Сердце — своеобразный живой насос, непрерывно совершающий жизненно важную работу, и поскольку он живой, ему самому необходимо питание. Оно осуществляется целой системой артерий, оплетающих сердце наподобие венца или короны (отсюда и название этих артерий — венечные, или коронарные). От них отходит густая сеть мелких ветвей, пронизывающих всю толщу мышцы сердца,— миокарда.
О том, какую огромную работу выполняет сердце, можно судить по такому сопоставлению: в момент, когда человек не совершает никаких физических усилий, его сердечная мышца работает с большей интенсивностью, чем скелетные мышцы человека, бегущего с максимальной скоростью! Для этого требуется много кислорода: в нем «сгорают» (окисляются) питательные вещества, давая энергию для работы сердца.
Усиление сердечной деятельности требует еще больших расходов энергии, а следовательно, и поступления в миокард все большего количества кислорода.
Как же организм справляется с этой задачей? Любая его ткань, в том числе и мышечная, либо увеличивает захват (экстракцию) кислорода из притекающей крови, либо увеличивается сам этот приток при той же степени экстракции. Подавляющее большинство органов и тканей при увеличении нагрузки обычно используют обе эти возможности одновременно. Но для сердечной мышцы практически возможна только вторая — увеличение кровотока по коронарным сосудам. Постараемся объяснить, почему это так.
Все органы и ткани, кроме сердца, в покое экстрагируют из крови немногим более двадцати процентов содержащегося в ней кислорода; несколько больше — мозг. А почки значительно меньше — около одиннадцати процентов. Это не случайно: кровоток через них огромен (примерно 400—420 миллилитров в минуту на 100 граммов веса почечной ткани!), и он с лихвой перекрывает потребность почек в кислороде. Такое, я бы сказал, чрезмерное кровоснабжение почек понятно. Почки очищают кровь от шлаков, поддерживают постоянство солевого состава в нашем организме, и для этого необходимо, чтобы через них в единицу времени протекало много крови.
Через скелетные мышцы, когда они бездействуют, протекает всего 2—3 миллилитра крови в минуту (расчет опять-таки на 100 граммов их веса) — очень мало. Но для обеспечения обмена веществ в состоянии бездействия этого вполне достаточно. Однако как только скелетные мышцы начинают работать, кровоток через них увеличивается, достигая 50—60 миллилитров в минуту, одновременно растет и экстракция кислорода.
У сердечной мышцы другие энергетические режимы. Даже в полном покое она экстрагирует из притекающей крови очень много кислорода — 70—75 процентов. Повысить его поступление в миокард за счет дальнейшего усиления экстракции практически невозможно: она и так максимальна. Оставшиеся в крови 25—30 процентов кислорода экстрагировать уже не удается. И для этого есть своя причина. Оказывается, гемоглобин — главный переносчик кислорода в крови — тем труднее отдает кислород, чем меньше его остается.
У многих может возникнуть вопрос: почему же большинство органов и тканей получают кровь по потребностям и даже в избытке, а миокард, что называется, в обрез?
По-видимому, физиологически невыгодно иметь в толще стенок постоянно сокращающихся желудочков сердца большое количество крови — материала несжимаемого и, следовательно, способного затруднить сокращения. В покое кровоток в сердце остается относительно небольшим: 60—80 миллилитров в минуту на 100 граммов веса сердца. Однако при увеличении нагрузки сердечная мышца использует единственную возможность увеличить доставку кислорода — повышение коронарного кровотока. И это происходит главным образом за счет расширения коронарных сосудов. Таков, по существу, общий закон, ибо к каждой усиленно работающей ткани притекает больше крови, чем в покое.
Подобное расширение сосудов физиологи рассматривают как местную реакцию саморегуляции. Местной она называется потому, что на сосуды действуют определенные местные факторы, местные механизмы.
Усиление деятельности органов сопровождается усилением в них обмена веществ, образующиеся при этом продукты обмена выходят в межклеточные пространства. Считается. что именно эти продукты и вызывают расширение сосудов. Итак, повторяю, это очень важная местная приспособительная реакция, когда увеличение деятельности органа или ткани автоматически повышает доставку продуктов питания и кислорода с кровью.
