Serce – arcydzieło bioinżynierii

Choć waży zaledwie kilkaset gramów, to nieustannie pracuje przez całe życie, napędzając układ krążenia i utrzymując organizm przy życiu. Jego budowa i funkcjonowanie to efekt milionów lat ewolucji i przykład biologicznej perfekcji.

Serce jako centralny element układu krążenia jest pod względem
funkcjonalności genialną strukturą. Przez stulenia ciągłej ewolucji nastąpiło
znakomite przystosowanie go do maksymalnej efektywności i długotrwałej
pracy. Wystarczy uświadomić sobie, że układ krążenia od chwili urodzenia
pracuje nieprzerwanie przez całe życie –ok. 70-80 lat. Jednocześnie jest w stanie
sprostać takim wyzwaniom jak ciężka praca fizyczna lub wysiłek podczas
zawodów sportowych. Jest to możliwe dzięki odpowiedniej budowie
anatomicznej i systemom autonomicznego zasilania i sterowania. W przekroju
poprzecznym, licząc od wewnątrz do zewnątrz, kolejne warstwy to: wsierdzie,
sierdzie i osierdzie. Wsierdzie składa się z jednej warstwy komórek
śródbłonkowych wyścielających jamy serca. Ich zadaniem jest stworzenie jak
najmniejszych oporów dla przepływu krwi i dzięki gładkiej, aksamitnej
powierzchni, zapobieganie wykrzepianiu krwi. Śródbłonek naczyniowy, którego
łączna masa u osoby dorosłej to ok. 1 kg stanowi jednocześnie ważny narząd
wewnątrzwydzielniczy – przede wszystkim czynników regulujących kurczenie i
rozszerzanie się naczyń krwionośnych takich jak tlenek azotu, prostaglandyny,
tromboksan. To właśnie technologiczne odtworzenie funkcji śródbłonka stanowi
największą i niepokonaną dotąd barierę w tworzeniu sztucznego serca – czyli
urządzenia mechanicznego zastępującego serce biologiczne. Sierdzie, czyli
właściwy mięsień sercowy, składa się z włókien mięśni poprzecznie
prążkowanych, ułożonych w poszczególnych warstwach okrężnie, poprzecznie
i skośnie. Dzięki takiemu układowi możliwy jest skomplikowany mechanizm
skurczu – wystarczy uświadomić sobie, że serce jednocześnie skraca się
podłużnie i wykonuje obrót, przy czym koniuszek i podstawa obracają się w
przeciwnych kierunkach… Ponadto z faktu, że serce jest mięśniem poprzecznie
prążkowanym wynika możliwość poddania go treningowi i osiągnięcia jeszcze
lepszej wydajności. Podobnie do pozostałych mięśni poprzecznie prążkowanych
mięsień sercowy po uszkodzeniu np. w czasie zawału serca można próbować
poddać regeneracji. Czynione są próby za pomocą podawania czynników
wzrostu lub komórek macierzystych – wstępne wyniki są zachęcające. Ostatnia
warstwa serca to osierdzie – worek otaczający mięsień sercowy, zbudowany z
błony surowiczej, podobnej do otrzewnej i opłucnej. Jego zadaniem jest
ochrona serca od szkodliwych czynników i czynnościowe odizolowanie układu
krążenia od zmian ciśnienia w klatce piersiowe,j związanych z oddychaniem.
Natomiast autonomiczny układ zasilania serca to naczynia wieńcowe, prawa i
lewa tętnica wieńcowa, odchodzące bezpośrednio od aorty i dostarczające krew
do mięśnia sercowego. Ich uszkodzenie w procesie miażdżycowym prowadzi do
choroby wieńcowej i zawału serca. Z kolei zabiegi na naczyniach wieńcowych,
ich udrażnianie i poszerzanie, to główna domena kardiologii inwazyjnej.
Natomiast operacje wszczepienia pomostów aortalno-wieńcowych (by-pass) to
jedne z najczęściej wykonywanych zabiegów kardiochirurgicznych.
Autonomiczny system sterowania to tzw. układ bodźco-przewodzący serca –
jest zbudowany z komórek mięśniowych, które zatraciły zdolności kurczliwe, a
nabyły właściwości przewodzenia impulsów elektrycznych, podobnie do
komórek nerwowych. Układ ten jest nazywany też rozrusznikiem serca,
ponieważ przez analogię do samochodu impuls elektryczny wywołuje zapłon –
w przypadku serca – skurcz mięśnia sercowego. Jak widać, każdy z nas posiada
w sobie swego rodzaju skarb, dbajmy o niego jak najlepiej, by cieszył nas jak
najdłużej.