Я познаю мир. Тайны человека - Сергеев Б. Ф.. Страница 21
– Это, – Маринка ткнула пальчиком в живот уродцу, – молекула гемоглобина. А эти шарики – молекулы кислорода. В легких молекул кислорода много. Человечек своими длинными руками может дотянуться до любой из них и схватить ее. Но разве такими коротенькими пальцами их удержишь? – Маринка показала мне по очереди все четыре руки своего человечка.
– Растяпа–гемоглобин, – девочка продолжала развивать начатую тему, – постоянно теряет кислородные молекулы, но здесь в легких их так много, что ему не составляет никакого труда сразу же схватить новую. Другое дело – в тканях тела. Там молекул кислорода мало. Когда растяпа в очередной раз теряет здесь одну из них, найти и схватить взамен ей новую ему удается редко.
Девочка закончила свой рассказ и теперь смотрела на меня с видом победительницы.
– Ну как, я правильно объяснила?
Я вынужден был признать, что ее аллегория довольно верно отображает процессы поглощения кислорода гемоглобином в легких и последующую его передачу тканям тела. К тому, что придумала Маринка, я мог бы только добавить, что при недостатке кислорода в тканях тела там образуются вещества, которые, переходя в кровь, действуют на гемоглобин, как вино. Растяпа пьянеет, становится еще растяпистее, у него нарушается координация движений, поэтому он теряет способность удерживать молекулы кислорода.
Если перейти на более строгий язык, это явление объясняется тем, что сродство гемоглобина с кислородом, то есть его способность вступать с кислородом в прочную связь, существенно снижается, и молекулы кислорода теряют с ним связь, обретая самостоятельность.
Насос
Сердце – это мышечный насос. Мышечный потому, что стенки его состоят из мышечной ткани. Размером оно с кулак взрослого человека и весит от 180 до 300 граммов, причем у женщин сердце, как правило, меньше, чем у мужчин. По своему устройству это полый орган, разделенный на.четыре попарно сгруппированных полости. Две из них названы правым и левым предсердиями.
Именно в них поступает кровь. В левое предсердие сливается кровь, пропущенная через легкие и обогащенная кислородом. В правое предсердие поступает кровь, вернувшаяся из остальных частей тела, отдавшая по пути все свои запасы кислорода и вобравшая в себя максимум углекислого газа.
Каждое из предсердий через специально предназначенное для этого отверстие соединяется с одноименным желудочком. Эти отверстия снабжены клапанами, которые позволяют крови течь лишь в одном направлении из предсердий в желудочки. Правый клапан – трехстворчатый, а левый – двухстворчатый. Он назван полулунным, так как состоит из двух створок, в расслабленном состоянии имеющих форму месяца.
Рабочий цикл нашего живого насоса начинается со сжатия (систолы) предсердий, при этом кровь проталкивается в желудочки через открывшиеся под ее напором клапаны. Когда кровь наполнит желудочки, они сокращаются. При этом кровь открывает клапаны в артерии и нагнетается в них. Вслед за сокращением мышц, окружающих внутрисердечные камеры, возникает их расслабление, сначала предсердий, а затем желудочков. Как только мышцы предсердий расслабятся, начинается их заполнение кровью, которая поступает из соответствующих вен. После короткого отдыха наполнившиеся кровью предсердия сокращаются. Начинается очередной сердечный цикл.
У человека на осуществление полного сердечного цикла требуется меньше секунды. За минуту в покое сердце совершает в среднем 75 сокращений, то есть осуществляется 75 сердечных циклов. Частота сердечных сокращений зависит от размера животного и от того, находится оно в покое или занято физически тяжелой деятельностью. Чем крупнее животное, тем медленнее бьется его сердце: у китов оно совершает 15–16 сокращений в 1 минуту, у слонов 22–28, у льва – 40, а у человека 60–80, и каждый раз выбрасывает 70–80 миллилитров крови. За минуту живой насос человека перекачивает 5,5 литров крови, а при сильных нагрузках частота сердечных сокращений увеличивается до 100–130 сокращений в минуту, и за это время оно перекачивает до 11–15 литров крови. Это 6–10 тонн крови в сутки и не меньше 150 000–250 000 тонн за человеческую жизнь.
