Питается молочной кислотой, из-за которой болят мышцы: ученые Пермского Политеха поделились интересными фактами о сердце

Суточной энергии сердца хватит на 30 зарядок смартфона

– Сердце непрерывно работает на протяжении всей жизни, и в среднем у взрослого человека оно бьется около 100 000 раз в день. На каждое сокращение тратится определенное количество энергии, и в сумме за сутки орган вырабатывает и расходует примерно 700–800 килокалорий, что эквивалентно 3 000–3 300 килоджоулей, – отвечает старший научный сотрудник кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук Валерий Литвинов.

Этого хватило бы, чтобы вскипятить 8–10 литров воды в электрочайнике, поработать 40–50 часов на ноутбуке, зарядить смартфон примерно 30 раз или проехать около 30 км на автомобиле.

– Стоит отметить, что коэффициент полезного действия у сердца невысок — он составляет всего около 10–25 % в зависимости от условий нагрузки. Это значит, что большая часть энергии, которую орган получает из питательных веществ, рассеивается в виде тепла, а не превращается в механическую работу по перекачиванию крови. И даже с этим условием сердце умудряется без единой остановки работать десятилетиями, перекачивая миллионы литров крови и снабжая кислородом каждую клетку тела. Для биологической системы, которая никогда не отдыхает и не может позволить себе ни минуты простоя, это не недостаток, а скорее свидетельство удивительной надежности и выносливости — настоящий триумф эволюции, – добавляет Валерий Литвинов.

Сердце бьется благодаря натрию, кальцию и калию

Сердце – это мышца, которая работает автономно, то есть самостоятельно создает импульсы, не подчиняется осознанному контролю и может биться даже вне организма. Это возможно благодаря синусовому узлу – крошечному участку в правом предсердии, который работает как встроенный генератор.

– Внутри его клеток преобладают отрицательно заряженные частицы, в основном ионы калия, а снаружи, в окружающей жидкости, всегда много положительно заряженных ионов натрия и кальция. В какой-то момент эти ионы проникают внутрь клетки — и на очень короткое время её заряд меняется с минуса на плюс. Это и есть электрический импульс. Он распространяется по всему сердцу, заставляя его сокращаться. Цикл повторяется автоматически — примерно 60–80 раз в минуту в покое, – рассказывает доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат медицинских наук, научный консультант по фармакологии НОЦ ХимБИ Сергей Солодников.

Поэтому так важно поддерживать баланс калия, натрия и кальция в организме: если их концентрация нарушается, сердце теряет ритм — могут возникать аритмии, слабость и даже остановка сердца.

В сердце находится около 40 000 нейронов, которые следят за его ритмом

У сердца есть свой «маленький мозг» – примерно 40 000 нейронов, которые управляют его работой. Их ключевое отличие от нейронов головного мозга в том, что они не отвечают за сознание, мышление, память и эмоции. Их задача более узкая, но жизненно важная: тонкая настройка ритма и силы сокращений в реальном времени.

– Они постоянно улавливают и передают сердцу сигналы от двух нервных систем: симпатической и парасимпатической. Первая – это «газ», – она включается при нагрузке или опасности, когда уровень гормона стресса адреналина в крови повышен, и дает команду ускорить и усилить сердцебиение. Это нужно для того, чтобы быстрее доставлять кислород и питательные вещества с кровью ко всем клеткам организма, выкручивая их эффективность на максимум. А вторая — это «тормоз»: она работает в покое, во сне и после еды, замедляя орган и помогая ему восстановиться, – делится Сергей Солодников.

Если ритм не будет соответствовать ситуации, сердце либо не справится с нагрузкой, либо будет работать впустую, изнашиваясь быстрее. Именно поэтому нейроны критически важны для правильного регулирования работы главного насоса организма.

Сердце «питается» молочной кислотой, из-за которой у спортсменов болят мышцы

Сердце действительно умеет «питаться» тем, что другие органы выбрасывают как отход.

– Когда вы бежите или интенсивно тренируетесь, скелетные мышцы начинают производить лактат — то самое вещество, которое раньше называли «молочной кислотой» и винили в мышечной боли. Но сердце устроено иначе: оно всегда с удовольствием забирает лактат из крови, чтобы сжечь его как топливо, – говорит Валерий Литвинов.

