Як працює серце?

На 18 день у крихітній грудочці клітин, яким є в цей час людський зародок, починає битися серце і вже не зупиняється до нашої смерті. Як працює серце – це, мабуть, єдиний орган, який ніколи не ухиляється від роботи. У дорослої людини серце за день встигає перекачати 6-10 тон, а протягом життя через нього пройде 150-200 тисяч тон. За 100 років людського життя серце встигає зробити 4–5 мільярдів скорочень! І поки воно здорове, легко справляється з цією величезною роботою.

Життя на нашій планеті, як відомо, зародилося в океані, який кожній клітині тіла перших істот доставляв їжу та кисень. Але морська вода виявилася не найкращим транспортним засобом і багатоклітинні істоти, які побажали мати свій власний "океан-акваріум", води якого омивали б клітини їхнього тіла. Тепер у наших "акваріумах" хлюпається кров.

Щоб приводити в рух води внутрішнього "акваріума", довелося обзаводитися м'язовими насосами. Спочатку це була лише пульсуюча судина, найбільш просто влаштоване серце, яким переганялася гемолімфа в дрібніші судини, а звідти в міжтканинні та міжклітинні простори. Обмивши їх, вона знову поверталася в пульсуючу судину.

Людині та вищим тваринам, щоб проштовхнути кров через капіляри, потрібна чимала сила. Адже у нас 100–160 мільярдів капілярів, а їхня загальна довжина дорівнює 60–80 тисячам кілометрів. Доводиться створювати досить високий тиск. Наприклад, у щура він 75, у людини 120-140, а у коня навіть 200 мм ртутного стовпа.

У більшості тварин, які живуть на землі, два найважливіші органи - головний мозок і серце - знаходяться на одному рівні. Це дуже зручно: не потрібно додаткових зусиль, щоб постачати мозок кров'ю. Інша справа людина, мозок якої розташований значно вище за серце, або жираф, серце якого розташоване на 2–3 м нижче мозку. У всіх подібних істот є високий тиск. Але чим вищий тиск, тим більша ймовірність аварії.

Щоб тиск у системі не перевищив норми, існують спеціальні контрольні органи – барорецептори. Найважливіші з них розташовані у ссавців у дузі аорти, у каротидних синусах сонних артерій, що несуть кров у мозок, у передсердях та у закінченнях больових нервів. Про найменшу зміну тиску вони негайно сигналізують у довгастий мозок, який дає відповідні команди виправити порушення. Відновлення нормального тиску здійснюється не так діяльністю серця, як за допомогою судин. Стінки дрібних судин – артеріол мають м'язи і легко змінюють свій просвіт.

Але що змушує серце скорочуватися? Хто наказує серцю ембріона почати працювати? Адже в нього ще немає навіть і натяку на мозок. Виявляється, серце може цілком обходитися без команд мозку. Тобто, наше серце працює за власною ініціативою, змінюючи силу скорочення залежно від обсягу крові, який знаходиться в ньому.

Все ж таки без верховного командування мозку злагоджена робота йти не може. У серцевому м'язі немає нервів, і накази поширюються просто м'язовими волокнами зі швидкістю 1 м на секунду. Для нормального скорочення передсердь такої швидкості цілком достатньо. Найбільшим шлуночкам серця знадобилася швидша система передачі команд – волокна Пуркіньє, якими збудження поширюється в 5–6 разів швидше.

Злагоджена робота людського серця може порушуватись різними захворюваннями. Іноді виникає неможливість переходу збудження з передсердь на шлуночки. У такому разі шлуночки серця починають скорочуватися значно рідше, ніж звичайно, і можуть зовсім перестати працювати.

Ще відносно недавно лікарі були безпорадні перед цією хворобою. У другій половині 20 ст. вдалося створити мініатюрний електростимулятор, який подавав команди серцю, змушуючи скорочуватися. Для цього хворим розкривали грудну клітину і, діставшись серце, вживляли в нього електроди, з'єднані тоненькими проводами зі стимулятором.