Точно так же и в миокарде: возрастает ли частота сокращения мышцы, поднимается ли артериальное давление — желудочку для изгнания крови надо преодолеть большее сопротивление. Иными словами, всякое увеличение работы миокарда сопровождается расширением коронарных сосудов. Тогда возросшая потребность в кислороде быстро удовлетворяется.
Вот почему вполне правильно было бы сказать, что благополучие сердца покоится на соответствии потребности в кислороде и доставки его. А это определяется способностью коронарных сосудов расширяться. Действительно, здоровое сердце в условиях больших нагрузок может пятикратно увеличивать коронарный кровоток. Но, повторяю, здоровое сердце.
Совсем иначе ведет оно себя при атеросклерозе: просвет коронарных сосудов в некоторых случаях начинает «зарастать» атеросклеротической бляшкой. Вследствие этого затрудняется доставка необходимого количества крови — возникает коронарная недостаточность. А при выраженном атеросклерозе даже в состоянии полного физического покоя миокарду не хватает кислорода.
Но к коронарной недостаточности приводит не только закрытие просвета сосудов. Врачам известно, что иногда она наступает при почти не пораженных атеросклерозом коронарных сосудах. Почему?
Чтобы понять это, обратимся прежде всего к нормальной физиологии. Если сердце в покое перекачивает в минуту примерно пять литров крови, то при сильных нагрузках у спортсменов — 30—35!
Это возможно благодаря усилению сердечной деятельности, мобилизации крови из так называемых депо (например, из кровеносных сосудов селезенки). И, наконец, происходит перераспределение крови в сосудах организма таким образом, что неработающие органы начинают получать меньше крови. Такое перераспределение осуществляется при участии нервной системы. И оно просто необходимо! Неработающие же органы не страдают от нехватки кислорода, так как нужное количество его они теперь получат, увеличив экстракцию.
Давно было подмечено следующее интересное и своеобразное физиологическое явление. Сосуды скелетных мышц не только расширяются, когда мышцы начинают работать, но и перестают подчиняться поступающим к ним по нервам сосудосуживающим импульсам. Иными словами, в действующих мышцах нервы не могут вызвать спазм сосудов: местные механизмы регуляции кровотока оказывают на них более сильное влияние.
Поэтому не удивительно, что даже очень сильные нервные возбуждения (страх, гнев и другие) не могут подавить местную реакцию саморегуляции и вызвать в здоровом сердце сужение коронарных сосудов.
Следовательно, в норме коронарные сосуды не подчиняются сосудосуживающим импульсам. А что произойдет при изменении обменных процессов в миокарде? В экспериментах, которые производили на собаках, удалось искусственно понизить интенсивность кислородного обмена в сердце. Благодаря этому местные механизмы регуляции ослабли, перестали противодействовать нервным сосудосуживающим импульсам, создались условия для возникновения спазма коронарных сосудов и, как следствие, коронарной недостаточности.
Хорошо известно, что с возрастом интенсивность кислородного обмена в сердце ослабевает. Подавляют его и физическая пассивность, повышенное содержание сахара в крови. Интенсивность кислородного обмена в сердечной мышце под влиянием этих факторов может снизиться до такого критического уровня, когда сильное волнение, нервное возбуждение, которое в норме не вызывает сужения коронарных сосудов, даст их спазм — возникает коронарная недостаточность. Физическая же активность способствует усилению окислительного обмена в сердце. В результате усиливаются природные местные защитные механизмы, которые блокируют сосудосуживающие импульсы нервной системы и тем самым предупреждают спазм коронарных сосудов.
О пользе систематической физической нагрузки говорят очень много. И не случайно: она способствует улучшению кровоснабжения сердечной мышцы, противодействует спазму коронарных сосудов, снижает количество сахара в крови, замедляет развитие атеросклероза, повышает общую устойчивость организма.
Хочется, чтобы все помнили: посильная физическая активность позволяет поддерживать на должной высоте, совершенствовать наши внутренние защитные и приспособительные реакции. Это, конечно, не означает, что все люди независимо от состояния их здоровья должны начинать интенсивную, неограниченную физическую тренировку.
Разумнее всего режим физических нагрузок согласовать с врачом.