Сердце. Как у тебя дела?

На старте: Доли легкого

Пассажиры маленьких красных «шлюпок» – молекулы кислорода. Они запрыгивают в клетку-лодочку, когда капля крови проносится по тонкому сосуду в легком – он еще называется капилляром. Каждый раз при вдохе кислород вместе с другими газами устремляется по разветвляющимся – и чем дальше, тем тоньше и извилистее – дыхательным путям в крошечные пузырьки – альвеолы. Из-за этих пузырьков легкие внутри похожи на губку.

Предположительно, в легком человека находится как минимум 300 миллионов альвеол. (Но точно еще никто не подсчитывал.) Когда после вдоха альвеола раздувается, она может достичь четверть миллиметра в диаметре. При выдохе она съеживается на пятую часть. Губчатая структура с бесчисленным множеством маленьких пузырьков нужна для того, чтобы мы при каждом вдохе вбирали как можно больше кислорода. Для этого поверхность, на которой вдыхаемый воздух встречается с кровью, должна быть по возможности максимально большой. По приблизительным оценкам, поверхность всех альвеол в одном легком составляет примерно 100 квадратных метров – не всякая трехкомнатная квартира может похвастаться такой площадью!

От воздуха в альвеолах протекающую по капиллярам кровь отделяет очень тонкая стенка. Для пассажиров эта стенка не препятствие: молекулы кислорода запросто через нее проходят, как делал это Гарри Поттер с друзьями, когда им надо было попасть на поезд в Хогвартс, стоящий на платформе 9 3/4. Но почему кислороду надо лезть напролом? А все потому, что он следует единому закону природы, высшая цель которого – сбалансированность: во вдыхаемом воздухе кислорода много, а в протекающей мимо в момент вдоха крови он в дефиците. Вот поэтому молекулы кислорода – эти стремящиеся установить равновесие пассажиры – и прут напролом.

Рис. 2

Чтобы обеспечить путешественникам быструю посадку, в «шлюпках» предусмотрены специально подготовленные места. Мы ведь любим путешествовать с комфортом и в безопасности, вот и кислород тоже. Таким удобным и надежным местом для кислорода служит «мини-паром» под названием «гемоглобин». Эта молекула содержит железо, благодаря которому она, буквально как магнит, притягивает к себе только что поступивший из вне кислород. Гемоглобин способен оказаться именно там, где нужен кислород, – он что-то вроде сиденья вкупе с ремнем безопасности, в которое атом кислорода «садится», чтобы отправиться в свое путешествие. И именно гемоглобин придает крови красный цвет.

«Шлюпки» нашей кровеносной системы, помимо размеров, отличает от пассажирских «паромов» еще кое-что, а именно – количество пассажиров, которых плавучее средство может взять на борт. Красная кровяная клетка содержит, при условии, что организм в достаточной мере обеспечен железом, около 280 миллионов молекул гемоглобина, каждая из которых может предоставить место молекулам кислорода количеством до четырех. Так что при полной загрузке в одном крошечном красном кровяном тельце путешествуют более миллиона пассажиров. А если вспомнить, что их у нас 25 триллионов, то голова пойдет кругом…

Кстати, «подсчет пассажиропотока» – это для нас, врачей, надежный метод диагностики дефицита железа (который, помимо прочего, проявляется в постоянном чувстве усталости): если в одном эритроците путешествует слишком мало пассажиров (то есть кислорода), то организму не хватает железа, и он поэтому производит мало гемоглобина.

Затем, путешествуя по тонким сосудистым разветвлениям в легких, красные кровяные тельца должны доказать свою подвижность и изворотливость: капилляры имеют в среднем диаметр в 7 микрометров (0,007 миллиметра), а в самых узких местах – всего 5 микрометров. Если вы видели на YouTube ролик, где кошка протискивается в щель под комнатной дверью, то вы можете себе представить, что происходит в узких местах легочных капилляров: эритроцитам приходится изгибаться, чтобы пролезть.

