Нобелови лауреати – 1938 година

Корней Хейманс (Corneille Heymans)

28 март 1892 г. – 18 юли 1968 г.

Нобелова награда за физиология и медицина, 1938 г.

(За откритието на ролята, която изпълняват синусният и аортният механизъм при регулирането на дишането.)

Белгийският фармаколог Корней Жан Франсоа Хейманс е роден в Гент в семейството на Жан и Мари (Хенинг) Хейманс. Баща му е професор по фармакология и ректор на Гентския държавен университет. Получава средно образование в Тьорнхаут и Гент. Заниманията му по медицина в Гентския университет са прекъснати от Първата световна война, по време на която служи като офицер в сухопътната артилерия на белгийската армия. По време на службата си е награден с белгийски Военен кръст, Граждански кръст, Пожарен кръст, а също така и с Военен кръст на Франция.

След края на войната през 1919 г. Хейманс продължава медицинското си образование и след две години получава степента доктор по медицина в Гентския университет. През 1922 г. е назначен за преподавател по фармакология в университета, а до края на десетилетието е аспирант в Париж, Лозана (Швейцария), Виена и Лондон, а също така и в Уестърн ризерв медикъл скул (днес: Кейз уестърн ризерв университи скул ъф медисин) в Кливланд.

В лабораторията на Института по фармакология и терапия "Ж. Ф. Хейманс" (наречен на името на баща му) Хейманс и неговите колеги осъществяват сложни експерименти по физиология на сърдечно-съдовата и дихателната система, по-специално за влиянието на рефлексите на сърдечно-съдовата система върху честотата и ритмите на сърдечните свивания, артериалното налягане и честотата на дишане. Много от експериментите Хейманс осъществява заедно с баща си, който разработва експериментални методи за изолиране на нервните влакна и за изучаване на нервните рефлекси, участващи в регулирането на дихателната и сърдечно-съдовата система.

За провеждането на експериментите се използват две кучета под наркоза, едното като донор, другото като реципиент. Кръвообращението в главата на кучето реципиент е изолирано от кръвообращението му в органите на гръдния кош, коремната област и крайниците. Кръвта към главата на кучето реципиент се подава с помощта на пластмасови тръбички, съединяващи сънните артерии на кучето донор и кучето реципиент, а кръвта от главата на кучето реципиент се отвежда чрез югуларните вени към югуларните вени на кучето донор. (Сънните артерии и югуларните вени се намират в областта на шията.) Нервните влакна между главата и туловището на кучето реципиент остават незасегнати или се разрязват избирателно в зависимост от поставената задача.

До началото на изследванията, които Хейманс осъществява, учените смятат, че сърдечно-съдовият и дихателният център в продълговатия мозък регулират скоростта на кръвообращението, равнището на артериалното налягане и концентрацията на дихателни газове в кръвта, че тези процеси протичат в съответствие с непосредствените физиологични нужди на организма и без участието на рефлексите на нервната система. В периода от 1924 до 1927 г. Хейманс и колегите му посочват, че честотата на дишането се регулира от рефлексите на нервната система, предавани чрез блуждаещия и депресорния нерв. Блуждаещият нерв инервира органите на шията, гръдния кош, стомашната област и е свързан с автономната нервна система. Депресорният нерв е образуван от аферентни влакна, които водят началото си от барорецепторите на аортната дъга.

При една поредица от експерименти, когато изследователите намаляват артериалното налягане на кучето реципиент, дихателният център в продълговатия мозък се възбужда, което довежда до ускоряване на честотата на дишане; при увеличаване на артериалното налягане, осъществено с въвеждане на адреналин, напротив, активността на дихателния център се понижава и честотата на дишане се забавя. И накрая, при значително увеличаване на артериалното налягане настъпва спиране на дишането, или апнея. При друга поредица от експерименти Хейманс прерязва всички нерви на тялото на кучето реципиент без влакната, идващи от рефлексогенната зона на аортата и от кръвоносните съдове, разположени в стената на аортата близо до изхода на сънните артерии. Резултатите от експериментите съвпадат, което свидетелства, че нервните рефлекси, водещи началото си от рефлексогенната аортна зона, участват в ответната реакция на дихателната система при промяна на артериалното налягане.

