Когда предсердия сокращаются, предсердно-желудочковые клапаны открываются, и кровь из предсердий переходит в расслабленные желудочки. Наполнившись кровью, желудочки одновременно сокращаются. В результате венозная кровь из правого желудочка поступает в артерию, которая несет ее в легкие, а артериальная кровь из левого желудочка попадает в крупную артерию – аорту, откуда бежит к органам и тканям. Эта фаза сердечного цикла называется систолой.

В артериях, по которым кровь уходит из сердца, тоже есть клапаны – они мешают ей возвращаться в сердце. Когда кровь из сердца поступает в сосуды, клапаны открываются и закрываются, издавая особый звук, который мы называем стуком.

Дело сделано! Венозная кровь от сердца отправилась в легкие избавляться от углекислого газа и насыщаться кислородом, а артериальная кровь из сердца понесла кислород к клеткам всего тела. Но как именно сердцу это удалось?

Самыми первыми исследователями, которые всерьез взялись за изучение анатомии сердца, принято считать двух древнегреческих анатомов [4] – Герофила и Эрасистрата, которые жили во второй половине III века до нашей эры. Этим ученым повезло дважды: во-первых, они жили и работали в Александрии – античной столице наук. А во-вторых, они застали времена, когда можно было проводить вскрытия умерших естественной смертью или казненных людей.

Возможность вскрывать трупы, не боясь осуждения жрецов и преследования со стороны закона, быстро принесла свои плоды. Эрасистрат не только описал форму сердца, но и обнаружил, что внутри у него есть полости-камеры, разделенные клапанами. Он же доказал, что в сердце впадают все кровеносные сосуды в организме.

Правда, тот же Эрасистрат искренне считал, что артерии, как и левый желудочек сердца, наполнены воздухом, а не кровью. К тому же он был убежден, что люди вдыхают и выдыхают через поры кожи, и думал, что в сердце есть всего две камеры.

По его мнению, предсердия были просто расширениями артерий, впадающих в сердце. Это, кстати, противоречило мнению его коллеги Герофила, который считал, что предсердия – часть сердца, так что камер в нем все-таки четыре.

Исправить ошибку Эрасистрат не успел. Даже в просвещенной Александрии вскрытия разрешалось делать всего 30–40 лет, и вскоре эту практику запретили. С тех самых пор и до эпохи Возрождения, то есть до конца XV века, официально заниматься анатомированием трупов было фактически невозможно. В итоге ошибочное мнение Эрасистрата, что в сердце всего две камеры, продержалось вплоть до XVII века.

Но стоило только религиозным запретам ослабеть, как десятки талантливых людей с энтузиазмом взялись за скальпели. Среди них были не только врачи, но и художники, причем вклад последних в науку об устройстве и работе человеческого тела был едва ли не самым весомым.

Сегодня многие исследователи считают, что первым человеком, оставившим подробные иллюстрации, на которых хорошо видны все четыре камеры сердца, был знаменитый художник XVI века Леонардо да Винчи.

К сожалению для науки, Леонардо да Винчи, судя по всему, был не слишком амбициозным исследователем. Во всяком случае, он так и не передал свои рукописи в печать [5]. Так что даже в знаменитой De humani corporis fabrica Андреаса Везалия[1], вышедшей в свет в 1543 году, которую многие исследователи считают самым первым качественным анатомическим атласом, сердце все еще двухкамерное.

Идея четырехкамерного сердца, которое бьется для того, чтобы разносить кровь по телу, восторжествовала только в XIX веке. Поблагодарить за это мы должны многих ученых, но особенно Ричарда Лоуэра[2]. Считается, что именно он в 1669 году поставил в этом вопросе жирную точку. В дальнейшем анатомы и врачи в основном уточняли строение сердца – например, описали систему коронарных сосудов, питающих само сердце. Но вплоть до начала XIX века, насколько известно, никто не пытался разобраться, почему же оно вообще работает так, как нужно.

Управляющие сердцебиением клетки обнаружил знаменитый чешский анатом и физиолог Ян Эвангелиста Пуркинье (1787–1869) [6]. Это было далеко не первое его открытие. Именно он отыскал тормозные нейроны в коре головного мозга (в честь исследователя их потом назовут нервными клетками Пуркинье), нашел потовые железы в коже, доказал, что экстракты поджелудочной железы влияют на переваривание белков, и сделал еще много всего – например, ввел в научный обиход термин «протоплазма».

Но для нас важнее другое его открытие. В 1839 году Пуркинье вскрыл баранье сердце и обнаружил в стенках его желудочков сеть из серых плоских водянистых волокон. Первоначально исследователь решил, что это хрящевые волокна, но через шесть лет пришел к выводу, что все-таки мышечные. Правда, для чего они нужны сердцу, Пуркинье в то время выяснить не смог.

К ответу на этот вопрос вплотную подобрался английский физиолог Уолтер Холбрук Гаскелл (1847–1914) [7]. Почти всю свою жизнь он посвятил исследованиям кровотока и сердцебиения. Возможно, Гаскелл был первым, кто заподозрил, что сокращениями сердца управляет вовсе не мозг. Вероятно, именно поэтому он в начале 1880 года организовал важный эксперимент: извлек из еще сокращающегося желудочка сердца черепахи полоску мышцы и доказал, что она продолжает сокращаться, хотя ведущие к ней нервы уже обрезаны.

В 1882–1883 годах он провел серию экспериментов, в которых перерезал или перевязывал мышцы на стыке желудочков и предсердий. Если мышцу перерезали, волны сокращений прекращали распространяться раз и навсегда, а если сначала перевязывали, а потом снимали нитку, – начинали снова. Гаскелл подозревал, что сокращения проводит «особая эмбриональная мышечная ткань», по описанию напоминающая волокна Пуркинье.

Но предполагать и доказать – разные вещи. Эта честь выпала на долю коллег Гаскелла, которые жили и работали уже не в XIX, а в XX веке.

В 1906–1907 годах ответ на этот вопрос дали четыре исследователя [8] – один из них был родом из Японии, второй – из Германии, а двое других – из Великобритании.

К ответу вплотную подошел немецкий кардиолог Вильгельм Гис – младший (1863–1934) [9]. Младший – это чтобы не перепутать. Отец Вильгельма Гиса, тоже Вильгельм, к моменту прихода сына в науку уже сделал себе имя как анатом и эмбриолог. Но для начала Гис-младший доказал, что верна миогенная, то есть мышечная, теория сокращения сердца. Несмотря на открытия Гаскелла, во времена Гиса многие анатомы все еще думали, что сердце бьется по прямым приказам мозга, которые тот «спускает» через спинномозговые нервы. Эти взгляды объединяли сторонников нейрогенной теории сокращения сердца.

Примерно с 1888 года молодой исследователь начал использовать в работе эмбриологические методы, разработанные его отцом. Наблюдая за развитием эмбрионов разных животных, Гис обнаружил, что сердце эмбриона начинает биться еще до того, как развиваются спинномозговые нервы. Шах и мат, сторонники нейрогенной теории!