Коріння Хейманс

Фотографія Коренів Хейманс (photo Corneille Heymans)

Corneille Heymans

  • День народження: 28.03.1892 року
  • Вік: 94 року
  • Місце народження: Гент, Бельгія
  • Дата смерті: 18.06.1986 року
  • Громадянство: Бельгія
  • Оригінальне ім’я: Коренів Джин Франсуа Хейманс
  • Original name: Corneille Jean Francois Heymans

Біографія

Бельгійський фармаколог Коренів Джин Франсуа Хейманс народився в Генті в родині Жана і Марі Генрієтти (Хеннінг) Хейманс. Його батько був професором фармакології і ректором Гентського державного університету. Коріння отримав середню освіту в Тюрнхауте і Генті. Його заняття медициною в Гентському університеті були перервані першою світовою війною, під час якої він служив офіцером сухопутної артилерії бельгійської армії. За роки служби він був нагороджений бельгійським Військовим хрестом, Цивільним хрестом, Пожежним хрестом з 8 пряжками, а також Військовим хрестом Франції.

Після припинення військових дій у 1919 р. Х. продовжив медичну освіту і через два роки отримав ступінь доктора медицини в Університеті Гента. У 1922 р. Х. був призначений викладачем фармакології Гентського університету, а до кінця десятиліття був аспірантом в Парижі, Лозанні (Швейцарія), Відні та Лондоні, а також у Вестерн-Резерв-університеті (нині Кейз-Вестерн-Резерв) у Клівленді.

У лабораторії Інституту фармакології і терапії імені Ж. Ф. Хейманса (названого на честь батька Х.) він і його колеги провели складні експерименти по патофізіології серцево-судинної і дихальної систем, зокрема впливу рефлексів першої системи на частоту і ритм серцевих скорочень, артеріальний тиск і частоту дихання. Багато з цих експериментів були виконані Х. разом з батьком, який розробив експериментальні методи для ізолювання нервових волокон і вивчення нервових рефлексів, які беруть участь у регуляції дихальної та серцево-судинної систем.

Для проведення таких експериментів використовували двох наркотізірованних собак, одну в якості донора, іншу – реципієнта. Кровообіг голови собаки-реципієнта ізолювали від кровообігу в органах грудної клітини, черевної порожнини і кінцівок. Кров до голови собаки-реципієнта підводили з допомогою пластмасових трубок, що сполучали сонні артерії собаки-донора і собаки-реципієнта, а кров від голови собаки-реципієнта відводили через яремні вени до яремних венах собаки-донора. (Сонні артерії та яремні вени розташовуються в області шиї.) Нервові волокна між головою і тулубом собаки-реципієнта залишалися інтактними або вибірково розрізалися в залежності від поставленої задачі.

До початку досліджень Х. вчені вважали, що серцево-судинний і дихальний центр у довгастому мозку (нижньому відділі стовбура мозку) регулюють швидкість кровотоку, рівень артеріального тиску і концентрацію дихальних газів у крові і що ці процеси відбуваються згідно з безпосередніми фізіологічними потребами організму і без участі рефлексів нервової системи. У період з 1924 по 1927 р. Х. і його колеги продемонстрували, що частота дихання регулюється рефлексами нервової системи, що передаються через блукаючий і депрессорный нерви. Блукаючий нерв, що відноситься до X пари черепно-мозкових нервів, іннервує органи шиї, грудної клітки, черевній порожнині і пов’язаний з автономною нервовою системою. Депрессорный нерв утворений аферентними волокнами, що йдуть від барорецепторів дуги аорти.

В одній серії експериментів, коли дослідники знижували артеріальний тиск у собаки-реципієнта, дихальний центр в довгастому мозку збуджувався, що вело до збільшення частоти дихання; при збільшенні артеріального тиску, чому сприяло введення адреналіну, навпаки, активність дихального центру знижувалася і частота дихання зменшувалася. І нарешті, при значному підвищенні артеріального тиску виникла зупинка дихання або апное. В іншій серії експериментів Х. перерізав всі нерви тулуба собаки-реципієнта, за винятком волокон, що виходять з рефлексогенні зони аорти – спеціалізованої мережі клітин – нервових волокон, кровоносних судин, розташованих в стінці аорти поблизу виходу сонних артерій. Результати експериментів збіглися, що свідчило про участь нервових рефлексів, що беруть початок у рефлексогенні аортальної зоні, відповідної реакції дихальної системи на зміни артеріального тиску.