В остальном в наших кровеносных путях все работает примерно так же, как в дорожном движении: как только становится тесно, все замедляются. В капиллярах легких капля крови катится еле-еле, со скоростью треть миллиметра в секунду, однако здесь такой стиль передвижения не помеха, чего, например, не скажешь про автомобильную пробку, создавшуюся из-за дорожных работ. Внутри нашего организма такая задержка даже полезна: благодаря ей у кислородных пассажиров есть больше времени, чтобы занять свои места.

Вопрос: У сердца есть уши?

Итак, капля крови преодолела узкое место. Как минимум десять из десяти посадочных мест теперь заняты кислородом. Это даже заметно по цвету крови: она стала светлее. Теперь мы можем продолжить свое путешествие. Следующая станция – левая половина сердца. Из многочисленных тончайших сосудов – капилляров – кровь, двигающаяся к сердцу, стекает во все более расширяющиеся сосуды. В конце пути от масштабной сети сосудов остаются лишь четыре вены, впадающие в левое предсердие. Оно как сборный резервуар, где кровь ненадолго задерживается, пока сердечный клапан закрывает путь и дает нам время немного оглядеться.

Если абстрагироваться от артерий, то сердце на самом деле имеет форму «сердечка», именно такую, как обычно принято рисовать: сверху изгибами возвышаются предсердия, внизу – заостряющийся кончик. Ну и, само собой, оно красного цвета, потому что заполнено красной кровью. Сердце взрослого мужчины весит около 300 грамм; женское сердце несколько меньше и легче. Этот орган всегда приблизительно того же размера, что и сжатый кулак его обладателя.

А это что такое? Несколько капель крови уютно расположились в каком-то отростке на верхней кромке предсердия. Это ухо сердца, точнее, одно из двух – они украшают оба предсердия. Кардиологи еще гадают, для чего предназначены эти ушки, ведь очевидно же, что не для того, чтобы слушать. Может быть, это рудимент – орган, выполнявший в прошлые времена какую-то функцию, важную для наших предков, а на сегодняшний день утративший смысл? Есть, по крайней мере, некоторые указания на то, что ушки эти – сенсоры давления в сердце: когда оно слишком повышается, ушки принимают на себя дополнительную кровь, наподобие дополнительного резервуара.

Рис. 3

А затем передают сообщение почкам: мол, будьте добры выделить побольше жидкости, чтобы понизить давление в системе. Это сообщение передается, в частности, посредством гормона ANP, производимого как раз в сердечных ушках. Возможно, уши нашего сердца выходят на первый план и тогда, когда давление слишком слабое. Благодаря их участию запускается процесс, в результате которого мы ощущаем жажду и пьем, чтобы увеличить количество жидкости в кровеносных путях. Наблюдения за животными позволили отследить взаимосвязь между ушками сердца и жаждой.

К сожалению, левое ушко сердца – то, которое мы как раз рассматриваем, – иногда вредит. Дело в том, что поскольку кровь здесь может делать передышку и таким образом довольно продолжительное время уклоняться от дальнейшего путешествия, то в этом ушке в некоторых случаях образуются сгустки. Это характерная проблема для людей, страдающих мерцательной аритмией. Сгусток крови представляет опасность, как только он начинает двигаться: тогда высок риск, что с потоком крови его занесет в сосуды, снабжающие мозг. Если сгусток попадет в сужающийся сосуд, он застрянет, как грузовик, проезжающий по слишком тесному тоннелю. И подобно грузовику, сгусток парализует все движение позади себя. Но есть, однако, одна огромная разница: если автомобильная пробка в туннеле в большинстве случаев грозит лишь потерей времени, то пробка в кровеносных сосудах мозга опасна для жизни. Особенно чувствительные нервные клетки перестают получать кислород и отмирают, а с пострадавшим случается апоплексический удар.