Текст книги "Сердце. Как у тебя дела?"

Идем вдоль по трости

Аорта – это самая крупная артерия в организме. Обычно ее диаметр от двух с половиной до трех с половиной сантиметров. Получается, что она шире горлышка винной бутылки. С возрастом аорта изнашивается, ее диаметр увеличивается. Если она растянута лишь немного, то ничего страшного. Но когда она слишком сильно расширена, это уже аневризма, представляющая опасность для жизни. Износ ослабляет стенки сосудов до такой степени, что они грозят порваться. Это можно себе представить на примере воздушного шарика, который когда-нибудь лопнет, если его слишком сильно надувать. При подобном разрыве у пострадавшего возникает внутреннее кровотечение. Это особенно опасно для жизни в случае с аортой, потому что она под большим давлением транспортирует большое количество крови. Случись аорте разорваться, как тут же большое количество крови хлынет из нее и очень быстро растечется по соседним тканям. И тогда весь организм перестанет снабжаться кровью.

Вопрос на засыпку

Самая высокая скорость крови в организме замеряется в аорте, у аортального клапана. С какой скоростью движется здесь кровь?

А) Она не отстала бы от прогуливающегося пешехода.

Б) Она смогла бы обогнать на стометровке даже хорошего спринтера.

(Ответ через одну страницу)

Аорту можно представить себе в форме старомодной трости. Кровь, вытекая из сердца, на первом участке движется по аорте вверх, по направлению к шее. Затем сосуд описывает дугу и поворачивает вниз, по направлению к тазу.

Хотя сердце качает кровь по организму и само постоянно наполнено кровью, оно, как отдельный орган, тоже должно снабжаться кровью. Эту задачу берут на себя коронарные сосуды: ответвляющиеся от аорты позади сердца, они опутывают его снаружи. Многие сердечные проблемы возникают именно тогда, когда эти сосуды закупорены, и клетки сердечной мышцы недополучают кислорода и питательных веществ.

В дуге аорты – ручке от трости – поток крови опять разделяется. Здесь его покидает та часть, которая предназначена для мозга и обеих рук. Еще часть остается в грудине и брюшной полости, чтобы обеспечить все органы там. На последнем отрезке аорта расщепляется на два сосуда, которые далее разветвляются в тазовую полость и ноги, чтобы и туда осуществлять поставку кислорода. Кстати, любопытно, что для этого разделения аорты природа не предусмотрела какой-то одной схемы, и есть очень много вариантов, где и как разветвляются сосуды. Что ж, мы не стандартные приборы, сошедшие с конвейера массового производства, но тем не менее вполне жизнеспособны. К сожалению, не все варианты сосудистого дерева одинаково хороши, некоторые чреваты проблемами со здоровьем.

Между тем наша с вами капля крови разделилась на две поменьше. Одна продолжает путешествие вниз, до самых ног, другой захотелось пробежать лишь маленький круг, и потому теперь она несется по коронарным сосудам. По ним течет примерно 5 % всей циркулирующей крови. Это довольно большая часть, если учесть, что сердце весит-то всего около 300 граммов, то есть даже у некрупной женщины весом 60 килограмм масса сердца составляет лишь полпроцента от веса всего тела. А если задуматься об объеме выполняемой сердцем работы, становится понятно, почему нужно так много крови.

Первая капля крови, которая ушла в ноги, попадает по пути в сосуды, которые становятся все более узкими. Они, как и капилляры в легких, намного тоньше волоса и по-разному распределены по телу. Мышцы, требующие много кислорода, пронизаны особенно большим количеством капилляров. В сухожилиях, напротив, их совсем мало. В хрусталиках глаз их вообще нет: хрусталики не пропитываются кровью, а те немногие питательные вещества, которые им нужны, просачиваются сквозь оболочки. Таким же образом устроено снабжение суставных хрящей.

Правильный ответ – «А»: у здорового человека кровь протекает через аортальный клапан со скоростью около 130 см/с, это соответствует примерно 4,7 км/ч, то есть скорости прогулочного шага.

