WILLIAM HARVEY VÀ SỰ TUẦN HOÀN CỦA MÁU

William Harvey (1578-1657) là con cả trong 7 người con của Thomas Harvey và là người duy nhất trong gia đình buôn bán và địa chủ trở thành thầy thuốc. Sau khi lấy được bằng Cử nhân Nghệ thuật của trường Caius College, Cambridge, năm 1597, Harvey theo gương của những học giả-nhà nhân văn lớn người Anh đi đến Padua. Năm 1602, Harvey quay về nước Anh và trở nên phát đạt khi hành nghề y. Cuộc hôn nhân với Elizabeth Browne, con gái của Lancelot Browne, vốn là ngự y của Elizabeth I và James I, đã giúp cho ông tiếp cận với hàng ngũ cao cấp của triều đình và trong nghề nghiệp. Sau nhiều lần thăng cấp nhanh chóng, Harvey được bầu vào Viện các thầy thuốc, được bổ nhiệm làm thầy thuốc tại bệnh viện St. Bartholomew, Giảng viên Lumleian của Viện các thầy thuốc và là ngự y đặc biệt của vua James I. Harvey giữ vị trí sau này khi Charles I lên ngôi vua năm 1625 và được thăng làm thầy thuốc thường nhiệm năm 1631 và thầy thuốc thường nhiệm cao cấp vào năm 1639 (điều này hơi lạ vì chức danh thường nhiệm trong thang bậc thầy thuốc triều đình lại danh giá hơn là ngoại hạng).

Là một trong những thầy thuốc của nhà vua, Harvey được giao một số nhiệm vụ khác thường như chẩn đoán ra phép phù thủy, một lĩnh vực mà vua James I quan tâm nhiều. Các nhiệm vụ của Harvey buộc ông phải tháp tùng với vua Charles I trong nhiều chuyến đi và phục vụ trong Cuộc Nội chiến.

Chính theo yêu cầu của nhà vua mà Harvey thực hiện một trong những cuộc phẫu nghiệm bất thường nhất, đó là mổ xác cho Thomas Parr, người được coi là già nhất nước Anh. Được mang đến London năm 1635, ông lão Parr được đưa vào trình diện trước vua Charles I, và sau đó ra mắt công chúng tại Queen’s Head Tavern. Cuộc sống tại London làm sức khỏe của Parr trở nên tồi tệ và chẳng bao lâu sau đó ông mất, được coi là thọ 152 tuổi. Qua kết quả mổ xác, Harvey kết luận rằng nguyên nhân tử vong là viêm phổi-màng phổi, nhưng những người khác thì cho là vì tuổi già.

Có thể Harvey đã gợi ra một phương thức cách mạng trong sinh học thực nghiệm và sinh lý học con người, nhưng về mặt nghề nghiệp và xã hội, nhờ thái độ bảo thủ và tuân thủ hình thức đã giúp cho ông tránh thoát những mưu mô chính trị và sự ganh đua nghề nghiệp. Qua bao xung đột giữa những người ủng hộ vua Charles I và các lực lượng nghị viện do Oliver Cromwell (1599-1658) lãnh đạo, Harvey vẫn trung thành với nhà vua. Sau khi phái Bảo Hoàng bị đánh bại và vua Charles I bị hành quyết công khai năm 1649, Harvey rút lui về quê gần London sống cùng với anh em. Bị chứng gút hành hạ và sức khỏe suy yếu, ông ta đâm nghiện thuốc phiện và nhiều lần muốn tự sát.

Những ghi chú trong bài giảng Lumleian cho thấy Harvey đã hiểu rõ chuyển động của tim và máu nhiều năm trước 1628, khi “Chuyên luận giải phẫu học về chuyển động của tim và máu trên động vật”, thường được gọi là bộ De motu cordis, được xuất bản. Như đã thú nhận trong quyển sách của mình, Harvey cho hoãn lại việc xuất bản vì cho rằng những quan điểm của mình về sự chuyển động của máu còn rất mới và xa lạ cho nên ông sợ rằng “làm cho cả nhân loại thù ghét” mình.

