środa, 7 listopada 2018

Trzej książęta Serendypii czyli rola przypadku w nauce


Kiedy zapytano pewnego laureata Nagrody Nobla z dziedziny medycyny i fizjologii, jaka jest droga do tego najważniejszego w nauce wyróżnienia, odrzekł mniej więcej tak: "To bardzo proste. Trzeba przez czterdzieści lat codziennie chodzić do laboratorium, robić doświadczenia, publikować w najlepszych periodykach i może dadzą... ". Zapewne tak jest, ale wydaje się, że zapomniał o jednym słowie. Przypadek. Jak definiuje ów rzeczownik "Słowik języka Polskiego" PWN?
      Zdarzenie lub zjawisko, których nie da się przewidzieć
      Pojedyncze zdarzenie lub pojedyncza sytuacja
      Jedna z postaci choroby spośród wielu podobnych
      Osoba lub grupa osób reprezentująca jakieś zjawisko lub charakteryzująca się jakąś cechą
Jeśli "przypadek" jest szczęśliwy, często używamy określenia "fart". Słowo pochodzi z języka niemieckiego, a konkretnie od  fahrt - jazda, czyli ogół sprzyjających okoliczności.  Ale uwaga, to samo w języku angielskim znaczy coś zupełnie innego!
Teraz musimy cofnąć się do wieku XVIII, a dokładnie do 28.01 1754. Tego dnia Horacy Walpole, angielski poeta i prozaik, syn pierwszego premiera tego kraju, w liście do przyjaciela po raz pierwszy użył słowa "serendipity". Czytał on podówczas baśń "The Three Princes of Serendip". Opisuje ona dzieje trzech braci, książąt Serendipu czyli obecnej Sri Lanki. Nazwa ta w sanskrycie oznacza "tam gdzie mieszkają lwy". Książęta podróżują aby zdobyć miłość, sławę i pieniądze, a zawsze przydarza się im coś innego. W owym czasie sam Walpole, także poszukiwał bodaj cennej książki, a znalazł obraz. Połączył owo wydarzenie z przygodami bohaterów baśni i ukuł nowe słowo. Archetypicznym przykładem serendipity jest odkrycie Ameryki. Kolumb płynie do Indii, po drodze odkrywając nowy kontynent. Legenda głosi, że pewnego dnia Izaak Newton  odpoczywał pod jabłonką i nagle na głowę spadło mu jabłko. Uczony zaczął się zastanawiać, jaka siła powoduje to, że przedmioty spadają, a nie unoszą się lub lecą w bok. Nie wiadomo czy istotnie tak było. Jednak miliardy ludzi przed Newtonem obserwowały to samo. Nikt jednak, nie pomyślał o naukowej podstawie zjawiska.  Ludwik Pasteur, słynny biolog francuski ujął to tak: "W dziejach eksperymentów przypadek pomaga dobrze przygotowanym umysłom". Tak więc do serendipity, niczym do przysłowiowego tanga, trzeba dwojga. Przypadku i kogoś, kto nie przejdzie obojętnie.
Genialny Grek, Archimedes mieszkał w Syrakuzach na Sycylii. Oddał wielkie zasługi dla miasta, konstruując machiny do walki z oblegającymi je wrogami. Był pionierem broni opartej na skupionych promieniach słonecznych, paląc za ich pomocą statki rzymskie. Jak głosi legenda pewnego dnia mieszkańcy Syrakuz ujrzeli go, biegnącego nago i wykrzykującego słowo :"Eureka". Co tak ucieszyło naukowca? Otóż rozwiązał pewien problem. Władca owego polis, tyran  Hieron II, powziął podejrzenie, że złotnik któremu powierzył wykonanie korony ze szczerego złota, oszukał go zastępując część kruszcu srebrem.  Korona była piękna i nie sposób było sprawdzić  podejrzenia bez jej zniszczenia     (z domieszką srebra złoto staje się twardsze). Wezwał więc Archimedesa i kazał  ustalić jak jest naprawdę,  ale bez ingerencji w strukturę korony-arcydzieła. Zadanie wydawało się niemożliwe do wykonania. Zmęczony wielodniowymi rozmyślaniami uczony, postanowił zażyć kąpieli. Kiedy zanurzył się zauważył, że jego ciało w wodzie jest znacznie lżejsze niż w powietrzu. Odkrył prawo nazwane później jego imieniem. Nasunęło mu to rozwiązanie problemu korony (choć z wykorzystaniem innego zjawiska fizycznego). Udał się do Hierona i poprosił o bryłę złota o ciężarze korony. Następnie zanurzył ją w wodzi, po chwili uczyniwszy to samo z koroną. Ta ostatnia wyparła więcej cieczy. Złotnik podstępnie dodał srebro aby  uzyskać tę samą wagę, zapomniał jednak, że objętość dzieła będzie wtedy większa. Tyran skazał złotnika na śmierć. Niestety wiele lat później, jego syn otworzył tajną bramę przed wojskami Rzymu oblegającymi Syrakuzy. Archimedes akurat rozwiązywał problem geometryczny, rysując na piasku koła. Kiedy ujrzał rzymskiego legionistę zamierzającego się na niego mieczem, nim zginął,  rzekł:  "Noli trubare circulos meos[1]".  
