Дельфис

В 1970-е годы в Институте экспериментальной патологии и терапии АМН СССР проводились опыты по моделированию нейрогенного инфаркта миокарда на обезьянах. В одном из них, во время созданной стрессовой ситуации, у самца гамадрила произошла непреднамеренная закрытая травма бедренной артерии с обширным подкожным кровоизлиянием. Когда его привязали к столу, чтобы снять ЭКГ и оказать помощь, то он, неожиданно для нас, скончался.

При патологоанатомическом вскрытии был зафиксирован инфаркт верхушки сердца. В левом желудочке под местом инфаркта находился тромб. Ревизия всех магистральных сосудов животного обнаружила ещё шесть белых тромбов (эмболов), сидящих друг за другом перед местом разрыва левой бедренной артерии. Это было типичное следствие инфаркта миокарда, когда тромб, организованный в полости сердца, выталкивается в сосуды. Однако в этом случае удивило то, что из всех сосудов тела обезьяны они все почему-то попали только к месту травмы.

Гистологическая картина внутрисердечного и шести бедренных тромбов указывала на то, что они формировались на одном и том же участке внутренней поверхности левого желудочка. Получалось, что этот участок был исходным пунктом начала их движения из сердца по сосудам именно в эту бедренную артерию.

На организацию одного тромботического свёртка крови в сердце требуется от 2 до 9 минут [1], у места же разрыва артерии их было шесть, и ещё один находился в сердце. Значит, на их формирование ушло не менее одного часа, в течение которого периодически каждый из тромбов выталкивался от верхушки левого желудочка в аорту и совершал по ней один и тот же путь к месту травмы. Повторяемость траектории движения одиночными тромбами в течение длительного времени указывала на то, что выбор их пути в бедренную артерию среди десятков сосудистых ответвлений был не случайным, а закономерным.

Современная биомеханика кровообращения ещё не нашла ответа на вопрос, каким способом исполняется целенаправленное движение порций крови по сосудистому руслу, хотя подобные факты известны в экспериментальной физиологии и медицине уже сотни лет. Например, одномоментный анализ крови, взятый из сонных и бедренных артерий, показывает, что кровь, направленная в головной мозг, теплее и содержит больше молодых, мелких эритроцитов с более активными веществами, чем состав крови, идущий в бедренную артерию [2], [3]. В плазме крови, поступающей в плодоносящую матку, иной состав белков и других питательных веществ, чем в плазме артериальной крови окружающих её органов [4]. Старые крупные эритроциты из общего потока в аорте избирательно попадают только в селезёночную артерию [5], но когда они насыщаются угарным газом, то каким-то образом минуют её в течение получаса [6]. Эритроциты интенсивно работающей руки содержат больше гемоглобина и кислорода, чем в это же время эритроциты неработающей руки [7], и т.д.

Эти факты селекции крови, не нашедшие до сих пор объяснения, с обнаруженным нами явлением объединило то, что в их основе лежит один и тот же процесс целенаправленного распределения элементов крови по определённым сосудистым областям.

Но в нашем случае, помимо факта целенаправленного движения крови, обозначилась ещё и дистанция, на которой действовал этот процесс, что натолкнуло нас на догадку: возможно, между участком сердца, где возникали тромбы, и местом, куда они выталкивались, существует какая-то сопряжённость. Для её подтверждения были проведены эксперименты, содержание которых основывалось на убеждении: поскольку при кровотечении из бедренной артерии проявилась связь с верхушкой сердца, то не исключено, что такие же связи могут обнаружиться и при кровотечениях из других артерий. Нам предстояло воссоздать ситуацию, похожую на ту, которая возникла с гамадрилом, но на других животных и других частях тела.

Для опыта отбирались обезьяны, собаки, кролики и крысы одного пола и из одной семьи. К эксперименту их готовили в течение 2-3 суток с помощью диеты, способствующей свёртываемости крови, и физических нагрузок, доводящих животных до состояния стресса. В операциях на одноимённой артерии использовались 4-6 животных одного вида, за изменениями в сердце следили по динамике ЭКГ каждые 10-15 минут. Обычно на 20-30 минутах после кровопускания на ЭКГ появлялись первые признаки ишемии миокарда, сопровождающиеся нарушением ритма. Если они сохранялись в течение 90-100 минут, то производилась патологоанатомическая ревизия всех магистральных артерий на предмет обнаружения в них тромбов, а сердце подвергалось гистологии. На тотальных поперечных срезах сердца были чётко видны локализованные участки с трансмуральными кровоизлияниями, деструкцией волокон миокарда и микротромбами в коронарных артериолах.

