технарь я вижу перед собой самой обычный двухступенчатый насос. Предсердие — всасывающая линия, желудочек — нагнетательная. И если врачи хотят понять, почему все так устроено, пусть почитают о преимуществах двухступенчатых насосов перед одноступенчатыми.
Я кивнул. Мне не было жалко ленивых врачей, не желающих читать про насосы. Я просто ждал развязки этой «сердечной драмы».
— Медики представляют себе работу сердца вот так, — Голованов положил передо мной диаграмму давлений в сердце из какого-то медицинского учебника. — Но с точки зрения гидравлики то, что здесь нарисовано, просто чушь. Вот как на самом деле должен работать и работает двухступенчатый насос.
Передо мной появилась другая диаграмма. Она хотя и была похожей, но отличалась от первой довольно существенно. Я снова молча кивнул, стараясь не упустить нить. Голованов продолжал, и я буквально увидел своим мысленным взором, как артериальный насос нагнетает кровь в систему, как она через патрубок аорты и шланги артерий раздается потребителям. Кровяные русла ветвятся, и заканчивается все это капиллярами — такими тонкими, что эритроциты в них застревают. Капилляры пористые, из них в межтканевую жидкость вытекает соленая вода со всякими полезными веществами. То есть клетки нашего тела как бы продолжают плавать в океане, поскольку их по-прежнему окружает жидкая среда, из которой они забирают нужное и в которую «какают» ненужным. С этой точки зрения человек — водяной пузырь с оболочкой, заключающей в себе как бы часть первобытного океана.
— Получается, что кровеносная система разомкнута! — волнуясь, продолжает Голованов. — То, что сердце нагоняет в артерию под давлением 120 миллиметров ртутного столба, в конце пути вытекает в межтканевую жидкость, давление которой 25 миллиметров. А дальше всю гадость, выделенную клетками, надо собрать в венозные капиллярчики, прогнать через фильтры, насытить кислородом в легких, добавить питательных веществ из кишечника и погнать по второму кругу. Но для начала отходы надо всосать в вены из межклеточного пространства. А это нетривиальная задача! Ведь венозное сердце должно работать на всасывание, а всасывающий насос…
— Погодите! — я встал со стула, прошелся по душной комнате с тарахтящим вентилятором, посмотрел на развевающуюся занавеску, на горы книг, лежащие повсюду, и вытер пот со лба. — Погодите. До венозной крови мы еще доберемся. Нам пока нечем гонять артериальную. Вы же говорили, что сердце для такой работы не годится — там всего 10 ватт мощности. Если бы вам, как Создателю, дали техзадание — продавить жидкость в сеть тонюсеньких труб огромной длины, какой мощности насос вы бы поставили?
Голованов покачал головой:
— Я бы не взялся. Сто тысяч километров труб! Гидродинамическое сопротивление в такой системе стремится к бесконечности. Задача не имеет решения: чтобы додавить кровь до капилляров, понадобился бы насос такой мощности, что аорту пришлось бы делать из многослойной стали метровой толщины — как ствол корабельного орудия.
Я остановился и снова вытер пот со лба. Как же здесь все-таки жарко!
— Ну, ладно, а как эту закавыку преодолевают медицинские теоретики? У них ведь есть какое-то объяснение?
Вместо ответа Голованов сунул мне потрепанную медицинскую книжку:
— Полюбуйтесь. Для того чтобы выкрутиться из положения, они отказываются от гидродинамики и используют… электротехнику — закон Кирхгофа! А там складываются величины, обратные сопротивлениям. И у них получается, что сопротивление потоку жидкости в широкой аорте больше, чем в миллионах тончайших капилляров! Абсурдность этого вывода ясна любому сантехнику, но почему-то не ясна академикам медслужбы.
Жидкость и электрический ток уподоблять нельзя, потому что электроны текут в сосудах без стенок — проводниках. И сопротивление проводника зависит в основном от свойств материала. У серебра сопротивление меньше, у свинца больше. Это электротехника. А в случае с жидкостью — совсем другой коленкор: жидкость тормозится именно о стенки трубы! То есть чем меньше просвет и чем больше относительная площадь стенок, тем ужаснее сопротивление. Уменьшите диаметр трубы вдвое, и ее окружность уменьшится тоже вдвое, а вот просвет (площадь сечения) — в четыре раза. В тонких сосудах площадь стенок умопомрачительная, а просвет — мизерный. Лепешки эритроцитов в самых узких местах аж сворачиваются трубочкой и протискиваются через сосудик по одному. Это гидродинамика. И при чем тут закон Кирхгофа?..
