Домшлак м, крилова е, трояк е, Федорова ю, історія відкриття ролі серця і системи кровообігу,

Юлія ФЕДОРОВА,
Олена трояк,
Катерина КРИЛОВА
14-а гімназія, м Одинцово (Моск. Обл.)
Науковий консультант ст.н.с., канд, біол. наук М.Г. ДОМШЛАК
ГУ НДІ медицини праці, м Київ

Ця крапелька крові, то з'являлася,
то знову зникала, здавалося,
коливалася між буттям і безоднею,
і це було джерело життя.
Вона червона! Вона б'ється. Це серце!

Погляд у минуле

Лікарів і анатомів давнину цікавила робота серця, його будова. Це підтверджується відомостями про будову серця, наведеними в древніх рукописах.

У папірусі Еберса * «Таємна книга лікаря» є розділи «Серце» та «Судини серця».

Гіппократ (460-377 до н.е.) - великий грецький лікар, якого називають батьком медицини, писав про м'язовий будові серця.

Грецький вчений Аристотель (384-322 до н.е.) стверджував, що найважливіший орган людського тіла - серце, що утворюється у плода раніше інших органів. На підставі спостережень про настання смерті після зупинки серця він зробив висновок, що серце є розумовим центром. Він вказував, що серце містить повітря (так звану «пневму» - таємничий носій душевних процесів, що проникає в матерію і оживляють її), що поширюється по артеріях. Мозку Аристотель відводив другорядну роль органу, призначеного для утворення рідини, що охолоджує серце.

Теорії і вчення Аристотеля знайшли послідовників серед представників Олександрійської школи, з якої вийшли багато знаменитих лікарі Стародавньої Греції, зокрема Еразістрат, який окреслив клапани серця, їх призначення, а також скорочення серцевого м'яза.

Клавдій Гален

Давньоримський лікар Клавдій Гален (131-201 до н.е.) довів, що в артеріях тече кров, а не повітря. Але кров в артеріях Гален знаходив тільки у живих тварин. У мертвих артерії завжди були порожні. На підставі даних спостережень він створив теорію, згідно з якою кров зароджується в печінці і через порожнисті вени розподіляється по нижній частині тіла. По судинах кров рухається приливами: вперед-назад. Верхні частини тіла отримують кров з правого передсердя. Між правим і лівим шлуночками є повідомлення через стінки: в книзі «Про призначення частин людського тіла» він навів відомості про овальному отворі в серце. Гален вніс свою «лепту в скарбничку забобонів» в навчанні про кровообіг. Подібно Арістотелем, він вважав, що кров наділена «пневмой».

За теорією Галена артерії не грають ніякої ролі в роботі серця. Однак безсумнівною його заслугою було відкриття основ будови і роботи нервової системи. Йому належить перша вказівка на те, що мозок і хребетний стовп - джерела діяльності нервової системи. Всупереч висловом Аристотеля і представників його школи він стверджував, що «людський мозок є обитель думки і притулок душі».

Важливий внесок у вивчення будови серця вніс і видатний вчений і художник Леонардо да Вінчі (1452-1519). Він цікавився анатомією людського тіла і збирався написати багатотомний ілюстрований працю про його будову, але, на жаль, не закінчив його. Однак Леонардо залишив після себе записи багаторічних систематичних досліджень, забезпечивши їх 800 анатомічними ескізами з докладними поясненнями. Зокрема, він виділив в серці чотири камери, описав атріовентрикулярна клапани (передсердно-шлуночкові), їх сухожильні хорди і сосочкові м'язи.

Андреас Везалій

З багатьох видатних вчених Відродження необхідно виділити і Андреаса Везалія (1514-1564), талановитого анатома і борця за прогресивні ідеї в науці. Вивчаючи внутрішню будову людського тіла, Везалий встановив безліч нових фактів, сміливо протиставивши їх помилковим поглядам, укоріненим у науці і які мали багатовікову традицію. Свої відкриття він виклав в книзі «Про будову людського тіла» (1543), в якій міститься ретельний опис проведених анатомічних секцій, будови серця, а також його лекції. Везалий спростував погляди Галена та інших своїх попередників на будову людського серця і на механізм кровообігу. Він цікавився не тільки будовою органів людини, але і функціями, причому найбільше уваги приділив роботі серця і мозку.