A jak rzeczy maja się w medycynie? Ano podobnie.
Ambroży Pare (1510-1950)  był, jednym z najwybitniejszych chirurgów doby Renesansu. Projektował narzędzia chirurgiczne i protezy kończyn, wprowadził leczenie złamań  wyciągiem.  Będąc nadwornym chirurgiem kilku królów Francji, głównie zajmował się chirurgią wojskową, a właściwie rzecz ujmując amputacjami. Doszedł do perfekcji wykonując zabieg w kilka minut. Podówczas jako hemostazę i zabezpieczenie ran przez infekcją, stosowano przyżeganie rozpalonym żelazem i zalewanie gorącym olejem. W czasie jednej z bitew operacji było tyle, że... zabrakło oleju. Niektórym rannym nie zalano zatem kikutów owym "antyseptykiem". Pare był pewien, że umrą wkrótce w męczarniach. Jakież było jego zdumienie, gdy okazało się, że czują się znacznie lepiej od tych, dla których oleju starczyło. Wkrótce genialny Francuz skrytykował stare metody i wynalazł kleszczyki hemostatyczne do podwiązywania tętnic i żył, podobne do stosowanych współcześnie.
Sprzedawanie wina, także może przyczynić się do postępu w medycynie. Nie chodzi tu bynajmniej o resweratrol. Ojciec Johanna Leopold Auenbruggera  prowadził w austriackim Gratzu oberżę o nieco tautologicznej nazwie - "Pod Czarnym Murzynem". Syn obserwował jak pracownicy ojca, chcąc sprawdzić czy beczki są pełne i czy dostawcy nie oszukują, opukiwali je, wyznaczając poziom cieczy. Kiedy został lekarzem zauważył podobieństwo kształtu klatki piersiowej i beczki. Zaczął zatem opukiwać narządy ukryte pod żebrami. Swoje spostrzeżenia zawarł w dziele "Nowy wynalazek odkrywania ukrytych chorób wewnętrznych piersi poprzez opukiwanie " (Inventium novum ex percussione thoracis humani ut signo abstrusos interni pectoris morbos detergendi). Leopold był także literatem i napisał libretto do śpiewogry Salieriego (tak, tak, ten od Amadeusza) pt. "Der Rauchfangkehrer" z roku 1781.
Dziś umiejętność opukiwania niestety zanika. Narządy klatki piersiowej diagnozują urządzenia oparte na promieniach Roentgena. Ich odkrycie także jest dziełem przypadku. Wilhelm Conrad Röntgen  fizyk z Würzburga,  eksperymentował z odkrytym nieco wcześniej promieniowaniem katodowym, czyli strumieniem elektronów w próżni. Kiedy elektrony uderzały w płytkę wolframową, emitowała ona inny rodzaj promieniowanie, który rozjarzał ekran fluorescencyjny, a nade wszystko bez trudu przenikał przez wiele substancji. Co więcej, na kliszy fotograficznej powstawał obraz przedmiotów, "stojących na drodze" promieni. Jedną z pierwszych fotografii był szkielet dłoni żony genialnego fizyka. W następnych latach, dzięki zastosowaniu kontrastów, oraz skonstruowaniu wielu urządzeń w tym tomografu promienie X,  na stałe zagościły w naszych szpitalach.
Nie tylko wybitni naukowcy odznaczali się zmysłem obserwacji i wyciągania wniosków z przypadkowych  zdarzeń.  Vincenz Priessnitz, prosty rolnik i analfabeta z terenów obecnych Czech, jako młody człowiek doznał urazu klatki piersiowej. Z braku pieniędzy na fachową pomoc lekarską, leczył się sam stosując opatrunki nasączone wodą. Ponoć pomysł ten przyszedł mu do głowy, na podstawie obserwacji rannej w nogę sarny, która codziennie przychodziła do strumyka, płukać ową ranę. Wkrótce założył zakład, gdzie podstawowym środkiem leczniczym była woda. Dorobił się ogromnego majątku, a wodolecznictwo, do dziś stanowi ważny element wielu kuracji. W języku angielskim uzdrowisko to "spa" , czyli z łacińskiego sana per aquam  (zdrowie przez wodę). Słowo prysznic, także pochodzi od pana Vincenta.
Sporo "serendypnych" odkryć pojawiło się na przestrzeni dziejów w mikrobiologii. Aleksander Fleming, szkocki mikrobiolog, zasłynął jako odkrywca penicyliny. Sam mawiał: "To natura wyprodukowała penicylinę, ja ją tylko odkryłem". Już wcześniej odkrył lizozym, białko odgrywające wielką rolę w odporności nieswoistej.  Ponoć był bałaganiarzem i pewnego razy "odstawił w kąt" jakąś szalkę Petriego z hodowlą bakteryjną. Kiedy ją "odnalazł" zauważył, że jest zanieczyszczona pleśnią. Nie było w tym nic szczególnego poza jednym faktem. Wokół pleśni nie rosły bakterie. Fleming skojarzył to z działaniem lizozymu. Postanowił sprawdzić co znajduje się w grzybku zwanym Penicillinum notatum. Po kilkunastu laty, z pomocą innych naukowców otrzymał krystaliczną formę nowego leku, pierwszego antybiotyku. Nagrodą była wizyta w dniu 10.12. 1945 w Sztokholmie.
