29 сентября отмечается Всемирный день сердца. Учёные Пермского Политеха рассказали, какие микроэлементы создают в сердце электрический импульс, зачем ему нужна молочная кислота из мышц и почему этот орган хорошо защищён от первичной онкологии. Об этом сообщила пресс-служба ПНИПУ.
Суточной энергии сердца достаточно для зарядки смартфона около 30 раз. Сердце человека трудится непрерывно на протяжении всей жизни, совершая в среднем около 100 000 ударов в день. За 24 часа этот орган вырабатывает и тратит примерно 700–800 килокалорий. Этой энергии хватило бы, чтобы вскипятить 8–10 литров воды, обеспечить работу ноутбука на протяжении 40–50 часов, зарядить смартфон примерно 30 раз или проехать на автомобиле около 30 километров. Эффективность работы сердца невысока — всего 10–25%, и большая часть энергии теряется в виде тепла.
«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 сокращается благодаря ионам натрия, кальция и калия. Его автономная работа обеспечивается синусовым узлом — небольшим участком в правом предсердии, функционирующим как встроенный генератор. Внутри клеток преобладают ионы калия, а снаружи — натрия и кальция. Их проникновение внутрь клетки вызывает изменение заряда с минуса на плюс, что и создаёт электрический импульс. В спокойном состоянии этот процесс повторяется 60–80 раз в минуту. Нарушение баланса этих элементов может привести к аритмиям или даже остановке сердца.
В сердце содержится около 40 000 нейронов. Этот «маленький мозг» регулирует ритм и силу сокращений. Нейроны реагируют на сигналы от симпатической системы, которая ускоряет сердцебиение при нагрузках, и парасимпатической системы, замедляющей его в покое. Без такой регуляции сердце не сможет эффективно справляться с нагрузками или будет изнашиваться быстрее.
Сердце использует молочную кислоту как источник энергии. Во время интенсивных тренировок скелетные мышцы вырабатывают лактат, который сердце поглощает из крови с помощью специальных белков и использует как топливо. При высоких нагрузках лактат может обеспечивать до 75–100% энергетической потребности сердца. У тренированных людей этот процесс протекает более интенсивно.
Рак сердца — крайне редкое онкологическое заболевание. На его долю приходится менее 0,1% всех случаев рака. Клетки сердечной мышцы начинают делиться очень рано, в первые месяцы жизни, что снижает риск накопления мутаций. Однако чаще всего в сердце обнаруживают метастазы из других органов, таких как лёгкие, молочная железа, почки или меланома.
Операции на сердце плода проводят ещё до его рождения. Это направление известно как фетальная кардиохирургия. Обычно вмешательства планируют на сроке 22–30 недель беременности. Через прокол в животе матери к сердцу плода вводят катетер с миниатюрным баллоном, который помогает расширить суженный клапан. Ранняя коррекция увеличивает шансы на успешное лечение.
У некоторых людей сердце расположено справа. Примерно у одного из 10 000 человек основная часть сердца находится в правой половине грудной клетки. Это состояние называется декстрокардией. Если камеры и клапаны сформированы правильно, сердце работает нормально. Опасность возникает только при сочетании с другими врождёнными аномалиями. Врачам важно знать об этой особенности, так как стандартные точки для прослушивания, записи ЭКГ и проведения реанимационных мероприятий будут зеркальными.
Сердце удивляет не только своей выносливостью и энергозатратами, но и тем, как оно стареет. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», учёные Сеченовского Университета впервые детально описали, как меняется миокард с возрастом, и выделили четыре ключевых признака клеточного старения сердца.