Можно, пожалуй, сделать только один вывод: сила, стимулирующая деятельность сердца, находится в нем самом; она исходит из заключенного в нем механизма, который по своей важности и примитивности строения схож с первыми формами жизни, обладавшими рефлексами, но еще лишенными сознания.
Исследуя это удивительное явление, ученые пытались установить местонахождение данного гипотетического механизма и определить его природу. Наблюдения над сердцем лягушки показали, что волны сокращения возникают вблизи полой вены в верхней части правой половины сердца и направляются книзу, закономерно охватывая сначала предсердие, а затем желудочек.
При изучении куриного эмбриона ученые обнаружили маленький участок недифференцированной ткани в том месте, где впоследствии появляется сердце. Этот участок задолго до превращения в сердце уже отличался ритмичной пульсацией. В эмбрионе человека такое примитивное сердце начинает биться уже через три недели после зачатия, то есть за две недели до появления первых элементов нервной системы.
Наконец, в 1907 году двум английским врачам, Артуру Кису и Мартину Флеку, удалось несколько приподнять край завесы, скрывающей причины сердечных сокращений. В правом предсердии, недалеко от места впадения верхней полой вены, которая приносит кровь из головы и верхней части тела, они обнаружили маленький узелок, простирающийся книзу примерно на 2 сантиметра. Этот узелок резко выделялся на фоне окружавшей его сердечной мышцы. Он представлял собой мелкую сеть простейших мышечных клеток и нервных волокон, окруженную соединительной тканью и связанную только с прилегающей мышцей. Особый сосуд обеспечивал его кровью.
В результате каких-то внутренних процессов, суть которых нам до сих пор неясна, этот странный кусочек ткани, получивший название сино-аурикулярного узла, через определенные промежутки времени претерпевает химические изменения. При этом по прилегающей сердечной мышце каждый раз пробегает волна сокращения. Она служит своего рода «запальной свечой», или водителем ритма сердечных сокращений. Одновременно с каждым импульсом, сокращающим сердце, в сино-аурикулярном узле происходит небольшой электрический разряд.
Ученым предстоит выяснить, не являются ли сократительный импульс и электрический разряд, который его сопровождает, в сущности, одним и тем же явлением. Но мы уже знаем, что импульс и разряд всегда появляются вместе и что сердечная мышца сокращается, — когда через нее пропускают электрический ток.
Очевидно, однако, что сино-аурикулярный узел выполняет не всю работу по стимуляции сердечных сокращений. В нижней части правого предсердия, вблизи мышечной части перегородки, ученые обнаружили еще один участок такой же ткани, названный атрио-вентрикулярным узлом. От него отходят две ветви к обоим желудочкам, где они образуют сложную сеть.
Этот второй узел с его разветвленной сетью коммуникаций служит своеобразной передаточной станцией для импульса, возникающего в сино-аурикулярном узле. Как только этот импульс достигает атрио-вентрикулярного узла, он по сети нервных волокон распространяется на мышечные волокна обоих желудочков, вызывая их сокращение.
Открытие сино-аурикулярного и атрио-вентрикулярного узлов доказывает существование внутри сердца своеобразного нервно-мышечного генератора электрической энергии, приводящегося в действие таинственным механизмом, независимым от остального организма. Со временем ученые, обогащенные новыми знаниями и новейшей техникой экспериментирования, бесспорно, смогут разгадать тайну сино-аурикулярного узла и понять процессы, которые помогают ему обеспечивать непрерывную пульсацию сердца.
Интересно, к какому выводу пришли бы метафизики, будь им в свое время известен этот таинственный кусочек зачаточной ткани? Скорее всего, они усмотрели бы в нем квинтэссенцию жизни или пристанище души.
Хотя сино-аурикулярный узел стимулирует сокращения сердца с постоянной частотой, их ритм не отличается достоинством. В зависимости от эмоциональных, физических и других влияющих на организм факторов ритм сердечных сокращений может замедляться или ускоряться. Происходит это под непосредственным воздействием автономной, или вегетативной, нервной системы с центром в продолговатом мозге, расположенном в низшем отделе головного мозга. Это тот же центр, который с помощью других нервов направляет поток крови к нуждающимся в ней частям организма.