Велика заслуга Везалія полягає в звільненні анатомії від пов'язували її релігійних забобонів, середньовічної схоластики - релігійної філософії, згідно з якою всі наукові дослідження повинні підкоряться релігії і сліпо слідувати праць Арістотеля та інших стародавніх вчених.

Ренальдо Коломбо (1509 (1511) -1553) - учень Везалія - вважав, що кров з правого передсердя серця потрапляє в ліве.

Андреа Чезальпіно (1519-1603) - також один з видатних вчених епохи Відродження, лікар, ботанік, філософ, запропонував власну теорію кровообігу людини. У своїй книзі «перипатетичної міркування» (тисячу п'ятсот сімдесят одна) він дав правильне опис малого кола кровообігу. Можна сказати, що йому, а не Вільяму Гарві (1578-1657), видатному англійському вченому і лікарю, який зробив найбільший внесок в дослідження роботи серця, повинна належати слава відкриття кровообігу, а заслуга Гарвея полягає в розвитку теорії Чезальпіно і її доказі відповідними дослідами.

На час появи на «арені» Гарвея знаменитий професор Університету в Падуї Фабрициус Аквапенденте знайшов в венах особливі клапани. Однак відповіді на питання, для чого вони потрібні, він не дав. Гарвей взявся за вирішення цієї загадки природи.

Перший досвід молодий медик поставив на собі. Він перев'язав власну руку і став чекати. Минуло всього кілька хвилин, і рука стала набрякати, жили набрякли і посиніли, шкіра стала темніти.

Гарвей здогадався, що пов'язка затримує кров. Але яку? Відповіді поки не було. Він вирішив провести досліди на собаці. Заманивши шматком пирога вуличну собаку в будинок, він спритно накинув шнурок на лапу, захлеснув його і стягнув. Лапа початку здуватися, пухнути нижче перев'язаного місця. Знову підманула довірливого пса, Гарвей схопив його за іншу лапу, яка також виявилася затягнутою тугою петлею. Через кілька хвилин Гарвей знову покликав собаку. Нещасна тварина, сподіваючись на допомогу, в третій раз дошкандибав до свого мучителя, який зробив на лапі глибокий розріз.

Рельєф вена нижче перев'язки була перерізана і з неї закапала густа темна кров. На другий лапі лікар зробив розріз трохи вище перев'язки, і з нього жодної краплі крові не витекло. Цими дослідами Гарвей довів, що кров у венах рухається в одному напрямку.

Згодом Гарвей склав схему кровообігу за результатами секцій, вироблених на 40 різних видах тварин. Він прийшов до висновків, що серце - м'язовий мішок, який діє як насос, що нагнітає кров в кровоносні судини. Клапани допускають струм крові тільки в одному напрямку. Поштовхи серця - це послідовні скорочення м'язів його відділів, тобто зовнішні ознаки роботи «насоса».

Вільям Гарвей

Гарвей прийшов до зовсім нового висновку про те, що потік крові проходить через артерії і повертається в серце по венах, тобто в організмі кров рухається по замкнутому колу. У великому колі вона рухається від центру (серця) до голови, до поверхні тіла і до всіх його органам. У малому колі кров рухається між серцем і легенями. У легких склад крові змінюється. Але як? Гарвей не знав. Повітря в судинах немає. Мікроскоп ще не був винайдений, тому простежити шлях крові в капілярах він не міг, як не міг і з'ясувати, як з'єднуються між собою артерії та вени.

Таким чином, Гарві належить доказ того, що кров в людському організмі безперервно звертається (циркулює) завжди в одному і тому ж напрямку і що центральною точкою кровообігу є серце. Отже, Гарвей спростував теорію Галена про те, що центром кровообігу є печінку.

