сердце
anthropos.org.ua
Ученым из Королевского технологического института
Швеции наконец удалось дать ответ на вопрос, почему бьется человеческое сердце.
Оказалось, что это происходит исключительно благодаря гидравлике. Исследователи уже давно изучили строение человеческого сердца и механизм его работы, однако причина сердцебиения до недавнего времени ясна не была. Как сообщается в журнале Scientific Reports, ученые сделали МРТ сердца, чтобы проанализировать изменение размера камер во время сердцебиения, и установили, что гидравлическая сила способствует наполнению кровью данной мышцы. Ведущий автор эксперимента Мартин Угандер отметил, что до сегодняшнего дня работа гидравлики в деятельности сердца не учитывалась.
источник
Опубликованный в 1978 году фантастический роман «Сердцебиение» Юджина Донга повествует о вживлении искусственного сердца, работающего на радиоактивном плутонии. Эксперимент удался, операции по имплантации продолжились. Но самого первого пациента похитил террорист, угрожая распылить в воздухе плутоний из его сердца и погубить тысячи человек.
В США с 1967 по 1977 год реализовывались две исследовательские программы по созданию полностью автономного механического сердца с атомным источником энергии. Ученые до сих пор утверждают, что технологически проект был вполне осуществим, однако помешали социальные и политические разногласия. Роман «Сердцебиение» сыграл в этом не последнюю роль.
Разработку искусственного органа правительство США поручило Национальному институту сердца и Агентству по атомной энергетике. Предполагалось сформировать общий проект, однако этого сделать не удалось. Национальный институт сердца планировал создать атомное сердце в два этапа: сначала — механический насос без источника питания, затем — с автономным атомным источником питания.
Агентство по атомной энергетике намеревалось сразу изготовить орган с плутонием. Разногласия между организациями были политического характера. Институт действовал в интересах администрации президента Линдона Джонсона, обещавшего американцам действующую систему искусственного сердца. Автономности можно было добиться позднее. В агентстве с этим подходом не соглашались.
Контракт на разработку искусственного сердца в 1971 году от агентства получили компании Westinghouse Electric и Philips. Первая осуществляла общее руководство проектом и создавала источник энергии, вторая занималась силовым агрегатом. В качестве основы для него выбрали двигатель Стирлинга. Это решение обусловливалось высоким КПД, подходящими размерами и низкими энергозатратами двигателя. Прототип искусственного сердца состоял из двух подсистем: с тепловым конвертером и насосом. Тепловой преобразователь питался от источника, представляющего собой РИТЭГ с 60 граммами плутония-238. В результате его распада выделялось тепло, нагревавшее газ, который от этого расширялся и толкал поршень насоса, перекачивавший кровь через сердце.
Распад плутония и продуктов реакции приводил к образованию альфа-частиц (ядер гелия). Для защиты от радиации и избыточного тепловыделения источник помещался в трехслойную металлическую оболочку из платины, родия и тантала. Внутренние стенки искусственного сердца содержали прокладки из каучукового пластика с текстурой из полиэфирных волокон. Это позволяло снизить свертываемость крови и риск эмболии или инсульта. В качестве источника радиоизотопов компания Philips также рассматривала прометий-147 и тулий-171, но выбрала плутоний-238 из-за его доступности, большого периода полураспада (87,7 года), низкой скорости эмиссии и высокой мощности (газовая машина Philips развивала 33 ватта).
Westinghouse Electric и Philips привлекли к сотрудничеству изобретателя аппарата искусственной почки Вилли Колффа. С его помощью были созданы биоматериалы насоса и гибкий приводной вал, соединяющий насос с преобразователем тепла. Насос состоял из двух желудочков, толкающих кровь в сторону выталкивающихся пластин при сжатии двух диафрагм. Для этого частота двигателя Стирлинга компании Philips была снижена с 1,8 тысячи до 120 оборотов в минуту.
Проект Агентства по атомной энергетике
Изображение: Special Collections, J. Willard Marriott Library, University of Utah
Механический насос предполагалось имплантировать целиком вместо больного органа, а источник питания — разместить в брюшной полости. К 1972 году агентству по атомной энергетике и компании Westinghouse Electric еще не удалось создать достаточно компактные тепловой преобразователь и механический насос. Тем не менее достигнутые успехи воодушевляли, и на 1974 год были запланированы первые испытания на животных. Однако обогнали конкуренты из Национального института сердца.