Prawie czterdzieści lat później w dalekiej Australii, patolog i mikrobiolog chcieli  odpowiedzieć na pytanie, czy choroby żołądka mogą być spowodowane infekcją. Próbowali zatem wyhodować coś z zawartości żołądków. Oficjalna teoria głosiła, że żaden drobnoustrój nie przeżyje w środowisku kwasu solnego, jakie tam występuje. Istotnie, wiele eksperymentów zdawało się potwierdzać teorię. Zbliżała się Wielkanoc i związana z nią przerwa w pracy. Podobnie jak w laboratorium Fleminga jakaś hodowla nieco się zawieruszyła i czekała na powrót uczonych. Jakież było ich zdziwienie, gdy coś wyrosło na agarze. Później okazało się, że to H. pylori, przyczyna stanów zapalnych i owrzodzeń żołądka i dwunastnicy. Ta bakteria, po prostu potrzebowała dłuższej hodowli. Odkrycie zrewolucjonizowało gastroenterologię, a odkrywcy także, śladami Fleminga, pojechali do Sztokholmu.
Czy gotując rosół można dowiedzieć się jak działa organizm? Okazuje się że tak. Żona XVIII-wiecznego włoskiego fizyka Luigiego Galvani, zaniemogła. Troskliwy mąż, postanowił ugotować jej rosół z żabich udek. Jak to fizyk, robił to w swym laboratorium, gdzie miedzy innymi stała machina produkująca prąd. Kiedy jedno z udek zostało przypadkiem dotknięte przez elektrodę, choć "nieżywe" skurczyło się. Dokładniejsze badania wykazały, że to właśnie zjawiska elektryczne odpowiadają za przewodnictwo nerwowe i pracę mięśni.
 Ból jest jednym z najgorszych odczuć w życiu człowieka, zarówno ten fizyczny związany z urazem czy chorobą ale też i ten niematerialny, duchowy czy psychiczny. W 1939, Velpeau, chirurg francuski wieszczył, że nigdy skalpel i ból nie pojawią się oddzielnie. Mylił się . Już kilka lat później, przeprowadzano zabiegi w znieczuleniu. Amerykański dentysta, Horacy Wells,  pewnego dnia wybrał się do cyrku. Pokazywano tam działanie "gazu rozweselającego". Istotnie poddany inhalacjom osobnik , zachowywał się jak człowiek uradowany, beztroski. W pewnym momencie pokazu skaleczył się w goleń i nawet nie poczuł tego. Wtedy Horacy, pomyślał czy nie zastosować tego gazu u swoich pacjentów. Pierwsze próby, jakie wykonał w zaciszu gabinetu, były zachęcające. Chorzy nie czyli bólu ekstrakcji i innych zabiegów. Nadszedł zatem dzień pokazu nowej metody szerszemu gronu specjalistów. Niestety, wybrany pacjent i dziś byłby "zagwozdką" dla anestezjologów. Otyły z POChP. Eksperyment nie powiódł się. Horacy wyśmiany i upokorzony zaczął popadać w obłęd. Eksperymentował z innymi środkami, między innymi chloroformem, również na sobie. Doznawał halucynacji i w ich skutek oblał na ulicy kobietę kwasem solnym. Aresztowany, popełnił samobójstwo w wiezieniu. Idea "gazowego" znieczulenie jednak  przetrwała. Kilka lat później, Morton użył oparów eteru z doskonałym skutkiem. Narkoza eterowa stosowna była do lat 60-tych XX w. Do łask wrócił też "rozweselacz" czyli podtlenek azotu, do dziś będący składnikiem mieszaniny gazów anestetycznych. Wkrótce dołączono środki znieczulenia miejscowego. Ból opuścił salę operacyjną. Pierwsza brama do wielkiej chirurgii stanęła otworem. 
W pewnym miasteczku w Walii przeprowadzano badanie kliniczne, podwójnie ślepą próbę , dotyczącą leku mającego poprawić krążenie wieńcowe. Preparat nazywał się Sildenafil. Jak wiadomo z założenia takich badań, połowa uczestników otrzymywała lek, zaś połowa placebo. Po jakimś czasie, mniej więcej właśnie połowa badanych, zaczęła poufnie prosić prowadzących eksperyment o... dodatkowe tabletki. Przyciśnięci do muru wyznali, że owe tabletki wzmacniają nie tylko serce, ale ich zdolności do spełniania "obowiązków małżeńskich". Badacze zainteresowali się owym "efektem ubocznym" i na rynku pojawiła się tabletka sildenafilu, bardziej znana jako Viagra.