Vì Harvey, cũng giống như mọi sinh viên y khoa đều bị nhồi nhét trong hàng trăm năm những tư tưởng theo Galen vốn không hề thay đổi, và rằng sự tuân phục thường là tấm vé để đi đến thành công và thăng tiến trong một nghề nghiệp cực kỳ thủ cựu, thế thì bằng cách nào mà Harvey có thể tự mình bứt khỏi quá khứ? Thay vì thấy rằng thật là đặc biệt khi bao thế hệ thầy thuốc đã ngoan ngoãn chấp nhận học thuyết của Galen, ta sẽ lấy làm kinh ngạc tự hỏi bằng cách nào mà Harvey có thể nhận ra rằng những lý thuyết vĩ đại và tinh tế về chuyển động và chức năng của tim và máu vốn được các thầy giáo và bạn đồng học của mình chấp nhận lại hóa ra không đúng. Khi đọc bộ De motu cordis, ta ngạc nhiên nhất khi nghĩ rằng trên nguyên tắc, những thí nghiệm và quan sát của Harvey có thể được thực hiện trước đó hàng trăm năm. Trong suốt thế kỷ 17, những dụng cụ mới như kính viễn vọng và kính hiển vi, thật vậy đã mở ra những chân trời mới cho khoa học và sự tưởng tượng, nhưng công trình của Harvey đều được thực hiện không cần đến kính hiển vi.

Giống như Aristotle người mà Harvey hết lòng ngưỡng mộ, Harvey đã đặt ra những câu hỏi xem ra đơn giản nhưng đúng là sâu xa khi tìm kiếm những nguyên nhân cơ bản. Khi suy nghĩ về chức năng của quả tim và các mạch máu, Harvey tiến gần đến tư tưởng của Aristotle cho rằng quả tim là cơ quan quan trọng nhất trong cơ thể khi ông phát hiện ra những sai lầm trong sơ đồ của Galen. Harvey muốn biết vì sao hai tâm thất trái và phải có cấu trúc tương tự lại có những chức năng khác nhau như kiểm soát dòng máu và các luồng sinh khí. Tại sao chỉ có tĩnh mạch giống như động mạch cung cấp máu cho phổi, còn động mạch trông giống như tĩnh mạch lại đem máu nuôi cho toàn cơ thể? Tại sao hai lá phổi lại cần đến quá nhiều nuôi dưỡng cho chính nó?

Tại sao thất phải phải hoạt động theo những chuyển động của phổi? Nếu có hai loại máu khác hẳn nhau - máu nuôi dưỡng từ gan được các tĩnh mạch cung cấp và máu từ tim để phân phối các sinh khí thông qua động mạch - tại sao hai loại máu này lại rất giống nhau? Những câu hỏi như thế cũng giống như những câu hỏi mà người cùng thời với Harvey đưa ra để hỏi và tranh luận.

William Harvey

Đem các lập luận dựa trên sự mổ xác, mổ xác sống và qua các công trình của Aristotle và Galen, Harvey chứng minh rằng trên người lớn, tất cả lượng máu đều phải đi qua phổi để đi từ buồng tim phải sang buồng tim trái. Ông ta đã chứng minh rằng tim là một khối cơ và chuyển động quan trọng nhất của tim là sự co bóp, hơn là dãn ra. Nhưng tư tưởng căn bản nhất của ông là chính nhịp đập của tim mới làm cho máu chuyển động tuần hoàn liên tục.

Trên động vật máu nóng, kỳ thu tâm (co lại) và kỳ trương tâm (dãn ra) của tim xảy ra rất nhanh và phức tạp đến nỗi lúc đầu Harvey sợ rằng chắc chỉ có Thượng đế mới hiểu được sự chuyển động của quả tim. Ông ta giải quyết vấn đề bằng cách sử dụng những động vật có hệ thống tim mạch đơn giản và có nhịp tim chậm như rắn, ốc sên, ếch và cá. Nhờ các động vật máu lạnh, hoặc chó bị cho chảy máu đến gần chết, Harvey mới có thể tạo ra được các hệ thống mô hình cần có để thấy được chuyển động chậm. Khi các quan sát và thí nghiệm được phân tích đúng mức, rõ ràng là chuyển động của quả tim cũng giống như một cổ máy trong đó mọi bộ phận dường như chuyển động cùng một lúc, cho tới khi ta hiểu được các chuyển động của từng bộ phận riêng lẽ.