В феврале 1972 года кардиохирург Джон Норман имплантировал элемент механического сердца больному сердечной недостаточностью теленку с целью временного поддержания его жизнедеятельности. Эта новость широко обсуждалась в США. Всего с 1972 по 1974 год Норман и его коллеги выполнили эксперименты с 15 телятами. Животные выживали в течение нескольких часов, а не дней, как планировалось, и погибали в результате кровоизлияний (из-за разрывов сердца) или повреждений внутренних органов. В дальнейшем Норман продолжил эксперименты с искусственным сердцем, но отказался от радиоактивных изотопов в качестве источников питания.
Доктор Джон Норман (справа) с прототипом искусственного сердца
Фото: Texas Heart Institute
Искусственное сердце Норманна состояло, как и у Westinghouse Electric, из двух частей: теплового преобразователя и механического насоса. Насос, изготовленный из пластика и покрытый структурированным силиконом, присоединялся к верхней части левого желудочка и отвечал за доступ крови в нисходящую грудную аорту. Работу насоса обеспечивало трехкилограммовое устройство, в том числе 0,7-килограммовый двигатель, питающийся 120-граммовым источником с плутонием-238. Все устройство должно было размещаться в брюшной полости животного. Двигатель с рабочей температурой 480 градусов Цельсия преобразовывал энергию радиоактивного распада в 52 ватта гидравлической мощности насоса.
В отличие от двигателя Стирлинга, в котором рабочее тело (воздух) никогда не изменяло свою фазу (оставалось в газообразном состоянии), в агрегате, разработанном компанией Thermo Electron Engineering, каждый цикл работы двигателя (сжатия и расширения) сопровождался испарением и конденсацией рабочего тела. По сути этот агрегат представлял собой обычный паровой двигатель. Несмотря на громоздкость конструкции, ее сторонники утверждали, что отсутствие в ней каких-либо клапанов и большого количества движущихся частей обеспечивает высокую надежность.
Импланты в теленке (согласно проекту Нормана)
Изображение: AIP Publishing LLC
Отчет, опубликованный Норманном и представленный Конгрессу, отличался, как отмечают эксперты, поверхностностью и преувеличивал значение полученных результатов. Интерес к этой работе подогревали СМИ, регулярно публиковавшие материалы о случаях смерти людей от сердечной недостаточности, в том числе и в связи с дефектами работы кардиостимуляторов и других медицинских устройств. Большинство ученых сходятся во мнении, что проект Агентства по атомной энергетике (который не дошел до эксперимента с животными и тем более людьми) был по-настоящему инновационным. Программа же Национального института сердца основывалась на примитивных технологиях, а ее популярность объясняется успешной PR-кампанией.
Главные затруднения, связанные с использованием плутония в системах искусственного сердца, объясняются предрассудками человека, а также дороговизной технологии. В конце 1970-х в кардиостимуляторах начали применять дешевые литиевые аккумуляторы, так что потребность в радиоизотопах отпала. Коллф с коллегами настаивал на необходимости экспериментов на людях. Оппоненты заявляли, что искусственное сердце слишком сложно и чревато ошибками. К середине 1970-х годов под натиском политиков и общественности Агентство по атомной энергетике свернуло работы по атомному сердцу. В 1977 году это же сделал Национальный институт сердца. Колфф вернулся к работе над старым пневматическим искусственным сердцем и добился в этом направлении большого прогресса.
Андрей Борисов
источник
О сердце — разговор особый. Во все времена, из всех органов человека, сердцу уделяли, пожалуй, больше всего внимания. Между тем, если убрать завесы романтики, окажется, что мы не так и много о нем знаем.
Энергия сердца
Сердце — главный труженик организма человека. Если провести аналогию, то смеситель на кухне должен быть включен дольше 40 лет, чтобы пропустить такое количество воды, сколько крови прокачивает через себя сердце человека со средней продолжительностью жизни.
Ежедневно в сердце происходит такой расход энергии на перекачивание крови, что его хватило бы, чтобы проехать на грузовике больше 30 километров. В течение же жизни сердце вырабатывает количество энергии, сравнимое с энергией, затрачиваемой космическим аппаратом при полете на Луну и обратно.
Молчание сердца
Сердце обычного взрослого человека бьется 72 раза в минуту, 100 тысяч раз в сутки, 36 миллионов раз в год и 2,5 миллиарда раз в течение всей жизни.
Однако сердце бьется ритмично, значит, кроме ударов, в цикле есть и паузы. Так вот, если сложить все паузы между сокращениями сердца за одну среднюю человеческую жизнь, то окажется, что наше сердце «молчит» около 20 лет. Интересно также, что сердце останавливается при чихании .