Пробежав глазами в протянутой мне Головановым медицинской книжке эти странные теории, находящиеся на стыке физики с идиотизмом, я сначала закрыл книгу, потом закрыл глаза и задумался. Инженерное решение проблемы должно было быть простым и изящным.
— Так, Иван Иванович. Подобное бывает в радиосвязи: если сигнал гаснет, нужны ретрансляторы. Если одним насосом жидкость доставить к пункту назначения нельзя, значит, нужны промежуточные подкачивающие станции. Причем очень много. Вот и все. Ищите. Должны быть. Чудес не бывает…
— Сердце задает ритм, проталкивая небольшую порцию крови с небольшим давлением в аорту. А дальше сами сосуды, начинают ритмичной волной проталкивать кровь. Перистальтика — как в кишечнике! Те самые подкачивающие станции — это сами сосуды. Каждый сосуд оплетен мышечной тканью. Медицина говорит, что эта гладкая мускулатура нужна для сужения просвета сосудов. А я полагаю, что она также участвует в движении крови, волнообразно проталкивая ее вперед. И на долю сердца, по моим расчетам, приходится не более 1 % энергии, которая требуется на прокачку артериальной крови. И характер распределения давлений в аорте мою гипотезу подтверждает.
— Ну и прекрасно, — я поправил вентилятор, чтобы получше дул в нашу сторону. — С этим разобрались. А какие у нас там проблемы с возвратом крови?
— Есть проблемы. И гораздо большие! Но почему-то современная медицина на эти проблемы никакого внимания не обращает. На Российском национальном конгрессе кардиологов из 1500 докладов только два были посвящены венозному возврату. Причем в первом из них сказано, что «венозная система сердца при хронической сердечной недостаточности практически не изучена». А я скажу, что она вообще плохо осмыслена! Вот смотрите. У нас максимальное артериальное давление, как известно, 120 мм ртутного столба (давление здорового человека 120 на 80). А что остается от этих 120 мм в конце пути? Практически ничего! Оно сбрасывается в капиллярах и межтканевой жидкости практически до нуля (25 мм). И встает задача — как загнать кровь обратно в сердце.
— У нас же в сердце стоят два насоса. Артериальный нагнетает в систему. А венозный пусть всасывает.
— «Пусть всасывает…» А вы знаете, что в технике всасывающая линия насосной станции — один из самых ответственных элементов системы! От нее зависит, будет работать станция или нет. Причем это очень сложный расчет, им владеют даже не все специалисты. Многие инженеры не умеют рассчитывать всасывающую линию и сводят этот вопрос к автоматизму — всасывающий насос просто размещают ниже резервуара с перекачиваемой жидкостью. Это называется «насос под заливом». Иначе никак! Ведь всасывающий насос, создавая вакуум, не может поднять жидкость выше определенного уровня. Для ртути этот столбик составляет 760 мм, для воды — 10 метров. Дальше вес столба жидкости уравновешивается атмосферным давлением. Собственно говоря, это ведь атмосферное давление загоняет жидкость наверх, а насос просто убирает над столбом жидкости воздух. И жидкость поднимает вверх до тех пор, пока ее вес не станет равным весу «атмосферного столба».
— А как же воду на 12-й этаж закачивают, это ведь выше 10 метров? — спросил я. Нет, жара положительно мешала мне соображать…
— Нагнетательным насосом. А всасывающий насос даже по горизонтали не подкачает воду с расстояния дальше, чем в несколько десятков метров! Потому что существует сопротивление труб. Сколько ошибок делают проектировщики на этом! У меня самого такое случалось. Хочешь сэкономить на заглублении подстанции, решаешь поставить насос чуть повыше, а он потом полметра не дотягивает. Потому что тут колено, там колено — а это лишнее сопротивление…
На практике при трубе в полметра диаметром насос не поднимет воду выше, чем на три метра. А с уменьшением диаметра потери растут в геометрической прогрессии! И, учитывая, что в теле человека общая протяженность сосудиков только диаметром 0,1 мм составляет 50 000 км, о всасывании можно забыть.
