血液がどのように動くのか誰も知らなかったが、この医師が心臓がポンプであることに気づいた。

Dhun Sethna 著『The Wine-Dark Sea Within: A Turbulent History of Blood』より抜粋。著作権 © 2022。Hachette Book Group, Inc. の出版物である Basic Books から入手可能。

血液が体の中を循環しているという考え。これはありふれた、さらには明白な概念のように思えるかもしれない。しかし、心臓は動脈を通して血液と酸素を送り出し、「老廃物」は静脈を通って戻ってくる臓器であるというよく知られた概念が確立されるまでには、2000年以上を要した。この概念が確立されると、生命科学に革命をもたらし、近代医学の幕開けとなった。その重要性において、これは生物学の基礎を築いたアリストテレス全集や、ダーウィンの自然選択説と肩を並べるものである。そして、これらの概念と同様に、この概念の発展は主に孤独な努力によるものであり、一人の人物、英国人医師ウィリアム・ハーヴェイによって考案、開始、完成された。彼は1628年にこの発見を「動物の心臓と血液の運動に関する解剖学的演習」と題する薄い本として出版した。これは「De motu cordis」と略される。ハーヴェイは、この経験を通じて、医学史上最大の冒険のひとつを経験しただけでなく、その過程で、人間の不安定さ、脆弱性、弱さを体験しました。彼は現代人であり、どこにでも属しています。

現在理解されているように、血液循環は二重のシステムです。体を通る循環 (全身循環) と肺を通る循環 (肺循環) があります。各循環は、円が開始点で終わるシンボルであるため、循環と呼ばれます。各循環の歴史的解明が、この本のテーマです。心臓も、実際には 2 つの異なるタスクで調和して機能する 2 つの心臓の集合体です。右心室は血液を肺に送り、左心室はそれを他の臓器と四肢に分配します。生命を維持する血液の動きは、生命の呼吸と一定の体温の維持に密接に関連していることが認識されたため、これら 3 つのプロセスが融合して、新しい生理学のまさに中核となりました。したがって、この物語の領域は、動物の熱に関する理論の発展と呼吸の初期の生理学でもあります。

循環の発見は、生命科学の歴史において画期的な出来事でした。それは、疾病管理におけるさらなる革新を生む新しい定量的思考法の先駆けとなりました。それがなければ、私たちが知っているような医学は不可能だったでしょう。ポンプとパイプを基礎としたハーヴェイの循環血液の水力学的説明は、定量化可能な心血管生理学の機械システムの基礎を築き、それが、血流速度、血管抵抗、血圧、脈波など、またさまざまな病態生理学的条件下でのそれらの定量的変化、および異常な速度と圧力が身体の器官に及ぼす影響に関する現代の定量的思考法につながりました。血液が循環するのであれば、新たな疑問への答えが必要でした。血液が永遠に円を描いて循環する必要があったのはなぜでしょうか。そのように流れるときに血液は何を運び、なぜ運ぶのでしょうか。血液はどのようにして、どこで物質を吸収したのでしょうか。どのようにして、どこで、なぜ物質を手放したのでしょうか。これらの答えは、人体の仕組みを分かりやすく解明し、現代医療の実践のための生理学的基礎を確立しました。

その結果、病気のメカニズムが修正され、拡大されました。体全体に血液が循環するということは、19 世紀半ばまで信じられていたように体内の「体液」の不均衡から病気が発生するだけでなく、外部からの有害物質が血流に入り、すべての組織に広がることで病気が発生する可能性があることを意味します。結果として、心臓や脳などの動脈管内の閉塞により、重要な臓器への血液循環が「不十分」になることで病気が発生する可能性があり、心臓発作や脳卒中がどのように発生するかが理解されるようになりました。これらは現在でも障害や死亡の主な原因となっています。

静脈内注入（化学療法など）や皮下注射（インスリン注射など）、さらにはアレルギー用の鼻スプレーなど、今日の治療法は、血液が循環しているため、ある部位で血流に導入された物質、あるいは吸入された物質が他のあらゆる部位に運ばれることが理解されて初めて考案されたものです。心臓カテーテル挿入や動脈内へのステント留置、静脈を通したペースメーカーや除細動器の電極の浮遊などの日常的な介入はすべて、ハーベイが説明したように、血管内を心室に出入りする一方向の血流を必要とします。透析ユニットや「開胸」手術を可能にする人工心肺などの救命支援システムは、基本的に体外循環の概念の拡張であり、極度の急性疾患で命を救ったり、心臓移植の代替として機能したりする心臓補助装置（人工心臓）も循環モデルに依存しています。ハーヴェイの画期的な発見の説得力のある結果は、65歳以上の人にとって最も費用のかかる病院診断である心不全に対する現在の理解です。現代の治療法は、心臓を機能不全のポンプとして受け入れるだけでなく、心筋の劣化を引き起こす循環化学異常にも対処します。

