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.