Пламенный насос. Естественная история сердца

Человеческие сердца благодаря водителю ритма обладают способностью генерировать непрерывную последовательность электрических сигналов. Эти сигналы зарождаются в области правого предсердия, называемой «синоатриальный узел»[38], и проходят сквозь сердце по весьма конкретным маршрутам – проводящим путям. Подобно ряби на воде от упавшего камня, сигналы перемещаются от правого предсердия к левому по расположенному вверху основанию сердца. Когда сигнал к сокращению начинает двигаться вниз, к желудочку, другой пучок клеток – водителей ритма сердца, атриовентрикулярный узел, замедляет сигнал, и небольшое расхождение во времени позволяет желудочкам наполниться кровью. Электрический сигнал от атриовентрикулярного узла продолжает двигаться вниз к острой верхушке сердца. При этом он стимулирует своевременное сокращение мышц, образующих желудочки.

Но хотя наше миогенное сердце само заставляет себя биться, пара нервов все же регулирует скорость и силу сокращений. Это блуждающий нерв, замедляющий сердцебиение, и симпатические нервы, которые… ну, вы поняли. Они функционируют как часть вегетативной нервной системы, которая выполняет множество обязанностей без вашего согласия или добровольного участия.

У вегетативной нервной системы два отдела. Первый – симпатическая нервная система – готовит вас к противодействию настоящим или воображаемым угрозам, вызывая множество реакций, в том числе учащение сердечного ритма и повышение артериального давления. Совокупность этих реакций часто называют «сражайся или беги». Когда симпатическая нервная система ускоряет сердечный ритм, она еще и усиливает приток крови к вашему мозгу и мышцам ног. Это происходит, когда сосуды, кровоснабжающие эту область, получают сигнал к вазодилатации (расширению внутреннего диаметра). Одновременно кровь оттекает от пищеварительного тракта и почек благодаря вазоконстрикции – сужению мельчайших кровеносных сосудов, которые в норме питают их[39]. Смысл в том, что переваривание завтрака и производство мочи становятся немного неважными, когда вы внезапно оказываетесь лицом к лицу с медведем гризли или перспективой выступления перед аудиторией[40]. Вместо этого дополнительная кровь направляется в широко раскрытые капилляры мышц ног, готовя вас к спринту. Увеличивается и приток крови к мозгу – вероятно, чтобы помочь вам сообразить, что делать, если бегство не поможет.

Второй отдел вегетативной нервной системы – парасимпатическая нервная система, которая берет на себя управление в нормальном состоянии (то есть когда рядом нет медведей гризли и публики). Этот отдел отвечает за реакцию «отдых и покой». Он замедляет сердцебиение, направляет кровоток к органам, которыми пренебрегали во время реакции «сражайся или беги», – таким как органы пищеварения или мочевыделения.

Интересно, что, если нервы вегетативной системы, контролирующие сердце, оказываются повреждены или их импульсы заблокированы (внимание поклонникам фугу), сердце не перестает биться (что могло бы быстро стать фатальным). Вместо этого синусовый узел берет на себя регуляцию сердечного ритма, устанавливая частоту сердечных сокращений около 104 ударов в минуту²⁴.

Проблема мечехвоста, столкнувшегося с иглой Дракулы, заключается в том, что его сердце не обладает такой способностью биться самостоятельно. Его сокращения управляются исключительно расположенным над ним ганглием.

Уотсон объяснил, что ганглий активирует двигательные нейроны, которые связываются с сердечной мышцей, высвобождая нейромедиатор глутамат. Этот химический мессенджер[41] подходит, словно ключ, к особым «замкам» на поверхности сердца, реагирующим на нейромедиатор. Эти замки называются рецепторами, и результат взаимодействия замка и ключа заставляет мышечные клетки сокращаться[42].

– Проблема в том, – говорит Уотсон, – что, если вы воткнете иглу в мечехвоста, чтобы собрать его кровь, и попадете по ошибке в сердечный ганглий, вы, скорее всего, убьете животное.

– То есть, – уточнил я, – работники, которые берут образцы крови в этих биомедицинских учреждениях, должны учитывать местоположение сердечного ганглия, когда вводят иглы, верно?

Уотсон покачал головой:

– Билл, я сомневаюсь, что кто-то из них вообще знает об этом.

Пытаясь быть насколько возможно беспристрастным, я связался с несколькими основными биомедицинскими лабораториями, которые добывают кровь мечехвоста. Представившись и перечислив свои регалии в электронном письме, я объяснил, что полностью сознаю важную роль LAL в биомедицинской промышленности и что я заинтересован представить обе стороны – как защитников природы, так и медицинской отрасли. Первым ответом была оглушительная тишина.