У своїй книзі Гарвей точно описав роботу серця, а також малий і великий кола кровообігу, вказав, що під час скорочення серця кров з лівого шлуночка надходить в аорту, а звідти по судинах все меншого і меншого перетину доходить до всіх куточків тіла. Гарвей довів, що «серце ритмічно б'ється до тих пір, поки в організмі жевріє життя». Після кожного скорочення серця настає пауза в роботі, під час який цей важливий орган відпочиває. Правда, Гарвей не зміг визначити, навіщо потрібно кровообіг: для харчування або для охолодження організму?

Вільям Гарвей розповідає Карлу I
про циркуляцію крові у тварин

Свою працю вчений присвятив королю, порівнявши його з серцем: «Король - серце країни». Але ця маленька хитрість не врятувала Гарвея від нападок вчених. Тільки згодом праця вченого був оцінений по достоїнству. Заслуга Гарвея ще в тому, що він здогадався про співіснування капілярів і, зібравши воєдино розрізнені відомості, створив цілісну, істинно наукову теорію кровообігу.

У XVII ст. в природничих науках відбулися події, які докорінно змінили багато колишні уявлення. Одним з них був винахід мікроскопа Антоні ван Левенгука. Мікроскоп дозволив вченим побачити мікросвіт і тонкий пристрій органів рослин і тварин. Сам Левенгук за допомогою мікроскопа відкрив мікроорганізми і клітинне ядро в червоних кров'яних тільцях жаби (1680).

Останню крапку в розгадки таємниці системи кіл кровообігу поставив італійський лікар Марчелло Мальпігі (1628-1694). Все почалося з його участі в зборах анатомів в будинку професора Борелі, на яких проходили не тільки наукові диспути і читання доповідей, а й проводилися розтину тварин. На одному з таких зібрань Мальпігі розкрив собаку і показав придворним дамам і кавалерам, відвідували ці зібрання, пристрій серця.

Герцог Фердинанд, який цікавився цими питаннями, попросив розкрити живу собаку, щоб подивитися роботу серця. Прохання було виконано. В розкритій грудній клітці левретки мірно скорочувалася серце. Стискалося передсердя - і різка хвиля пробігала по шлуночку, піднімаючи його тупий кінець. У товстої аорті також було видно скорочення. Мальпігі супроводжував розтин поясненнями: з лівого передсердя кров надходить у лівий шлуночок ..., з нього переходить в аорту ..., з аорти - в тіло. Одна з дам запитала: «А як кров потрапляє у вени?» Відповіді не було.

Мальпігі судилося розгадати останню таємницю кіл кровообігу. І він це зробив! Вчений взявся за дослідження, почавши з легких. Взяв скляну трубку, приладнав її до бронхів кішки і взявся в неї дути. Але скільки не дув Мальпігі, повітря нікуди з легких не пішов. Як же він потрапляє з легких в кров? Питання залишалося невирішеним.

Вчений наливає ртуть в легке, сподіваючись, що своєю вагою вона прорветься в кровоносні судини. Ртуть розтягла легке, на ньому з'явилася тріщина, і блискучі крапельки покотилися по столу. «Повідомлення між дихальними трубочками і кровоносними судинами немає» - зробив висновок Мальпігі.

Тепер він почав вивчати артерії та вени з допомогою мікроскопа. Мальпігі перший використовував мікроскоп в дослідженнях кровообігу. При 180-кратному збільшенні він побачив те, чого не міг побачити Гарвей. Роздивляючись препарат легких жаби під мікроскопом, він зауважив бульбашки повітря, оточені плівкою, і дрібні кровоносні судини, розгалужену мережу капілярних судин, що сполучали артерії з венами.

Останню крапку у вченні про капілярах поставив наш співвітчизник, анатом Олександр Михайлович Шумлянський (1748-1795). Він довів, що артеріальні капіляри безпосередньо переходять в якісь «проміжні простору», як вважав Мальпігі, і що судини на всьому протязі - замкнуті.

Вперше про лімфатичних судинах і їх зв'язку з кровоносними повідомив італійський дослідник Гаспар Азела (1581-1626).

