Если же волна наталкивается на крупное препятствие, ее структура может разрушиться, и ее края будут отставать от центральной секции волны, заставляя ее заворачиваться назад (подобно тому, как вода, наткнувшись на крупный камень, создает вихревое движение ниже по течению). Когда такая волна проходит достаточно большое расстояние, ее края становятся центром круглой (или спиральной) волны.
Круговое движение отражает потребность сердечной ткани в рефракторной фазе, прежде чем она вернется к возбужденному состоянию и сможет распространить волну дальше, не позволяя ей угаснуть. Проще всего реализовать такое движение в виде спирали, классического психоделического образа, которая исходит из одной фиксированной точки и движется по кругу, постепенно удаляясь. В ходе своих экспериментов с медузами Майнс обнаружил, что эти спиральные волны поддерживают сами себя – они могут сколько угодно раз возвращаться в ткани, уже восстановившие возбудимость.
Спиральные волны имеют двойственную природу. Они возникают из дыма в холодном воздухе или когда вода течет по камушкам. Они встречаются как в сверхпроводниках и скоплениях множества амеб, так и во многих химических реакциях. Даже видимое вещество Вселенной собирается в спиральные галактики. Учитывая то, как часто спираль встречается в природе, нет ничего удивительного в том, что она может возникнуть и в сердце.
Майнс наблюдал реципрокную иннервацию только в низших организмах, в основном у рыб, но вскоре, уже в 1924 году, была подтверждена возможность возникновения этого феномена и в сердце человека. Сегодня уже признано, что именно спиральная реципрокная волна является причиной большинства аномально быстрых сердечных сокращений, в том числе желудочковой фибрилляции, занимающей в Западной культуре первое место среди причин смерти от сердечно-сосудистых заболеваний.
Во время желудочковой фибрилляции сердце бьется настолько быстро и аритмично, что перестает накачивать кровь в мозг, легкие и другие жизненно важные органы, вызывая критическое падение давления и стремительную гибель клеток. Сердце продолжает трепыхаться, но кровообращение фактически останавливается
[54]. «Внезапная остановка сердца, как правило, не принимает форму простого замирания желудочковых движений, – писал в 1889 году шотландский физиолог Джон Александр Макуильям. – Напротив, она принимает форму яростного, но аритмичного и раскоординированного проявления желудочковой энергии».
Каждый час в США у 40 мужчин и женщин во внебольничных условиях происходит остановка сердца, чаще всего именно в форме желудочковой фибрилляции. Девять из десяти пациентов умирают еще до того, как попадают в больницу.
У людей из этнических меньшинств и сообществ с низким социально-экономическим уровнем шансов выжить особенно мало, возможно, из-за того, что у них нет доступа к дефибрилляторам, или потому, что специалисты не знают, как проводить комплекс действий по сердечно-легочной реанимации. У тех, чье сердце остановилось в больнице, шансов выжить тоже не очень много, всего около 25 %. За последние несколько десятилетий смертность снизилась благодаря возникновению множества отделений кардиореанимации, программ просвещения населения касательно оказания первой медицинской помощи и общего развития кардиологической электрофизиологии. Невзирая на прогресс, желудочковая фибрилляция остается смертельным приговором для миллионов людей по всему свету. Каждые тридцать три секунды один американец умирает от сердечно-сосудистого заболевания (в том числе инсульта и остановки сердца), и на долю этих заболеваний приходится почти одна из четырех смертей по стране; финальной точкой в жизни этих людей становится желудочковая фибрилляция. Дарующее жизнь сердце становится и Жнецом, ее забирающим.
Желудочковая фибрилляция чаще всего происходит в больном сердце, когда травмированные клетки и нарушенная проводимость создают условия для реципрокной иннервации. При этом – и это не может не шокировать – фибрилляция может начаться и в здоровом сердце.
Пожалуй, самым важным открытием Майнса было обнаружение экспериментальным путем в сердечном цикле краткого периода, названного им «периодом уязвимости». Это около десяти миллисекунд, когда электрический шок или обычный удар в грудь, когда механическая энергия преобразовывается в электрическую, может привести к фибрилляции абсолютно здорового сердца. Для демонстрации этого явления Майнс разработал аппарат, управляемый с помощью ключа от передатчика Морзе, состоявший из двух платиновых электродов, расположенных на желудочках сердца кролика. В ряде случаев он обнаружил, что «один щелчок ключа Морзе, сделанный в конкретный момент, мог запустить фибрилляцию». Самым важным в этой ситуации был выбор правильного момента. «Стимуляция за пределами определенного, очень краткого промежутка времени никогда не приводит к возникновению фибрилляции», – писал об этом Майнс. Стимулирование до начала периода уязвимости не давало никакого эффекта; стимулирование после этого периода просто вызывало одно дополнительное сокращение сердца. Зато стимулирование в период уязвимости могло привести к возбуждению тканей, еще восстанавливающихся от предшествующего сокращения, и инициировать фибрилляцию. В отчете 1913 года «О динамическом равновесии в сердце»
[55] Майнс написал, что его открытие «предположительно объясняет важное и интересное явление, называемое delirium cordis», то есть «бред сердца».
Понятие периода уязвимости чрезвычайно важно для понимания того, почему здоровое сердце может ударить само себя током. Например, когда здоровый молодой спортсмен падает замертво после попадания в грудь бейсбольного мяча или хоккейной шайбы, это происходит из-за того, что удар в сердце пришелся на период уязвимости. Ученые подтвердили наличие периода уязвимости у млекопитающих, ударяя закрепленным на алюминиевом древке бейсбольным мячом в грудь находящимся под наркозом поросятам в возрасте от восьми до двенадцати недель в разные моменты сердечного цикла. Они обнаружили, что удар, нанесенный примерно через 350 миллисекунд после предыдущего удара сердца, в отрезок времени длиной 10 миллисекунд, может вызвать остановку сердца.
Остановка здорового сердца также объясняется реципрокной иннервацией. В больном, шрамированном сердце несложно представить себе, как это происходит. Мы уже знаем, что волна разбивается об инертную ткань шрама, и ее края закручиваются в спирали. Но реципрокный процесс может возникнуть и при отсутствии рубцовой ткани. В таких случаях волна разбивается о другую волну и начинает кружиться вокруг клеток, еще находящихся в рефракторной фазе после прохождения второй волны. Этот вид реципрокного процесса называется функциональным (есть еще и анатомический), и он ничуть не менее смертельный. Чтобы создать спиральную волну, столкнувшись с другой волной, импульс должен возникнуть в конкретный момент в конкретном месте. Именно этот период уязвимости и обнаружил Майнс в ходе своих экспериментов с кроликами.