Leczenie chorób to praca lekarzy, ale czyż lepiej nie zapobiegać im? Z całą pewnością. Wielu ludzi strawiło życie na poszukiwaniu eliksiru zdrowia i młodości. Stare porzekadło mówi jednak : "contra vim mortis non est medicamen in hortis". A jednak trochę tych lekarstw znaleziono. Przeciw chorobom, bo śmierć jest poza zasięgiem, choć "odganiamy" ją od łóżka chorego, coraz skuteczniej i na coraz dłużej. Czy są zatem ludzie, których nie imają się choroby? Okazało się, że tak. Edward Jenner, dowiedział się, że osoby pracujące z krowami (dojarki) nie chorują na ospę prawdziwą, która wówczas dziesiątkowała ludność. Dotyczyło to też tych, którzy przechorowali tzw. "krowiankę". Wcześniej stosowano tzw. wariolizację czyli podawanie poprzez skaryfikacje wydzieliny z krost chorych na ospę prawdziwą. Metoda była jednak niepewna i niebezpieczna.  Jenner założył zatem, że jeśli celowo podamy człowiekowi  wydzielinę z pęcherzy na wymionach chorych krów, zabezpieczy to przed ospą prawdziwą. Tak też się stało. Trzeba było jednak 200 lat, aby ospa przeszła do historii. Jego tropem podążył Ludwik Pasteur. Szczepionki weszły do armamentarium medycyny.
W dawnych prosektoriach można było przeczytać: "HIC MORTUI DOCENT VIVOS" ("Tutaj umarli uczą żywych"). W dziewiętnastowiecznym Budapeszcie, słowo stało się ciałem. Ignacy Semmelweis był ordynatorem oddziału ginekologiczno-położniczego. Śmiertelność okołoporodowa (gorączka połogowa)  w jego klinice była przerażająca. Tymczasem w budynku obok, na oddziale prowadzonym przez zakonnice, o rząd wielkości mniejsza. Oddział Semmelweisa odpowiadał dzisiejszej klinice uniwersyteckiej. Nie było jeszcze wydzielonej specjalności anatomopatologa, stąd sami lekarze klinicyści wykonywali sekcję zmarłych pacjentek. Po sekcjach wracali do kliniki, badali zdrowe kobiety tuż po porodzie, następnie chore i znowu zdrowe. Nie myli rąk, pomiędzy sekcją a badaniem i między badaniami. W oddziale klasztornym nie było sekcji... .  Pewnego dnia, jeden z kolegów Ignacego zaciął sie nożem sekcyjnym w czasie autopsji.  Po kilku dniach zmarł, mając takie same objawy, jak kobiety w gorączce połogowej. Wtedy Semmelweis z przerażeniem odkrył, że na rękach lekarzy przenoszona była śmierć. Nakazał ich mycie po każdej czynności. Dezynfekcję w roztworach chemikaliów. Wyśmiano go i wyszydzono. Nikt nie widział żadnych czynników zakażenia. Mówiono: bzdury, chore idee wariata. Semmelweis pogrążał się w szaleństwie. Czuł winę za śmierć setek kobiet. W końcu zamknięto go w oddziale psychiatrycznym, gdzie w czasie kolejnego ataku szału, został pobity przez sanitariuszy. Zmarł wskutek zakażenie ran jakie wtedy odniósł. Jednak ziarno jakie zasiał, zakiełkowało i wydało owoc aseptyki i antyseptyki. Lister, angielski chirurg pojął geniusz budapeszteńczyka i nakazał wprowadzenie owych zasad w swoim oddziale. Druga brama do wielkiej chirurgii stanęła otworem.
Ból fizyczny jest do pokonania. Nieco gorzej z tym drugim dotyczącym "duszy". Już od czasów pierwotnych, ludzie uciekali do świata wizji i fantazji, chcąc czy to kontaktować się z bogami, czy po prostu mniej cierpieć z powodu trudów tego świata.  Liczba środków stosowanych do tego celu, jest olbrzymia. Albert Hoffman, badając pochodne kwasu lizerginowego w roku 1938 po raz pierwszy zsyntetyzował  LSD-25. Głównym celem syntezy było otrzymanie stymulatora oddechowo-krążeniowego. Naukowiec zawiesił badania i postanowił zająć się nimi ponownie dopiero pięć lat później, dokładnie 16 kwietnia 1943 r. Podczas resyntezy LSD wchłonął prawdopodobnie niewielką ilość substancji i zanim opuścił laboratorium poczuł, że wszystko wkoło faluje. Wsiadł na rower i pojechał do domu (trwała wojna w Europie i były ograniczenia w dystrybucji benzyny, nawet w Szwajcarii). W pewnym momencie zauważył, że gonią go diabły. Na szczęście, po jakimś czasie halucynacje ustały. Jednak dzień 16.04, na pamiątkę owej rowerowej eskapady z udziałem czartów, miłośnicy LSD czczą jako "bicycle day". Hoffman, żył 102 lata, jednak nie należy chyba łączyć tego faktu, z przyjęciem LSD.
