Даже в состоянии покоя сердечная мышца работает в два раза активнее мышц ног соревнующегося бегуна на короткие дистанции. Если со всей силы сжать рукой теннисный мяч, можно сымитировать усилие, прилагаемое сердцем для одного удара. Тренированные спортсмены могут увеличить сердечный выброс (количество крови, перекачиваемой сердцем в минуту) в семь раз, с 5 до 35 литров в минуту. Сокращающийся левый желудочек проталкивает кровь по 96 560 километрам кровеносных сосудов с силой, с которой вода выбрасывается из садового шланга на высоту 1,5 метра. В день сердце генерирует достаточно энергии, чтобы проехать на автомобиле 30 километров[101].
Чувства, возникающие, когда вы держите в руках человеческое сердце, непередаваемы. Оно ощущается как сильная и плотная мышца. Вы сжимаете его, чтобы кровь продолжала циркулировать (это называется прямым массажем сердца), и чувствуете ладонями и пальцами, как возобновляется сердцебиение. Сначала оно бьется медленно, но постепенно ускоряется. Впервые испытав это чудо, я пришел в восторг. Даже больное сердце с силой сжималось в моих руках. Если удалить его из тела, как это происходит при трансплантации, оно продолжит биться в течение 15 минут, пока у него не иссякнут запасы кислорода и энергии.
Можно лишь предположить, как древние народы воспринимали этот сокращающийся орган. Они предполагали, что если сердце — это жизнь, значит, оно должно быть вместилищем души.
18Анатомия сердца
Даже у артишока есть сердце.
У всех есть сердце, за исключением некоторых людей.
Сердце синего кита весит 450 килограммов. Оно перекачивает 220 литров крови с каждым ударом и сокращается 8–10 раз в минуту (рис. 18.1). Сердце взрослой женщины весит около 230 граммов, а мужчины — 340. Человеческое сердце перекачивает 75 миллилитров крови с каждым ударом. Сердце самого маленького в мире млекопитающего, карликовой многозубки, весит всего 0,02 грамма и сокращается 1511 раз в минуту. Что интересно, это животное живет всего год, а синий кит — 80–110 лет. Животное с самым маленьким сердцем на планете — это фруктовая мушка Alpatus magnimius, длина тела которой составляет всего 0,21 миллиметра. Увидеть ее сердце можно только через микроскоп. У осьминогов и кальмаров три сердца, у миксиновых[104] — четыре, а у дождевых червей — пять.
Ученые обнаружили окаменелые сердце и кровеносные сосуды возрастом 520 миллионов лет. Окаменелое членистоногое Fuxianhuia protensa (представьте себе доисторическую креветку) было найдено в Чэнцзяне на юго-западе Китая и относилось к кембрийскому периоду[105]. Его трубчатое сердце находилось в задней части тела животного. Парные кровеносные сосуды протягивались через все сегменты тела и в итоге концентрировались вокруг мозга, глаз и усиков, где требовалось больше питательных веществ и кислорода. Полмиллиарда лет назад такая анатомия оказалась настолько удачной, что до сих пор сохраняется у членистоногих, беспозвоночных животных с экзоскелетом, сегментированным телом и парными конечностями. Этот самый старый и разнообразный на сегодняшний день тип животных включает насекомых, паукообразных, многоножек и ракообразных.
Рыбы имеют двухкамерное сердце, а рептилии — трехкамерное с двумя предсердиями и одним желудочком (за исключением аллигаторов, в сердце которых четыре камеры). У пауков вместо сердца прямая трубка, а у таракана оно состоит из 13 камер. Птицы и млекопитающие, включая большинство людей, имеют четырехкамерное сердце, состоящее из двух предсердий и двух желудочков.
Редкий для человека врожденный порок — это трехкамерное сердце. Предсердия — это верхние камеры сердца, куда поступает кровь из легких и тела. Желудочки, расположенные под ними, представляют собой мышечные насосные камеры сердца, выталкивающие кровь в легкие и остальные части тела.
Рис. 18.1. Сердце синего кита. Источник: dpa picture alliance/Alamy Stock Photo
Пенис с сердцем.
Нет, это не то, о чем вы подумали. В морских глубинах отвратительный морской черт — прозрачная рыба с клыкастыми челюстями и лампой для чтения, свисающей со лба для привлечения добычи, — практикует уникальный брачный ритуал под названием «сексуальный паразитизм»[106]. Крошечный самец присоединяется к самке, объединяя свою кровеносную систему с ее[107]. Его внутренние органы, плавники, глаза и почти все тело дегенерируют до тех пор, пока не останется ничего, кроме двухкамерного сердца, питающего кровью половой член. Пенис питается кровью самки, и та получает желанную сперму.