Вскрытие всех крупных сосудов показало, что сердечные тромбы (от 2 до 5) осели только у места операций. Они состояли из конгломератов тромбоцитов, белковых нитей, лейкоцитов, эритроцитов, имели слоистый вид и были спиралевидно скручены, подобно панцирю улитки. На их срезах, среди элементов крови, встречались отдельные волокна миокарда. Эти наблюдения наводили на мысль, что сердце в момент опасности для выживания какого-то органа отзывается на запрос его клеток не только подбором необходимого состава крови, но жертвует и собственными тканями, чтобы тампонировать ими брешь в его сосудах.

Сопоставление региона оперированной артерии с местом инфарктно-подобного очага в сердце обнаружило их топографическую взаимосвязь. Острое кровотечение из артерий задних конечностей приводило к деструктивным очагам на передне-боковой поверхности верхушки сердца и образованию под ними на эндокарде (внутренней поверхности полости желудочка) тромбов. Кровотечение из артерий передних конечностей отразилось патологией на передне-боковой и задней поверхности выше средней части левого желудочка. Операции на хвостовой артерии вызвали изменения на передней поверхности левого желудочка справа от его верхушки, а на сосудах печени и почек - на средней части желудочка, включая перегородку и т. д.

Эти соответствия позволили определить зоны сопряжённости различных органов и частей тела с конкретными местами на сердце (рис. 1). Местоположение проекций этих участков у всех животных были однотипны, но отличались величиной своей площади и конфигурацией.

Наши эксперименты выявили в сердечно-сосудистой системе ранее неизвестное явление топографической сопряжённости сосудистых бассейнов органов или частей тела с их проекцией на определённых участках внутренней и наружной поверхности сердца (рис. 2). Причём, место расположения одной и той же проекции внутри желудочка на эндокарде не всегда находится непосредственно под её проекцией на миокарде. Гистологические исследования показали, что травма периферических артерий обязательно сопровождается мелкоточечными кровоизлияниями и тромбозом в сосудах Тебезия как в желудочках сердца, так и в ушках левых предсердий, с деструкцией отдельных мышечных волокон трабекулярных ячеек эндокарда. Если эти изменения в сердце принять за действие на него обратной связи, идущей от периферических артерий, то, следуя логике, должна существовать и прямая связь: от локального участка сердца к сопряжённому с ним органу.

Чтобы выявить эту прямую связь, на поверхности сердца необходимо было подобрать такой участок, который по сопряжённости должен соответствовать какой-то наружной части тела. Под наркозом у животного вскрывалась грудная клетка, открытое сердце фиксировалось, и на выбранном участке производился крестообразный разрез, проникающий в полость желудочка, после чего рана сшивалась. Ожидаемые изменения в сопряжённых частях тела у животных наступали через 1-2 недели.

Наиболее демонстративные результаты были получены на крысах, у которых травма верхушки сердца привела к некрозу хвоста, а у кроликов и собак похожая операция вызвала дистрофическую атонию мышц задних конечностей. Когда же разрезы миокарда не достигали полости желудочков и кровь из них не пульсировала, то действие прямой связи на сопряжённых частях тела наглядно не проявлялось.

^{Рис.1. Топографическая сопряжённость мест окклюзии периферических артерий с локальными участками сердца. 1 - поза фиксации крысы в эксперименте; 2 - схема расположения электродов электрокардиографа; 3 - место перевязки артерии; 4 - сопряжение мест перевязки артерии с местом патологии на поверхности сердца}

Эксперименты показали, что явление сопряжённости имеет как прямую, так и обратную связь и может действовать независимо от нервной системы, которая в экспериментах отключалась наркозом, внутрилюмбальной или местной новокаиновой блокадой. Каждое кровотечение из определённой периферической артерии обязательно отражалось патологией на сопряжённом с ней участке сердца, а травма миокарда в этом же месте приводила к недостаточному наполнению кровью той же артерии. При нормальном кровообращении в организме эти взаимоотношения наглядно не проявляются.

Теперь, действием сопряжённых связей сердца можно объяснить причину возникновения инфаркта миокарда у людей, перенесших хирургические операции, сопровождающиеся перевязкой артерий, например, при резекции желудка, 12-перстной кишки, нефроэктомии, экстерпции матки, торокатомии и т.д. [8]. После таких операций, в случае смертельного исхода, патологоанатомы обнаруживали у мест перевязанных артерий тромбы сердечного происхождения с включенными в них волокнами миокарда, какие наблюдались и в наших экспериментах.