Сосудистая система с ее большими и малыми путями похожа на географическую карту: с плотной дорожной сетью в городах и менее освоенными сельскими районами. И как в городе обычно торговля оживленнее, чем в сельской местности, так и у нас: разные органы и области тела забирают разное количество кислорода. Чем больше потребитель работает на обмен веществ, тем больше крови ему нужно для оптимального обеспечения. В отличие от поставщика товара, который на своем пути обычно заворачивает во многие поселения, красные кровяные тельца работают строго на одного клиента за один визит. То есть кровь не течет от печени дальше к селезенке или в ноги. Она уже в печени обменяла кислород на углекислый газ, и потому теперь ей надо обратно в легкие. Для того чтобы все участки тела снабжались кровью в соответствии с их потребностями, необходима детально проработанная и в то же время очень гибкая логистика.

Пока все спокойно, мышцы и кишечник получают примерно одинаковое количество крови: каждый примерно по 19 %. Дело существенно меняется, когда в программе жизнедеятельности организма появляется спорт или, наоборот, намечается переваривание пищи. Мозг, надо надеяться, постоянно работает и потому все время голоден: его беспрерывно омывает около 14 % всего объема крови, чтобы у него никогда не было недостатка в кислороде и питательных веществах.

Легкие при распределении крови находятся вне конкуренции. У них же есть свой собственный цикл кровообращения, и через него проходит каждая капелька крови в каждом своем путешествии. Поэтому легкие, пользуясь своим привилегированным положением, имеют доступ ко всем 100 % перекачиваемой сердцем крови. Но эта кровь, к сожалению, содержит мало кислорода, поскольку его кровь получает как раз проходя через легкие. Стало быть, на всякий случай организм предусмотрел несколько небольших ответвлений от аорты, которые возвращают в легкие кровь, только что самими же легкими и обогащенную кислородом. В конце концов, бензовозу тоже время от времени нужна заправка.

Вопрос на засыпку

Здесь еще не был назван орган, который больше других омывается кровью, когда мы расслаблены. Это не кишечник, не мозг и не сердце. Ваши ставки?

А) Кожа

Б) Печень

В) Почки

(Ответ через одну страницу)

А как же, собственно, пассажиры с кислородом выходят из «шлюпки», как кислород из крови попадает в клетки, которые в нем нуждаются? Ткани вдоль капилляров все время жаждут кислорода, поскольку клетки потребляют его постоянно. Поэтому молекулы кислорода не могут спокойно высидеть на своих гемоглобиновых посадочных местах, они встают и проходят через стенки сосудов в ткани. Углекислый газ, образующийся при дыхании наших клеток, выбирает встречный путь: он выходит из тканей и прыгает в кровяной поток, следуя той же закономерности, что привела в движение кислород. Потому что в протекающей мимо крови углекислого газа меньше, чем в ткани.

Таким образом, красные кровяные тельца, удовлетворившие большую часть своих клиентов – потребителей кислорода, обратный путь в легкие проделывают отнюдь не порожняком: теперь они везут углекислый газ. А некоторые из пассажиров становятся частью экипажа: небольшая часть газов крови – как кислород, так и углекислый газ, – ныряет прямо в плазму. Ведь и в море, и в любом другом водоеме содержится кислород, который рыбы отфильтровывают из воды жабрами. Но одного этого «физически отделенного» кислорода никогда не будет достаточно для обеспечения организма, поэтому природа придумала трюк с гемоглобином, о котором я писал в начале нашего путешествия. Мне кажется, это просто гениальная задумка.

Правильный ответ – «В»: через почки протекает около 22 % крови, когда мы отдыхаем. Надо признать, это был вопрос с подвохом. Ведь самим почкам вовсе не нужно так много кислорода. Но они отфильтровывают из крови продукты распада и ядовитые вещества, которые затем выводятся с мочой. Так что каждая капля крови один раз в четыре-пять минут чистится в почках. Печень в состоянии покоя получает около 9 % крови, а кожа всего лишь 6 %.

Обладатели «голубых кровей» – истинные и самозваные

Наша капля крови отдала большую часть своего кислорода, поэтому в капиллярах она снова темнеет. Однако чисто синей она не станет: ни у знати, ни вообще у кого-либо из людей голубой крови не бывает.

