Работа сердца: принцип гидроудара
Исследователь В.Л. Говтвяненко, в фокусе внимания которого оказалась работа сердца, подошел к данному вопросу с позиции, новой для современной науки. Автор опирается на системный подход и учитывает до сих пор накопленные знания таких дисциплин, как медицина, физика, химия, антропология, причем берет их в комплексе. Поэтому и те выводы, к которым он приходит, кажутся, по меньшей мере, необычными, и идут в разрез с теми знаниями, которые мы привыкли находить в учебниках.
Итак, система работы человеческого организма «дыхание-кровообращение» носит автоматический характер. Система включает в себя следующие органы: 1.Трахея – орган, связывающий легкие с атмосферой. 2. Легкие – орган, создающий с точки зрения физики механическое давление и разрежение газообразной среды в альвеолах. 3. Сердце – орган распределения кровотока всего организма. Функционально это распределение осуществляется через скорость протока крови, а исполнительным механизмом являются клапаны сердца. 4. Сосудистая система – предназначена для обеспечения направленного потока крови по всем органам и тканям.
Особенность протока жидкости, в данном случае крови, по замкнутой системе кровообращения состоит в том, что при прохождении через сердце образуется гидроудар. Кровь – это несжимаемая жидкость, а поэтому, когда направленный поток ее быстро остановить, что осуществляют фактически сердечные клапаны (клапаны сердца открываются и закрываются за единицу времени приблизительно в 0,05сек), однако движение крови на атомно-молекулярном уровне не останавливается, т.е. поток продолжает течь всё равно. А поэтому кровь по всему объему камеры сердца и, особенно на границе камера – клапан, создает большое давление, которое в десятки раз превышает давление в системе наполнения камеры до клапана. Такой процесс носит название гидроудара.
Природа гидроудара на атомно-молекулярном уровне науке до сих пор не ясна. Ясно только одно: этот механизм обладает очень большой энергией, способной сохраняться и самовоспроизводиться длительное время. Явление гидроудара можно наблюдать, например, в водопроводных трубах, когда их разрывает и слышится постоянный рокот. На принципе гидроудара некоторые первоиспытатели основывают работу вечного двигателя. Примерами таких вечных двигателей пестрит интернет.
Но вернемся к работе сердца. Величина гидроудара в организме человека зависит от эластичности материала, предела возможного расширения объема предсердий и желудочков, скорости протока крови, параметров самой крови (вязкость, насыщение кислородом или углекислым газом и других данных) и основной характеристики самих клапанов – величины открытого отверстия, времени их открытия и закрытия и некоторых других данных. Кровь, заполняя соответственно свои камеры – правое предсердие и желудочек, левое предсердие и желудочек, при срабатывании клапанов создает гидроудар, что определяет скорость и давление крови по всему протоку системы кровообращения. В системе кровообращения максимальной величины гидроудар определен левой половиной сердца, что обеспечивает выброс крови в аорту со скоростью 25 м/сек при давлении 120 мм рт.ст. и дальше по всей системе в соответствие с потребностью каждого органа и ткани организма.
Особенностью работы системы дыхание-кровообращение является автоколебательный режим. С момента рождения – первого самостоятельного вдоха – и до конца жизни человек запускает свою систему, и дальше она работает в автоколебательном режиме. Автоколебательный – это такой режим работы, в котором система для своего поддержания получает внешнюю периодическую силу.
Рассмотрим источник и поступление этой внешней периодической силы в систему дыхание-кровообращение. Легкие через трахею связаны с атмосферой. Между грудной и легочной плеврой давление ниже атмосферного. Легкие состоят из множества упругих альвеол, густо переплетенных капиллярами. Вдох-выдох длится приблизительно две секунды. Что происходит при вдохе? Воздушная среда под действием атмосферного давления растягивает упругие альвеолы, что не только насыщает кровь кислородом, но и создает давление в легочных капиллярах, тем самым создается проток крови по легочным венам в левое предсердие. Создавшееся давление в предсердии открывает клапан, и кровь течет в желудочек.
Клапан открывается за время 0,05сек, что вызывает гидроудар, то есть многократное увеличение давления. Это – гидроудар первой ступени, а срабатывание клапана желудочек-аорта вызывает гидроудар второй ступени, что и выбрасывает кровь в аорту с большим давлением и скоростью протока. Параллельно с наполнением левой половины сердца наполняется и правая половина, в которой идентично проходят две ступени гидроудара и кровь с правого желудочка выбрасывается в легочную артерию.
Атмосферное давление в процессе вдоха – это внешняя периодическая сила, поддерживающая систему дыхание-кровообращение в автоколебательном режиме. За время вдоха в системе кровообращения происходит приблизительно два цикла. Одновременно с насыщением крови кислородом в объем альвеол выделяются газообразные отходы жизнедеятельности клеток, а поэтому при выдохе многие альвеолы уже наполнены углекислым газом и другими отходами. Кровь, претерпев процесс гидроудара второй ступени, выталкивается из правого желудочка под давлением приблизительно 20 мм рт.ст. и дальше по легочным артериям и капиллярам под давлением выше атмосферного, что выталкивает газообразное содержание альвеол в окружающую среду. Одновременно со вдохом сокращаются межреберные дыхательные мышцы и диафрагма, а при выдохе мышцы расслабляются, что способствует наполнению и разрежению альвеол и приводит каждый орган и весь организм в целом в синхронно колебательный процесс системы дыхание-кровообращение каждой клетки.
ВЫВОДЫ:
1. Система дыхание-кровообращение работает в автоколебательном режиме, в котором атмосферное давление посредством легких задает период и частоту волновых колебаний всей системы. Эта периодическая сила создает скорость протока крови в левое предсердие, в котором происходит гидроудар, и теперь уже со значительно большей скоростью кровь устремляется в левый желудочек, где происходит вторая ступень гидроудара, что и выбрасывает кровь в аорту со скоростью приблизительно 25 м/сек. И дальше все органы до уровня клетки приходят в синхронное колебание, что в конечном итоге выражается скоростью протока крови в каждом органе в зависимости от его нагрузки в данный момент времени. Одновременно с левой половиной сердца наполняется правое предсердие и желудочек, где также происходят гидроудары двух ступеней. Физически левая половина сердца является генератором данного конкретного организма, но частоту колебаний определяет правое предсердие в зависимости от количества углекислого газа, а исполнительным механизмом такого изменения частоты, является тонкая перегородка между предсердиями.
2. Автоматизм работы системы дыхание-кровообращение с учетом возможностей человека в области материаловедения позволяет сделать искусственное сердце-протез в объеме и габаритах его природного аналога из специального медицинского силикона. При этом никакого дополнительного источника энергии такому искусственному сердцу не требуется. Сердце природой сконструировано как исключительно механическая система. Работа сердца производится таким образом. Очень маленькая доза крови синхронно впрыскивается ОДНОЙ из четырёх легочных вен в сердце каждую секунду, при этом остальные три вены в это время ОТДЫХАЮТ, что придает сердцу механическое колебание с частотой приблизительно 1Гц. Это колебание приводит в такой же колебательный процесс все наши клетки, а именно - капилляры и другие мелкие сосуды, снабжающие через кровоток наши органы кислородом, питанием и выводящие отходы. Поэтому-то сердце перекачивает всего лишь 5-6л крови. И поэтому основная нагрузка в организме ложится не на сердце, а на ЛЕГКИЕ, и природа это выполнила путем работы одной легочной вены каждую секунду, остальные три ожидают своей очередности.