Starożytni Egipcjanie wierzyli, że w sercu kryje się dusza, dobre i złe uczynki. Galen twierdził, że zarówno serce jak i głowę napędzają do działania humory, a każdy z nich ma swój temperament. Zanim ludzie poznali mechanizm działania serca minęło wiele lat. Dziś nie tylko potrafimy je opisać, ale także leczyć, przeszczepiać, czy zastępować jego pracę sztucznym krążeniem. Sięgamy po genetykę i eksperymentujemy z komórkami macierzystymi, i być może kiedyś wyhodujemy sobie nowe serce. Ciekawym okiem zaglądamy do wnętrza serc innych żyjących istot, bo ich serca też mogą się okazać dla nas na wagę złota, co w świetnej książce udowadnia Bill Schutt.
Bill Schutt zaczyna swoją opowieść o sercu na plaży w Nowej Fundlandii. Tam w 2014 roku, ku zdziwieniu mieszkańców morze wyrzuciło na plażę martwe płetwale błękitne. Są to jedne z największych zwierząt na Ziemi, ich ciała są monstrualnie wielkie i takie też są ich serca – wielkości małego samochodu. Naukowcy powiadomieni o tym wydarzeniu, nie mogli przegapić takiej okazji – zwykle, po śmierci płetwale idą na dno, a jednak tym razem los postanowił inaczej.
Aby wydobyć serce z płetwala potrzebne było naruszenie kilku żeber, platforma na której je ułożono, oraz maczety do odcięcia go od układu krążenia. Po wydobyciu, jeszcze różowe serce zapadło się w sobie. Nie było tak wielkie jak się spodziewali naukowcy z zespołu, który je wydobywał. W internecie można przeczytać, że serce płetwala waży tonę, a jego największymi naczyniami mógłby popłynąć człowiek – niestety to tylko plotki. Serce płetwala okazało się małe w stosunku do jego ciała, a jednak na oglądających je widzach na wystawie Body Worlds robiło ogromne wrażenie.
Słonie, myszy, ryjówki, kolibry też mają całkiem spore serca. Zaskakujący wydaje się fakt, że często malutkie stworzenia mają duże serca w porównaniu do swojej masy ciała. „Do najdrobniejszych stworzeń należy ryjówka popielata, ważąca zaledwie około pięciu gramów, lecz jej serce stanowi 1,7 procent masy ciała, czyli jest proporcjonalnie trzy razy większe, niż można by oczekiwać u typowych ssaków lądowych”* – pisze Schutt. Jeszcze większe serce w stosunku do swojego ciała posiada koliber. Naukowcy obstawiają, że duże serce jest wynalazkiem ewolucji i prezentem dla tych zwierząt, które prowadzą hiperaktywny tryb życia. Serce ryjówki osiąga 1320 uderzeń na minutę, to siedmiokrotnie większy puls niż u młodego człowieka.
Małe mikroby, bakterie czy wirusy nie posiadają serca, nie jest im do niczego potrzebne. Serce jest potrzebne tym istotom żywym, które składają się z wielu komórek tworzących narządy i układy narządów. Wielokomórkowce, które rozwinęły się w długim procesie ewolucji, potrzebowały systemu, który rozprowadziłby substancje odżywcze i tlen i jednocześnie pomógł oczyścić organizm ze zbędnych metabolitów. Podejrzewa się, że miliony lat temu komórki zaczęły układać się w długie rurki, a każda z nich nabierała kompetencji do kurczenia się. Być może nasze proste serca były wtedy podobne do serc kijanek żachw. „Naukowcy z Instytutu Biochemicznego Maxa Plancka uważają, że ruchowe serce żachw jest prekursorem serca kręgowców, a to przede wszystkim ze względu na układ przewodnictwa elektrycznego”*.
