Alexis Carrel: пионер техники сосудистого шва и отец трансплантации органов (1912)

Информационная карта Нобеля

• Год награды: 1912
• Область: Физиология или медицина
• Обоснование награды: За его работу над сосудистой сутурой и трансплантацией кровеносных сосудов и органов.
• Родился: 28 июня 1873 г., Сен-Фуа-ле-Лион, Франция
• Умер: 5 ноября 1944, Париж, Франция
• Национальность: Французская
• Учреждение: Рокфеллеровский институт медицинских исследований, New York

Жизнь и образование

Alexis Carrel родился 28 июня 1873 года недалеко от Лиона, Франция, в городе Сент-Фой-ле-Лион. Его настоящее имя было Мари Жозеф Огюст Каррель-Билье. Его отец, Alexis Carrel-Билье, владел текстильной фабрикой, но умер, когда Алексису было всего пять лет. Его мать, Анна-Мария Рикар, воспитывала его одна и придавала большое значение его образованию. Каррель получил прочное классическое образование в иезуитских колледжах Лиона.

В 1890 году Каррель поступил на медицинский факультет Университета Лиона. Во время обучения он продемонстрировал исключительный талант в области анатомии и хирургии; его ловкость рук при хирургическом шве была особенно впечатляющей. Говорят, что выбор Каррелем сосудистой хирургии был обусловлен убийством президента Франции Сади Карно в 1894 году, который был ранен ножом в Лионе анархистом. Карно умер от повреждения портальной вены, и у хирургов того времени не было техники для ремонта такого сосуда. Эта трагедия вдохновила молодого Карреля на работу над хирургическим ремонтом кровеносных сосудов.

В 1900 году Каррель получил докторскую степень по медицине в Университете Лиона. Он хотел присоединиться к хирургическому персоналу больницы, но был отклонен экзаменационной комиссией. Это разочарование ускорило его решение покинуть Францию. В 1904 году он эмигрировал в Канаду, а в 1906 году — в Соединенные Штаты. После короткого периода в Чикагском университете в 1906 году он присоединился к Исследовательскому институту Рокфеллера в New York. В то время Исследовательский институт Рокфеллера предоставлял одну из лучших и самых свободных исследовательских сред в мире, и Каррель провел там самый плодотворный период своей карьеры.

Личная жизнь Карреля была столь же насыщенной и противоречивой, как и его научная карьера. В 1913 году он женился на Анне де ла Мот де Мейри. Он придерживался глубоких католических убеждений, и его интерес к предполагаемым чудесным исцелениям в Лурде вызвал критику со стороны позитивистского научного сообщества. Каррель был сложной интеллектуальной фигурой, пытавшейся примирить науку с мистицизмом.

Исследовательские исследования

В центре научной карьеры Карреля была сосудистая хирургия и трансплантация органов. В начале XX века восстановление разрезанных или поврежденных кровеносных сосудов было одной из самых сложных хирургических задач. Повреждения сосудов обычно лечились путем лигирования (лигатуры); это означало прекращение кровотока к пораженному органу, что приводило к гангрене. Попытки шитья кровеносных сосудов заканчивались неудачами из-за тромбоза (сгустков крови) и инфекций.

Каррелю удалось решить эту проблему, разработав совершенно новую технику сосудистого шва. Ключевыми инновациями его техники были: использование чрезвычайно тонких шелковых швов; обеспечение прямого контакта интимальной поверхности стенки сосуда; размещение швов на равном расстоянии и с правильным натяжением; а также строгое соблюдение стерильных условий. Каррель также разработал технику триангуляции: он делал три удерживающих стежка, расположенных через равные углы в 120 градусов на концах сосуда, разделяя его на три сегмента, и затем пришивал каждый сегмент прямой линией. Эта техника в значительной степени устранила трудности пришивания круглой структуры.

Чтобы довести свою технику сосудистого шва до совершенства, Каррель черпал вдохновение из источника, не связанного с хирургией: из славной традиции Лиона по изготовлению кружев и вышивке. Он освоил тонкое обращение с нитями у мастера по изготовлению кружев и адаптировал эти навыки для хирургического шва. Это нетрадиционное обучение подняло ручную ловкость Карреля до экстраординарного уровня.

Успех техники сосудистой швы ведет Карреля к экспериментам по трансплантации органов. С 1902 года он проводил трансплантацию почек, селезенок, щитовидных желез и сердец у собак. Удалив почку у собаки и прикрепив её к сосудам в области шеи, он показал, что орган продолжает функционировать некоторое время. Эти эксперименты стали первыми систематическими исследованиями, доказавшими, что трансплантация органов технически возможна.

Каррелл рано осознал, что самой большой проблемой в трансплантации является не хирургическая техника, а биологический отторжение. Он заметил, что при аллотрансплантации (трансплантации между разными особями одного вида) органы отвергались со временем. Он задокументировал, что аутотрансплантаты и изотрансплантаты были успешными, тогда как аллотрансплантаты терпели неудачу. Хотя он не мог понять биологическую природу механизма отторжения, его наблюдения стали первыми данными иммунологии трансплантации.

Открытие, приведшее к Нобелевской премии.

(Note: This is a direct translation. Depending on context, it could also be translated as "Обнаружение, которое привело к Нобелевской премии" or other similar variations to sound more natural in Russian.)

Работа Алексиса Карреля, принесшая ему Нобелевскую премию, стала технической революцией в сосудистой хирургии. Процедура сшивания кровеносных сосудов концами друг к другу (анастомоз), ранее считавшаяся непрактичной, стала надежной и повторяемой благодаря Каррелю. Его эксперименты показали, что резка и пересадка артерий и вен у собак приводила к долгосрочной патентности сосудов.