Harvey cũng đặt ra một câu hỏi cực kỳ đơn giản mà các độc giả thời nay thấy rất thú vị, bởi vì câu trả lời dường như hoàn toàn không phù hợp với các lý thuyết của Galen. Còn nữa, nếu phóng đại công trình của ông lên, nó có thể tách Harvey ra khỏi khung cảnh của thế kỷ 17 và làm cho ông ta trở nên hiện đại hơn về mặt tầm nhìn và phương pháp hơn là cái phù hợp thực sự với ông. Harvey tự hỏi: Có bao nhiêu máu tống vào cơ thể với mỗi nhịp đập của tim? Ngay cả cách tính toán qua loa nhất cũng cho thấy rằng số lượng máu do quả tim người đẩy ra mỗi giờ cũng vượt xa trọng lượng của toàn thể người đó. Nếu cứ mỗi nhịp quả tim bơm ra hai ounces máu và mỗi phút có 72 nhịp, tức là 8.640 ounces (2x72x60), hoặc 245 lít máu được tống ra mỗi giờ. Dù là tính cho người, cừu, chó hoặc trâu bò, số lượng máu do tim bơm ra trong một giờ luôn vượt khối lượng máu của toàn bộ cơ thể con vật, như khi ta cắt tiết. Các độc giả hoài nghi có thể đến lò mổ và xem cách một tay đồ tể chuyên nghiệp thọc huyết một con bò. Chỉ cần cứa vào động mạch của một con vật còn sống là tay đồ tể có thể nhanh chóng lấy được toàn bộ lượng máu của con vật này.

Thật là quá dễ khi cho rằng những lý luận trên làm cho hệ thống Galen ngã quỵ ngay. Tuy nhiên, những chứng cứ mà ngày nay coi là mang tính thuyết phục lại không nhất thiết được những người đồng thời với Harvey chú ý. Lập luận dựa vào các số liệu định lượng và thực nghiệm trong sinh học là một điều đặc biệt trong một thời đại mà ngay cả các nhà vật lý cũng thường chỉ quen chiêm nghiệm hơn là đi vào cân đo đong đếm. Hơn thế nữa, các đối thủ của Harvey trình bày những điều dường như cũng rất hợp lý, ít nhất cũng theo học thuyết của Galen đã được thừa nhận. Lấy ví dụ, một số nhà phê bình lập luận rằng quả tim chỉ rút một phần nhỏ máu từ lá gan là nơi tạo ra máu. Máu này sủi bọt và trương ra nhiều lần dưới ảnh hưởng của chất nóng của tim thành ra quả tim và các động mạch trông có vẻ như đầy máu. Ngoài ra, việc làm bài toán nhân thể tích giả định lượng máu do tim tống ra với số lần tim đập trong mỗi phút là vô nghĩa bởi vì không cần phải thừa nhận rằng cứ theo mỗi nhịp đập của tim là máu được tim tống vào các động mạch.

Sau khi giải quyết xong vấn đề cơ học về chuyển động của quả tim và máu, và chứng minh được chức năng thực sự của các van tĩnh mạch, Harvey nói chung tránh những tranh luận về sự phát sinh và phân bố của các thứ khí (spirits). Harvey đã chứng minh những sai lầm trong hệ thống của Galen và đã phát hiện về cơ bản tất cả những điều có thể biết được về cấu trúc và chức năng của hệ thống tim mạch mà không cần đến kính hiển vi. Vì vậy, một trong những thiếu sót chính trong công trình của Harvey là ông ta không thể nào tìm ra các cấu trúc nối hệ thống động mạch với tĩnh mạch. Ông ta buộc phải xếp lại sự thiếu sót này bằng cách đưa ra giả thuyết có những mạng nối hoặc lỗ thông nằm trong thịt. Khi các nhà khoa học như Marcello Malpighi (1628-1694) qua kính hiển vi đã mở rộng phạm vi nghiên cứu về giải phẫu học, và tìm ra mạng lưới mao mạch là phần tận cùng của hệ thống tim mạch.

Vào thời điểm Harvey mất, vẫn còn có một quyển sách chưa hoàn tất trong đó ông dự tính sẽ xuất bản nói về các suy nghĩ của ông về bệnh tật. Bản thảo của quyển sách này có lẽ nằm trong nhiều thứ bị tiêu hủy trong thời gian Nội chiến. Do sự mất mát này, cho nên ta phải tìm cách mày mò kết nối lại những lời chú giải trong các tác phẩm còn sót lại của Harvey để hiểu được quan niệm của ông là kiến thức về hệ tuần hoàn có thể giải đáp được các vấn đề về bệnh tật và sự thực hành y học như thế nào.