Еще такой факт, который невозможно объяснить с позиций физики. Жидкость может течь от большего давления к меньшему, но в нашем организме этот закон постоянно нарушается. При одномоментном замере давления в аорте и бедренной артерии, кровь из аорты, где меньшее давление, течет в бедренную артерия, где давление выше.
Сердце и экология
Последние исследования Гарвардской медицинской школы, результаты которых были опубликованы в журнале Science Dayly, доказали, что одним из самых негативных факторов для работы сердца является плохая экология.
В ходе исследования были изучены медицинские данные 107 130 женщин, полученные в 1986—2012 годах. Анализ данных (сравнивалась география проживания) показал, что в 523 случаях внезапной остановки сердца, проживание в пределах 50 метров от дороги повышает риск такой смерти на 38% по сравнению с отдалением от дороги на 500 метров.
Таким образом, сегодня уже можно говорить о том, что снизить вероятность ишемической болезни сердца можно — достаточно переехать в деревню.
«Разбитое сердце»
Сердце — одна из самых сильных мышц человеческого организма, но даже сердце не всегда может справиться со сваливающимися на человека несчастьями. В сложных обстоятельствах у нашего «мотора» есть своя система самозащиты. Так, одним из состояний сердца может быть стрессовая кардиомиопатия, характеризующаяся резким и сильным снижением активности сердечной мышцы. Этот синдром часто путают с инфарктом миокарда.
Стрессовая кардиомиопатия (как понятно из названия) чаще всего вызывается тяжелым эмоциональным потрясением, поэтому его ещё называют «синдромом разбитого сердца».
В отличие от инфаркта миокарда, закупорки коронарных артерий при этом не происходит, но выброс адреналина способствует защите сердца от гиперстимуляции, парадоксальным образом «приостанавливая» сердце.
Сердце в невесомости
Недавно НАСА провело исследование, давшее очень интересные результаты. Оказалось, что в состоянии невесомости сердце не только ослабевает и уменьшается в объемах, но и… округляется. Во время эксперимента кардиологи НАСА изучали сердца 12 космонавтов, работавших на МКС.
Анализ снимков показал, что в условиях невесомости сердце округляется на 9,4 %. Впрочем, при возвращении на Землю сердце в течение полугода возвращает свою обычную форму и возобновляет «земную» активность. Чтобы представить снижение активности работы сердца, достаточно сказать, что полуторомесячное лежание на кровати равнозначно недельной работе в условиях невесомости.
Скорость сердца
Благодаря сердцу, в нашем организме ежесекундно происходят чрезвычайно высокоскоростные процессы. Когда тело находится в состоянии покоя, путь крови от сердца к легким и обратно занимает всего шесть секунд, от сердца к мозгу и обратно — восемь секунд, шестнадцать секунд займет её дорога от сердца до кончиков пальцев и обратно.
Такие разные пульсы
Мы традиционно привыкли измерять пульс на руках, но при различных патологиях пульс может проявляться в совсем неожиданных местах. Так, когда у человека есть недостаточность аортального клапана (не полностью смыкаются створки клапана сердца), у него могут пульсировать зрачки глаз. Бывает также венозный пульс (в норме его нет) — когда из-за врождённой патологии сосудов образуется патологическое соустье (сообщение) между крупными венами и артериями.
Интересно, что при повышенном артериальном давлении пульсировать может весь живот, потому что давление, создаваемое работой сердца, слишком высоко, в том числе в аорте (которая идёт в грудной клетке и далее в брюшной полости). Также нужно сказать, что пульсы на правой и левой руку могут кардинально различаться. Чаще всего это бывает при сужении или патологической извитости артерий одной из сторон.
Длительное пребывание человека в космосе может привести к серьезным изменениям в его здоровье, сообщают ученые из Американского космического агентства NASA.
По их словам длительные нагрузки, которые испытывает организм в невесомости, может привести к деформации сердца — оно становится округлым. Джеймс Томас, ведущий ученый — кардиолог NASA говорит: «Сердце не работает с полной отдачей в космическом пространстве. Это может привести к потери мышечной массы органа, что провоцирует серьезные проблемы после возвращения космонавтов на Землю».
В настоящее время ученые пытаются найти способ, позволяющий избежать столь сильных нагрузок на сердце. По их мнению, в настоящее время нельзя говорить о длительных полетах. К примеру, 18-месячный полет на Марс может быть очень опасен для человека. Между тем, космонавты, которые находятся в космосе несколько месяцев (как на МКС), по возвращению на Землю проблем с сердечной мышцей не испытывают. Значит ли это, что проекты, целью которых является отправка человека на Марс, будут отложены? Представители NASA утверждают, что примут все необходимые меры, которые позволят реализовать полет человека на Красную планету без угроз здоровью.