"Serendypnych " wynalazków i odkryć są  dziesiątki.  Korzystamy od stuleci z czegoś, czasami nie wiedząc, jak ludzie doszli do tego odkrycia. Wiele łączy radar z kuchenką mikrofalową i roztopionym batonikiem Precy'ego Spencera, a co patelnie z protezą naczyniową.  Co miał wspólnego słodki mocz psów po wycięciu trzustki z insuliną?  Czy szukając ultra-mocnego kleju można odkryć słabiutki ale użyteczny? Czy warto trzymać błony fotograficzne w szufladzie z solami radu? Albo jak używając pieca zrobić przez przypadek gumę. Kto ciekaw, niech sprawdzi.
Książęta Serendypii są nieśmiertelni. Podróżują po całym świecie  do dzisiaj i może kiedyś jakiś młody naukowiec o otwartym umyśle, spotka ich i odkryje coś, co zmieni dzieje ludzkości. Oby na dobre.


[1] Nie niszcz moich kół

piątek, 23 marca 2018

WYKŁAD, KTÓREGO NIE WYGŁOSIŁEM


Każdy ma jakiegoś świra. Ja przyznaję się do takiego, że na każdą imprezę mam przygotowaną mowę. Nigdy żadnej nie wygłosiłem i jak sadzę nie wygłoszę, ale jest ona w mej głowie. Proszę się nie obawiać, nie ćwiczę ich przed lustrem jak to zwykł czynić przywódca III Rzeszy. Nigdy żadnego wykładu nie próbowałem, nie nagrywałem, aby nauczyć się na pamięć. Mam je w głowie, a część jak mniemam dopiero powstanie. 19.02. 2018 był dla mnie ważnym dniem . Odebrałem z rąk JM Rektora dyplom habilitacyjny. Słuchając wystąpień ludzi znacznie mądrzejszych ode mnie, tak sobie myślałem:
Panie Premierze![1]
Magnificencjo Rektorze!
Wysoki Senacie!
Prześwietni Goście!
Szanowni Państwo!
            W imieniu wszystkich obecnych tu osób, które odebrały dyplomy habilitacyjne i doktorskie, oraz odznaczonych medalami państwowymi i resortowymi chciałbym złożyć podziękowanie, za umożliwienie nam awansu naukowego, a także za dostrzeżenie zaangażowania w pracę naukową, dydaktyczną czy działalność  na rzecz społeczności uniwersyteckiej. Nie jest tajemnicą, że każdy człowiek od swych najmłodszych lat, do chyba końca życia niekiedy potrzebuje potwierdzenia tego, że to co robi jest słuszne i dobre. Potwierdzenie owo nie powinno w żadnym razie pochodzić od podwładnych czy znanych z nazwiska uczniów. Może tak być tylko wtedy, kiedy żegnamy się już zajmowanym kierowniczym stanowiskiem, a podwładni kupują nam (ze szczerego serca) kryształowy wazon czy podobny gadżet z odpowiednia dedykacją. Nagrody zaproponowane przez zwierzchników, a najlepiej decydentów, którzy słyszeli jedynie o naszych przewagach w jakiejś tam dziedzinie, są najcenniejsze. Ufam, że dzisiejsze odznaczenia, przyznano w taki właśnie sposób.
Uniwersytet stwarza możliwości rozwoju naukowego poprzez swoją wielowątkowość. Istnieje staropolskie określenie "Wszechnica", które oznacza  „miejsce zgłębiania wszystkich nauk”, a więc to samo, co zapożyczony z łaciny „uniwersytet”, który pierwotnie miał formę dwuwyrazową „universitas studiorum” (ogół nauk), co potem skrócono do „universitas”. Pozwólcie Państwo na kilka wątków osobistych. W moich badaniach korzystałem "larga manu" z owej "powszechności nauk" zgromadzonych w jednym miejscu. Współpracowałem z biologami (w tym z JM Rektorem), z fizykami, genetykami czy też w Collegium Medicum,  z PT Koleżankami i Kolegami z różnych zakładów i katedr. Zapewne tak postępowali też i inni habilitanci i doktoranci, którzy dziś odebrali dyplomy.
Wiele lat temu, jeszcze przed jakże ważnym dla UMK rokiem 1973, przechodziłem wraz z moim ojcem obok pewnego budynku i zapytałem co w nim sie znajduje. Ojciec wyjaśnił mi, że jest to jeden z budynków należących do UMK i tu studenci zgłębiają tajemnice nauki. Będą uczniem bodaj trzeciej klasy szkoły podstawowej pomyślałem, że musi to być bardzo trudne i chyba nawet przestraszyłem się, czy dam w przyszłości radę. W Roku Kopernikańskim oglądałem pokaz sztucznych ogni podczas otwarcia kompleksu budynków, w którym obecnie jesteśmy. Kilka lat później, jako uczeń liceum, uczestniczyłem w wykładach profesora Juliusza Narębskiego. Bez Power Pointa, za pomocą pięknej polszczyzny i doskonałego języka popularnonaukowego, zapoznawał nas z osiągnięciami światowej neurofizjologii, w których to badaniach brał czynny udział. Chodziliśmy też na warsztaty dla uczniów zainteresowanych biologią, organizowanych przez pracowników  Instytutu Biologii i Nauk o Ziemi. Wykłady Profesora, któremu starczało czasu i chęci na spotkania z młodzieżą, stały się dla mnie trzydzieści lat później, inspiracją dla Śród Medycznych.