В регуляции частоты пульса участвуют два вида нервов. Парасимпатические волокна блуждающего нерва выполняют тормозящую функцию — они уменьшают силу сердечного сокращения и препятствуют излишнему ускорению ритма. Симпатические (ускоряющие) нервные волокна увеличивают силу и частоту сердечных сокращений, что может понадобиться при напряжениях, волнениях или тяжелой работе.
И те, и другие нервные волокна постоянно находятся в действии, деля между собой сложную задачу контроля над работой сердца. Если организм оказывается в состоянии напряжения, требующего срочного увеличения кровотока, симпатические нервы усиливают свою активность, выделяя адреналин — гормоноподобное химическое вещество. Адреналин действует, как могучий стимулятор сердечной деятельности. При спаде напряжения потребность в крови возвращается к норме. В этот момент активизируются волокна блуждающего нерва, которые выделяют химическое вещество, расслабляющее и замедляющее сокращения сердца. Это вещество — ацетилхолин — напоминает яд, встречающийся в ядовитых грибах.
Частота пульса, обычно у человека равная 72 ударам в минуту, обратно пропорциональна размеру живых существ. Так, у ребенка сердце бьется вдвое быстрее, чем у взрослого. Сердце слона сокращается примерно 25 раз в минуту, а канарейки — 1000 раз и более.
Итак, представив себе картину работы сердца и сосудов, формирующих сердечно-сосудистую систему, проследим за течением Реки жизни по ее руслу внутри организма.
Как известно, кровь является сложной транспортной средой, переносящей к клеткам и тканям организма кислород, питательные и защитные вещества, гормоны и другие важные продукты и удаляющей оттуда углекислоту, мочевину и прочие отходы жизненных процессов.
Темная венозная кровь, бедная кислородом и насыщенная углекислым газом, поступает в правое предсердие по двум крупным венам. Это — нижняя полая вена, принимающая кровь из ног и нижней половины тела, и верхняя полая вена, по которой кровь возвращается из головы и верхней половины тела.
В момент диастолы сердце расширяется, и кровь попадает из этих вен в правое предсердие, а затем через открытый трехстворчатый клапан устремляется в правый желудочек. В момент, когда сино-аурикулярный узел посылает сократительный импульс, систолическая волна выжимает остатки крови из предсердия через клапан в желудочек. Волна сокращения распространяется вниз по желудочку, закрывая трехстворчатый клапан, открывая клапан легочной артерии и направляя в нее кровь.
По разветвлениям этой артерии, которая наряду с аортой является крупнейшей в организме, все еще темная венозная кровь устремляется в легкие. Там она попадает в сеть капилляров, окружающих примерно 700 миллионов наполненных воздухом пузырьков — альвеол. Здесь через стенки капилляров кровь отдает углекислоту и получает новую порцию кислорода. И сейчас же темно-красный цвет венозной крови уступает место ярким оттенкам артериальной крови.
Насыщенная кислородом кровь из капилляров поступает в венулы, а оттуда в легочные вены, по которым она попадает в сердце через левое предсердие.
Проходя по системе легочного кровообращения, впервые описанной Мигелем Серветом и Реальдо Коломбо, кровь не выполняет каких-либо определенных функций в организме. Однако груз кислорода, который движется вместе с ней, напоминает о предстоящей жизненно важной работе в большом круге кровообращения.
Здесь следует остановиться на весьма странной аномалии. Как известно, во всех частях тела артерии несут яркую, насыщенную кислородом кровь, а вены — темную кровь с большим содержанием углекислоты. Исключение составляет система легочного кровообращения. По легочной артерии к легким течет темная кровь, а по легочным венам к сердцу — яркая и насыщенная кислородом. Это обстоятельство, несомненно, служило постоянным камнем преткновения для первых анатомов, пытавшихся выяснить различие между артериями и венами. Как мы знаем, много воды утекло, прежде чем удалось установить, что артерии — это сосуды, несущие кровь от сердца, а вены — сосуды, возвращающие кровь в сердце.
