5 Июля 1888 г.

    5 июля 1888 г. В этот день родился американский физиолог Герберт Спенсер Гассер (Herbert Spencer Gasser, 1888-1963), удостоенный Нобелевской премии по физиологии и медицине (1944 г.; совместно с Джозефом Эрлангером) «за открытия, имеющие отношение к высокодифференцированным функциям отдельных нервных волокон». Благодаря этим открытиям, анестезиологам стало доступным правильное понимание механизмов «дифференцированного блока» при спинномозговой и эпидуральной анестезии.

   Американский физиолог Герберт Спенсер Гассер (Herbert Spencer Gasser, 1888-1963), родился 5 июля 1888 г. в маленьком городке Платтвилл (штат Висконсин, США), в семье врача Германа Гассера, эмигрировавшего в США из Тироля (Австрия). Отец очень увлекался книгами Чарльза Дарвина и Герберта Спенсера. Поэтому своего первого сына он назвал Гербертом Спенсером, как бы назло местным газетам, яростно нападавшим в это время на теорию эволюции. Его мать, урожденная Джейн Элизабет Грисволд, жила в Коннектикуте и работала учительницей в средней школе Платтвилла, где впоследствии учился маленький Гассер. Кроме него в семье было еще двое младших детей: брат и сестра.
   После окончания школы Герберт Спенсер Гассер поступил в Висконсинский университет, выбрав в качестве основного предмета зоологию. В 1910 г. Гассер получил степень бакалавра искусств, а в 1911 г. – степень магистра искусств.
   Обучаясь в Висконсине, он одновременно начал прослушивать отдельные лекции на физиологическом отделении университета, которое незадолго до этого возглавил Джозеф Эрлангер (Joseph Erlanger, 1874-1965). Плодотворное сотрудничество и дружба с этим выдающимся ученым будут связывать Гассера много лет. Увлекшись под влиянием прекрасных лекций Эрлангера физиологией, Гассер в конечном итоге стал работать ассистентом преподавателя физиологии и биохимии, что, кстати, являлось некоторое время основным источником средств его существования. В это же время Гассер опубликовал несколько научных статей о биохимических и неврологических сигналах, регулирующих частоту сердечных сокращений.
Законченных во время обучения в Висконсине двухгодичных медицинских курсов явно не хватало для продолжения научной карьеры, поэтому для получения дальнейшего медицинского образования Гассер перевелся в знаменитую медицинскую школу Джонса Хопкинса. В 1915 г. Гассер получил медицинскую степень и вернулся в Висконсин, где в течение года изучал и преподавал фармакологию.
   Затем он переехал в Сент-Луис, чтобы присоединиться к исследованиям Эрлангера, который к этому времени стал заведующим физиологическим отделением в медицинской школе Университета Вашингтона.
Весной 1917 г. США вступили в участие в первой мировой войне, поэтому Гассер и Эрлангер сконцентрировали свои усилия на изучении травматического шока и даже опубликовали восемь статей по этой теме. Параллельно Гассер занимался фармакологическими исследованиями в отделе Химической военной службы в Вашингтоне (федеральный округ Колумбия).
Однако основной спектр совместных научных интересов Гассера и Эрлангера составляли электрические свойства нервных сигналов. Тот факт, что нервные импульсы (или потенциалы действия) имеют электрическую природу, был известен с конца XVIII века. Потенциал действия одиночной нервной клетки очень краток и часто длится лишь несколько тысячных долей секунды; он еще и очень слаб, так как разница электрических потенциалов составляет всего несколько микровольт. Поэтому приборы для изучения таких импульсов должны быть высокочувствительными и обладать малой инерционностью. Еще во время пребывания в школе Джонса Хопкинса Гассер и его коллега из Висконсина Сидни Ньюкомер (H. S. Newcomer) начали усиливать электрические сигналы от отдельных нервных волокон с помощью вакуумных трубок, подобных тем, которые использовал Гульельмо Маркони для первых радиоприемников. Эта работа была прервана переездом Гассера в Сент-Луис.
   По окончании войны Ньюкомер приехал в Сент-Луис, они закончили свои совместные исследования по усилению нервных импульсов и опубликовали результаты. В этих экспериментах для регистрации усиленных электрических сигналов, идущих от отдельных нервных волокон, был использован традиционный пружинный гальванометр (прибор, измеряющий ток посредством регистрации его электромагнитного действия). Хотя подобный прибор был пригоден для изучения последовательности сигналов в нерве – как это продемонстрировал Эдгар Д. Эдриан в своих сенсационных исследованиях функционирования отдельных нервных клеток, – он обладал, однако, чувствительностью, позволявшей зарегистрировать потенциал действия не более чем в форме простого зубца (основного элемента на осциллограмме волны потенциала действия). Для расчленения самого потенциала действия на отдельные компоненты был нужен такой прибор, который мог бы регистрировать быструю последовательность событий.
   К 1920 г. в компании «Western Electric» был изобретен особо чувствительный катодный осциллограф – прибор для регистрации вибраций или колебаний. Из-за того, что компания не изъявляла желания продать свою катодную трубку (устройство, подобное тому, которое используется ныне в телевизионных приемниках) Гассеру и Эрлангеру, физиологи сами смастерили ее аналог, используя имеющееся в лаборатории оборудование и затратив немало усилий и изобретательности. Подключив осциллограф к усилителю, они впервые смогли получить временную развертку отдельных нервных импульсов.