Miałem zawsze szczęście do nauczycieli. Byli to zarówno ludzie mądrzy jak i pasjonaci swego zawodu. Biologii i fizyki uczyli mnie w IV LO, Felicja Młynarczyk i Juliusz Domański.  Wiem, że byli związani z UMK. To właśnie prof. Młynarczyk powiedziała nam o wykładach prof.  Narębskiego. Historię poznawałam po części dzięki profesorowi Witoldowi  Wojdyle, późniejszemu Prorektorowi UMK. Pokazał on nam, jak należy uczyć, według zasady clara pacta, boni amici. Przez prawie trzydzieści już lat , kiedy sam uczę innych pamiętam o tych lekcjach.
Wróćmy zatem do mojego spaceru z ojcem z roku bodaj 1971. Budynkiem, który mijaliśmy był Instytut Fizyki przy ul. Grudziądzkiej. Studenci zgłębiali tam tajemnice materii i energii. Być może wśród słuchaczy była prof. Lidia Smentek, z którą mam zaszczyt się przyjaźnić. I być może wykładano tam wówczas o splątaniu kwantowym. Polega ona na tym (proszę fizyków o wybaczenie jeśli coś pomylę), że splatane cząstki "wiedzą" o sobie, nawet jeśli znajdują sie na przeciwległych krańcach wszechświata. Znają swój stan. Myślę, że dobro które dajemy innym, jest jedną z tych cząstek. Wtedy gdzieś pojawia ta druga cząstka będąca, odpowiedzią na to. Niewykluczone, że nigdy jej nie zobaczymy. Ale na pewno jest i czyni wtórne dobro. Fizyk powie: "Panie kolego, splątane cząstki mają przeciwne spiny". Tak w fizyce kwantowej istotnie tak jest. Ale splątane cząstki miłości, wdzięczności i dobra działają inaczej. Moc tych drugich jest jeszcze większa niż tych pierwotnych. I dlatego warto żyć i czynić dobro. Jestem o tym głęboko przekonany.
Dziękuję za uwagę!       


[1] Gościem Święta Uniwersytetu był wicepremier Jarosław Gowin

poniedziałek, 29 stycznia 2018

WSZYSTKIE SKOPIE ŚWIATA



Jako, że wszystko zaczyna się od Hipokratesa, nie może i tu być inaczej. Otóż w swych dziełach, Mistrz z Kos sugerował, że należy wiele spraw powierzyć naturze, gdyż organizm posiada zdolność do samoleczenia. Zatem uraz operacyjny, jeśli już konieczny , winien być jak najmniejszy. W jakimś sensie,  łączy się to z podstawową zasadą hipokratejską:  " Primum non nocre". Endoskopia i powstała z niej chirurgia małoinwazyjna spełnia owo założenie. Paradoksalnie największy rozwój medycyny i chirurgii, związany był z wykonywaniem wielkich zabiegów operacyjnych. Stało się to możliwe, dzięki wprowadzeniu znieczulenia ogólnego, a także zasad aseptyki  i antyseptyki w drugiej połowie XIX w. Owe rozległe operacje wymagały dużych cięć, stąd ukute w owym czasie powiedzenie: "duży chirurg- duże cięcie". Powrót do idei Hipokratesa trwał długo. Jednak pierwsze wzmianki na temat endoskopii pojawiają się w tzw.  Papirusie Edwina Smitha, datowanym na 1700- 1600 rok  p.n.e..  Owo dzieło było prawdopodobnie podręcznikiem medycyny wojskowej. Wspomniane są tam proste narzędzia endoskopowe, lecz ciekawszy jest fakt, że autorzy odwołują się do jeszcze starszego dokumentu z roku 2640 p.n.e., gdzie opisano również narzędzia endoskopowe. Papirus Smitha  jest znany z tego, że po raz pierwszy podzielono tam choroby na uleczalne, uleczalne z trudnością oraz nieuleczalne (nieoperacyjne).  Sam Hipokrates stosował i doceniał speculum w leczeniu chorób proktologicznych. W piątym tomie swego dzieła "Sztuka medycyny" (rok 400 p.n.e.), zatytułowanym " O hemoroidach", daje wykład zastosowania wziernika. Istnieją dowody archeologiczne na szerokie stosowanie owych narzędzi w granicach Cesarstwa Rzymskiego i innych państw starożytnych, w pierwszych wiekach naszej ery. Najsłynniejsze znaleziska pochodzą z Pompei. Problemem było światło. Nie istniało, na tyle silne jego sztuczne źródło, aby można używać endoskopów po zmierzchu. Również zasięg owych instrumentów, ograniczał się do naturalnych otworów ciała i nie stosowano żadnych elementów optycznych.  