Dziś jednak dysponujemy całkiem rozbudowanym sercem, ukrytym w worku osierdziowym. Pompuje ono bezustannie krew, która składa się z erytrocytów przenoszących tlen, krwinek białych, które są częścią układu odpornościowego i płytek krwi, które przydają się w razie uszkodzeń. Nasze serce to dwie komory, dwa przedsionki, komplet zastawek, które uniemożliwiają cofanie się krwi i naczynia, które wyprowadzają krew z serca. Mamy też dwa obiegi, jeden mały, tak zwany płucny, który utlenia krew, i duży obieg, który rozprowadza ją po całym ciele. Około 20 – 28 sekund zajmuje przepływ krwi przez oba obiegi w ciele człowieka. Nasze serca są zbudowane ze szczególnego rodzaju mięśni, mięśni poprzecznie prążkowanych serca, w których mięśnie są rozwidlone i w których w centrum komórki znajduje się jądro.
Kiedy lekarze pobierają serce do przeszczepu, pilnują żeby nie przestało bić i dosłownie pobierane serca biją im w dłoniach. Serce jak każdy inny narząd podlega huśtawkom nastrojów autonomicznego układu nerwowego. To znaczy, że jak jesteśmy zestresowani, to serce wali nam jak młot, a jego rytm jest szybki, zdecydowanie szybszy niż wtedy, kiedy na luzie zajadamy się lodami czy ulubionym ciastem. Ale serce ma również swój własny układ nerwowy, który zaczyna się od węzła zatokowo – przedsionkowego i biegnie w dół przegrody. Składa się on z komórek rozrusznikowych, które przesyłają impulsy elektryczne. To dzięki niemu, serce pozbawione przewodnictwa z układu nerwowego jest w stanie bić dalej.
Tak też się dzieje z sercami tych, którzy odważnie podjęli decyzję o spróbowaniu ryby fugu i zatruli się tetrodotoksyną, która jeśli dostanie się do organizmu ludzkiego uszkadza układ nerwowy, ale nie zabija od razu swojej ofiary. Serce nie przestaje bić i pompować, a mózg chroni bariera krew – mózg, której trucizna nie może przekroczyć, dzięki temu ofiary fugu mają świadomość tego, co im się przytrafiło. Przy zatruciu tetrodoksyną umiera się przez uduszenie, bo płuca i przepona przestają pracować. Jeśli zatrucie nie było duże, i ofiara przetrwa pierwsze 24 godziny, ma szansę na przeżycie.
Jak dbać o serce? Patrick McBride, były profesor Uniwersytetu Wisconsin mówi, że należy zadać o swoją sferę duchową i unikać stresu. Przez lata McBride pracował z ludźmi po przebytym zawale, redukując ich stres dzięki praktyce mindfulness. Skupienie uwagi na byciu tu i teraz okazało się przynosić wymierne korzyści nie tylko dla serca. Podobne rezultaty przyniosło połączenie standardowych metod leczenia z medycyną integracyjną. To, co jeszcze wymienia profesor to zdrowa dieta, najlepiej przeciwzapalna śródziemnomorska, która opiera się na warzywach, owocach, rybach, dużo w niej oliwy, czosnku, ziół. Jest tu też pełnoziarniste pieczywo i wino, najlepiej czerwone, które zawiera w swoim składzie resweratrol.
Mocne serce i dobrze rozwinięte naczynia wieńcowe to również zasługa ruchu. Nie oznacza to jednak, że mamy wstać z kanapy i udać się na maraton – taka praktyka mogłaby się skończyć zawałem. Ruch i jego intensywność należy dostosować do swojej kondycji. Dla serca zdrowy będzie długi wyciszający spacer, jeśli ktoś spędza większość dnia siedząc. Lub trening kardio dla tych, którzy są w formie i ruszają się regularnie.
„Faktem jest, że ludzie mający silne wsparcie interpersonalne lub pozostający w trwałych związkach często cieszą się lepszym zdrowiem” – dodaje Bill Schutt.