Однако запись наблюдаемых потенциалов действия оказалась не столь понятной, как ожидали Гассер и Эрлангер. Тем не менее, путем тщательного экспериментирования они сумели показать, что то, что прежде считалось отдельным потенциалом действия, фактически представляло собой совокупность импульсов от различных типов нервов, соединенных вместе в единое волокно. Проведенные ими исследования различных нервов показали, что потенциалы действия быстрее распространяются вдоль толстых аксонов (ветвящихся отростков нервных клеток), чем вдоль тонких, подтвердив тем самым гипотезу, предложенную в 1907 г. шведским физиологом Густавом Гётлином, но никогда не подвергавшуюся проверке. Благодаря исследованиям Гассера и его коллег потенциалы действия были изучены чрезвычайно подробно. Так, было показано, что различные ощущения передаются аксонами разного диаметра и, следовательно, с разной скоростью. Осязательные ощущения, например, могут передаваться толстыми, «быстрыми» нервами, а боль – тонкими, «медленными». Эти различия не являются постоянными: то или иное ощущение может передаваться с разной скоростью, и нервное волокно определенного размера может соответствовать аксонам, передающим разные типы ощущений.
   Все эти сведения позднее вошли в теорию нервной проводимости, созданную Аланом Ходжкином и Эндрю Хаксли.
   В 1921 г. Гассер был назначен профессором фармакологии Вашингтонского университета.
   В 1923-1925 гг., получив отпуск от своих основных обязанностей, Гассер работал в Европе с известными учеными, в том числе с Арчибалдом В. Хиллом и Генри Х. Дейлом. В 1931 г. он стал профессором физиологии и главой медицинского колледжа Корнельского университета, а через четыре года был приглашен на должность директора Рокфеллеровского института медицинских исследований (ныне Рокфеллеровский университет).
   Не смотря на большую занятость по административным обязанностям, Гассер все же находил время, чтобы продолжать работу над свойствами нервных волокон.
   В настоящее время анестезиологам известно, что чувствительность нервных волокон к действию местных анестетиков в основном зависит от диаметра волокна, его миелинизации, и характеристик деполяризации волокна (частоты импульсации). Чем толще нервное волокно, тем более высокой должна быть минимальная пороговая концентрация местного анестетика, и тем медленнее наступает блок. Этот феномен и был открыт в 1929 г. Джозефом Эрлангером и Гербертом Спенсером Гассером, которые установили, что слабо концентрированный раствор местного анестетика, обеспечивающий блокаду тонких нервных волокон, не способен блокировать толстые волокна [Gasser H.S., Erlanger J: Role of size in establishment of nerve block by pressure or cocaine. Am J Physiol, 1929; 88:581-9.].
   В 1937 г. они показали, что при наложении на нерв отводящих электродов на некотором расстоянии от раздражающих электродов, суммарный потенциал действия начинает расчленяться на несколько отдельных колебаний, которые становятся наиболее отчётливо выраженными при удалении отводящих электродов 10-15 см от места раздражения. Исследователями был сделан вывод, что причиной расчленения суммарного потенциала действия на компоненты является неодинаковая скорость проведения возбуждения по разным типам волокон, составляющим нервный ствол, вследствие чего к отводящим электродам нервные импульсы поступают по этим волокнам не одновременно. Они сформулировали закон о прямо пропорциальной зависимости скорости проведения импульса от диаметра нервного волокна. В 1944 г. эти два выдающихся американских физиолога были удостоены Нобелевской премии за открытие высокодифференцированных функций единичных нервных волокон. Ими же была предложена широко известная в настоящее время классификация двигательных и сенсорных волокон, выделяющая в составе корешков спинного мозга три типа нервных волокон, обозначаемые как A, B и C. [ Gasser H.S., Grunfest H. Axon diameters in relation to the spike dimension and the conduction velocity in mammalian A-fibers, Amer. J. Physiol., 127, 393 (1939).].
   Вторая мировая война помешала в 1944 г. провести в Стокгольме церемонию награждения лауреатов Нобелевской премии. Однако в транслировавшейся по радио лекции Рагнар Гранит из Каролинского института описал достижения двух ученых и тот вклад, который они внесли в физиологию нервной системы. В следующем году церемонии возобновились, и Гассер прочитал Нобелевскую лекцию на тему «Нервные волокна млекопитающих» («Mammalian Nerve Fibers»).
   Оставив пост директора Рокфеллеровского института в 1953 г., Гассер продолжил свои исследования, применив электронный микроскоп для более подробного изучения дифференциации нервов. Гассер, так никогда и не женившийся, был обаятельным и гостеприимным человеком, с большой теплотой относившимся к друзьям. В последние годы жизни он находился в плохом физическом состоянии из-за постигшего его инсульта.
   В 1936-1937 гг. Гассер был редактором журнала по экспериментальной медицине. За свои научные заслуги Гассер был избран почетным членом многочисленных научных обществ и учебных заведений. Член Национальной академии наук (США), Американской ассоциации по развитию науки, Американского физиологического общества, Американского общества фармакологии и экспериментальной терапии, Ассоциации американских врачей, Американского философского общества и Гарвеевского общества, он получил почетные степени ряда университетов, в том числе Рочестерского, Висконсинского, Пенсильванского и Парижского.
   Умер Герберт Спенсер Гассер в Нью-Йорке 11 мая 1963 г.