|
"Золотое
сечение"
и деятельность сердца
|
|
В.
А. Цветков
кандидат биологических наук |
|
|
Идея
о гармоничности мира и систем, связанная с отношениями противоположностей
внутри объекта, не нова. Она восходит к философии Древней Греции.
"Бог, — учил великий философ и геометр Пифагор, — это единство,
а мир состоит из противоположностей. То, что приводит противоположности
к единству и создает все в космосе, есть гармония. Гармония является
божественной и заключается в числовых отношениях..." [I]. В наши
дни идея гармонии систем приобретает все большее признание. Предпринимаются
усилия по выявлению меры структурной гармонии систем, исходя из противоположностей
в объекте, ибо, как пишет Э. М. Сороко, "гармония не обладает
каким-либо смыслом вне противоречивости" [2]. |
|
|
Деятельность
сердца характеризуется периодической сменой двух противоположных состояний
миокарда — напряжения (систолы) и расслабления (диастолы). Нами впервые
исследована структурная гармония сердца человека и млекопитающих в
покое и при физических нагрузках [3-5]. На основе общей теории систем,
разработанной Ю. А. Урманцевым [б], мы изучали сердце как систему
в естественном единстве ее функций, структуры и организации. Гармоническая
деятельность сердца связана с некоторым "набором" противоположностей
в кардиоцикле, а именно с систолической и диастолической составляющими
важнейших параметров деятельности сердца, таких, например, как длительность
кардиоцикла, давление в аорте, объем левого желудочка, коронарный
кровоток и т.д. Решено было проанализировать, в каком количественном
соотношении между собой находятся эти противоположности. В качестве
объекта исследования была выбрана структура сердечного цикла (ССЦ)
того или иного параметра, включающая в себя систолическую и диастолическую
части параметра и их сумму. Для математической оценки относительных
изменений этих параметров при изменении физической нагрузки было принято
отношение V /Vo, где Vo— частота сердцебиения в покое, V — частота,
соответствующая установившемуся режиму кровообращения организма при
некоторой постоянной кратковременной нагрузке (5-10 мин). Анализу
подвергались данные, полученные в эксперименте на здоровых взрослых
людях и животных. |
|
|
Нами установлено, что для каждого вида животных существует частота
сердцебиений Vk, при которой длительности систолы, диастолы и всего
кардиоцикла соотносятся между собою по пропорции "золотого сечения"
(таблица).
Следует отметить, что "золотая" частота практически равна
сердечному ритму здоровых, физически активных организмов в покое:
для человека Vk = 63 уд/мин, для собаки Vk = 94 уд/мин. Деятельность
сердца при Vk соответствует "золотому" режиму кровоснабжения
организма человека и животных.
Нами [4-5] показано, что "золотой" режим кровоснабжения
всего организма (и самого сердца в частности) является наиболее экономичным
по сравнению с другими режимами, соответствующими различным уровням
нагрузки: чем больше с увеличением нагрузки временная структура отклоняется
от "золотого" соотношения (V /Vk = 1) тем больше энергетическая
"цена" изгнания единичного объема крови. |
|
|
Нами
[4-5] были также проанализированы ССЦ гемодинамических параметров
микроциркуляторного участка коронарного русла (артериолы и капилляры)
в условиях покоя и мышечной нагрузки. Было установлено, что в "золотом"
режиме кровоснабжения организмов ССЦ рассмотренных параметров (давление,
кровоток, объем и проводимость микроциркулярной сети) соответствуют
"золотому сечению". В этом режиме транспорт единичного объема
кислорода в сердечные клетки имеет минимально возможную энергетическую
"цену". В условиях мышечной работы эта "цена"
возрастает пропорционально интенсивности физической нагрузки. Интересно
отметить при этом, что скорость отдачи кислорода в капиллярах и прекапиллярных
артериолах сердца соответствует числам Фибоначчи и в покое и при любой
нагрузке.
Анализ особенностей архитектоники кардиомиоцитов
и сердечной мышцы в целом, а также сопряжения сердца с аортой и
всей сердечно-сосудистой системой организма [4-5] позволяет заключить,
что адекватная механическая деятельность сердца как насоса, перекачивающего
кровь из вен в артерии, осуществляется при минимально возможном
расходе энергии и мышечного вещества и соответствует пропорции "золотого
сечения" и числовому ряду Фибоначчи.
Необходимо отметить, что потребление кислорода на
единицу производимой сердцем работы также сведено к минимуму. Показано,
что доставка этого минимального количества кислорода к месту его
утилизации в миокарде происходит с минимально возможными затратами
энергии, крови и сосудистого материала [4-5].
В итоге проведенного исследования выявилась общая
закономерность: каждое звено в системе сердца, начиная с субклеточных
параметров кардиомиоцита до сердечной мышцы, от структур эритроцита
до крови в целом, от отдельного сосуда до коронарного русла, имеет
оптимальную организацию и "золотое сечение" является гарантом
нормального, оптимального функционирования сердца и всей системы
кровоснабжения организма.
|
|
|
|
Таблица
Математическая оценка параметров ССЦ в условиях покоя и физической
нагрузки.
Параметры структуры сердечного цикла и
Математическая зависимость в покое и при нагрузке.
|
|
|
Временная
ССЦ (t) включает в себя длительности систолы ts,
диастолы tо и продолжительность всего кардиоцикла t. Под длительностью
систолы подразумевается время электромеханических процессов,
практически равное продолжительности электрической систолы (рисунок
1).
|
|
Механическая
ССЦ (Р) включает в себя среднее давление в аорте
Р и его систолическую Ps и диасто-лическую Po составляющие,
отнесенные к длительности сердечного цикла. |
|
Объемная
ССЦ (V) включает в себя ударный объем (объем изгнанной
крови) VS, остаточный объем (в конце изгнания) VD конечный диастолический
объем V левого желудочка. |
|
Кровотоковая
ССЦ (Q) включает в себя объем крови, протекающий
через микроциркуляторное русло сердца в течение сердечного цикла,
Q и его систолическую QS и диастолическую QD составляющие, отнесенные
к длительности кардиоцикла. |
|
Примечание.
Пределы отклонения исследуемых параметров от идеальных - 2-6%. |
|
|
|
|
Рисунок
1.
Электрокардиограмма человека по В.Д.Цветкову(1984): ts(n ),
tp(n ), t(n ) - длительности систолы, диастолы и кардиоцикла,
соответственно, при частоте сердцебиений n ; P,Q,R,S,T -зубцы
ЭКГ.
|
|
|
|
Литература
1.
Варден БЛ, ван дер. Пробуждающаяся наука. М: Гос изд-во ФМЛ, 1959.
146 с.
2. Сороко ЭМ. Структурная гармония систем. Минск: Наука и техника,1984.
264 с.
3. Цветков ВД. Ряды Фибоначчи и оптимальная организация сердечной
деятельности млекопитающих. Пущино: НЦБИ АН СССР, 1984. 19 с.
4. Цветков ВД. Системная организация деятельности сердца млекопитающих.
Пущино: ПНЦ РАН, 1993. 134 сс.
5. Цветков ВД. Сердце, "золотое сечение" и симметрия. Пущино:
ПНЦ РАН, 1997. 170 с.
6. Урманцев ЮА. Симметрия природы и природа симметрии. М: Мысль, 1974.
229 с. |
|
|
Научный
центр, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,
Пущино, Московская обл., Россия
Источник:
TERRA
MEDICA nova №4(13),1998 г. КАРДИОЛОГИЯ |
|