Gdyby coś poszło mimo wszystko nie tak, i nasze serce nie radziłoby sobie dobrze, to dziś istnieje spora szansa na ratunek. Szacuje się, że co roku na całym świecie wykonywanych jest około pięciu tysięcy transplantacji serca. To i tak niewiele w porównaniu z ilością osób, które na te serca oczekują. Naukowcy cały czas pracują nad rozpracowaniem takich zagadek jak na przykład samonaprawiające się serce u rybki danio. Część z nich eksperymentuje nad genetycznymi modyfikacjami serc, które są identyczne z ludzkimi, na przykład serc świńskich. W styczniu 2022 roku dokonano pierwszego takiego przeszczepu, który trwał osiem godzin. Pacjent czuł się dobrze zaraz po zabiegu, ale zmarł w ciągu dwóch miesięcy. To i tak zdecydowanie dłużej niż pierwsza pacjentka, która była poddana ksenoprzeszczepowi serca – było to serce pawiana. Serca świń są dla medyków dziś cennym źródłem naturalnych zastawek, które z powodzeniem zastępują nasze własne. Przeszczep zastawki to jednak nie przeszczep całego narządu.
Nadzieję przynoszą również badania nad komórkami macierzystymi, szczególnie tyli pluripotentnymi, czyli takimi które mogą się zamienić w każdy z typów komórek którymi dysponuje nasze ciało. Te komórki powstają jako pierwsze i tworzą zarodek, często można je pozyskać z płynów owodniowych. Naukowcy pracują nad tym, aby komórki pluripotentne zachęcić do namnażania i tworzenia nowych organów. Nie jest to jednak prosta sprawa, choćby dlatego że każdy organ ma rozbudowaną sieć naczyń, które go zaopatrują. Kluczem w tych eksperymentach są modyfikacje w genach, które pozwalają hodować odpowiedni typ komórki – tak powstają na przykład łatki stworzone z miocytów, którymi można zastąpić uszkodzony fragment serca.
W 2019 roku naukowcy z Tel Aviviu jako piersi wydrukowali organiczne serce na drukarce 3D. Do druku wykorzystali komórki własne pacjenta. Ich celem było stworzenie organu funkcjonalnego i idealnie dopasowanego do biorcy. Nowy organ wyszedł mały – wielości serca królika i nie nadawał się do transplantacji, gdyż raz bił, a raz nie.
Czy da się żyć bez serca? Da się, co udowadniają owady, które zamiast serca mają naczynie grzbietowe. Serca nie mają także robaki segmentowe, takie jak dżdżownice. Mają za to pięć par kurczliwych naczyń, które transportują hemolimfę. Ośmiornice posiadają aż trzy serca, dwa pierwsze skrzelowe i jedno układowe. Serce pytona birmańskiego po posiłku powiększa się aż o 40 procent, i mimo że jego krew jest aż biała od tłuszczu, nie ma on problemów z cholesterolem. Jego serce jest jak piec do spalania zdrowych tłuszczów. Pytony birmańskie też są pod lupą naukowców, bo gdyby udało się wykorzystać tłuszcz do wzmocnienia serca, tak jak robi to wąż, być może serca tych osób, które już nie mogą się ruszać i którym nie pomagają leki, mogłyby znów zabić mocniej.
Człowiek bez serca nie ma niestety szans na przeżycie. Nie długodystansowo. Płucoserce ratuje nas jedynie w wyjątkowych okolicznościach, na czas zabiegów. Podobnie farmakoterapia nie zdziała cudów. Warto więc dbać o swoje serce tu i teraz, ruszyć na spacer, zjeść winogron i zdrowo się pośmiać na spotkaniu z przyjaciółmi.
Pisząc tekst korzystałam z książki „Serce. Historia naturalna” Billa Schutta, Wydawnictwo Copernicus Center Press, oraz z artykułów prasowych o przeszczepach serca, badaniach nad pytonami birmańskimi i drukowaniu organów w drukarkach 3D.
*”Serce. Historia naturalna” Bill Schutt
Kulturalnie mon Amie 