2 курс / Нормальная физиология / Новые_теории_деятельности_сердца_и_мышечного_сокращения_Завьялов

Наступление XX века ознаменовалось появлением новых физиологических методик исследования сердечной деятельности, которым суждено будет сыграть важную роль в дальнейшем развитии кардиологии. К их числу можно отнести фонокардиографию, электрокардиографию и рентгеновские методики. Началось также техническое усовершенствование использовавшихся ранее приборов.

Дальнейший вклад в исследование фазовой структуры сердечного цикла сделал американский ученый Henderson. Он регистрировал кривые изменения объема желудочков сердца и установил, что фаза наполнения может быть разбита на два этапа: быстрое наполнение желудочков и диастазис. По мнению Henderson, диастазис характеризует собой время отдыха желудочков, когда наполнение их практически закончено. В конце этого периода возникает систола предсердий. Изменения сердечного ритма и, в частности, учащение сердцебиений осуществляются за счет укорочения (вплоть до полного исчезновения) диастазиса.

В дальнейшем понимание диастазиса несколько изменилось, однако основная идея Henderson о неоднородности наполнения сердца получила всеобщее признание. В годы, предшествовавшие первой мировой войне, интерес к фазовомуанализусердечнойдеятельностипродолжалнарастать. Все отчетливее начинают выявляться две тенденции в исследованиях по динамике сердца: наряду с теоретическим анализом сердечного сокращения начали появляться работы и по результатам клинического использования данных фазового анализа. В этом отношении показательной является работа Robinson и Draper, специально посвященная анализу длительности фазы напряжения в различных клинических условиях.

Широкое распространение электрокардиографии нашло свое отражение и в фазовом анализе. По-видимому,

21

Muller и Brener были первыми, применившими электрокардиограмму для определения длительности фазы напряжения. Эти авторы относили начало фазы напряжения и, следовательно, систолы желудочков к началу желудочкового комплекса электрокардиограммы. Hoffmann и В.Ф. Зеленин, напротив, считали, что зубец R электрокардиограммы возникает раньше систолы желудочков, начало которой документируется I тоном. Это расхождение отражало две точки зрения на взаимоотношения между электрическими и механическими проявлениями сердечной деятельности, конкурировавшие в то время. Попытка «объединить» эти точки зрения была предпринята в руководстве по физиологии, вышедшем в 1913 г. под редакцией Zunz и Loewy. Интервал Q–I тон они обозначили латентным периодом, но включили его в общую длительность систолы желудочков. Таким образом, согласно этим авторам, систола желудочков состояла уже из трех фаз: латентного периода, фазы напряжения и фазы изгнания. Из последующего изложения будет ясно, что только что описанное разделение систолы является наиболее точным, однако работы этих авторов были надолго забыты.

В 1921 г. Wiggers опубликовал фундаментальное исследование о фазах сердечного цикла. В нем были суммированы и творчески переработаны все достижения обсуждаемой области кардиологии. Автор представил также колоссальный собственный экспериментальный материал.

Заслуга Wiggers заключается в том, что он наиболее полно и точно описал фазовую структуру сердечного цикла. Им также были установлены критерии для разделения сердечного цикла на фазы по кривым внутрижелудочкового и внутрисосудистого давления. Схема фазовой структуры сердечного цикла по Wiggers имеет следующий вид

(рис. 1.9):

22

I. Систола желудочков: 1) фаза изометрического сокращения; 2) фаза максимального изгнания; 3) фаза редуцированного изгнания.

II. Диастола желудочков: 4) протодиастола; 5) фаза изометрического расслабления; 6) фаза быстрого притока; 7) диастазис.

III. Систола предсердий: 8) динамический интервал; 9) фаза притока.

Рис. 1.9. Фазовая деятельность сердца по Wiggers,1921г. [http://dommedika.com/cardiology/Pic/961.jpg]

Каквидноизэтойсхемы,дальнейшейдифференциации были подвергнуты как систола, так и диастола желудочков, а также систола предсердий. Несмотря на то, что большинство отраженных в схеме идей вытекало из более ранних работ по фазовому анализу, приоритет Wiggers в разделении периода изгнания на фазы максимального и редуцированного изгнания, периода расслабления на протодиастолу и изометрическое расслабление и систолы предсердий на отдельные фазы, казалось бы, не подлежит сомнению [21].

23

Но отсутствие сомнений в истории не раз приводило к печальным результатам. После работ Wiggers начали производиться исследования и диастолических фаз сердечного цикла, а эти работы внесли свою долю сомнений, полученных Wiggers, и мы в дальнейшем в этом убедимся.