И все же вены просвечивают из-под кожи голубым цветом. Почему же? Здесь роль играют несколько факторов: и кожа, и сама кровь по-разному поглощают и отражают свет. И мы с вами воспринимаем цвета иначе: на самом деле вены фиолетовые или пурпурные, но, когда мы их видим сквозь светло-розовую кожу, они кажутся нам голубыми. Поскольку стиль жизни знатных людей отличался тем, что им не приходилось работать на открытом воздухе, то есть они не подвергались воздействию солнца и не загорали, то эффект «голубой крови», видимый только на белокожих, стал ассоциироваться с представителями высших кругов. Легко проверить, как толщина кожного покрытия влияет на цвет вен. Так, залегающие глубоко под кожей сосуды на самом деле красные. Пример тому капилляры, расположенные в подкожных слоях щек: когда они расширяются, мы краснеем.

А вот у некоторых существ кровь на самом деле голубая. В их числе пауки, скорпионы и каракатицы. В их крови задачу транспортировки кислорода выполняет не гемоглобин, а гемоцианин. В его ядре не железо, а медь. Гемоцианин синеет, когда несет в себе кислород.

Но вернемся к нашей кровяной капле, которая как раз только что из мелкого капилляра опять попала в более крупный сосуд – вену, а значит, находится теперь на обратном пути к сердцу. Как кровь попадает из ноги наверх, к сердцу? У нас же нет второго насоса в ногах, а по законам гравитации жидкость должна была бы опускаться в ноги. Но движение наших мышц, оказывающее давление на вены, способствует тому, что кровь течет в правильном направлении.

Дополнительную поддержку обеспечивают разного вида клапаны, предотвращающие стекание крови вниз. И еще одну расчудесную уловку применяет наш организм для противодействия гравитации: артерии и вены чаще всего пролегают вместе, то есть непосредственно рядом друг с другом, и, когда по артерии проходит пульсовая волна, ее давление сказывается на вене по соседству. А так как расположенные в вене клапаны не позволяют крови течь обратно в ноги, то кровь, поддаваясь давлению, может двигаться только вверх, то есть через следующий клапан к сердцу. Так что сердце – наш насос, – качая кровь и создавая пульсовые волны, как раз и способствует тому, чтобы кровь от ног возвращалась к нему назад. Когда я об этом прочитал и понял принцип действия, я просто застыл над учебником в восхищении: как удивительно устроен наш организм! Наше тело поистине какой-то тщательно выверенный чудо-механизм!

Самоотверженное сердце

Вторая капля крови, вслед за которой мы тоже отправимся, захотела пойти коротким путем, и теперь она мчится по одному из коронарных сосудов. Путь недолгий, однако эта капелька выполняет важную работу. Потому что клетки сердца тоже должны дышать. А это дается им не так-то просто.

Дело в том, что сердце – исключительно самоотверженный орган. Когда оно ради того, чтобы обеспечить кровью весь наш организм, сжимается, возникает давление такой силы, что коронарные сосуды не в состоянии должным образом пропускать кровь. Получается, что сердце, несущее огромную нагрузку, само кислорода не получает. Только когда оно снова расслабится и по коронарным сосудам потечет кровь, клетки сердца смогут насладиться свежим кислородом. Мы тоже иногда оказываемся в таком положении: мы так много работаем (на свою фирму, во благо семьи, для будущего…), что сами оказываемся обделенными. Вот так и сердце в фазе сокращения само оказывается без кровоснабжения.

Чем чаще бьется сердце, тем больше времени оно находится в напряженном состоянии. Фаза сокращения и выталкивания крови – ее называют систолой – требует определенного времени. При нормальном режиме работы она длится примерно 350 миллисекунд. Самые быстрые в нашем организме – нервы, занимающиеся оркестровкой сердечного концерта. Они проводят сигналы с захватывающей дух скоростью – 360 километров в час. В результате в периоды самой лихорадочной работы сердца продолжительность систолы сокращается до 250 миллисекунд, то есть до четверти секунды. Быстрее просто не получится. Те, кому приходилось хоть раз прикасаться к раскаленной плите, могут подтвердить, что нервам для передачи сигнала нужно всего мгновение, буквально миг – и вы уже знаете, что произошло и что сейчас будет адски больно; и только потом приходит сама боль.

У нас, врачей, есть одно большое преимущество: у нас всегда с собой лучший учебник, а именно, собственное тело. Мы легко можем представить себе, как чувствует себя быстро бьющееся сердце, а также знаем, что скорость сердцебиения имеет границы. Оно не может биться быстрее предельной скорости, мы знаем это по собственному опыту.

