Таким образом, работа сердца находится под двойным контролем: она подчиняется как местным (автономным) регулирующим воздействиям, так и центральной нервной системе.
За сутки через коронарные артерии протекает более 500 л крови. В нашем организме нет другой такой мышцы, которая зависела бы от кровоснабжения в столь высокой степени, как миокард.
Для сокращения сердечной мышцы, как и для любой работы, необходима энергия. В живых организмах энергия, освобождающаяся при окислении углеводов, жиров и белков, используется вначале для образования в клетке универсального химического «топлива» – аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).
Это соединение имеет богатые энергией фосфатные соединения, одна из которых под действием специального фермента расщепляется, что сопровождается высвобождением энергии. В сердечной мышце эта энергия служит для мышечного сокращения. При этом АТФ, потеряв частицу фосфорной кислоты, превращается в аденозиндифосфорную кислоту (АДФ). Запасы АТФ в сердечной мышце невелики. Их достаточно только для нескольких сокращений. Поэтому одновременно с расходованием АТФ происходит постоянное ее восполнение за счет обратного превращения АДФ в АТФ.
Сердечная мышца, кроме того, располагает еще одним источником энергии, также имеющим в своем составе фосфатную связь, – фосфокреатином (ФК). АТФ и ФК действуют как единая система. В «трудную минуту» ФК передает богатую энергией фосфатную связь АДФ, превращая ее в АТФ. Оборот АТФ и ФК в сердечной мышце очень высок и непрерывен. Сердце взрослого человека содержит около 1 г АТФ, а его суточный оборот равнозначен синтезу почти 20 кг. Это требует непрекращающегося поступления в мышечные клетки кислорода и окисляемых веществ. Именно в этот период сердечная мышца получает артериальную кровь через коронарные сосуды и вместе с ней – кислород. Организм взрослого мужчины в покое нуждается примерно в 375 л чистого кислорода в сутки. Из этого количества около 40 л, или более 10 %, потребляет сердце. Из всех органов и тканей только сердце обладает наибольшей способностью «извлекать» транспортируемый кровью кислород. При прохождении крови через коронарные артерии сердечная мышца забирает 70–75 % растворенного в крови кислорода, тогда как другие органы и ткани – только 35 %. Эта уникальная особенность сердца свидетельствует о высокой интенсивности обмена веществ в сердечной мышце и постоянно протекающей регенерации АТФ и ФК, необходимых для осуществления сердечных сокращений.
Сердце в качестве основного «топлива» использует жирные кислоты, тогда как мозг – глюкозу. Выход энергии при окислении жирных кислот более чем в два раза превышает таковой при окислении равного по массе количества глюкозы.
В норме коронарные (венечные) артерии вполне обеспечивают питание сердца, несмотря на то, что оно резко меняет в короткие промежутки времени интенсивность своей деятельности в соответствии с потребностями организма. При физической нагрузке здоровое сердце легко справляется с повышенной работой. При этом через коронарные артерии к сердцу подается большее, чем в покое, количество артериальной крови, что обеспечивается увеличением сердечного выброса крови в единицу времени, расширением просвета коронарных артерий. В условиях непрерывной нагрузки число сердечных сокращений быстро нарастает, а время расслабления сердца, необходимого для его отдыха, при этом уменьшается. В итоге быстро наступает кислородное голодание и утомление сердечной мышцы. Это связано еще и с характером кровотока в артериях сердца. Так, в момент сокращения сердца (систолы) кровоток в аорте и отходящих от нее артериях ускоряется, во время расслабления сердца (диастолы) – несколько замедляется. В сосудах же, питающих сердечную мышцу, наоборот: при сокращении сердца его сосуды, особенно мелкие, сдавливаются. Поэтому во время систолы кровоток в сосудах сердца тормозится, а во время диастолы – усиливается.