Бернард Симен - Река жизни

В течение жизни — а средняя продолжительность жизни человека достигает семидесяти лет, — сердце перекачивает почти 175 миллионов литров крови! При ритме, равном 72 ударам в минуту, оно совершает за все это время свыше двух с половиной миллиардов сокращений. И на протяжении этого неслыханного по своей продолжительности эксплуатационного периода сердце, которое «отдыхает» только в короткие промежутки между двумя сокращениями, лишено возможности производить ремонт, «модернизацию» или замену частей, без чего не обходится ни один механический насос. Более того, оно продолжает работу, исправляя повреждения и производя замену изношенных тканей на ходу, в процессе непрерывной деятельности.

И хотя вес этого чудесного насоса немногим больше 300 граммов, по своей эффективности он оставляет далеко позади любые созданные человеком машины, использующие химическое топливо. Так, например, паровая турбина способна превратить непосредственно в энергию около 25 % расходуемого ею топлива. Производительность сердца вдвое эффективнее: оно превращает в энергию половину поступающих в него питательных веществ и кислорода.

Помимо способности выполнять огромный объем работы в течение длительного периода, сердце обладает еще одним удивительным свойством: оно является саморегулируемым устройством, которое приспосабливает свою деятельность к потребностям обслуживаемого им организма. В обычных условиях сердце выбрасывает в среднем около 6 литров крови в минуту. Однако при сильных нагрузках на организм, например во время бега на сто метров с предельной скоростью, сердце может довести количество нагнетаемой крови до 10 литров в минуту.

Что касается строения человеческого сердца, то оно представляет собой полый мышечный орган, разделенный изнутри мышечной стенкой — так называемой перегородкой — на два насоса — правую и левую половины. Каждый насос состоит из двух камер. В верхнюю камеру — предсердие — поступает из организма кровь. Нижняя камера — желудочек — выталкивает кровь в сосуды. Между обеими камерами расположен клапан, позволяющий крови течь только в одном направлении — из предсердия в желудочек. Клапан между правым предсердием и желудочком называется трехстворчатым, клапан левой половины сердца — митральным. Правая и левая половины сердца полностью отделены друг от друга, и находящаяся в них кровь не может смешиваться.

Сердце выполняет свою функцию насоса посредством ритмических сокращений и расслаблений. Сокращение, называемое систолой , начинается в верхней части сердца и распространяется вниз, подобно волне, буквально выдавливая кровь из предсердия в желудочек и из желудочка в артерии. За систолой следует волна расслабления диастола , во время которой сердце расширяется, тем самым давая возможность крови поступить из вен в предсердия и далее через клапаны в желудочки. Затем наступает очередное сокращение сердца.

Кровь, перекачиваемая через сердце, не питает его. Питание сердца осуществляется с помощью коронарных (венечных) артерий — небольших сосудов, лежащих на его поверхности, — и их разветвлений.

И здесь мы вплотную подходим к одной любопытной загадке, которая до сих пор остается нераскрытой, несмотря на весь багаж наших знании, наличие современного оборудования, новейшей техники эксперимента и различных, подчас очень тонких теорий.

Мы не знаем, чтó вызывает биение сердца.

Как известно, большинство насосов приводится в действие моторами. Однако нам не удалось обнаружить мотор, который заставляет сокращаться сердце. Долгое время считали, что поскольку сердце является мышцей, богатой нервами, то именно эти нервы и обеспечивают его сокращение, подобно тому как они вызывают сокращение всех других мышц. Но если при перерезке соответствующих нервов все прочие мышцы парализуются, то сердечная мышца и в этом случае продолжает сокращаться. Более того, сердце, удаленное из тела и помещенное в питательный раствор, одно, без мозга, без крови, без нервов, все равно продолжает ритмично пульсировать.

Можно, пожалуй, сделать только один вывод: сила, стимулирующая деятельность сердца, находится в нем самом; она исходит из заключенного в нем механизма, который по своей важности и примитивности строения схож с первыми формами жизни, обладавшими рефлексами, но еще лишенными сознания.

Исследуя это удивительное явление, ученые пытались установить местонахождение данного гипотетического механизма и определить его природу. Наблюдения над сердцем лягушки показали, что волны сокращения возникают вблизи полой вены в верхней части правой половины сердца и направляются книзу, закономерно охватывая сначала предсердие, а затем желудочек.

При изучении куриного эмбриона ученые обнаружили маленький участок недифференцированной ткани в том месте, где впоследствии появляется сердце. Этот участок задолго до превращения в сердце уже отличался ритмичной пульсацией. В эмбрионе человека такое примитивное сердце начинает биться уже через три недели после зачатия, то есть за две недели до появления первых элементов нервной системы.

Наконец, в 1907 году двум английским врачам, Артуру Кису и Мартину Флеку, удалось несколько приподнять край завесы, скрывающей причины сердечных сокращений. В правом предсердии, недалеко от места впадения верхней полой вены, которая приносит кровь из головы и верхней части тела, они обнаружили маленький узелок, простирающийся книзу примерно на 2 сантиметра. Этот узелок резко выделялся на фоне окружавшей его сердечной мышцы. Он представлял собой мелкую сеть простейших мышечных клеток и нервных волокон, окруженную соединительной тканью и связанную только с прилегающей мышцей. Особый сосуд обеспечивал его кровью.

В результате каких-то внутренних процессов, суть которых нам до сих пор неясна, этот странный кусочек ткани, получивший название сино-аурикулярного узла , через определенные промежутки времени претерпевает химические изменения. При этом по прилегающей сердечной мышце каждый раз пробегает волна сокращения. Она служит своего рода «запальной свечой», или водителем ритма сердечных сокращений. Одновременно с каждым импульсом, сокращающим сердце, в сино-аурикулярном узле происходит небольшой электрический разряд.

Ученым предстоит выяснить, не являются ли сократительный импульс и электрический разряд, который его сопровождает, в сущности, одним и тем же явлением. Но мы уже знаем, что импульс и разряд всегда появляются вместе и что сердечная мышца сокращается, — когда через нее пропускают электрический ток.

Очевидно, однако, что сино-аурикулярный узел выполняет не всю работу по стимуляции сердечных сокращений. В нижней части правого предсердия, вблизи мышечной части перегородки, ученые обнаружили еще один участок такой же ткани, названный атрио-вентрикулярным узлом . От него отходят две ветви к обоим желудочкам, где они образуют сложную сеть.