Сердце. Как помочь нашему внутреннему мотору работать дольше

По величине наше сердце примерно такое же, как сжатый кулак, и состоит оно преимущественно из мышечных клеток. Это полый орган, который весит примерно 200–300 г. Сердце состоит из четырех камер: сверху расположены правое и левое предсердия, а снизу – правый и левый желудочки. Эти четыре камеры перекачивают кровь. Мы, врачи, даже в общении часто используем латинские названия, к которым я буду прибегать и в этой книге. Предсердие по-латыни называется atrium, а желудочек – ventriculus. Поэтому те структуры и манипуляции, которые имеют отношение к предсердиям, называются атриальными, а те, что имеют отношение к желудочкам, – вентрикулярными.

Сердце располагается посередине груди, а вовсе не слева, как полагают многие. Оно находится непосредственно за грудиной, окруженное легкими, аортой и пищеводом. Такое расположение не случайно. Все эти органы жизненно важные и поэтому защищены «стеной» из ребер.

На стадии эмбриона пульсирующая трубчатая структура формируется уже на 22–23-й день после зачатия. В этот период оно бьется с частотой около 70–80 ударов в минуту. На четвертой неделе к этой структуре начинает поступать кровь, а с пятой недели сердечную активность можно наблюдать при ультразвуковом исследовании. Поразительно, что подобные структуры закладываются всего за несколько дней. Однако, даже несмотря на то что сердце относится к органам, начинающим функционировать раньше всего, эта появляющаяся на пятой неделе структура как по функциям, так и внешне значительно отличается от сердца в нашем привычном понимании. На протяжении следующих дней эта пористая структура делится на множество отсеков и видоизменяется. Образуется аорта, а внутри появляются перегородки.

На седьмой неделе частота сердцебиения – то есть пульс – самая высокая и составляет 165–185 ударов в минуту, после чего до 15-й недели медленно снижается, а потом стабилизируется и до самых родов держится на отметке 145 ударов в минуту.

Появившись на стадии эмбриона, сердце в течение всей человеческой жизни выполняет свою жизненно важную работу – снабжает тело кровью.

Ни один орган тела не может обходиться без кислорода и питательных веществ. Они требуются всему организму – от мышц до кожи – и распространяются по телу с кровью, протекающей по невероятно сложной системе крупных, мелких и совсем крошечных кровеносных сосудов. Кровь снабжает органы питательными веществами и избавляет их от веществ уже переработанных. Но кровь не способна двигаться по телу самостоятельно. Согласно простейшему правилу физики, этим процессом должна управлять определенная сила. И сила эта рождается в сердце. Оно перегоняет обогащенную кислородом кровь к различным органам, и благодаря этому они успешно выполняют свои функции. Почки и печень очищают кровь, мышцы позволяют нам двигаться, а мозг осуществляет великое множество задач, например управляет мыслями и регулирует происходящие в организме процессы. Все эти процессы требуют энергии и приводят к образованию углекислого газа (CO₂), от которого организму необходимо избавиться. Углекислый газ поступает из органов в кровь, и эта отработанная кровь возвращается к сердцу, а затем очищается от углекислого газа легкими. Весь этот процесс называется кровообращением. Функции сердца невозможно понять, не имея представления о кровообращении, поэтому сначала нам придется уделить немного времени этому явлению.

Кровообращение

Ранее я несколько раз назвал сердце насосом. Это не совсем верно. На самом деле сердце – это два последовательно соединенных насоса. Первый насос – это правая часть сердца, а второй насос – левая. У каждого из насосов своя функция. В правый насос поступает отработанная кровь, которая отсюда направляется в легкие, где заново обогащается кислородом. Из легких обогащенная кислородом кровь поступает в левый насос, откуда распространяется по всему организму. Эти два насоса отделены друг от друга перегородками и напрямую не сообщаются. Свежую и отработанную кровь смешивать нельзя, потому что органы должны получать кровь, богатую кислородом. По этой причине правый насос соединяется с левым посредством кровеносных сосудов. Чтобы кровь попала от левого насоса к правому, она сначала должна обойти весь организм по сосудам большого круга кровообращения, а чтобы добраться от правого насоса к левому, крови необходимо пройти через сосуды легких (малый круг кровообращения).

Понять анатомию сердца и принципы кровообращения проще, если представить, будто сидишь в маленькой подводной лодке, которая вместе с кровью проходит полный цикл кровообращения. Где начнется путешествие, неважно, главное – чтобы закончилось оно в том же месте. Лично мне кажется, что начинать лучше с правого предсердия. Если представить себе сердце, то правое предсердие будет находиться в его верхней части справа.

В правое предсердие поступает отработанная и бедная кислородом кровь со всего организма. Из подводной лодки вы наверняка заметите в стенках предсердия два отверстия, через которые кровь вливается в предсердие. Из правого предсердия кровь, а значит, и подводная лодка, в которой вы сидите, уходит через своеобразный шлюз в правый желудочек. Этот шлюз, через который вы только что проплыли, называется сердечным клапаном. О структуре и функциях сердечных клапанов я расскажу немного позже.