Представление о фазовой структуре сердечного цикла было разработано C. Wiggers в 1921 г., а последующее развитие получило в трудах K. Blumberger [23], В.Л. Карпмана

[16], А.И. Завьялова [11; 13] и др.

Так, В.Л. Карпман (1965) [16] подразделяет сердечный цикл на 12 фаз, объединенных в 4 периода. У него периоды напряжения и изгнания составляют систолу желудочков, а периоды расслабления и наполнения –диастолу. Кроме того, В.Л. Карпман вывел формулы расчета сердечных фаз:

ВформулахВ.Л.Карпмана:С–длительностьсердечно- гоциклавсекундах,аPd–величинадиастолическогодавле- ния. Эти формулы красноречиво говорят о том, что длительностьфазсердцазависитотчастотысердечныхсокращений и артериального давления. Основной недостаток представлений о фазовой структуре сердца заключается в принятии авторами постулата, что систола – это только сокращение миокарда, а диастола – только расслабление.

Изменчивый характер фазовой работы сердца, зависимый от частоты сердечных сокращений, отражен в работах А.И. Завьялова, который впервые представил фазовую работу сердца при различных режимах его деятельности

(табл. 1.1) [11]. 13?

24

Таблица 1.1

Фазы работы сердца при различных режимах деятельности

Функция сердца как насоса зависит от силы сокращения сердечной мышцы. Количество выброшенной крови за одну систолу, то есть систолический объём кровотока сердца, в первую очередь зависит от двух переменных:

25

от объёма крови, которая находится в желудочке во время его сокращения, и от силы его сокращения: сила сокращений сердца прямо пропорциональна степени его растяжения притекающей кровью по доминирующей современной теории сердца.

Эта зависимость была описана в 1895 г. германским физиологом Отто Франком (OttoFrank, 1865–1944), немного позже – британским физиологом Эрнестом Генри Стар-

лингом (Starling, ErnestHenry, 1866-1927), а еще позже – гер-

манским физиологом Германом Штраубом (HermannStraub, 1882–1938). В честь первооткрывателей эту зависимость называют «законом» Франка-Старлинга-Штрауба (Frank- Starling-Straublaw).ЗависимостьФранка-Старлинга-Штрауба была детально исследована на сердечно-легочном препарате, модели, предложенной Э.Г. Старлингом. Эту зависимость Э.Г. Старлинг определил как одну из главных особенностей саморегуляции сердца и назвал её «законом сердца» [26].

У истоков советской электрофизиологии, электрокар- диографиистоялА.Ф.Самойлов(1867–1930)–авторфунда- ментальных научных трудов по физиологии мышц, нервов, органов чувств, лауреат Ленинской премии (1930). Это был яркий представитель физико-химического направления в физиологии. Ему принадлежат оригинальные и весьма тонкие методы исследования физиологии сердца и нервномышечного аппарата. Работы Самойлова по электрофизиологии получили мировую известность.

Первые крупные исследования в этой области (1904) связаны с применением усовершенствованного им капиллярного электрометра, что позволило полнее охарактеризовать электрические реакции сердца лягушки и точнее исследовать токи действия мышц при двойном их раздражении. Многолетние работы с применением струнного гальванометра (также им усовершенствованного) привели Самойлова к открытию новых фактов, вскрывших малоизученные

26

до него электрофизиологические процессы, связанные с работой сердца и скелетной мускулатуры (влияние блуждающего нерва на форму электрокардиограммы, зависимость электрокардиограммы от продолжительности возбуждения в различных частях желудочка сердца и др.). Самойлов является одним из создателей электрокардиографии для применения ее в физиологии и медицине [19].

А.Ф. Самойлов в речи на заседании Общества врачей при Казанском государственном им. Ульянова-Ленина университете в 1928 г., посвященной 300-летию выхода в свет основной работы В. Гарвея, подвел итоги развития теории деятельности сердца к началу ХХ века. Мы считаем, что некоторые выдержки из его речи достойны внимания [18].

«…Теперь о количестве протекающей через сердце крови. Этот вопрос живо интересовал Гарвея. Его особенно занимало не столько количество крови, выбрасываемое одной систолой, сколько количество крови, проходящей через сердцезаопределенноевремя.Знаяоднуизэтихвеличиничастотупульса,мыможемопределитьдругую.Осуществлениепоставленной задачи потребовало больших усилий целого ряда выдающихся­ ученых. Результаты этих исследований оказались поразительными. Количество крови, проходящей через сердце при покое исследуемого субъекта, равняется от 3 до 4 л в минуту. При мышечной работе это количество растет, оно

27

становится­ в 2–3 раза больше. При сильнейшем напряжении работыономожетувеличитьсяразв7–8,т.е.количествокро- ви, проходящей через сердце в минуту, может стать равным около 30 литров» [18, с. 207–225].

