влияний не на эти отдельные ткани, а на орган в целом, имея в виду также нервные и кровеносные связи органа.
Если вскрыть брюшную полость собаки, кошки или кролика под поверхностью раствора NaCl m/6 или раствора Рингера при температуре тела, можно обнаружить, что кишечник не находится в полном покое. В зависимости от местных условий будут наблюдаться более или менее активные движения. Они были описаны Людвигом и другими как состоящие из двух видов движений, а именно: маятникообразных движений и перистальтических движений.
Маятникообразные движения ритмичны и состоят из регулярного легкого покачивания петель друг относительно друга. Их частота была измерена Бейлиссом и Старлингом [2]. Согласно этим наблюдателям, каждое сокращение и расслабление длится от 5 до 6 секунд, так что ритм составляет 10–12 ударов в минуту. Однако ритм не всегда регулярен, так как содержимое петли и другие местные условия оказывают влияние. Причина этих маятникообразных движений не вполне ясна. Многие приписывают их ритмичному укорочению кишечника, т. е. ритмичному сокращению и расслаблению продольного мышечного слоя. Мэлл [3] считает, что они возникают главным образом в циркулярном слое; в то время как Бейлисс и Старлинг утверждают, что они обусловлены одновременными сокращениями циркулярного и продольного слоев.
Перистальтические движения состоят из более или менее сильных сокращений циркулярного слоя кишечника, варьирующихся от легкого кольцевидного сокращения, которое быстро проходит вниз по кишке, до сильного сужения кишечника, которое перекрывает просвет кишки и проходит очень медленно сверху вниз. Легкие сокращения могут распространяться, согласно Бейлиссу и Старлингу, со скоростью до 2–5 см в секунду, в то время как более сильные движутся не более чем на 1/10 см в секунду. Согласно Нотнагелю, Мэллу и другим, образование этих перистальтических волн всегда обусловлено местным раздражителем, обычно присутствием пищевого комка. Кишечник сокращается непосредственно над точкой раздражения, и пищевая масса проталкивается вниз. Волна сокращения следует непосредственно за комком, в то время как на некотором расстоянии выше этой точки подобные волны бегут вниз, пока не достигнут пищевой массы. Кишка обычно расслаблена ниже комка, и было сделано общее утверждение, что раздражение в любой точке вызывает сокращение выше этой точки и торможение ниже нее. Принято считать, что Ауэрбахово сплетение участвует в распространении перистальтической волны, поскольку перистальтика происходит также, когда кишечник отделен от центральной нервной системы, и не происходит, когда вводятся никотин или кокаин для паралича собственных нервов кишечника.
Помимо маятникообразных и перистальтических движений, в кишечнике можно наблюдать третье, вполне отчетливое движение. Нормальные перистальтические движения очень медленны, в то время как этот третий тип, названный Нотнагелем «Rollbewegung» (движение перекатывания), состоит из быстрого сокращения, которое может пройти от одного конца кишечника до другого за 1–2 минуты. Считается, что функция этого движения заключается в быстром выведении раздражающих веществ из кишечника. Оно происходит нерегулярно и чаще встречается при легких патологических состояниях кишки.
Принято считать, что нормальная перистальтическая волна проходит только сверху вниз и никогда в обратном направлении. Это было показано многими способами. Мэлл [4] удалил определенный участок тонкой кишки и перевернул его так, что конец, который первоначально был ближе к желудку, теперь оказался в положении, ранее занимаемом концом, который был ближе к прямой кишке. Пища не проходила по этой части кишечника, а скапливалась выше нее. Другими словами, перистальтика продолжалась так же, как и до удаления петли, причем волна в перевернутой петле проходила снизу вверх. Еще одна иллюстрация того же самого видна в том факте, что в изолированной петле объект, введенный в желудочный конец петли, будет быстро перемещен к другому концу, в то время как протолкнуть объект в ректальный конец невозможно из-за перистальтических волн, которые постоянно выталкивают его. Грютцнер [5] наблюдал, что содержимое кишечника иногда движется вперед и назад, и что легко распознаваемое вещество, например, пища, введенная в прямую кишку в клизмах, иногда обнаруживалась впоследствии в желудке. Далее, из исследования кишечника кошки, проведенного Кэнноном [6] с помощью рентгеновских лучей, следует, что антиперистальтика определенно имеет место в толстой кишке этого животного. В поперечной и восходящей ободочной кишке антиперистальтические волны происходят со скоростью 5–6 в минуту. В тонкой кишке антиперистальтика не наблюдалась.