Во время тяжелой нагрузки это вещество может покрывать до 75–100 % всей энергии, которая нужна органу.

– Сердце захватывает лактат из крови с помощью специальных белков на поверхности своих клеток и тратит его на то, чтобы сжиматься и разжиматься. Получается двойная выгода: орган потребляет готовое топливо, а организм избавляется от продукта, который ускорял бы утомление мышц, – продолжает ученый Пермского Политеха.

У тренированных людей этот процесс происходит интенсивнее. Именно поэтому они со временем приспосабливаются к гораздо более высоким нагрузкам без болевых ощущений на следующий день.

Первичный рак сердца – самое редкое онкологическое заболевание

Первичные опухоли — это образования, которые изначально возникают в самом органе, а не попадают туда в виде метастаз из другого места. Для сердца такие ситуации – действительно большая редкость. Они составляют менее 0,1 % от всех онкологических заболеваний. У этого есть следующее объяснение.

– Опухоли возникают из-за нежелательных мутаций при делении клеток, поэтому ткани, где это происходит часто, например, кожа и кишечник, более уязвимы для рака. Клетки сердечной мышцы — совсем другой случай. Они практически полностью прекращают делиться в первые месяцы жизни. Поэтому вероятность накопления мутаций, ведущих к раку, крайне мала, – объясняет Валерий Литвинов.

Но гораздо чаще в нем находят не первичную опухоль, а метастазы из других органов — легких, молочной железы, почек, меланомы. Это происходит потому, что через сердце за минуту проходит весь объем циркулирующей крови, и раковые клетки, оторвавшиеся от злокачественного образования в другом органе, с легкостью попадают туда.

То есть, если человек полностью здоров, рак сердца, вероятно, ему не грозит. А вот когда уже есть проблемы с одним органом, нужно тщательнее обследовать и сердце на предмет метастазов.

Врачи проводят операции на сердце ребенка еще до его рождения

Такие операции действительно существуют, и это направление называется фетальной кардиохирургией. Врачи вмешиваются в сердце плода, находящегося в утробе матери, еще до рождения, чтобы скорректировать серьезные пороки, которые без лечения создают угрозу жизни и здоровью. Чаще всего речь идет о суженном отверстии клапана в аорте. Это затрудняет отток крови, из-за чего левые отделы сердца перестают развиваться.

– Обычно вмешательство планируют на сроке примерно 22–30 недель беременности. Через небольшой прокол в животе матери и стенке матки к сердцу плода подводят тонкий катетер. На его конце — крошечный баллон, который хирурги аккуратно раздувают, расширяя отверстие в клапане и восстанавливая нормальный ток крови. Во время процедуры плод получает препараты для обезболивания и фиксации движений, – рассказывает Валерий Литвинов.

Ранняя коррекция часто позволяет нормализовать работу сердца до рождения, снизить перегрузку сердечной мышцы и создать более благоприятные условия для роста и развития после появления на свет. В результате это действительно повышает шансы на успешное лечение и улучшает прогноз для младенца.

У некоторых людей сердце расположено справа, – и обычно это не опасно

Примерно у одного человека из 10 000 большая часть сердца расположена не слева, а в правой половине грудной клетки. Эта особенность называется декстрокардия.

Выделяют три основных вида такого состояния: истинная декстрокардия, при которой орган является зеркальным отражением нормального; изолированная, – когда все сердце расположено в правой половине грудной клетки, но другие внутренние органы остаются на своих местах; и декстропозиция — смещение нормально сформированного сердца из-за внешних причин, например, опухоли, давления диафрагмы, грыжи, заболеваний легких, искривления грудной клетки.

– Если сердце просто находится справа, но все его камеры и клапаны сформированы правильно, оно работает абсолютно нормально. Такие люди живут обычной жизнью, занимаются спортом, рожают детей. Риск заболеваний у них такой же, как у всех остальных. Опасность возникает только тогда, когда правостороннее сердце сочетается с другими врожденными пороками или аномалиями внутренних органов. Они могут нарушать нормальный ток крови и требовать нескольких хирургических операций, – отмечает Валерий Литвинов.

Есть и практический нюанс: если человек с таким сердцем попадает в больницу, врачи должны знать об особенности, потому что стандартные точки для прослушивания, ЭКГ и реанимации у него будут зеркальными.

Фото: magnific, magnific.com