Даже если один из трех сердечных ритмоводителей выйдет из строя, два других помогут сердцу биться дальше.

Сердце сокращается благодаря системе особых мышечных волокон, которые не похожи на те, что составляют основную массу сердца, и которые сами генерируют сократительный импульс, распространяя его на всю сердечную мышцу. Эти волокна образуют несколько разных отделов, и начинается все с так называемого синоатриального узла в правом предсердии.

Волокна синоатриального узла человеческого сердца. (Фото: Vadim Fedorov / The Ohio State University.)

Схема проводящей системы сердца. (Фото: Drtrotsky / Wikipedia.)

Синоатриальный узел называют водителем ритма первого порядка, из него импульс переходит в предсердно-желудочковый (атриовентрикулярный) узел, который находится на границе между предсердиями и между правым предсердием и правым желудочком. Затем сократительный сигнал распространяется по другим волокнам, так что все отделы сердца работают ритмично и согласованно.

Бывает, что синоатриальный узел начинает барахлить, и тогда сердце перестает держать ритм, что неизбежно сказывается на всем организме (и на самом сердце тоже): если импульсы идут слишком часто или слишком редко, или если ритм становится нерегулярным, мышечные стенки сокращаются несогласованно и плохо качают кровь. Однако до сих пор не вполне понятно, как синоатриальный узел вообще держит ритм и что происходит, когда он ломается.

Чтобы более детально исследовать работу синоатриального узла, Вадим Федоров и его коллеги из Университета штата Огайо взяли двадцать одно человеческое сердце из трансплантологического центра (эти сердца оказались непригодными для пересадки). Сердца «оживили», поместив их в специальный, обогащенный кислородом раствор, нагретый до температуры человеческого тела (тот же раствор как заменитель крови прокачивали через коронарную артерию). В результате сердца работали еще 12 часов. Чтобы изучить электрическую активность проводящей системы, в сердечную мышцу вводили специальную флуоресцентную краску, которая делала видимым распространение электрического импульса.

В результате исследователям удалось разглядеть некоторые важные особенности в строении синоатриального узла. Оказалось, что внутри у него есть целых три «подразделения», способных задавать общий ритм. Сам узел выглядит как вытянутая группы волокон, и эти три малых узла внутри него располагаются последовательно друг за другом: один – в «голове» синоатриального узла, другой – в середине, третий – в «хвосте». Все они, разумеется, связаны особыми «проводами», так что каждый из них знает, как работает другой.

В статье в Science Translational Medicine говорится, что самым «слабым звеном» среди трех «подузлов» оказался средний – в условиях стресса (например, при приступе ишемической болезни) именно он первым сбивается с ритма и вообще может остановить сердце. Но остановки сердца не происходит – ситуацию спасают два других «подузла», которые поддерживают сердечный ритм, хотя и более медленный, чем когда работает средний.

Получается, что в сердце работают не один, а три водителя ритма, и все они находятся в синоатриальном узле, который устроен хитрее, чем думали. Даже если его средний отдел начнет выходить из строя, два остальных будут поддерживать сердце, и такое положение вещей может, по словам авторов работы, сохраняться годами. Окончательная остановка грозит сердцу, когда отключатся все три подотдела синоатриального узла, или же между ними нарушится связь.

Новые результаты, очевидно, очень пригодятся в практической кардиологии: зная тонкости функционирования естественного ритмоводителя сердца, можно сконструировать более эффективные искусственные устройства, задающие ритм сердечной мышце, да и вообще разработать более эффективные методы лечения больных с «сердечно-ритмическими» проблемами.