Хайдер Варрайч - Сердце, которое мы не знаем. История важнейших открытий и будущее лечения сердечно-сосудистых заболеваний

Синусовый узел задает ритм, в котором бьется сердце, – в норме от 60 до 100 ударов в минуту. Он может, при необходимости, существовать абсолютно автономно, но у большинства здоровых людей он получает приказы через импульсы, исходящие от мозга. Эти импульсы могут ускорить сердечный ритм в моменты как физического стресса, когда вы, например, убегаете от стаи бешеных оборотней, так и эмоционального стресса, когда, скажем, у вас в телефоне вот-вот сядет батарейка. И наоборот, мозг может повелеть сердцу притормозить, когда все ваше тело расслабляется после теплой ванны или сытного обеда.

Электрический импульс, который генерирует синусовый узел, проходит сначала через правое предсердие, а потом переходит на левое. Но сразу перейти в желудочки он не может. Желудочки отделяются от предсердий преградой, которая замедляет проведение импульса. Эта преграда представлена структурой, которая называется атриовентрикулярным (предсердно-желудочковым) узлом, расположенным в верхней части межжелудочковой перегородки. Здесь изначально быстрые импульсы ненадолго останавливаются, как пассажиры на досмотре в аэропорту или машины у пункта сбора дорожной пошлины, что позволяет предсердиям завершить сокращение, а потом устремляются вниз по межжелудочковой перегородке до самой верхушки сердца и расходятся в обратном направлении по боковым стенкам желудочков. Эта задержка в АВ-узле не позволяет предсердиям и желудочкам сократиться одновременно и плеснуть кровью друг в друга. А поскольку электрические импульсы исходят из одной точки в межжелудочковой перегородке, оба желудочка сокращаются примерно одновременно, что также необходимо для слаженной работы сердца. Левый желудочек при этом сокращается так, как будто кто-то выжимает мокрое полотенце: он сжимается, скручивается и тянет сердце вниз.

Что же происходит, когда синусовый узел заболевает и перестает генерировать импульсы, как было в случае с мистером Смитом? Как правило, подключается другая часть системы, проводящей импульсы из синусового узла, и начинает стимулировать сердце, но в более медленном ритме, чем в норме, – этот ритм называется ускользающим ритмом, так как в этом случае роль водителя ритма берут на себя участки, в норме находящиеся как бы под опекой синусового узла, который не дает им разряжаться самостоятельно. Когда же синусовый узел выключается, то нижележащие участки проводящей системы выскальзывают из-под его опеки. Этот водитель ритма более низкого порядка – последняя надежда сердца на спасение. Однако у некоторых пациентов такого ускользания не происходит, и сердце просто останавливается, если только врачи не успевают вовремя прийти им на помощь.

Мы знаем так много о сердце, его ритме, о том, когда и как он замедляется или когда и почему он ускоряется, благодаря одному изобретению, которое по сей день играет столь же важную роль, как и 100 с лишним лет назад, когда оно было сделано.

Незадолго до окончания резидентуры при кафедре внутренних болезней, прежде чем приступить к стажировке по кардиологии, я спросил одного из своих наставников, профессора Гарвардской медицинской школы Ала Бакстона, что, по его мнению, стоило бы знать людям, приступающим к изучению заболеваний сердца. Он дал мне листок со схемой крепления электродов для регистрации ЭКГ к грудной клетке пациента. Ему не пришлось ничего объяснять, я и так понял, что он хотел этим сказать: ЭКГ раскрыла нам секреты сердца, как Розеттский камень – историю целой цивилизации.

Хотя электричество всегда окружало нас со всех сторон и пронизывало изнутри, до изобретения электрической лампочки единственным его очевидным проявлением были молнии, которые сверкали в небе, поджигали деревья и сотрясали землю у нас под ногами. Но одно случайное открытие позволило нам понять, что все существа от природы живут благодаря электрическим импульсам. В конце XVIII в. один посетитель лаборатории итальянского биолога Луиджи Гальвани (1737–1798) нечаянно дотронулся скальпелем до лапки лягушки, соприкасавшейся с электрической машиной, из-за чего та стала сокращаться [430] Aloysio Luigi Galvani (1737–1798) Discoverer of Animal Electricity. Journal of the American Medical Association. 1967;201:626–7. . Этот эксперимент, который теперь воспроизводят в школах по всему миру, перевернул все наши представления об устройстве живых существ.

Наглядно показав, как импульс проходит по телу, эксперимент с лягушачьей лапкой внезапно дал понять, что и человеческий организм в своей основе – электрическая сеть, которая безустанно и бесперебойно передает команды и обрабатывает информацию. Электричество отвечает не только за сокращения сердца и всех других мышц, но и за продвижение еды в пищеварительном тракте, за каждую мысль, возникающую в нашем загруженном мозгу, за каждое сформированное воспоминание, за каждое наше ощущение. И проходит оно не по кабелям и проводам, а от одной клетки к другой, каждая из которых меняет свой заряд с характерного для состояния покоя отрицательного на положительный, а потом опять на отрицательный. Я не смог бы написать эту книгу, и вы не смогли бы ее прочитать, если бы внутри нас не происходило это постоянное движение электрических зарядов. При этом человеческое тело, без всяких сомнений, самая эффективная из всех существующих электрических машин [431] Sengupta B., Stemmler M. B. Power Consumption During Neuronal Computation. Proceedings of the IEEE 2014;102:738–50. . Ему требуется так мало энергии, что даже при максимальном напряжении у него ушло бы 70 часов на то, чтобы зарядить один iPhone [432].

Основы современной ЭКГ заложил в начале XX в. голландский физиолог по имени Виллем Эйнтховен [433]. Его аппарат для ЭКГ требовал, чтобы пациент сидел на стуле, опустив обе руки и одну ногу в ведра с соленой водой, которые служили электродами, пока машина переносит схему происходящей в его сердце электрической активности на лист бумаги. До ЭКГ история сердца со всеми ее взлетами и падениями жила лишь в форме устного знания, которое передавалось от одного поколения врачей к другому, существовало только для избранных и оставалось неизвестным большинству. В ЭКГ сердце обрело своего писаря. Внутри нашего тела сердце всегда имело свой отчетливый голос, даже если мир его толком не слышал, – но теперь, с помощью ЭКГ, оно буквально взялось за перо.

Эйнтховен назвал представленные на ЭКГ зубцы и волны, которые отражают деятельность сердца по мере того, как электричество проходит сквозь него от верха до самого низа, в алфавитном порядке: P‒QRS‒T, где маленький зубец P соответствует сокращению тонкостенных предсердий, проталкивающих кровь в большие мускулистые желудочки; обширный комплекс из трех зубцов QRS, самая приметная часть цикла, соответствует мощному сокращению желудочков, которые выталкивают кровь в легочную артерию и аорту, и, наконец, параболическая волна T отмечает возврат желудочков к своему исходному электрическому состоянию перед новым циклом активности, который начинается вновь с маленького зубца P.