В свою очередь, когда операции на основании сердца затрагивают коронарные артерии, то это сказывается на кровообращении сосудов головного мозга [9]. Оно проявляется энцефалопатией, депрессией сознания, изменением поведения, интеллекта, ведёт к припадкам, инсульту, нарушению зрения [10]. А инфаркт отдельных участков миокарда может вызвать прекращение или снижение кровотока в удалённых от сердца органах и привести даже к омертвению кончика носа, ушей, сухорукости, импотенции [11].

Обнаруженная закономерность меняет подход к патогенезу сердечно-сосудистых заболеваний и показывает, что их причина может находиться и в периферических органах и обязательным образом как-то отразится на сердце. Стало очевидным, что сердечно-сосудистая система обладает собственной автономной системой связи сопряжения со всеми органами. Поскольку она способна действовать и без участия нервной системы, то её элементы связи должны находиться непосредственно в сосудах. Ими могут быть: во-первых, движение самой крови, которая целенаправленными потоками связывает локальный участок сердца с определённой частью тела; во-вторых, гладкомышечные волокна сосудов, свое начало они берут непосредственно в специфической мускулатуре трабекулярных ячеек сердца, выходят в аорту, продолжаются в сосуды и разветвляются в капиллярах; в-третьих, возможно, внутрисосудистые электромагнитные частотные волноводы, возникающие в клетках тканей, выходящие в капилляры и по слою интимы идущие навстречу потоку крови. Иных средств связи в сердечно-сосудистой системе просто нет.

Для доказательства этих предположений ставился ряд опытов. Суть первых состояла в том, чтобы определить, действительно ли порции крови от локального участка внутренней поверхности желудочков сердца направляются только в сопряжённый с ним сосудистый бассейн.

Над головой, печенью, нижней частью живота и над каждой конечностью собаки помещали калима- торы - счётчики радиоактивных импульсов, выведенные на самописцы (рис. 3). Под наркозом подключалось искусственное дыхание, вскрывалась грудная клетка, и фиксировалось обнажённое сердце. В полость желудочка, через участок миокарда, сопряжённый с задними конечностями, вводилась инъекционная игла на полиэтиленовом капилляре, по нему синхронизатор впрыскивал в момент диастолы альбумин, меченый изотопом радиоактивного йода.

Несколько секунд спустя всплеск радиоактивного излучения распространялся по телу животного, достигая области хвоста и задних конечностей. Его интенсивность здесь была в десятки раз выше, чем в других частях тела. Это свидетельствовало о том, что порция крови, сформированная у верхушки сердца и получившая радиоактивную метку, не рассеивается в сосудистом русле, а концентрированным объёмом движется только к задним конечностям, что и предполагалось получить в этом эксперименте.

Чтобы показать, что именно участок внутренней поверхности верхушки сердца ответственен за формирование порции крови для задних конечностей, было решено исключить его из этого процесса с помощью деструкции и разрыва волоконной связи в сосудах и проследить, как эти нарушения изменяют направление радиоактивных порций крови.

^{Рис.2. Схема соответствия частей тела с участками сердца}

В продолжении того же эксперимента, через 7-10 минут кончик иглы из полости желудочка втягивался назад в толщу миокарда на 2-3 мм так, чтобы через неё в полиэтиленовый капилляр кровь не поступала из желудочка во время систолы. Затем, по капилляру в миокард вводили 0,3-0,5 см³ 6% нитрата серебра, который в месте его инъекции вызывал локальный ожог и деструкцию в тканях сердца. Спустя 8-10 минут иглу вновь продвигали на прежнюю глубину в полость желудочка и в фазу диастолы опять впрыскивали радиоактивный альбумин. На этот раз волна радиоактивности в области нижних конечностей достоверно не отличалась от фона излучений остальных частей тела и была даже ниже. Подобная инверсия сигнала в отдалённых от сердца органах была получена при повторении такого эксперимента и на других участках сердца и сопряжённых с ними сосудах.

^{Рис. .3. Изменение кровотока по интенсивности радиоактивного излучения до и после введения азотнокислого серебра: а) - счётчики радиоактивности, выведенные на самописцы; б) - обнажённое сердце животного; в) - место введения радиоактивного альбумина; г) - всплеск радиоактивности в области задних конечностей; д) - снижение уровня радиоактивности после введения азотнокислого серебра}

^{Рис. 4.1 - Система сосудов Тебезия; 2 - увеличенный фрагмент трабекулярной ячейки на внутренней поверхности желудочка сердца:}

^{а) - трабекулы; б) - трабекулярные ячейки; в) - устья сосудов Тебезия;}

^{г) - фонтанирующие струйки крови из устьев сосудов Тебезия в момент диастолы}

Разрушение специфических и гладкомышечных волокон действительно прерывало управление  формирования целенаправленных потоков крови от отдельных участков сердца. В клинике подобная деструкция тканей сердца при инфаркте и кардиохирургических операциях наглядно проявляется на реограммах периферических артерий: изменением пульсовой волны, её скорости и объёмом поступающей крови в отдельные сосудистые бассейны [12].