У новій серії експериментів Х. вивчав існування нервових рефлексів між каротидного синусів і сосудорухомими та дихальних центрів у довгастому мозку. Каротидний синус складається з мережі спеціалізованих клітин, нервів і судин в стінці сонної артерії біля місця її роздвоєння на внутрішню і зовнішню гілки. Х. і його батько виявили, що в каротидному синусі знаходяться рецептори, чутливі до змін артеріального тиску (або барорецептори). Більш того, при підвищенні артеріального тиску збільшується частота нервових імпульсів від рецепторів каротидного синуса до сосудодвигательному і дихального центрів в довгастому мозку, в результаті чого частота дихання, серцевих скорочень і артеріальний тиск знижуються. Навпаки, при падінні тиску частота нервових імпульсів від барорецепторів до центрів довгастого мозку знижується, а частота дихання, серцевих скорочень і артеріальний тиск збільшуються.

Згідно існуючих раніше концепціям, хімічний склад крові – вміст кисню, вуглекислого газу і концентрація іонів водню, або кислотно-лужну рівновагу, – що безпосередньо впливає на активність нейронів дихального центру у довгастому мозку. У 1926 р. Х. і його колеги показали, що в каротидному синусі і аортальних зонах знаходяться хімічні рецептори (хеморецептори), які за структурою аналогічні барорецепторам і чутливі до певних подразників. Потім вони продемонстрували, що концентрації обох дихальних газів і іонів водню підтримуються в рівновазі рефлексами нервової системи, що об’єднують судинні хеморецептори, дихальний центр в довгастому мозку і легкі. Вони також помітили, що при зниженні парціального тиску кисню парціальний тиск вуглекислого газу збільшується і що при падінні концентрації іонів водню нервові імпульси від хеморецепторів судинних до продолговатому мозку рефлекторно стимулюють частоту дихання; в ході цього процесу зміна концентрації дихальних газів і кислотно-лужної рівноваги коригується. Коли спостерігається зворотне явище, нервові імпульси від хеморецепторів до продолговатому мозку рефлекторно інгібують частоту дихання та відповідно коригуються відхилення дихальних газів і кислотно-лужної рівноваги.

Подальші дослідження Х. показали, що парціальний тиск кисню – а не вміст кисню в гемоглобіні – є досить ефективним стимулом для судинних хеморецепторів. Це спостереження пояснило, чому при анемії і отруєння окисом вуглецю частота дихання не змінюється. При анемії вміст гемоглобіну ненормально низька; при отруєнні окисом вуглецю вона витісняє кисень із гемоглобіну, приводячи до зниження рівня оксигемоглобіну.У 1925 р. Х. змінив свого батька на посаді ректора Гентського університету та Інституту Хейманса. Автор численних книг і монографій, він провів Гертеровские читання в Нью-Йоркському університеті в 1934 р., а через три роки – Данхэмские читання в Гарварді.

Нобелівська премія по фізіології і медицині 1938 р. була присуджена Х. у 1939 р. «за відкриття ролі синусного й аортального механізмів у регуляції дихання». У промові на презентації Горан Лилиестранд з Каролінського інституту сказав, що «Х. не тільки визначив роль… деяких органів… він значно розширив наші уявлення про регуляцію дихання. Він показав, що різні способи, використовувані для стимуляції дихання, мають у своїй основі неоднакові механізми». У Нобелівській лекції Х. зазначив, що «зміни артеріального тиску впливають на дихання, було відомо раніше… завжди вважалося, що ця зв’язок… здійснюється за рахунок безпосереднього впливу артеріального тиску або швидкості кровотоку в головному мозку на дихальний центр». Він заявив, що, «однак, треба переглянути і відмовитися від цієї класичної теорії». На закінчення він підвів підсумок своїх досліджень по регуляції дихання.

У 1921 р. Х. одружився на Берті Мей, лікаря; у них було два сини і дві дочки. Протягом багатьох років Х. видавав і редагував журнал «Міжнародні архіви фармакодинаміки та терапії» («Archives Internationales de Pharmacodynamic et de Therapie»), який був заснований його батьком у 1895 р. Він пристрасно любив літературу, історію мистецтва і медицини.

Серед нагород Х. – премія Алваренга де Пиаухи Королівської медичної академії Бельгії (1931), премія Теофіла Глюга Королівської академії наук Бельгії (1931), премія з медицини бельгійського уряду, що присуджується раз у п’ять років (1931), премія Монтиона з фізіології Академії наук Франції (1934), премія папи римського Пія XI Папської академії наук (1938) і премія Буржи Бернського університету. Х. був почесним членом Лондонського королівського товариства, Академії наук Франції, Медичної академії Парижа та Нью-Йоркської академії наук.