Сжимаясь, желудочек выталкивает кровь в легочную артерию, и ваша лодка попадает в широкий и просторный туннель, который вскоре делится на две ветви – правую и левую, каждая из которых ведет к соответствующему легкому. По мере углубления в легкие эти туннели продолжают ветвиться, становятся все у́же и у́же и в конце концов превращаются в невероятно тонкие каналы (мелкие кровеносные сосуды), оплетающие крошечные наполненные воздухом пузырьки – легочные альвеолы. Эти пузырьки являются частью легких и внешне напоминают микроскопические грозди винограда. Когда мы вдыхаем, они, как воздушные шарики, наполняются воздухом, а на выдохе превращаются в сморщенные изюминки. Вокруг легочных альвеол располагаются мелкие кровеносные сосуды, и ваша подводная лодка находится сейчас в одном из них. Стенки – как у самих кровеносных сосудов, так и у легочных альвеол – настолько тонкие, что молекулы кислорода и углекислого газа легко проходят сквозь них. Этот газообмен называется диффузией газов. Обновленная кровь покидает альвеолы и возвращается к сердцу. Мелкие кровеносные сосуды объединяются с другими и постепенно сменяются сосудами более крупными – примерно то же самое происходит с узкими тропинками, которые сначала сливаются в проселочную дорогу, а проселочные дороги образуют широкое шоссе. Подводная лодка покидает легкие и держит путь назад, к сердцу, снова двигаясь по просторному туннелю. Попав в левое предсердие, богатая кислородом кровь переносится дальше, в левый желудочек. Как и с противоположной стороны, между левым предсердием и левым желудочком имеется клапан.

В левом желудочке происходит самое интересное. Это, наверное, самый важный отдел сердца, и отвечает он за то, чтобы перегонять кровь по организму. Мозг, почки, мышцы, кишечник и другие внутренние органы – все они получают кровь отсюда. Поэтому мышечная стенка у левого желудочка толще и левый желудочек оказывает большее давление, чем правый. Когда желудочек сокращается, кровь – а вместе с ней и ваша подводная лодка – стремительно переносится в аорту. Аорта похожа на толстый шланг для полива и на ощупь тоже немного напоминает резину. Она берет начало в сердце, но вскоре разворачивается на 180 градусов. В тот момент, когда ваша лодка попадет в этот разворот, вы заметите широкие трубы, выходящие из аорты. Это крупные артерии, питающие кровью мозг. Здесь нам становится понятно, что важнее всего для эволюции: путь от сердца до мозга прямой и короткий.

В нисходящей части аорты берут начало многие артерии, ведущие к различным органам. Как и на пути к легким, мы заметим, что артерии постепенно сужаются. Самые маленькие артерии, находящиеся внутри мышц и внутренних органов, называются капиллярами, и они настолько узкие, что пройти сквозь них способны только эритроциты. Стенки капилляров очень тонкие, совсем как стенки сосудов возле легочных альвеол, и именно здесь происходит обмен газов и питательных веществ. Капилляры отдают органам кислород, забирают углекислый газ и снова превращаются в более крупные сосуды – вены. Эти вены объединяются с другими венами и сливаются в совсем широкие сосуды. Наконец вены объединяются и возвращают отработанную кровь в правое предсердие. Круг замкнулся, и путешествие можно начинать заново.

Люди далеко не сразу поняли, как работает система кровообращения. Гален (130–210), один из наиболее признанных врачей древности, понял, что в человеческом теле имеется «два вида» крови: темная венозная и светлая артериальная[8]. О чем он так и не догадался, так это о том, что эти два вида крови являются частью одной и той же кровеносной системы. Темная кровь – отработанная и бедная кислородом, а светлая – обновленная. Гален же ошибочно полагал, что темная кровь образуется в печени, светлая – в сердце, а попадая в сердце, они проникают сквозь невидимые поры в сердечной перегородке и смешиваются. Это мнение было неверным, однако врачи придерживались его много сотен лет. В 1628 г. английский врач Уильям Гарвей завершил труд под названием «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus), в котором описал циркуляцию крови и функцию легких[9]. Многие считают Гарвея первым из тех, кто правильно понял сложные принципы газообмена между кровью и легкими, а именно то, каким образом углекислый газ в крови замещается кислородом. Но действительно ли Гарвей был первым? С этим согласны не все. В 1924 г. один египетский врач обнаружил в берлинской библиотеке некий загадочный манускрипт под названием «Комментарии к разделу анатомии в “Каноне” Ибн Сины». Автором манускрипта был сирийский врач Ибн ан-Нафис (1213–1288)[10]. В 23-летнем возрасте ан-Нафис переехал в Каир, где сделал головокружительную карьеру врача. Как доказывают его работы, он намного раньше Гарвея понял, что кровь из правой части сердца поступает в легкие, где смешивается с воздухом и после этого по легочным сосудам направляется к левой части сердца. Ан-Нафис описал это за 300 лет до Гарвея.

Сейчас мы знаем о работе сердца несравнимо больше. Нам известны как его механика, так и физиология, причем даже на клеточном и молекулярном уровне. Именно благодаря этому пониманию, а также непрерывным исследованиям современная кардиология и научилась творить чудеса.

Кардиологии мы во многом обязаны тем, что живем намного дольше, чем могли даже мечтать наши предки.