Если поверхность эндокарда поделена на сотни участков, сопряжённых с определёнными сосудистыми бассейнами, то как они формируют порции крови, которые опять же непонятным образом находят дорогу в разветвлениях артерий к соответствующим им частям тела? Каким должен быть тот механизм, что совершает столь целенаправленные действия?

В настоящее время анатомия сердца исследована уже до молекул, и потому пытаться открыть в нём новые образования, исполняющие эти функции, совершенно бессмысленно. В результате возникла тупиковая ситуация: обнаружено явление гемодинамической сопряжённости, известно его действие, но нет материальных субстанций, которые его совершают. Предположения о наличии каких-то мифических сил, структурирующих элементы крови и задающих им вектор движения, были слишком неправдоподобными, особенно для хирургов, руками ощущающих биение сердца.

Путь к разгадке подсказали малоизвестные работы анатома И.А.Коломацкого [13], который впервые обособил от коронарных артерий сосуды Тебезия в отдельную систему сердца (рис. 4.1) и зафиксировал на киноплёнке места выхода их устьев непосредственно в полость желудочков по фонтанирующим из них струйкам крови во время диастолы (рис. 4.2).

Именно вид этих струек, скрученных в вихри, натолкнул нас на предположение, что система сосудов Тебезия предназначена для разделения потоков крови в полостях сердца на отдельные вихревые объёмы. Основанием для этой гипотезы послужило их анатомическое устройство. Сосуды Тебезия не разветвляются на капилляры в миокарде, а транзитом проходят через него непосредственно в желудочки сердца (рис. 5в). В полость левого желудочка выходят несколько сотен устьев сосудов Тебезия. Их отверстия имеют клапаны и открываются в углубления трабекулярных ячеек, которые десятками покрывают внутреннюю поверхность желудочков (рис. 6б). В них под эндокардом (рис. 5е) находится специфическая мускулатура (рис. 5ж), способная менять их объём, сокращать отдельно каждую из полостей ячеек и изменять в них направление движения крови.

За эту способность к самостоятельным действиям мы назвали трабекулярные ячейки «минисердцами» (рис. 5л). Их автономные функции предполагают струйное управление взаимодействием фонтанирующей из них крови с потоками крови из предсердий. В результате должны создаваться вихри, разделяющие весь объём крови на отдельные фракции (рис.6в). Вихревые структуры являются самой устойчивой формой движения жидкости. Они могут длительное время сохранять свои образования и потому представляют идеальное средство для гемодинамического сопряжения участков сердца с периферическими органами. Эта гипотеза и явилась основой дальнейших экспериментов. Прежде всего, необходимо было получить подтверждение того, что система сосудов Тебезия принимает непосредственное участие в формировании вихревых объёмов крови.

Для этого у крысы под наркозом обнажалось сердце. В коронарный синус аорты вводился капилляр, через который импульсный синхронизатор во время систолы впрыскивал синьку Эванса. Со сколотого сердца на замороженном микротоме делались его поперечные срезы. Под малым увеличением в люминесцентном микроскопе фотографировались и срисовывались расположения эритроцитов в синусах сосудов Тебезия и трабекулярных ячейках. По рисункам и фотографиям составлялось направление движения эритроцитов.

^{Рис.5. Поперечный срез миокарда: а) - коронарная артерия; б) - ветви коронарной артерии, питающие миокард; в) - «транзитная» артерия; г) - мышечные слои миокарда; д) - эпикард; е) - эндокард; ж) - волокна специфической мускулатуры; з) - сосуды Тебезия; и) - трабекулярная ячейка; к) - устья сосудов Тебезия; л) - «минисердца»; м) - шаровидный солитон эритроцитов в полости желудочка; н) - веретеноподобная форма солитона эритроцитов в сосудистом русле}

В итоге мы обнаружили, что начало формирования вихреподобных конгломератов эритроцитов начинается ещё в «транзитных» артериях, интима которых имеет ворсинки (рис. 5в). Именно эти артерии с ворсинками в своём продолжении переходили в систему сосудов Тебезия. Они были заполнены шаровидными эритроцитарными образованиями, внутри которых обязательно находились микропузырьки. Оказалось, что в трабекулярные ячейки (рис. 5и) из устьев сосудов Тебезия (рис. 5к) фонтанируют не просто струйки крови, а уже организованные в шаровидную форму солитоны из эритроцитов (рис. 5м), вокруг которых навёртывались элементы крови, поступающие из предсердий. Таким образом, выяснилось, что сосуды Тебезия и трабекулярные ячейки имеют чёткое функциональное назначение - сбор эритроцитов в локальные вихресолитонные структуры в полостях сердца (рис. 6в).