В нова поредица от експерименти Хейманс проучва съществуването на нервни рефлекси между каротидния синус и вазомоторния и дихателния център в продълговатия мозък. Каротидният синус се състои от мрежа специализирани клетки, нерви и съдове в стената на сънната артерия близо до мястото на нейното раздвояване на вътрешен и външен дял. Хейманс и баща му откриват, че в каротидния синус се намират рецептори, чувствителни към промяната на артериалното налягане (или барорецептори). Нещо повече, при повишаване на артериалното налягане се увеличава честотата на нервните импулси от рецепторите на каротидния синус към вазомоторния и дихателния център в продълговатия мозък, в резултат от което честотата на дишането, сърдечните свивания и артериалното налягане се понижават. Обратно, при намаляване на налягането честотата на нервните импулси от барорецепторите към центровете на продълговатия мозък намалява, а честотата на дишането, сърдечните свивания и артериалното налягане се увеличава.

Според съществуващите преди това концепции химическият състав на кръвта влияе непосредствено върху активността на невроните на дихателния център в продълговатия мозък. През 1926 г. Хейманс и неговите колеги доказват, че в каротидния синус и в аортните зони се намират химически рецептори (хеморецептори), които са аналогични по структура на барорецепторите и са чувствителни към определени дразнители. След това те доказват, че концентрациите на двата дихателни газа и на водородните йони се поддържат в равновесие от рефлексите на нервната система. Те също така забелязали, че при намаляване на парциалното налягане на кислорода парциалното налягане на въглеродния диоксид се увеличава и при намаляване на концентрацията на водородните йони нервните импулси от съдовите хеморецептори към продълговатия мозък стимулират рефлекторно честотата на дишането; в хода на този процес се коригира промяната на концентрацията на дихателните газове и киселинно-основния баланс. Когато се наблюдава обратното явление, нервните импулси от хеморецепторите към продълговатия мозък инхибират рефлекторно честотата на дишане и съответно се коригират отклоненията на дихателните газове и киселинно-основния баланс.

Следващите изследвания на Хейманс доказват, че парциалното налягане на кислорода - а не съдържанието на кислород в хемоглобина - е достатъчно ефективен стимулант за съдовите хеморецептори. Това наблюдение обяснява защо при анемия и отравяне с въглероден окис честотата на дишане не се променя. При анемия съдържанието на хемоглобин е ненормално ниско; при отравяне с въглероден окис той измества кислорода от хемоглобина, като води до намаляване на равнището на оксихемоглобина.

През 1925 г. Хейманс сменя своя баща на поста ректор на Гентския университет и института "Хейманс". През 1921 г. се жени за Берте Мей, лекар по професия; семейството има двама сина и две дъщери. В продължение на дълги години Хейманс издава и редактира списание "Международни архиви по фармакодинамика и терапия" ("Archives Internationales de Pharmacodynamic et de Therapie"), което баща му основава през 1895 г. Той обича страстно литературата, историята на изкуството и медицината.

След наградите на Хейманс са наградата Алваренг дьо Пиаухи на белгийската Кралска медицинска академия (1931 г.), наградата Теофил Глюг на Кралската академия на науките на Белгия (1931 г.), наградата за медицина на белгийското правителство, присъждана веднъж на пет години (1931 г.), наградата Монтион за физиология на Академията на науките на Франция (1934 г.), наградата Папа Пий XI на Папската академия на науките (1938 г.) и наградата Буржи на Бернския университет. Хейманс е почетен член на Лондонското кралско дружество, Академията на науките на Франция, Медицинската академия на Париж и Нюйоркската академия на науките.

Превод от руски: Павел Б. Николов