Правда ли, что сердце останавливается, когда мы чихаем? Стоит ли лечить «спортивное» сердце? Настолько ли универсальна для переливания первая группа крови? И чем чреват резус-конфликт матери и ребенка? Рассказали ученые Пермского Политеха.
Ученые ПНИПУ поделись интересными фактами о нашей кровеносной системе / © Jesse Orrico, Unsplash
Но существует физиологическое явление, которое может создавать такое ощущение. На это влияет вагусный нерв — один из самых длинных в теле человека и часть парасимпатической нервной системы. Известен также как блуждающий нерв, поскольку проходит от мозга до брюшной полости, влияя на множество органов. Он работает как бы «тормозом» для таких функций, как сердцебиение, дыхание и пищеварение.
«Когда мы чихаем, происходит серия быстрых и мощных изменений в дыхательных путях, грудной клетке и кровообращении. Сначала глубокий вдох, чтобы набрать много воздуха. Затем мышцы горла сжимаются, и организм готовится к мощному выдоху. Тут вступает в игру вагусный нерв. Внутри груди меняется давление из-за резких движений при чихании. Это воздействует на нерв, который может замедлить сердцебиение буквально на долю секунды. Завершает процесс мощный выдох. Воздух вылетает со скоростью до 160 км/ч, и раздражители покидают нос. Чувство «замирания» сердца больше связано с уменьшением частоты в кровообращении и дыхании, чем с реальным прекращением работы сердца», — объясняет биофизик Иван Красняков, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной физики ПНИПУ.
Кстати, сердце также меняет ритм, когда мы переживаем сильные эмоции. Лариса Нестерова, кандидат биологических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ, отмечает, что это приводит к изменению содержания в крови гормонов, которые вырабатывают надпочечники, в частности кортизола, норадреналина и адреналина. Последний, в числе прочего, усиливает сердечную деятельность и приводит к резкому учащению пульса и подъему артериального давления. И кажется, что сердце «выпрыгивает».
«Спортивное сердце» — это состояние, при котором у профессиональных спортсменов сердечная мышца увеличивается в размерах и укрепляется в ответ на продолжительные физические нагрузки. Особенно этому подвержены те, кто развивает выносливость — легкоатлеты, пловцы, велосипедисты.
«При развитии «спортивного сердца» происходит утолщение его стенок, особенно левого желудочка. Это называется гипертрофией миокарда и происходит в ответ на регулярные интенсивные нагрузки. Сердце адаптируется перекачивать больше крови под повышенным давлением. Благодаря этому оно становится более выносливым и способным справляться с большими объемами работы», — рассказывает Никита Пиль, аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики, младший научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ.
Однако если гипертрофия становится чрезмерной, это может привести к патологическим изменениям, таким как снижение эластичности стенок и нарушение сердечного ритма. Поэтому важно следить за нагрузками и регулярностью тренировок, чтобы не перегружать сердечно-сосудистую систему.
«Показатель в состоянии покоя или обычной физической активности — порядка 6 литров в минуту. Во время тренировки сердечный выброс может увеличиваться до 20-25 литров в минуту, а у профессиональных спортсменов — до 35-40 литров. Это происходит за счет учащенного сердцебиения и увеличенного объема крови, который сердце перекачивает за один сердечный цикл», — отмечает Никита Пиль.
Лариса Нестерова рассказывает, что цвет крови животных в большинстве случаев определяется белками, которые участвуют в переносе газов и способны обратимо связываться с кислородом. У млекопитающих, птиц, пресмыкающихся и других позвоночных животных это гемоглобин, который имеет в составе атомы железа и содержится в эритроцитах. Он красного цвета. У пауков, скорпионов, осьминогов перенос газов осуществляется с помощью белков гемоцианинов, в состав которых входят ионы меди. Поэтому их кровь синяя.
«Оттенок крови человека определяется содержанием в ней гемоглобина — белка, который связывает кислород и углекислый газ. По артериям она течет ярко-красной, так как гемоглобин насыщен кислородом, поступающим из легких. Венозная кровь имеет оттенки от темно-красного до почти синеватого. Это связано с тем, что она уже отдала кислород тканям и органам, а гемоглобин связывается с углекислым газом, который переносится обратно в легкие для выведения. Такое состояние белка, называемое дезоксигемоглобином, имеет более темный цвет», — объясняет Никита Пиль.
Кроме того, на цвет крови может влиять ее химический состав: венозная кровь содержит больше продуктов обмена веществ и метаболических отходов, которые она собирает из тканей. Из-за этого вены, которые слегка просвечивают, могут казаться синими, хотя сама кровь в них темно-красная. Эта иллюзия возникает из-за преломления света кожей.
Важная особенность: артериальная кровь течет под высоким давлением, что способствует ее более активному движению, тогда как венозная кровь возвращается к сердцу в более медленном потоке, что также визуально способствует ее затемнению.
Для создания новой крови организм использует стволовые клетки, находящиеся в костном мозге. Они получают белки, железо и витамины, которые поступают с пищей и распределяются через кровеносную систему. Свежие кровяные клетки поступают в кровоток. Суточному обновлению подвергается около 25 граммов крови.