Факторы, которые в норме вызывают или влияют на движения кишечника. Хотя по этому вопросу существовали некоторые расхождения во мнениях, в настоящее время общепризнано, что анемия кишечника вызывает прекращение всех движений. Это было показано ван Браам-Хукгестом [7], Мэллом [8] и другими. Пережатие аорты, вскрытие сердца и т. д. вызывают прекращение всех движений. Гиперемия кишечника, напротив, вызывает возникновение активных движений. Любые условия, вызывающие венозный застой в кишечнике, приводят к движениям кишечника. Бокаи [9] обнаружил, что CO2 является прямым стимулятором кишечника и что движения могут быть остановлены применением кислорода. Краузе и Гейденгайн первыми заметили, что когда дыхание животного останавливается, перистальтические движения кишечника значительно усиливаются, но прекращаются, когда дыхание возобновляется.
Влияние содержимого кишечника на движения кишки обсуждалось еще в 1750 году Фоликсом [10]. Среди более поздних авторов, рассматривавших этот предмет, — Бокаи. Помимо неперевариваемых и раздражающих веществ, поступающих с пищей, существуют определенные вещества, обычно образующиеся в кишечнике в результате разложения, которые вызывают перистальтические движения. Среди них CO2, CH4 и H2S. Все эти газы, которые более или менее постоянно образуются, помогают поддерживать нормальные движения кишечника. Определенные компоненты кала также имеют тот же эффект. Бокаи упоминает среди них ряд органических кислот — молочную, янтарную, масляную, муравьиную, пропионовую, уксусную, капроновую и каприловую кислоты. Нет сомнения также, что соли, поступающие с пищей, оказывают значительное влияние.
Кишечник в некоторой степени также находится под влиянием внешних нервов. Как показал Пфлюгер [11], чревные нервы оказывают тормозящее действие на кишечник, так что их перерезка вызывает движения кишечника, а их стимуляция приводит к прекращению перистальтики. Некоторые авторы приписывают это вазомоторному действию нервов. Относительно действия блуждающего нерва результаты были противоречивыми. Многие экспериментаторы обнаружили, что стимуляция этого нерва вызывает сокращения кишечника. Другие не получили никаких результатов. Если, однако, перерезать чревные нервы и устранить тормозящие импульсы, стимуляция блуждающего нерва дает постоянные результаты, состоящие из легкого тормозящего действия, за которым следует усиление ритмических сокращений кишечника.
Б. Нормальная секреция в кишечник.
Вероятно, что в нормальных условиях жидкость секретируется на всем протяжении кишечника, но эта жидкость, несомненно, несколько различается в разных отделах. Можно предположить, что двенадцатиперстная кишка с железами Бруннера, тощая и подвздошная кишки с железами Либеркюна и толстая кишка, в которой преобладают слизистые клетки, дают секреты, которые не идентичны. Методы, которые использовались для получения кишечного сока для анализа, подвержены критике, и многое еще предстоит открыть как в отношении механизма секреции, так и в отношении природы нормально секретируемой жидкости. Наиболее плодотворным методом был тот, который был предложен Тири [12] и позже модифицирован Велла [13]. Он заключается в создании постоянной фистулы из кишечника через кожу, из которой можно собирать кишечный сок после того, как произошло полное заживление. Это широко известно как фистула Тири-Велла. В целом было замечено, что практически никакая жидкость не секретируется в кишечник без какого-либо стимула. Электрическая или механическая стимуляция, а также введение пищи вызывают излитие желтоватой жидкости в кишку. Прегль [14] изучал секрецию этим методом у ягненка. Здесь он обнаружил непрерывную секрецию, которая увеличивается после приема пищи. Она обладает отчетливо щелочной реакцией и содержит карбонаты, хлориды и значительное количество белка. Она также содержит мочевину. Для полного анализа читатель отсылается к статье Прегля. Кишечный сок ягненка не обладает переваривающим действием на белки. Из крахмального клейстера образовывался сбраживаемый сахар. Тростниковый сахар и мальтоза инвертировались, но молочный сахар оставался без изменений.