Вообще, человеческое сердце представляет собой два насоса. У его правой и левой половин разные функции. Правая сторона перекачивает ненасыщенную кислородом кровь, возвращающуюся из тела, в легкие. Те, в свою очередь, обогащают эритроциты кислородом, которые затем попадают в левую половину сердца, отправляющую насыщенную кислородом кровь в тело. Сердце непрерывно поставляет обогащенную кислородом кровь практически ко всем 75 триллионам клеток организма. Не имеет кровоснабжения только роговица.
Маршрут, по которому кровь проходит через сердце, выглядит следующим образом: кровь с низким содержанием кислорода и высоким — углекислого газа возвращается из тела в правую половину сердца по венозной системе (рис. 18.2). Дезоксигенированная кровь сначала попадает в правое предсердие из самых крупных вен тела: верхней и нижней полых вен.
Затем кровь всасывается и проталкивается в правый желудочек через открытый трикуспидальный клапан (клапаны сердца открываются и закрываются, чтобы кровь текла вперед, но не назад). Правый желудочек проталкивает кровь через легочной клапан в легочную артерию и легкие, где капилляры располагаются на 300 миллионах воздушных пузырьков. Гемоглобин, белок в эритроцитах, выделяет углекислый газ и поглощает кислород. Насыщенная кислородом кровь поступает от легких по легочным венам и попадает в левое предсердие.
Рис. 18.2. Диаграмма циркуляции крови в сердце человека. Источник: Wapcaplet/Wikimedia Commons/общественное достояние
После этого кровь всасывается в левый желудочек через митральный клапан, названный так из-за сходства с митрой (головным убором) священника. Когда левый желудочек сокращается, оксигенированная кровь выталкивается через аортальный клапан в аорту (самая большая артерия организма размером с садовый шланг) и оттуда попадает в артерии, артериолы и 600 миллионов капилляров (трубочки толщиной меньше человеческого волоса, которые пропускают только одну клетку). Отдав кислород органам и тканям, дезоксигенированная кровь возвращается к сердцу по венулам, венам, верхней и нижней полым венам и в итоге попадает в правое предсердие. Это повторяется 108 тысяч раз в день.
19Звуки сердца
Рассказ Эдгара Аллана По «Сердце-обличитель» (1843) заканчивается так: «Мерзавцы! — завопил я. — Хватит прикидываться! Я во всем сознаюсь! Оторвите пуговицы! Вот здесь, здесь! Это стучит его гадкое сердце!»
Безумный рассказчик убил и расчленил старика. Когда он сидит, разговаривая с полицией (его стул стоит на половицах, под которыми спрятаны части тела), убийца слышит, как начинает биться сердце его жертвы. Сначала это «низкий, глухой, быстрый звук, напоминающий тиканье часов, завернутых в вату». Стук сердца становится все громче, и в итоге убийца, будучи не в силах выносить его, сознается в совершенном преступлении. Символизирует ли биение сердца вину рассказчика? Может, он слышит стук собственного сердца?
Данное По метафорическое описание биения сердца как «тиканья часов, завернутых в вату», соответствует словам «тамп-тамп» и «лаб-даб», которые используются в английском языке для описания стука этого органа. В итальянском это «ту-тумп», в польском — «бум-бум», в норвежском — «дунк-дунк», в арабском — «тум-тум» или «ратама-ратама», в непальском — «дук-дук», в тамильском — «лаппу-таппу», в малайском — «дуп-дап», в хинди — «дадак», а в урду — «хак-дхак».
Принято считать, что эти слова передают стук сердца. Английский звук «лаб-даб» издают захлопывающиеся сердечные клапаны. Звук «лаб» — это одновременное закрытие митрального и трикуспидального клапанов (между предсердиями и желудочками), которое происходит, когда желудочки сокращаются и смыкаются под воздействием обратного давления. Звук «даб» — это практически синхронное закрытие аортального и пульмонального клапанов (через них кровь выталкивается из желудочков к телу и легким). Эти два звука называются S1 и S2.
Стетоскоп (позднее мы поговорим о нем подробнее) может передавать уху ряд других звуков сердца. Они включают щелчки, шумы трения, ритм галопа, бульканье и т. д. Бульканье — это плохо, поскольку часто оно вызвано опухолью, которую сердечный клапан толкает то вперед, то назад.
Шумы в сердце — распространенное явление, и они могут быть невинными и патологическими. Это звуки, вызванные турбулентным током крови.
Представьте себе журчание ручья, гул речных порогов или далекий раскат грома. Затвердевание, неполное открытие (стеноз) или некорректное закрытие сердечных клапанов, в результате которого происходит обратный ток крови (регургитация), — типичные причины шумов. Они могут быть легкими и не иметь клинической значимости, но бывают тяжелыми и требующими хирургического вмешательства. В некоторых случаях отсутствие лечения грозит смертельным исходом.