W dziełach starożytnych filozofów żyjących w I wieku naszej ery, Seneki i Pliniusz Starszego  pojawiły się wzmianki o powiększających czy podpalających kawałkach szkła. Były to prawdopodobnie przypadkowo "wyszlifowane" kawałki przeźroczystych minerałów lub szkła. Pierwsze intencjonalnie wykonane soczewki pojawiły się około roku 1000 i zwane były "szkłem czytającym". W XIII wieku SalvinoD’Armate skonstruował pierwsze okulary z zamysłem używania do czytania. W następnych stuleciach, ludzkość nauczyła się szlifowania soczewek wedle potrzeb, co umożliwiło konstruowanie początkowo prostych, zaś z upływem czasu bardziej złożonych,  urządzeń optycznych. Prowadzono też badania i rozważania nad samym procesem widzenia. Wielkie zasługi ma tu, uczony polskiego pochodzenia (jak sam pisał o sobie "syn Turyngów i Polaków" ), Witelon. Działał on na przełomie XIII i XIV wieku na Dolnym Śląsku. Jego główne dzieło "Witelona Matematyka Wielce Uczonego o Optyce, to jest o naturze, przyczynie i padaniu promieni wzroku, światła, barw oraz kształtów, którą powszechnie nazywają Perspektywą, ksiąg dziesięcioro" ,  miało wielki wpływ na optykę przez następnych kilka wieków. W swym geniuszu doszedł do przekonania, że oko jest tylko odbiorcą światła i kształtów, zaś dopiero umysł dokonuje analizy widzianych zjawisk, uwzględniając również uprzednie doświadczenia.  W roku 1590 Hans i Zachariasz Jensenowie konstruują urządzenie, dzięki któremu można oglądać w znacznym powiększeniu małe obiekty. Powstaje pierwszy mikroskop. Około 1600 podobne urządzenie przedstawia  Antoni van Leeuvenhoek. Była to genialnie oszlifowana soczewka umieszczona na płytce metalowej z odpowiednimi trzymaczami dla oglądanego obiektu. Kilka lat później również w Niderlandach (w dokumentach ponownie przewija sie nazwisko  Z. Jensena) powstał pierwszy teleskop, a więc urządzenie, działające niejako odwrotnie do mikroskopu. Ulepszone przez Galileusza rozpoczęło swoją służbę na wielu polach, w tym bitewnych. Wielokrotnie poprawiany przez takich geniuszy jak Kepler czy  Newton, teleskop przyczynił się do rewolucji w astronomii, która trwa do dziś. Mimo tak znacznego postępu, nadal nie można było zaglądać głębiej w ciało człowieka. Brakowało światła. I znów musimy powrócić do Egiptu, tym razem do Papirusu Ebersa z 1550 roku p.n.e.,  bodaj najbardziej znanego tego typu dokumentu o charakterze medycznym. Opisano tam użycie lustra i światła słonecznego w celu oglądania wnętrza jamy nosowej. W dalszym etapie rozwijano w basenie Morza Śródziemnego ową technikę , często wzmacniając światło słońca, świecami i lampkami oliwnymi. Abulkasim, lekarz arabski z XX w n.e.,  jako pierwszy opisał oglądanie w takim świetle szyjkę macicy. Światło świecy pojawiało się w medycynie średniowiecznej (Arnold de Villanova), lecz nie miało to większego znaczenia, aż do drugiej połowy XVI w., kiedy to Gerolamo Cardano, skonstruował specjalną lampę do użytku medycznego. W 1585  Giulio Cesare Arranzi użył pojemnika z wodą, aby skupić promienie świetlne emitowane przez świecę,  w celu oglądania jamy nosowej. W XVII wieku do medycyny wprowadzono lustra wklęsłe, skupiające światło, co przetrwało (laryngologia) do końca XX w. Nadal jednak nie odnotowano większego postępu w urządzeniach endoskopowych. W pierwszych latach XIX wieku, niemiecki lekarz włoskiego pochodzenia, Filip Bozzini skonstruował urządzenie o nazwie  “Lichtleiter” złożone z systemu luster i soczewek, oraz świecy jako źródła światła, umożliwiające oświetlenie badanego obiektu oraz zobaczenie go. Był to więc pierwszy prymitywny endoskop z wbudowanym źródłem światła. W ciągu następnych  kilkudziesięciu lat ulepszano owo urządzenia , zmieniając układ soczewek i stosując pryzmaty, jednak nadal nie osiągnięto większych sukcesów.  Jakkolwiek zasługi Bozziniego są wielkie, za ojca endoskopii uważa się francuskiego urologa Antoniego Desormeaux. Nawiasem mówiąc, to on po raz pierwszy użył tego określenia.  Zmodyfikował on optykę "Lichtleiera", a przede wszystkim zastosował silne jak na owe czasy źródło światła, będące lampą zasilaną mieszaniną alkoholu oraz terpentyny. Dzięki temu mógł skupić światło na badanym obiekcie. W ten sposób diagnozował i leczył kamienie w pęcherzu moczowym. Od tego czasu rozwijano różne koncepcje zarówno dotyczące optyki, jak i oświetlenia. Niemiecki dentysta Julius Bruck w roku 1866, stworzył pierwszą "żarówkę"  z galwanizowanego drutu zamkniętego w szklanej tubie. W urządzeniu tym zwanym galwanoskopem, zastosowano też system chłodzenia. Po raz pierwszy światło "weszło"  do jamy ciała wraz z endoskopem. Używano drutu platynowego (miedzy innymi Mikulicz).  