«Ежечасно у взрослого человека отмирает 5 миллиардов лейкоцитов, 2 миллиарда тромбоцитов и 1 миллиард эритроцитов. Последние составляют около половины массы крови, живут в среднем 120 дней. Отмершие кровяные клетки утилизируются организмом. Эритроциты разрушаются в печени и селезенке, где их компоненты перерабатываются. Железо, например, может быть использовано для создания новых клеток, а остатки удаляются через пищеварительную систему или почки. Лейкоциты и тромбоциты также разрушаются и выводятся через лимфатическую систему или печень», — рассказывает Никита Пиль.
«Долгое время считалось, что кровь здоровых людей не содержит микроорганизмов, а наличие в ней бактерий свидетельствует о патологии. Однако в последние годы появляется все больше данных о том, что во внутренних средах организма, в частности в крови, содержатся микроорганизмы. Генетические данные свидетельствуют о том, что в крови здоровых людей присутствуют бактерии и археи, принадлежащие к более чем 1000 различных видов. Они формируют микробиом крови, но количество их невелико. Клиническое значение этих микроорганизмов пока остается неясным», — рассказывает Лариса Нестерова.
Факт 7. Первая группа крови хоть и считается универсальной, переливать ее можно в ограниченных объемах
«Выделяют более 40 разных систем групп крови. В основе разделения по группам лежит наличие особых белков и углеводов, расположенных на поверхности клеток крови. Эти структуры являются антигенами. Если они попадают в кровь людей, у которых от природы отсутствуют, в их организме формируются соответствующие антитела и активируется иммунный ответ.
Наиболее клинически важными являются системы групп крови ABO (I, II, III, IV) и Rh (резус-фактор). Например, система АВО включает четыре группы в зависимости от присутствия на поверхности эритроцитов двух антигенов — А и В. Если клетки не имеют этих антигенов вовсе — группа крови О (I). Вторая (II) группа крови несет антиген А, а третья (III) — антиген В. Кровь четвертой группы содержит оба антигена», — рассказывает Анна Ахова, кандидат биологических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ.
В плазме крови людей, клетки которых не содержат антигены А и В, в начале жизни образуются антитела к ним (α и β). Так у людей с первой группой в крови есть оба антитела, со второй — β, с третьей — α, четвертая группа крови их не содержит. Если человеку перелить неподходящую кровь, одноименные антигены и антитела (А+α, В+β) присоединяются друг к другу. В результате происходит агглютинация — склеивание и образования сгустка. Присоединение антитела к антигену на клетке крови также является сигналом для иммунной системы атаковать ее как чужеродный объект.
«Поэтому очень важно учитывать группу крови при переливании и трансплантации органов. Как правило, используют ту же самую группу. В особых случаях допускают переливание резус-отрицательной крови первой группы реципиентам с любой другой. Изначально эта кровь считалась универсальной. Но в ней содержатся антитела к антигенам А и В, чтобы не произошло агглютинации, допускается переливание ограниченных объемов. А если нет плазмы (жидкая часть крови без клеток) нужной группы, она может быть перелита от донора с четвертой группой — любой другой», — объясняет Анна Ахова.
Резус-фактор (Rh) — это еще одна система. Связана она с наличием особого липопротеина на поверхности эритроцитов. У человека встречаются разные варианты этого антигена, но наибольшее значение имеет антиген D как наиболее иммунногенный. Именно его наличие чаще всего определяют клинически, на основе результатов делят людей на «резус-положительных» и «резус-отрицательных». Если кровь Rh+ перелить человеку с Rh-, в его организме произойдет активация иммунного ответа, и компоненты перелитой крови будут восприниматься как вредоносные.
«Аналогичная ситуация возникает при различии резус-статуса матери и плода, ее называют резус-конфликт. Он может возникнуть при беременности в паре резус-отрицательной матери и резус-положительного отца. Чем это плохо? Когда кровь плода попадает в кровоток матери (происходит это, главным образом, в процессе родов, но может и при вынашивании), в ее организме вырабатываются антитела. Через плаценту они проходят в кровь ребенка и связываются с эритроцитами, что приводит к их распаду. Последствия этого могут быть различными: анемия плода, гемолитическая желтуха новорожденных, вплоть до выкидыша и гибели новорожденного», — объясняет Анна Ахова.
Как правило, при первой беременности опасность возникновения резус-конфликта невысокая. Чаще всего кровь плода смешивается с материнской в процессе родов, и в этот момент вырабатываются антитела IgM, которые не способны проходить через плаценту в организм малыша. Опасность представляет повторная беременность, поскольку в организме резус-отрицательной матери будут содержатся антитела IgG, которые способны преодолеть этот защитный барьер.
«Знать свою группу крови по системе ABO и Rh необходимо каждому. В случае пары резус-отрицательной женщины и резус-положительного мужчины необходима консультация врача. Существуют препараты, позволяющие предотвратить резус-конфликт при первой и последующих беременностях. Несовместимость групп крови по системе АВО имеет меньшее значение при вынашивании ребенка. Проблемы могут возникнуть в случае повторной беременности у матери с первой группой, если первый ребенок и плод имеют другие группы крови. Но большинство таких случаев не сопровождается тяжелыми состояниями новорожденного и не требуют лечения», — отмечает Анна Ахова.