Фазу расслабления сердца, когда желудочки заполняются кровью, а их мышцы ослабевают, проще сократить по времени. Сердце, бьющееся в расслабленном темпе, треть времени находится в сокращенном состоянии, то есть в систоле. Две трети времени оно отдыхает в диастоле, и клетки сердца могут продышаться. Когда сердцу приходится разгоняться до 170 ударов в минуту, оно будет находиться в диастоле всего треть времени. При такой спортивной нагрузке воздуха может быть уже в обрез! Поэтому сердце отблагодарит вас не только за тренировку, но и за отдых после нее. Кто не знает меры с экстремальными спортивными нагрузками и пытается игнорировать подаваемые организмом сигналы, тот определенно действует себе во вред.

Сердце – левша

Итак, наша капелька крови должна дождаться момента расслабления, чтобы продвинуться в коронарный сосуд, где она сможет отдать свой кислород и принять углекислый газ. В этот момент сердце не сможет дать необходимую ей силу тяги, потому что оно будет находиться в фазе расслабления. Импульс капелька получит от сокращения эластичной аорты, которая втолкнет ее в раскрывающиеся коронарные сосуды; вспомним ключевое слово – волынка.

Оглядевшись вокруг в коронарном сосуде, мы увидим не только бьющееся сердце. Мы увидим еще некий мешок вокруг него – околосердечную сумку. Внутренней стороной она срастается с сердцем. Между ее внутренней и внешней сторонами пролегает тонкий, наполненный жидкостью слой. Он как моторное масло в автомобиле: чтобы сердце в своем непрерывном движении не изнашивалось от трения.

Независимо от того, какой путь выбрала капля крови, она неизбежно снова попадет в вену, а оттуда в правое предсердие. Хотя сердце, строго говоря, находится вовсе не с левой стороны груди, а, в общем-то, в центре, за грудиной, между двумя долями легкого, все мы в делах сердечных «левши»: ведь из двух его половин правая слабее. Левая половина сердца выполняет более напряженную работу – качает поступающую из легких заряженную кислородом кровь по всему организму. Правая половина сердца должна всего лишь отвечать за то, чтобы бедная кислородом кровь завернула по пути в легкие, а это, в общем-то, непыльная работа. Кстати, в большом круге кровообращения давление в разы – где в два, а где и в восемь раз – больше, чем в малом (легочном) круге. И давление – это наше следующее ключевое слово.

Пульс и кровяное давление

В путешествии по сердечно-сосудистой системе нам постоянно будут встречаться два показателя: давление крови и пульс. С пульсом мы уже познакомились – это показатель частоты сердцебиения в минуту, поэтому мы говорим о скорости или о частоте сердечных сокращений. Когда мы напрягаемся, организм тут же подсказывает сердцу, что клетки должны получать больше кислорода, и потому ему следует качать быстрее. У врачей есть такая формула для запоминания: максимальный пульс должен быть 220 минус возраст. Так что пульс 40-летней женщины при больших нагрузках не должен превышать 180 ударов в минуту. А 65-летнему мужчине при пульсе 155 уже пора сбавлять обороты.

Показатель же кровяного давления сообщает нам о том, какой силы в данный момент давление внутри артерий. Здесь напрашивается сравнение с давлением в велосипедной шине. Оно возрастает, когда в шину закачивают воздух, и падает, когда шину спускают. Только в артериях вместо воздуха кровь. Когда сердце закачивает волну крови в артерии, кровяное давление повышается; когда само сердце наполняется кровью – давление в артериях падает. Поэтому врачи всегда замеряют два показателя кровяного давления – систолическое (фаза сокращения) и диастолическое (фаза расслабления). И сами сосуды тоже влияют на кровяное давление: когда они расширяются, давление понижается, ведь для крови тогда больше места, а когда сосуды сужаются, давление растет. Да, признаюсь, это физика. Но, надеюсь, понятная каждому, особенно если вы когда-нибудь накачивали велосипедные шины.

Давление и пульс не обязательно повышаются равномерно по отношению друг к другу. В то время как сердце, например, при занятии спортом удваивает количество ударов, давление может повысится ненамного.

Симфония жизни

Как же, собственно, сердцу удается биться то медленно, то убыстряясь, но всегда в правильной последовательности? Мы бы, наверное, сошли с ума от жуткого стресса, если бы нам пришлось координировать этот процесс осознанно, причем ежедневно и как минимум по 70 раз в минуту.