а) б) в).

^{Рис. 6. а) Система коронарных сосудов. 6) Трабекулярная система внутренней поверхности желудочков. в) Разделение потоков крови в желудочках сердца на вихре-солитонные фракции}

Далее предстояло выяснить, сохраняются ли элементы крови в этих формах при движении по сосудистому руслу?

Схему предыдущего эксперимента видоизменили; теперь синька впрыскивалась 5-8 раз подряд через 2-4 сокращения сердца, затем у крысы моментально вскрывалась грудная и брюшная полости и заливались азотом, скалывалась часть аорты и периферических артерий. Из них готовились поперечные послойные гистологические срезы, которые снимались на фотоплёнку; по ним реконструировалось пространственное расположение эритроцитов в сосудах.

Моментально застывший поток крови в артериях показал, как шаровидная внутрижелудочковая организация эритроцитов, попав в сосуды, превращается в веретеноподобную форму, поддерживаемую многослойными кольцами из эритроцитов (рис. 5н). Поскольку большинство этих конгломератов имели такое же устройство и в мелких артериях, то появилось сомнение, что сохранность веретеноподобных структур эритроцитов и их направление движения в разветвлениях сосудистого русла происходит только за счёт сил инерции давления систолического импульса сердца. Значит, в сосудистой системе должны действовать какие-то обособленные силы, которые могут самостоятельно в потоке удерживать группу эритроцитов в определённом порядке на протяжении всего русла, предохраняя их от хаотического перемешивания. Такие силы должны быть направлены навстречу потоку эритроцитов от тех тканей, клетки которых находятся в состоянии ожидания поступления этих эритроцитов. Носители этих сил могли проявить себя внутри сосудов как волноводы электромагнитных излучений, сконцентрированные по резонансу частот, наводящие эритроциты на цель. Основанием для такого предположения послужили факты адресного движения эритроцитов даже против тока крови [14], [15].

Эксперименты по обнаружению внутрисосудистых волноводов проводились на магистральных бедренных артериях крупных собак. Ткани вокруг них инактивировались новокаиновой блокадой. В канал артерий через проколы вводились две изолированные спирали из медной проволоки на расстоянии 12-15 см друг от друга, плотно прилегающие к их интиме. Наружные концы спирали выводились на усилители, сигнал от них подавался на электронно-лучевой осциллограф. Снимались исходные показатели. Для выявления сигнала запроса тканей задней конечности, лапу собаки на одну минуту погружали в воду с температурой 4-6 градусов, а затем окунали в воду 43-45 градусов. В промежутке этих воздействий регистрировали внутрисосудистые импульсы.

Анализ сигналов между спиралями (проводившийся по доплеровскому эффекту) показал, что в сосудистом русле действительно присутствуют какие-то резонансные электромагнитные однонаправленные импульсы, интенсивность которых зависела от величины температурного перепада, но выявить их источник и истинную природу в сосудистом русле нам не удалось. Однако мы смогли частично экранировать эти импульсы, повторив схему эксперимента, но с некоторым отличием.

Результаты опыта позволили предположить, что экранизация внутрисосудистых сигналов запроса от периферических тканей может гасить резонансные частоты и тем самым прерывать его связь с сопряжённым участком сердца, приводя его в состояние, сходное с острой гипоксией. Таким образом, случай в эксперименте с гамадрилом выявил в кровообращении до сих пор неизвестное явление гемодинамической сопряжённости, которое проявляется на дистанции между определёнными участками сердца и соответствующими им сосудистыми регионами. В действии этого явления обозначились три вида связи: «целевая гемодинамика», волоконная, идущая в стенках сосудов и, видимо, частотно - волноводная, распространяющаяся внутри русла сосуда.

Наличие этих автономных связей в сосудистой системе натолкнуло нас на дальнейшие исследования, которые привели к утверждению, что, сердце, помимо всем известной насосной функции, выполняет ещё функции отбора элементов крови, формирование из них локальных вихре-солитонных фракций и придание им целенаправленного движения. Поэтому сердце одним своим сокращением способно обеспечивать всё многообразие потребностей нашего организма.