Quyển De motu cordis hứa hẹn rằng sự hiểu biết mới về hệ tuần hoàn sẽ giải quyết được nhiều bí ẩn trong y học, bệnh học và điều trị. Trong những công trình sau, Harvey ám chỉ đến quyển “Medical Obser vations”, nhưng không thấy quyển này xuất bản.

Quyển De motu cordis của William Harvey.

Việc thay thế hệ thống Galen vốn đã giải thích cặn kẽ, nếu không phải là sai, mục đích của quả tim, hai lá phổi, gan, tĩnh mạch, động mạch và các chất khí là điều hoàn toàn không nằm trong các phương pháp và mục đích kỹ thuật cũng như lý thuyết của Harvey. Đối với các thầy thuốc thế kỷ 17, lý thuyết mới về sự tuần hoàn đưa ra nhiều câu hỏi hơn là được trả lời.

Nếu Harvey đúng, thế thì làm thế nào giải thích tất cả các hiện tượng sống mà lý thuyết Galen đã đề cập từ lâu khá suôn sẻ? Lấy ví dụ, nếu các mô không tiêu thụ máu, thế thì làm sao những mô này bảo đảm được nuôi dưỡng? Nếu máu không được liên tục tạo ra tại gan bằng thực phẩm ăn vào, thế thì máu được tổng hợp như thế nào? Nếu máu chuyển động trong một vòng kín, liên tục, thế thì mục đích của các hệ thống động mạch và tĩnh mạch và làm thế nào mà cơ thể đảm đương được việc sinh sản và phân phối khí sống (vital spirit) và chất nóng bẩm sinh (innate)? Nếu máu tĩnh mạch không phát xuất từ gan, thì cơ quan nào đóng vai trò trung tâm trong hệ thống Galen, chức năng của gan là gì? Nếu khí sống không được hình thành từ sự trộn lẫn của khí với máu tại phổi hoặc từ thất trái của tim, thế thì chức năng hô hấp là gì? Sự khác biệt giữa máu động mạch và máu tĩnh mạch như thế nào nếu tất cả máu được xoay vòng liên tục? Nếu Galen không đúng về giải phẫu học và sinh lý học của cơ thể con người, thế thì việc thực hành y học sẽ dựa vào nguyên tắc nào?

Giống như hầu hết các khám phá cơ bản, công trình của Harvey khơi ra một núi những câu hỏi mới và một cơn lốc tranh luận. Nhiều nhà phê bình không thể và cũng không muốn hiểu ý nghĩa của công trình của Harvey. Những người khác lại thấy không thể nào từ bỏ hệ thống Galen vốn đã từng giải thích hợp lý trên mọi khía cạnh về sức khỏe và bệnh tật, chẩn đoán và điều trị. Làm thế nào mà cứu vãn ngành y nếu bắt Galen phải hy sinh vì lý thuyết cấp tiến của Harvey? Lý thuyết tuần hoàn liên tục đã nêu ra những câu hỏi rắc rối mà Harvey không trả lời được. Những câu hỏi này đã thúc đẩy những người ngưỡng mộ Harvey lao vào các thí nghiệm mới, còn những người chỉ trích thì cho rằng lý thuyết của Harvey là vô tích sự, giả tạo, không thể có, vô lý, nghịch lý và có hại.

Trình bày của William Harvey về vai trò của các van tĩnh mạch trong sự tuần hoàn của máu.

Rất biết về tính chất cách mạng của công trình của mình, Harvey tiên đoán rằng không có người nào dưới 40 tuổi hiểu được vấn đề này. Công trình của ông tạo ra một cuộc cách mạng trong khoa học chỉ có thể so sánh với cuộc cách mạng do Isaac Newton đề xướng. Mặc dù bệnh tật, tuổi tác và mất mát các tài liệu và bản thảo quý giá trong Nội chiến khiến Harvey không hoàn thành được các mục đích, ông cũng đã sống đến lúc thấy được các đệ tử xây dựng được một ngành sinh lý học thực nghiệm mới đi từ tư tưởng và phương pháp của ông. Những câu hỏi đặt ra từ công trình của Harvey đã giúp cho các nhà sinh lý học trường Oxford - những người như Robert Boyle, Robert Hooke, Richard Lower, John Mayow, and Christopher Wren - đưa ra một chương trình nghiên cứu mới nhằm mục đích hiểu biết rõ hơn về sự vận hành của cơ thể con người.