У наступні роки анатоми відкрили ряд утворень. Євстахій виявив в гирлі нижньої порожнистої вени спеціальну заслінку, Л.Бартелло - протока, що з'єднує у внутрішньоутробному періоді ліву легеневу артерію з дугою аорти, Лоуер - фіброзні кільця і межвенозний горбок в правому передсерді, Тебезій - найменші вени і заслінку венечного синуса, Вьюсан написав цінний працю про структуру серця.

Серйозні дослідження фізіології серця почалися через два століття після відкриття У.Гарвеем насосної функції серця. Найважливішу роль зіграло створення К.Людвіг кімографа і розробка їм методу графічної реєстрації фізіологічних процесів.

Важливе відкриття впливу блукаючого нерва на серце було зроблено братами Вебер в 1848 р Потім послідували відкриття братами Ціон симпатичного нерва і дослідження його впливу на серце І.П. Павловим, виявлення гуморального механізму передачі нервових імпульсів на серце О.Леві в 1921 р

Всі ці відкриття дозволили створити сучасну теорію будови серця і кровообігу.

Серце - потужний м'язовий орган, розташований у грудній клітці між легкими і грудиною. Стінки серця утворені м'язом, властивої тільки серцю. Серцевий м'яз скорочується і інервується автономно і не схильна до стомлення. Серце оточене перикардом - околосердечной сумкою (конусоподібний мішок). Зовнішній шар перикарда складається з нерастяжимой білої фіброзною тканини, внутрішній - з двох листків: вісцерального (від лат. Viscera - нутрощі, тобто відноситься до внутрішніх органів) і париетального (від лат. Parietalis - сотенний, пристінковий).

Вісцеральний листок зрощені з серцем, паріетальний - з фіброзної тканиною. В щілину між листками виділяється перикардіальна рідина, що зменшує тертя між стінками серця і навколишніми тканинами. Треба відзначити, що нееластичний в цілому перикард перешкоджає зайвому розтягуванню серця і переповнення його кров'ю.

Серце складається з чотирьох камер: двох верхніх - тонкостінних передсердь - і двох нижніх - товстостінних шлуночків. Права половина серця повністю відокремлена від лівої.

Функція передсердь полягає в зборі та затримці крові на короткий час, поки вона не перейде в шлуночки. Відстань від передсердь до шлуночків дуже мало, отже, предсердиям не потрібно скорочуватися з великою силою.

У праве передсердя надходить дезоксігенірованного (збіднена киснем) кров з системного кола, в ліве - насичена киснем кров з легень.

М'язові стінки лівого шлуночка приблизно в три рази товще стінок правого шлуночка. Ця різниця пояснюється тим, що правий шлуночок постачає кров'ю лише легеневий (малий) коло кровообігу, в той час як лівий жене кров по системному (великому) колі, що постачає кров'ю все тіло. Відповідно кров, яка надходить в аорту з лівого шлуночка, знаходиться під значно більшим тиском (

105 мм рт. ст.), ніж кров, яка надходить в легеневу артерію (16 мм рт. ст).

При скороченні передсердь кров виштовхується в шлуночки. Відбувається скорочення кільцевих м'язів, розташованих при впадінні легеневих і порожнистих вен в передсердя і перекривають гирла вен. В результаті кров не може оттекать назад у вени.

Ліве передсердя відокремлена від лівого шлуночка двостулковим клапаном, а праве передсердя від правого шлуночка - тристулковим клапаном.

До стулок клапанів з боку шлуночків прикріплені міцні сухожильні нитки, іншим кінцем прикріплені до конусоподібних сосочковим (папілярних) м'язам - виростам внутрішньої стінки шлуночків. При скороченні передсердь клапани відкриваються. При скороченні шлуночків стулки клапанів щільно змикаються, не даючи крові повернутися в передсердя. Одночасно скорочуються і сосочкові м'язи, натягуючи сухожильні нитки, не даючи вивертатися клапанам в сторону передсердь.