Такая напряженная работа сердца человека далека от рекорда. У крохотной синички московки, весящей всего каких–то 8 граммов, сердце в сравнении с человеческим перекачивает совсем немного крови, зато сокращается со скоростью 1200 раз в минуту. Просто невероятно, ведь это 100–150 млн. сокращений за ее короткую семилетнюю жизнь.
Как же крохотное синичье сердечко справляется с такой колоссальной работой? Если детально разобраться в работе сердца, станет ясно, что ничего необычного в его напряженной работе нет. Несмотря на постоянную напряженность (1200 сокращений синичье сердце делает в покое, а это нешуточная работа!), оно умеет регулярно отдыхать и делает это не хуже человеческого сердца.
Давайте сравним, чье сердце отдыхает лучше, птичье или человечье. У человека предсердия тратят на каждое свое сокращение 0,11–0,14 секунды и после каждого сокращения отдыхает в течение 0,66 секунды, что составляет в сутки всего 3,5–4 часа работы и около 20 часов отдыха. Сокращение желудочков продолжается несколько дольше, около 0,27–0,35 секунды. Следовательно, в сутки желудочки сердца работают 8,5–10,5 и отдыхают 13,5–15,5 часов.
Сердце умудряется отдохнуть и у маленьких птичек. У них оно сокращается гораздо чаще, зато чаще и отдыхает. У синичек–лазоревок при частоте сердца 1000 раз в минуту время сокращения предсердий равняется 0,014 и последующего отдыха 0,046 секунды. Сокращение желудочков осуществляется за 0,024, а их отдых длится 0,036 секунды. Таким образом, предсердия работают всего 5 часов 40 минут и отдыхают 18 часов 20 минут, а работа желудочков длится 9 часов 36 минут и отдых – 14 часов 24 минуты. Ничуть не хуже, чему человека.
Чтобы справляться с такой колоссальной нагрузкой, какая выпала на долю сердца, одного отдыха мало. Нужно еще хорошо питаться и получать достаточно кислорода. Поэтому у высших животных и человека сердце имеет очень мощную кровеносную систему и наряду с мозгом снабжается всем необходимым, причем снабжается в первоочередном порядке, частенько даже в ущерб другим важным органам нашего тела.
Кто его заставляет?
Сердце работает всю нашу жизнь, сокращение за сокращением, днем и ночью, в жару и мороз. Работает без отпусков, без перерывов па обед, не приостанавливая свою деятельность ни на минуту. В крохотном комочке клеток у 29–часового зародыша цыпленка уже что–то пульсирует, уже гонит куда–то жидкость, которую кровью считать еще нельзя. Кто заставляет сердце сокращаться? Кто приказал сердцу куриного эмбриона начать работу? У него ведь еще нет даже и намека па мозг, который позже берет бразды правления над организмом.
Оказывается, даже у взрослых животных сердце хотя и подчиняется командам мозга об изменении характера работы, замедляя, или, наоборот, ускоряя свой ритм, но может вполне обходиться и без них. Говоря фигурально, наше сердце работает по собственной инициативе, особенность, которую мы как–то не ценим.
Сердце такой труженик, что просто не может не работать. Волокна сердечной мышцы, как и клетки любого органа или ткани, можно выращивать в искусственных условиях на специальных питательных средах. При этом волокна сердечной мышцы эмбриона, даже находясь в пробирке, ритмически сокращаются, не ожидая ничьих указаний, и просто не в состоянии жить, не сокращаясь. Так же будет себя вести и взрослое сердце животного, вынутое из грудной клетки и лишенное всех связей с нервной системой.