По счастью, вегетативная система довольно хорошо поддается медикаментозному воздействию, что чрезвычайно помогает при лечении хронических сердечных и сосудистых заболеваний, особенно в экстренной медицине. В числе самых известных медикаментов – бета-(адрено)блокаторы (они блокируют вышеупомянутые бета-1-рецепторы и тем самым снижают давление и пульс в покое), а также препараты дигиталиса, получаемые из наперстянки пурпурной. При ярко выраженной сердечной недостаточности с помощью наперстянки можно повысить сократительную способность сердца и одновременно снизить частоту его биения.
В фатальном случае, то есть при остановке сердца, идут еще дальше: повышают активность симпатической нервной системы и одновременно угнетают ее антипода, парасимпатическую, вводя адреналин и атропин.
Адреналин – гормон стресса, вырабатываемый корой надпочечников. Он служит симпатомиметиком, и это название точно описывает его функцию: греческое слово mimesis переводится как «подражание, имитация». Иначе говоря, адреналин копирует симпатикус, а значит, стимулирует его активность и таким образом способствует повышению частоты сердечных сокращений, расширению бронхов и повышению кровяного давления. Атропин же, напротив, действует как парасимпатолитик, что означает «заканчивающий парасимпатическое воздействие». То есть он уменьшает влияние парасимпатических волокон на сердце.
Если в ходе реанимации ввести эти два препарата человеку с остановившимся сердцем, они в значительной степени помогают вновь запустить сердцебиение после весьма «несимпатичной» его остановки.
Действие всех перечисленных медикаментов никоим образом не ограничивается сердечно-сосудистой системой. Более того, в меньших дозах их можно использовать и в повседневной жизни. Так, некоторые спреи для носа содержат адреналин (его также называют эпинефрином), сужающий сосуды в слизистой, благодаря чему ее отек быстро спадает. Однако эти средства нельзя применять часто, иначе возникнет феномен рикошета: кровь снова начнет активно поступать в слизистую, и та опять набухнет. Неудивительно, кстати, что многие люди настолько зависимы от спреев для носа.
Аналоги атропина[85] находят применение в офтальмологии. Капли на его основе закапывают в глаза для расширения зрачков, что облегчает врачу осмотр сетчатки. Однако для пациента недостаток в том, что какое-то время он видит мир сильно размытым.
В прежние века расширенные зрачки, особенно у женщин, считались признаком красоты. Поэтому многие дамы закапывали себе в глаза атропиновые смеси. А поскольку атропин получали из ядовитой красавки обыкновенной, ее с тех пор и прозвали Bella Donna, что переводится как «прекрасная дама».
Красная-прекрасная
Что за двигатель без горючего? Груда бесполезного металла, да и только. Уже само слово «двигатель» говорит о том, что он создан для движения. А чтобы двинуться, нужно заполнить бензобак. Для автомобильного двигателя топливом служит бензин, а для нашего организма – кровь. Без красного топлива никуда не уедешь! Поскольку кровь выполняет много важных задач, ее по справедливости именуют также нашим жидким органом. В среднем по сосудам взрослого человека циркулирует от 5 до 6 литров крови. Она состоит из жидких и твердых компонентов. Жидкий компонент – плазма, доля которой составляет у взрослого мужчины примерно 55 % от общего объема крови[86]. Плазма состоит в основном из воды, протеинов, солей и моносахаридов, хотя помимо них содержит еще множество субстанций. Остальные 45 % – это твердые компоненты, так называемый гематокрит. Его образуют в первую очередь различные кровяные тельца, а также клетки иммунной системы.
Недавно, играя со своей маленькой племянницей в ее лесном домике, я поранил руку, и племянница сказала кое-что, заставившее меня задуматься. Старательно подув на ссадину, она удивленно заметила: «Твоя кровь похожа на кетчуп». А ведь так и есть, если не просто посмотреть на кровь, но и задуматься о ее свойствах. Она красная, вязкая, содержит сахар и различные твердые субстанции. С точки зрения физики кровь – неньютоновская жидкость, иными словами, ее текучие свойства отличаются от текучести воды. Все дело в том, что в крови во взвешенном состоянии находится много веществ, которые не растворяются в плазме, как растворилась бы соль в воде.
Такую смесь жидкости и твердых взвешенных частиц называют суспензией. Кровь как суспензия отличается тем, что ее свойства меняются в зависимости от скорости течения: чем быстрее течет кровь, тем больше суспензия обращается в эмульсию – мелкораспыленную смесь двух фактически не смешиваемых жидкостей. Причина в пластичности красных кровяных телец, в их способности деформироваться. Если в стакан воды добавить ложку оливкового масла, поначалу вода с маслом не смешается, и масляная пленка будет плавать наверху. Если же хорошенько перемешать, то масло распространится в воде крохотными капельками. Это и будет эмульсия[87]. Применительно к крови это означает, что при высокой скорости течения кровяные тельца ведут себя примерно так же, как капельки жира в воде.