科学的発見は複雑な現象です。アメリカの科学哲学者トーマス・クーンが、おそらく最もよくその現象を説明しています。クーンによれば、そのプロセスは、物事の通常の予想に矛盾があることを認識することから始まります。次に、その異常性の詳細な調査が行われ、新しい知識自体が明らかになったときにのみ、その進行は終了します。物事の通常の状態は、その学習に対応するように調整され、クーンが「パラダイムシフト」と呼ぶものが発生します。

循環という考えは、そのようなパラダイムシフトの 1 つでした。ハーヴェイの循環の場合、15 世紀にわたって誰もが認めるガレノス モデルという支配的なシステムは再定義できず、置き換える必要がありました。ローマの医師ガレノスは、血液が潮の満ち引き​​のように血管内を前後に流れると考えていました。ガレノスは、静脈と動脈という 2 つの別々の血管系が、肝臓と心臓という 2 つの異なる臓器から発生し、体全体に血液を供給すると想像していました。ハーヴェイの革命的な発見は、新しい事実によって、こうした時代遅れの信念を一掃しました。

発見の過程の特徴は、類推による科学の進歩でもあり、ある種の類推は真実への道を妨げる一方で、他の類推は真実への道を可能にする。太古の昔から、思想家たちは自然の現実を説明する類推に魅了されてきた。血流をホメロスの「ワイン色の海」の満ち引き​​に例えたり、アリストテレスが血管系を灌漑用水路に例えたり、生命と呼吸や燃焼を類推したりすることは、ガレノスからボイルまで、物語全体に浸透している。ガレノスは磁石と鉄の親和性から、体内の「自然な吸引力」を発明した。シチリア島のエンペドクレスはエジプトの水時計の仕組みを参考にして、心肺生理学の斬新な理論を発表した。同様に、アレクサンドリアのエラシ​​ストラトスは、自然は真空を嫌う（自然は真空を嫌う）現象から同様のことをしている。デカルトは心腔内の発酵を薪の火に例えている。最後に、ハーヴェイはアリストテレスの円の哲学に慰めを求め、心臓が機械的なポンプとして機能することをコーズの機械式消火ポンプに確認する。ハーヴェイ自身の研究は、心臓の収縮のメカニズムと血液の循環という、2つのパラダイムシフトを同時に含んでいた。心臓の動きを機械的なポンプとして、そして収縮のたびに血管に血液を送り出すポンプとしてのみ正しく分析したことは、彼の構想に不可欠な中心的革新だった。ハーヴェイ以前は、アリストテレスに由来する心臓機能の受け入れられたプロセスは、心臓内で熱によって引き起こされる血液の「発酵」であり、それが臓器を拡張させ、「沸騰した牛乳がこぼれる」ように、大動脈に血液があふれ出るというものだった。

発見の頂点は、17 世紀の科学革命の時代、つまり「期待と失望、回復と絶望」の時代に訪れました。ハーヴェイの考えがさらに発展し、イギリス科学界の偉大な頭脳と風変わりな人物たち、つまりジョン ロック、クリストファー レン、ロバート フック、ヘンリー キャベンディッシュ、ジョセフ プリーストリーとその同僚、スコットランド人のジョセフ ブラック、オックスフォード大学の化学者と組んだイギリス系アイルランド人の「懐疑的な化学者」ロバート ボイル、そしてフランス系ヨーロッパ人のルネ デカルトとアントワーヌ ラヴォアジエが結集しました。彼らは協力して、2000 年にわたる生理学の誤解を解消しました。彼らは、今では忘れ去られた、もっと古いイオニア、アテネ、アレクサンドリアの知的革命の先駆者たちの肩の上に立っていました。クロトンのアルクマイオン、アポロニアのディオゲネス、コス島のヒポクラテスとプラクサゴラス、シチリアのエンペドクレス、アレクサンドリアのヘロフィロスとエラシストラトス、ローマのガレノスなどです。彼らは皆、私たちの中に眠る自然界を理解するために新しい道を切り開きました。プラトンとアリストテレスも重要な役割を果たしました。そして、他のすべてと同様に、すべてはホメロスから始まりました。彼の「ワイン色の海」の満ち引き​​とともに。

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