На выполнение этой задачи сердце ангажировало профессионального дирижера – синусовый узел. Ведь дирижеры, которые умеют указывать, что делать дальше, бывают не только в оркестрах. Палец, щелкающий по первой костяшке домино, выставленного дорожкой, вызывает цепную реакцию, напоминающую хорошо поставленный хореографический номер. Сектор болельщиков на стадионе запускает волну «оле-оле-оле-оле», которая постепенно заставляет всколыхнуться весь стадион. А на самом игровом поле в роли дирижера тот игрок, который одним пасом вызывает скоординированные действия своих товарищей по команде, и в идеальном случае все заканчивается голом в ворота противника. Да сколько угодно можно найти примеров, наглядно поясняющих процесс. Вот с сердцем все примерно так же. Но давайте все же остановимся на варианте с оркестром – этот образ больше нам подходит. Итак, дирижер находится в правом предсердии, и состоит он из особых клеток сердечной мышцы. Эта небольшая группа клеток и задает такт. Впрочем, дирижер размахивает не какой-нибудь там старомодной дирижерской палочкой, палочка у него самая современная, последней модели, – электрический ток. Напряжение и электрический ток возникают в организме при содействии заряженных частиц (ионов), которые по трактам синусового узла устремляются в клетки или обратно. Движущиеся заряженные частицы и есть не что иное, как ток.

В синусовом узле ионы натрия играют особую роль. Сначала тракты синусового узла начинают очень медленно впускать частицы натрия. Как только достигнуто определенное напряжение, дело идет быстрее: вся клетка становится активной, туда мгновенно направляется целый поток ионов, что запускает работу мышцы. Музыка начинается звучанием нескольких нежных скрипок: сначала сигнал от синусового узла достигает предсердий, и они, сокращаясь, выталкивают кровь в желудочки сердца. Этот момент относится еще к фазе расслабления, к диастоле, ведь большие желудочки пока расслаблены. Чтобы у предсердий было достаточно времени на выполнение своей части работы, здесь предусмотрена промежуточная пауза. На короткий момент весь оркестр зачарованно слушает скрипача – в нашем случае это предсердие.

Рис. 5

АВ-узел (атриовентрикулярный узел) оттягивает дальнейшее прохождение тока к остальным участкам сердца. На желудочки сердца сигнал распространяется только после короткой паузы, дающей предсердиям возможность спокойно их наполнить. Три толстых кабеля (тракта) проводят электрический ток дальше: один из кабелей пролегает через правый желудочек, два – через левый. Теперь сигнал дирижера доходит до последних рядов оркестра, то есть желудочков, и короткая симфония заканчивается, наконец, ударом в литавры – желудочки выдавливают кровь в аорту.

В 1990-е годы кардиологи из лаборатории Рея в Бостоне (штат Массачусетс, США) взяли и вправду перевели симфонию сердца на язык музыкального произведения. Проект назвали Heartsongs – «Песни сердца». Они и стали вдохновляющим началом. В течение примерно одного дня врачи, используя переносные приборы ЭКГ, в непрерывном режиме записывали токи человеческих сердец. Затем компьютер просчитал интервалы времени между почти 100 000 ударами сердца. Чтобы каждая отдельная активность, например подъем по лестнице, не сказывалась на музыке, экспериментаторы свели более 300 таких укороченных интервалов в одно значение.

Все полученные значения они положили, в соответствии с их размерами, на нотную бумагу. Некоторые композиции звучат многопланово и легко, а другие – монотонно и скучно. Более интересная мелодия звучала из здорового сердца, менее разнообразная – из больного. Тем самым эксперимент, который можно рассматривать как забаву, а можно – как искусство, подтвердил то, что науке уже было известно: сердце стучит в зависимости от обстоятельств то быстрее, то медленнее, и это абсолютно нормально. Нас, врачей, гораздо больше беспокоят сердца, потерявшие эту естественную вариабельность. Сердце, которое, как пенсионер в шляпе, всю дорогу упрямо трюхает по средней полосе со скоростью 80 километров в час, скорее обеспокоит врача, чем сердце типа «динамичный водитель», который в соответствии с дорожной обстановкой то осмотрительно едет по правой полосе и готов затормозить в любой момент, то идет на обгон на скорости 140.

Рис. 6