источник
О сердце — разговор особый. Во все времена, из всех органов человека, сердцу уделяли, пожалуй, больше всего внимания. Между тем, если убрать завесы романтики, окажется, что мы не так и много о нем знаем.
1. Энергия сердца
Сердце — главный труженик организма человека. Если провести аналогию, то смеситель на кухне должен быть включен дольше 40 лет, чтобы пропустить такое количество воды, сколько крови прокачивает через себя сердце человека со средней продолжительностью жизни. Ежедневно в сердце происходит такой расход энергии на перекачивание крови, что его хватило бы, чтобы проехать на грузовике больше 30 километров. В течение же жизни сердце вырабатывает количество энергии, сравнимое с энергией, затрачиваемой космическим аппаратом при полете на Луну и обратно.
2.Молчание сердца
Сердце обычного взрослого человека бьется 72 раза в минуту, 100 тысяч раз в сутки, 36 миллионов раз в год и 2,5 миллиарда раз в течение всей жизни. Однако сердце бьется ритмично, значит, кроме ударов, в цикле есть и паузы. Так вот, если сложить все паузы между сокращениями сердца за одну среднюю человеческую жизнь, то окажется, что наше сердце «молчит» около 20 лет. Интересно также, что сердце останавливается при чихании .
Еще такой факт, который невозможно объяснить с позиций физики. Жидкость может течь от большего давления к меньшему, но в нашем организме этот закон постоянно нарушается. При одномоментном замере давления в аорте и бедренной артерии, кровь из аорты, где меньшее давление, течет в бедренную артерия, где давление выше.
3.Сердце и экология
Последние исследования Гарвардской медицинской школы, результаты которых были опубликованы в журнале Science Dayly, доказали, что одним из самых негативных факторов для работы сердца является плохая экология. В ходе исследования были изучены медицинские данные 107 130 женщин, полученные в 1986—2012 годах. Анализ данных (сравнивалась география проживания) показал, что в 523 случаях внезапной остановки сердца, проживание в пределах 50 метров от дороги повышает риск такой смерти на 38% по сравнению с отдалением от дороги на 500 метров.
Таким образом, сегодня уже можно говорить о том, что снизить вероятность ишемической болезни сердца можно — достаточно переехать в деревню.
4.»Разбитое сердце»
Сердце — одна из самых сильных мышц человеческого организма, но даже сердце не всегда может справиться со сваливающимися на человека несчастьями. В сложных обстоятельствах у нашего «мотора» есть своя система самозащиты. Так, одним из состояний сердца может быть стрессовая кардиомиопатия, характеризующаяся резким и сильным снижением активности сердечной мышцы. Этот синдром часто путают с инфарктом миокарда. Стрессовая кардиомиопатия (как понятно из названия) чаще всего вызывается тяжелым эмоциональным потрясением, поэтому его ещё называют «синдромом разбитого сердца».
В отличие от инфаркта миокарда, закупорки коронарных артерий при этом не происходит, но выброс адреналина способствует защите сердца от гиперстимуляции, парадоксальным образом «приостанавливая» сердце.
5.Сердце в невесомости
Недавно НАСА провело исследование, давшее очень интересные результаты. Оказалось, что в состоянии невесомости сердце не только ослабевает и уменьшается в объемах, но и… округляется. Во время эксперимента кардиологи НАСА изучали сердца 12 космонавтов, работавших на МКС. Анализ снимков показал, что в условиях невесомости сердце округляется на 9,4 %. Впрочем, при возвращении на Землю сердце в течение полугода возвращает свою обычную форму и возобновляет «земную» активность. Чтобы представить снижение активности работы сердца, достаточно сказать, что полуторомесячное лежание на кровати равнозначно недельной работе в условиях невесомости.
6.Скорость сердца
Благодаря сердцу, в нашем организме ежесекундно происходят чрезвычайно высокоскоростные процессы. Когда тело находится в состоянии покоя, путь крови от сердца к легким и обратно занимает всего шесть секунд, от сердца к мозгу и обратно — восемь секунд, шестнадцать секунд займет её дорога от сердца до кончиков пальцев и обратно.