Наряду с красными и белыми кровяными тельцами (см. раздел «Почти непобедимая армия», стр. 182) в крови есть и кровяные пластинки (тромбоциты); если пораниться, именно они приведут в действие процесс свертывания крови. К примеру, стоило мне случайно повредить руку, как они тут же позаботились о том, чтобы рана на коже поскорее перестала кровить. Для этих целей тромбоциты за короткое время образуют большие скопления и высвобождают волокнистый протеин фибрин. Фибриновая нить в 1000 раз тоньше волоса и является одним из самых эластичных биологических веществ. Фибриновые нити формируют плотную сетку, останавливающую кровотечение. В некоторых обстоятельствах этот механизм спасает жизни.
Красные кровяные тельца в желтой майке лидера
Почему Эритрея называется Эритреей? Потому что она расположена на побережье Красного моря: греческое слово erythros означает «красный». Поэтому и красные кровяные тельца зовут эритроцитами (вторая часть слова происходит от греческого kytos – «оболочка, клетка»). В организме позвоночных животных содержится порядка 30–34 триллионов эритроцитов, это самая распространенная из клеток крови. Человеческие эритроциты представляют собой безъядерные дискообразные структуры с плавными углублениями с обеих сторон. Такая форма облегчает захват кислорода, поскольку расстояние от внутренности подобной клетки до внешней мембраны гораздо короче, чем при круглой форме.
Если эритроциты деформируются, ничего хорошего это не сулит. Бывает, что из-за высыхания, отравления, недостатка витаминов или генетического дефекта они непроизвольно теряют сплющенную форму и делаются шаровидными, чашеобразными или даже грушевидными. К слову, в мелких капиллярах, где эритроциты отдают кислород и взамен забирают двуокись углерода, они тоже меняют форму, но в этом случае абсолютно преднамеренно и целесообразно. Чтобы пройти по узкому сосуду – один за другим, гуськом, – они вытягиваются и становятся обтекаемыми.
Как вы уже знаете, задача красных кровяных телец заключается в транспортировке газов: от легких к тканям они переносят кислород, а обратно, из тканей к легким, – двуокись углерода. Играть роль вьючного животного эритроциты могут благодаря пигменту гемоглобину, из которого состоят более чем на 90 %. Это связывающий кислород протеин, красный цвет которого обусловлен наличием центрального железосодержащего атома, гема.
Откуда гемоглобин узнает, когда пришла пора отдавать кислород и принимать двуокись углерода или наоборот? За это отвечает эффект Вериго – Бора, благодаря которому в крови поддерживается кислотно-щелочной баланс. Чем больше в ней двуокиси углерода, тем она становится кислее, и наоборот. Поэтому в сосудах легких, насыщенных кислородом, кровь более щелочная, чем в капиллярах пальцев рук, где преобладает двуокись углерода. Чтобы восстановить этот баланс и по возможности удерживать водородный показатель, рН[88], на постоянном уровне, эритроциты отдают кислород в кончиках пальцев и вместо него принимают двуокись углерода, в то же время в легких газовый обмен совершается в обратном направлении.
Важно
Эритроциты выполняют довольно трудоемкую задачу, поэтому долго не живут: уже через четыре месяца после возникновения их расщепляют фагоциты в печени, селезенке и костном мозге. Естественно, это вынуждает наш организм без устали поставлять новые эритроциты взамен отработанных. За одну секунду костный мозг выпускает в кровеносные пути примерно два миллиона эритроцитов, а в день – от 175 до 200 миллиардов, поистине баснословное количество.
У взрослых эритроциты вырабатываются в красном костном мозге, а у нерожденных детей – в печени и селезенке. Важную роль в этом процессе играет гормон эритропоэтин, сокращенно – ЕРО (эта аббревиатура известна не только благодаря «Тур де Франс»). Едва сенсоры нашего организма регистрируют где-то[89] недостаток кислорода, почки тут же производят больше эритропоэтина, что, в свою очередь, стимулирует выработку красных кровяных телец, и в результате кровь получает возможность транспортировать больше кислорода. А стало быть, и работоспособность организма существенно возрастает. Вот почему спортсмены часто выезжают на тренировочные сборы в гористую местность: на значительной высоте в воздухе меньше кислорода, и тело, подвергаемое физическим нагрузкам, вынуждено при помощи ЕРО активно наращивать синтез эритроцитов.
Но некоторые ради победы в велосипедной гонке поступают проще и без церемоний вводят ЕРО прямо в кровеносную систему. ЕРО, разумеется, допинг, причем строго-настрого запрещенный. Применять его не только нечестно по отношению к соперникам, но и крайне вредно для самого спортсмена. Если искусственно повысить количество эритроцитов, кровь станет более текучей, из-за чего резко возрастет риск инфаркта, инсульта и повреждений различных органов. А смесь ЕРО и стимулирующих средств и вовсе опасный коктейль; кто его принимает, может заплатить высокую цену за желтую майку лидера. Действительно, случается, что профессиональные спортсмены, прибегавшие к допингу, умирают от инфаркта миокарда еще в молодом возрасте. И потом, никакой допинг не способен надолго заменить интенсивные тренировки. Так, сердечная мышца, подстегиваемая гормонами роста, хотя и станет значительно больше, чем в норме, но, к сожалению, ее рост будет направлен внутрь и в конечном итоге вызовет сужение желудочков. Намного полезнее для здоровья стимулировать рост сердечной мускулатуры путем регулярных тренировок с постепенным увеличением нагрузки. Тогда сердце непременно станет сильнее, и вы сможете добиться чемпионского звания вообще без допинга.