1.4. Развитие теории сердца в начале XXI века

Исследования деятельности сердца на всем протяжении вековшлотруднымпутемпробиошибок.Особенноисторики критикуютзаэтодревнихученых.Нопоследнихлегкооправдать, так как они не имели еще даже современных «школьных» знаний, но как оправдать заблуждения современных ученых? Подобные нелепые выводы по кровообращению существуют и в настоящее время, спустя более 4000 лет:

1. «Одной из причин наполнения сердца кровью является остаток движущей силы, вызванной предыдущем сокращением сердца» [20, с. 251]. Эта сила, как давно уже известно, заканчивается в капиллярах (скорость движения в них близка к нулю, отсюда и движущая сила ≈ 0 уже в капиллярах).

2. «Давление в полостях сердца во время диастолы (наполнения) около нуля» (рис. 1.10) [17, с. 712], а в полых венах отрицательное (ниже атмосферного, рис. 1.11) [25, с. 118], а как быть с законом: «движение жидкости осуществляется от большего давления к меньшему» (минус восемь

28

меньше нуля), значит, кровь из сердца пойдет в полую вену? Градиент гидростатического давления в нижних конечностях (кстати, направленное вниз, а не вверх) якобы обеспечивает наполнение сердца кровью [20, с. 251].

3.Наполнение сердца кровью обеспечивается «мышечнымнасосом»[20,с.251].Нотогдамышцыдолжнысинхронно сокращаться с сердечными сокращениями независимо от двигательной задачи. А как осуществляется полноценное кровообращение в легочном круге без мышц, лежа, во время сна, а при потере сознания, когда мышцы не работают?

4.Наполнение сердца кровью осуществляется разрежением давления в грудной клетке во время дыхания [20, с. 251], а это значит, что частота сердечных сокращений должна совпадать с частотой дыхания, но для тех, кто это не знает, напоминаем, что на 3–4 сердечных сокращений приходится всего один вдох. А как быть с легочным кругом, который находится весь в грудной клетке? На него дыхание совсем не действует?! Кроме того, элементарно – воздух примерно в 800 раз легче крови, а это значит, что в грудную клетку во время вдоха поступит воздух, а не кровь!

Одна из глобальных ошибок человечества – игнорирование пятой камеры сердца – перикардиальной полости, как будто она не существует вовсе. На эти и многие другие вопросы дает ответы мастер спорта СССР, профессор, автор данной монографии. Одна из пионерских публикаций по дальнейшему развитию теории сердца вышла незамеченной более 30 лет назад (!) в 1983 году в журнале Академии наук СССР «Физиология человека»: «Зубец U электрокардиограммы – «собственная» диастола желудочков» [9].

Дальнейшие избранные публикации раскрывают более 50-летний период научно-исследовательской деятельности А.И. Завьялова по теории сердечной деятельности:

1.Классификация изменений электрокардиограммы при мышечной нагрузке у здорового человека (1985) [10].

29

2.Гипотеза о механизме наполнения кровью полостей сердца человека (2002) [14].

3.Третий круг кровообращения­ (2002) [6].

4.Сердце – пятикамерная система (2005) [8].

5.Биопедагогика – основа спортивной тренировки

(2007) [5].

6.Новая теория мышечного сокращения (2011) [12].

7.Новаятеорияфазовойдеятельностисердца(2011)[13].

8.Механизм наполнения сердца венозной кровью

(2013) [7].

9.Конструкция и физиология сердца (новая теория сердца) (2013) [11].

В последующих главах мы подробно раскрываем полученные нами результаты по деятельности сердца в различных режимах.

Заключение по 1 главе

Кардиология – обширный раздел медицины, занимающийся изучением сердечно-сосудистой системы человека: строения и развития сердца и сосудов, их функций, а также заболеваний, включая изучение причин их возникновения, механизмов развития, клинических проявлений, вопросов диагностики и лечения.

Сердце интересовало ученых с древних времен. Леонардо да Винчи и Андреас Везалиа, Ренальдо Коломбо и Андреа Чезальпино и др. продолжили изыскания античных учёных. Опровергнувихзаблуждения–ивосновномверно,–опреде- лили роль сердца в организме. Однако слава открытия системы кровообращения принадлежит Вильяму Гарвею, знаменитому английскому врачу и исследователю [22].

Если рассматривать деятельность сердца в целом, то 100-процентная работа его состоит из главных фаз «систолы» и «диастолы». Гарвей правильно описал механизм систолы – 50%, а другие 50% – механизм диастолы (наполне-

30