7.Такие разные пульсы
Мы традиционно привыкли измерять пульс на руках, но при различных патологиях пульс может проявляться в совсем неожиданных местах. Так, когда у человека есть недостаточность аортального клапана (не полностью смыкаются створки клапана сердца), у него могут пульсировать зрачки глаз. Бывает также венозный пульс (в норме его нет) — когда из-за врождённой патологии сосудов образуется патологическое соустье (сообщение) между крупными венами и артериями. Интересно, что при повышенном артериальном давлении пульсировать может весь живот, потому что давление, создаваемое работой сердца, слишком высоко, в том числе в аорте (которая идёт в грудной клетке и далее в брюшной полости). Также нужно сказать, что пульсы на правой и левой руку могут кардинально различаться. Чаще всего это бывает при сужении или патологической извитости артерий одной из сторон.
Источник
ПРОБА РУФЬЕ — тест предназначен для оценки работоспособности сердца при физической нагрузке.
1 — Перед пробой у обследуемого в положении сидя подсчитывается пульс за 15 сек (P1) после 5-минутного спокойного состояния.
2 — Затем под счет испытуемый приседает 30 раз за 45 сек.
3 — Сразу после приседаний подсчитывается пульс за первые 15 сек (P2), и последние 15 сек первой минуты периода восстановления (Р3).
Показатель сердечной деятельности (ПСД) вычисляется по формуле:
(4 х (Р1 + Р2 + Р3) — 200) /10
— хороший — 0,1 – 5;
— средний — 5,1 – 10;
— удовлетворительный — 10,1 – 15;
— плохой — 15,1 – 20.
ДАННАЯ СТАТЬЯ ОПУБЛИКОВАНА В ОЗНАКОМИТЕЛЬНЫХ ЦЕЛЯХ!
Точную оценку физической работоспособности может определить только ВРАЧ при полном обследование в ФИЗИЧЕСКОМ ДИСПАНСЕРЕ !
Еще больше интересного о здоровье, читайте на сайте: Здоровье в наших руках
Знаете ли вы, что из-за того что наше сердце самостоятельно вырабатывает электрические импульсы, оно способно продолжать биться отдельно от тела до тех пор, пока не закончится кислород. Перед вами подборка удивительных научно подтверждённых фактов о работе человеческого сердца.
Каждый день наше сердце вырабатывает такое количество энергии, которого было бы достаточно для перемещения тяжелого грузовика на расстояние более 32 километров.
Таким образом, в течение человеческой жизни суммарная энергия сердца могла бы обеспечить полет на Луну и обратно.
Сердце доставляет кровь почти 75 триллионам клеток нашего тела.
Единственный орган, не нуждающийся в кровоснабжении – роговица глаза.
Если суммировать количество крови, пропускаемой через наше сердце за годы жизни при ее средней продолжительности, получится около полутора миллионов баррелей или 200 железнодорожных цистерн.
Сердечные клетки начинают функционировать еще в течение четвертой недели внутриутробного развития человека.
Самое большое сердце – у синего кита. Оно весит более 680 килограммов.
Специальные исследования показали, что с повышением уровня образования снижается риск сердечных заболеваний.
Несмотря на это, порок сердца все же остается главной угрозой человеческой жизни.
Признаки этого заболевания были обнаружены даже у мумий трехтысячелетней давности.
Пики сердечных приступов приходятся почему-то на Рождество и Новый Год.
В течение недели максимальная вероятность сердечного приступа наступает утром в понедельник.
В 1929 году немецкий хирург Вернер Форсман исследовал внутренние области собственного сердца, введя катетер через вену руки. Это был первый случай сердечной катетеризации, ставшей позже обычной медицинской процедурой.
3 декабря 1967 года доктор Кристиан Барнард из Южной Африки трансплантировал донорское сердце в тело Луиса Вашански. Несмотря на то, что пациент прожил с пересаженным сердцем только 18 дней, это считается первым удачным опытом трансплантации сердца.
Женское сердце, как правило, бьется быстрее, чем мужское.
Прекрасное средство, способствующее здоровью сердца – смех! Он может увеличивать интенсивность кровообращения на 20 процентов, расслабляя стенки сосудов.
Достоверная научная информация об историческом происхождении идеи взаимосвязи сердца и любви на сегодняшний день отсутствует. Многие древние цивилизации связывали сердце с чувствами, эмоциями, но некоторые историки сходятся во мнении, что приоритет должен быть отдан древним грекам.
Лирический образ “разбитого сердца” имеет под собой некоторое научное основание. Дело в том, что в организме человека, испытывающего сильное эмоциональное потрясение, вырабатываются соответствующие стресс-гормоны. Попадая с током крови в сердце, они могут вызвать временный шок, а иногда даже мнимые симптомы сердечного приступа.
Последние исследования шведских ученых позволили установить, что у людей, поющих в хоре, синхронизируются сердечные ритмы.