Практическое применение техники сосудистой сутуры Карреля было разнообразным. Ремонт аневризмы, сосудистое шунтирование, трансплантация органов и реимплантационная хирургия — все это потенциальные области применения данной техники. Каррель продемонстрировал, что поврежденные участки артерий могут быть заменены венозными или гомотрансплантатными сосудистыми сегментами с помощью сосудистых шунт-аорт. Эта работа заложила основу современной сосудистой хирургии.

Эксперименты с трансплантацией органов были самым амбициозным аспектом научного видения Карреля. Доказав, что трансплантация одной почки технически возможна, он показал, что проведение трансплантации человеческих органов в будущем — это не просто мечта. Каррель предвидел, что решение проблемы биологического отторжения станет самой важной целью будущих исследований; это предсказание сбудется полвека спустя с разработкой иммуносупрессивных терапий.

Во время работы в Рокфеллеровском институте Каррель также разработал методы культивирования тканей. Он показал, что животные ткани могут сохраняться в живых и размножаться вне организма в искусственных питательных средах. В 1912 году, культивируя сердечную ткань эмбриона цыпленка, он утверждал, что клетки могут оставаться живыми очень долгое время. Эта работа стала предшественником клеточной биологии и тканевой инженерии, хотя точность некоторых её результатов позже стала предметом дискуссий.

Нобелевский комитет признал, что техника сосудистой швы Карреля и его эксперименты по трансплантации ознаменовали революционное достижение в хирургической практике. В возрасте тридцати девяти лет Каррель стал самым молодым медицинским лауреатом, получившим Нобелевскую премию.

Награды и Последствия

В 1912 году Нобелевская премия по физиологии или медицине была присуждена Алексису Каррелю за его работу над сосудистой анастомозией и трансплантацией кровеносных сосудов и органов. Каррель лично получил награду на церемонии в Стокгольме. В своей нобелевской лекции он рассказал о технических деталях сосудистой хирургии и будущих перспективах трансплантации органов.

После получения Нобелевской премии Каррель продолжил свою работу в Рокфеллеровском институте. Во время Первой мировой войны он вернулся во Францию и служил в военной хирургии. Вместе с химиком Генри Дакином он разработал метод дезинфекции ран, известный как метод Карреля-Дакина. Благодаря непрерывному промыванию открытых ран раствором гипохлорита натрия, этот метод предотвращал инфекцию и спасал жизни тысяч солдат в условиях военных действий.

После войны Каррелл переключил своё внимание на культивирование тканей и исследования искусственных органов. В 1935 году он разработал перфузионный насос вместе с Чарльзом Линдбергом. Это устройство позволило поддерживать изолированные органы живыми за счёт циркуляции крови вне организма. Эта работа стала предшественником технологий искусственного сердца и сохранения органов.

Последний этап карьеры Карреля был спорным. Популярно-научная книга, опубликованная им в 1935 году, подверглась широкой критике, а некоторые его евгенические взгляды вызвали дополнительные споры. Во время Второй мировой войны он вернулся во Францию, находившуюся под немецкой оккупацией, и обвинения в сотрудничестве с правительством Виши бросили тень на его карьеру. Он умер в Париже 5 ноября 1944 года в возрасте семьидесяти одного года.

Наследие и влияние на современность

Техника сосудистого шва Алексиса Карреля лежит в основе современной кардиоваскулярной хирургии. Коронарное шунтирование, периферическая сосудистая хирургия, ремонт аневризм и трансплантация органов — все эти процедуры основаны на принципах, установленных Каррелем. Ежегодно по всему миру выполняется миллионы сосудистых хирургических вмешательств, и все они используют современные версии техники триангуляции Карреля.

Трансплантация органов — это самое значительное наследие Карреля. Выполнение Джозефом Мюрреем первой успешной трансплантации почки в 1954 году стало реализацией видения, которое Каррель сформулировал полвека назад. Сегодня трансплантация почек, печени, сердца, легких и поджелудочной железы стала рутинными хирургическими процедурами. Первым звеном в этой цепочке достижений является техника васкулярной анастомоза Карреля.

Работа Алексиса Карреля по культивированию тканей заложила основы клеточной биологии и регенеративной медицины. Сегодня исследования стволовых клеток, тканевая инженерия и органоидная технология являются современными продолжением традиции in vitro культивирования, начатой Каррелем.

Метод Карреля-Дакина является пионером современных принципов лечения ран. Концепция антисептической ирригации лежит в основе современных стратегий лечения ран, таких как терапия отрицательным давлением и контроль биопленки.

Малоизвестные факты

• Чтобы довести до совершенства свою технику сосудистого шва, Каррель взял уроки у лионского мастера по изготовлению кружев. Навыки работы с тонкой нитью были адаптированы для хирургического шва.
• Смерть французского президента Сади Карно от ножевого ранения в 1894 году считается событием, которое направило Карреля на путь сосудистой хирургии.
• После того как Каррель провалил экзамен по хирургии в Лионском университете, он покинул Францию. Иронично, что этот провал привел его к гораздо более продуктивной исследовательской среде в Институте Рокфеллера.
• Его сотрудничество с авиационным героем Чарльзом Линдбергом было необычным научным партнерством. Линдберг внес свой вклад в развитие перфузионного насоса, используя свои навыки механического дизайна.
• В 39 лет Каррель получил Нобелевскую премию, став самым молодым нобелевским лауреатом в области медицины на тот момент.
• Во время Первой мировой войны он разработал метод дезинфекции ран Карреля-Дакина, который считался наиболее эффективным методом лечения для предотвращения инфекций при ранениях в доантбиотическую эпоху.
• Личность Карреля была полна противоречий: будучи блестящим учёным, его интерес к мистическим опытам и спорные социальные взгляды делают его одним из самых противоречивых нобелевских лауреатов в истории науки.