Пламенный насос. Естественная история сердца - Билл Шутт

Шабо и его студенты обнаружили у подопытных образцов вялость и дезориентацию, что, по их предположениям, отчасти было связано с невозможностью для организма мечехвоста получить после кровопотери необходимое количество кислорода. «Требуются недели, чтобы восполнить потерянные амебоциты и гемоцианин», – говорит исследователь.

Еще Шабо утверждает, что, поскольку большое количество амебоцитов, защищающих мечехвостов, осталось где-то в пробирках, перспективы восстановиться после ранения, вернувшись в среду, загрязненную грамотрицательными бактериями, для мечехвостов, оказавшихся дома после сбора крови, довольно мрачные.

Уотсон подтвердил: три дня, проведенные вне воды при высокой температуре в сочетании с серьезной кровопотерей могут стать смертельными для мечехвоста. Более того, добавил он, поскольку их обычно собирают во время брачного сезона и зачастую до того, как произойдет оплодотворение, любой уровень смертности потенциально влияет на количество особей в будущих поколениях – особенно учитывая, что сборщики предпочитают более крупных самок. И поскольку мечехвосты достигают половой зрелости довольно медленно, масштаб назревающих проблем может не быть очевидным для ученых или кого бы то ни было еще в течение десятилетий. По данным ASMFC, в регионах Нью-Йорка и Новой Англии уже отмечают снижение численности мечехвостов23.

Уотсон и Шабо предложили некоторые довольно простые шаги для снижения смертности, чтобы тем самым поддержать популяцию мечехвостов, не нанося ущерба производству LAL. Прежде всего следовало бы отложить сбор мечехвостов до окончания брачного сезона. Второе предложение состояло в том, чтобы перевозить образцы в биотехнологические лаборатории и обратно в резервуарах с холодной водой, а не складывать их сухими и горячими на лодочные палубы и в кузова грузовиков. Это, как объяснили специалисты, не только предотвратит тепловой стресс, но и защитит тонкие «листы» жабр мечехвостов от пересыхания.

Из разговоров с Уотсоном и Шабо мне стало ясно, что они полностью осознают важность LAL для медицины и пациентов, чьи жизни он спасает. Эти исследователи просто пытаются повысить шансы для вида, который справлялся с угрозами своему существованию задолго до того, как появились люди и добавили в список проблем загрязнение, разрушение среды обитания и варварскую добычу.

Хотя шаги, предложенные Уотсоном и Шабо, могут намного уменьшить смертность мечехвостов, есть еще один фактор риска, связанный с добычей этих существ. Дело в том, что каждый удар сердца мечехвоста вызывает и контролирует небольшая группа нейронов – она называется «ганглий», – расположенная прямо над сердцем. Задача ганглия состоит в том, чтобы каждый отдел сердца под действием мельчайших электрических импульсов сокращался в правильном порядке.

Такой нейрогенный тип сердца был обнаружен у ракообразных, например креветок, а также у кольчатых червей (например, дождевых и пиявок). Такие сердца серьезно отличаются от сердец миогенного типа, которые сокращаются без стимуляции от внешних структур – ганглиев или нервов, – встречающихся у людей и других позвоночных. У сердец миогенного типа стимул, побуждающий к сокращению, возникает в небольшом специализированном участке мышечной ткани, называемом водителем сердечного ритма.

Отсутствие этих водителей ритма в сердцах нейрогенного типа отчасти объясняет, почему на рисунках ацтеков жрец никогда не держит в руках сердце только что принесенного в жертву омара или мечехвоста. Дело в том, что нейрогенные сердца перестают биться, едва их отделяют от контролирующих ганглиев.

Человеческие сердца благодаря водителю ритма обладают способностью генерировать непрерывную последовательность электрических сигналов. Эти сигналы зарождаются в области правого предсердия, называемой «синоатриальный узел»[38], и проходят сквозь сердце по весьма конкретным маршрутам – проводящим путям. Подобно ряби на воде от упавшего камня, сигналы перемещаются от правого предсердия к левому по расположенному вверху основанию сердца. Когда сигнал к сокращению начинает двигаться вниз, к желудочку, другой пучок клеток – водителей ритма сердца, атриовентрикулярный узел, замедляет сигнал, и небольшое расхождение во времени позволяет желудочкам наполниться кровью. Электрический сигнал от атриовентрикулярного узла продолжает двигаться вниз к острой верхушке сердца. При этом он стимулирует своевременное сокращение мышц, образующих желудочки.

Но хотя наше миогенное сердце само заставляет себя биться, пара нервов все же регулирует скорость и силу сокращений. Это блуждающий нерв, замедляющий сердцебиение, и симпатические нервы, которые… ну, вы поняли. Они функционируют как часть вегетативной нервной системы, которая выполняет множество обязанностей без вашего согласия или добровольного участия.

У вегетативной нервной системы два отдела. Первый – симпатическая нервная система – готовит вас к противодействию настоящим или воображаемым угрозам, вызывая множество реакций, в том числе учащение сердечного ритма и повышение артериального давления. Совокупность этих реакций часто называют «сражайся или беги». Когда симпатическая нервная система ускоряет сердечный ритм, она еще и усиливает приток крови к вашему мозгу и мышцам ног. Это происходит, когда сосуды, кровоснабжающие эту область, получают сигнал к вазодилатации (расширению внутреннего диаметра). Одновременно кровь оттекает от пищеварительного тракта и почек благодаря вазоконстрикции – сужению мельчайших кровеносных сосудов, которые в норме питают их[39]. Смысл в том, что переваривание завтрака и производство мочи становятся немного неважными, когда вы внезапно оказываетесь лицом к лицу с медведем гризли или перспективой выступления перед аудиторией[40]. Вместо этого дополнительная кровь направляется в широко раскрытые капилляры мышц ног, готовя вас к спринту. Увеличивается и приток крови к мозгу – вероятно, чтобы помочь вам сообразить, что делать, если бегство не поможет.

Второй отдел вегетативной нервной системы – парасимпатическая нервная система, которая берет на себя управление в нормальном состоянии (то есть когда рядом нет медведей гризли и публики). Этот отдел отвечает за реакцию «отдых и покой». Он замедляет сердцебиение, направляет кровоток к органам, которыми пренебрегали во время реакции «сражайся или беги», – таким как органы пищеварения или мочевыделения.