Wkrótce pojawiły się żarówki Edisona, które na dobre weszły do endoskopii w latach 80-tych XIX w. Niestety powodowały one wiele powikłań, głównie poparzeń. W tym okresie Konrad Rentgen odkrył  promienie X, nazwane później jego imieniem. Szybko okazało się, że technika ta znajduje zastosowanie w badaniu nie tylko układu kostnego ale też, po zastosowaniu odpowiednich kontrastów, układu pokarmowego i naczyniowego. Endoskopia, choć powoli rozwijała się, była bardziej eksperymentem klinicznym, niż rutynowym badaniem. Jedną z pierwszych gastroskopii w roku 1868 wykonał Adolf Kussmaul. Pacjentem był zawodowy połykacz noży pracujący w cyrku. W 1881 Jan Mikulicz Radecki oglądał za pomocą sztywnego gastroskopu wnętrze żołądka z zaawansowanym rakiem. W swoim geniuszu  stwierdził, że liczy na to, iż rozwój endoskopii pozwoli na obserwację tej choroby w niższych stadiach zaawansowania. Jego proroctwo spełniło sie w latach 60-tych XXw. w Japonii, kiedy zdefiniowano pojęcie raka wczesnego. W 1932 Schindler skonstruował gastroskop z ruchoma końcówką. Rozwój techniki, a zwłaszcza miniaturyzacja pozwoliły na konstrukcje coraz to nowych urządzeń. W latach 50-tych XX w., Palmer i Hopkins opracowali technikę światłowodów , którą zastosowano w endoskopach, początkowo sztywnych, zaś następnie giętkich. W 1958 pochodzący z RPA amerykański gastroenterolog Basil Hirsowitz, przedstawił nowy typ gastroskopu, całkowicie giętki. Od tej pory całe badanie odbywało się pod kontrolą wzroku. W tym samy czasie dokonano następnej rewolucji, czyli wprowadzenie "zimnego źródła światła". Usunięto żarówkę z endoskopu, a światło do obiektu badanego także docierało poprzez światłowody. Rozpoczęła się era nowoczesnej endoskopii, dzięki której rozwinięto takie techniki jak ECPW, polipektomie, mukozektomie , poszerzanie balonem czy protezowanie.  Było jednak jedno "ale".  Endoskopista w czasie badania był sam. Tylko on widział co się dzieje. I tu zaczyna się historia z gatunku opowieści o Jamesie Bondzie. W 1957 roku ZSRR wystrzelił pierwszego sztucznego satelitę. Niebawem przestrzeń wokół naszej planety zaroiła sie od sputników wszelkiego rodzaju, z których większość miała charakter szpiegowski. Po zestrzeleniu Powersa i jego samolotu U2, okazało się że zdjęcia trzeba robić z kosmosu. Był jednak mały problem. Jak przekazać je na ziemię. Amerykanie mieli satelitę, z genialną jak na owe czasy optyką i pewnego razu samolot nie zdołał "odebrać" lecącej z góry przesyłki. Dziesiątki kilometrów taśmy uległo zniszczeniu, choć podjęto akcję podobną do odkrycia Titanica. Rosjanie próbowali wywoływać je w automatycznych laboratoriach w kosmosie i przekazywać drogą radiową obraz. Jednak jakość analogowego przekazu była kiepska.  Podjęto intensywne prace nad zdalnym przezywaniem obrazu wysokiej rozdzielczości. Ich efektem stała się matryca CCD, którą każdy ma teraz w "komórce". Obraz można było przekazywać cyfrowo. Początkowo utajniony projekt przeniknął do "cywila" i znalazł zastosowanie w astronomii, fotografii i wielu innych dziedzinach, w tym medycynie. Dziś większość sprzętu "skopowego" oparta jest na tej technice. Współczesne endoskopy nie mają już więc okularu, a chip i kamerę cyfrową , dzięki której transmitowany obraz widoczny jest na olbrzymich monitorach. Podobnie jak przy operacjach laparoskopowych, ogląda to samo cały zespół. Dzięki temu zgranie zespołów w zabiegach endolaparoskopowych staje się podstawą współczesnej małoinwazyjnej chirurgii. Nie wiadomo jednak czy technika i medycyna powiedziała w tej kwestii ostanie słowo. Osobiście wydaje mi się, że nie.    



Przy pisaniu powyższej pracy korzystałem z:

1. Wikipedia (wersja polska i angielska)

2. Sarah Ellison.  The Historical Evolution of Endoscopy. Wydawnictwo :  Lee Honors College, Western Michigan University, Kalamazoo, MI, USA