Pazi nase
April 2021
Fotografija: Domen Grögl

April 2021

Brez srca in krvi bi bili lahko veliki le nekaj milimetrov

Odkar je diplomiral iz biologije in doktoriral iz medicinskih znanosti, je priznani znanstvenik prof. dr. Marko Kreft očaran nad fiziologijo človeka in živali. V zanimivem pogovoru govori o dosedanji in prihodnji evoluciji srca ter o osupljivih zanimivostih obtočil.

Večno vprašanje: kura ali jajce, kri ali srce?

Že pri enoceličarjih se je začel pojavljati izziv, kako snovi transportirati po telesu. Toda pojav srca in ožilja je močno povezan z velikostjo organizmov. Pri majhnih organizmih so se snovi lahko prenašale s procesom difuzije. Podoben proces je denimo, ko puding potresete s kakavom in opazujete, kako se njegovi delčki postopoma razlezejo. Vendar pa je ta proces učinkovit na krajše razdalje, v naravi je to razdalja ene celice. Če je organizem večji, postane neučinkovit. Brez neke vrste srca bi bili vsi organizmi lahko veliki samo nekaj milimetrov.

Če bi ljudje snovi po telesu transportirali z difuzijo, bi vdihnjen kisik potreboval eno leto, da bi prišel v vse celice!

Zato se je v naravi postopoma pojavila neka vrsta krvi. Ta se je najprej prosto pretakala, pri čemer so ji pomagale gladke mišice. Nato so se razvile žile, po katerih pa je treba kri pognati. Evolucijsko nujen je bil zato razvoj srca. Pojavilo se je pred okoli pol milijarde let.

Se je torej srce razvilo iz žil?

Najprej se je srce iz žil z mišično steno razvilo kot močnejša mišica z več razdelki. Lahko se je krčila ali širila. Mišični del žile se je nato močno okrepil in izoblikovalo se je preprosto srce. Pri sesalcih se je nato razvilo prekatno srce.

Kaj pa vpliva na velikost srca v naravi?

Srce je praviloma relativno večje pri manjših živalih. Ključ je v izgubi toplote. Večje kot je telo, manj toplote izgublja skozi površino. Če imate velik lonec juhe, se počasneje ohlaja, kot če isto količino razdelite na krožnike. Podobno je pri živih bitjih.

Da lahko majhne živali ohranjajo telesno temperaturo, imajo visoko stopnjo presnove, zato morajo imeti učinkovitejši prenos krvi v vsa tkiva.

Tako imajo manjše živali praviloma višjo frekvenco srca kot večje.

Ali višja frekvenca srca pomeni tudi krajše življenje?

Velike živali imajo bistveno nižjo stopnjo presnove kot majhne, zato je tudi njihova frekvenca srca nižja, življenje pa daljše. Vse to (in tudi delovanje drugih organov) vpliva na dolgoživost.

Človeški utrip v mirovanju je denimo 70 utripov na minuto, kokoš pa ima frekvenco bistveno višjo – 300! Vendar pa zaradi visoke stopnje presnove tudi živi manj časa.

Kokoš in človek imata v življenju približno enako število »razpoložljivih« utripov srca, okoli dve milijardi. Zato tudi kit, ki ima počasnejšo presnovo od nas, srce pa mu bije z 20 utripi na minuto, lahko teoretično živi dlje kot človek.

V zadnjih desetletjih vse bolj govorimo o stresu, pri katerem se utrip bistveno pospeši. Se lahko morda evolucijsko prilagodimo na visok utrip in nas stres ne bo več »ubijal«?

Lahko, seveda, človeška evolucija se ni ustavila. Je pa zelo počasna, meri se v sto tisoč letih. Zato bi moral biti evolucijski pritisk, denimo stres in s tem povišan utrip, močan in dolgotrajen, da bi se začele dogajati evolucijske spremembe. Podobno se je razvila toleranca za mleko. Ljudje prvotno nismo bili prilagojeni na uživanje mleka. V času razvoja živinoreje pa je postala zmožnost pitja mleka  velika evolucijska prednost, zato se je pri človeku postopoma začel izražati gen za laktozno toleranco.

Skozi evolucijo pa so se razvile tudi zelo različne oblike srca. Zakaj?

Težko je enoznačno odgovoriti, ampak del odgovora je, da imamo drugačne prednike in evolucijo. Srce pri dvoživki tako ne more biti samo pomanjšano srce sesalca. Pri dvoživkah denimo srce nima srčnih žil in se prehranjuje s procesom difuzije. Človeško pa je tako veliko, da bi bil tak proces preskrbe srca s krvjo prepočasen. Zato naše srce »hranijo« koronarne arterije. In tu je eden od virov težav z delovanjem človeškega srca. Te arterije so namreč občutljive in morajo delovati brezhibno, da srce preskrbijo s krvjo. Če ni tako, nastanejo težave.

Pa imajo tudi živali težave s srcem?

Da, čeprav imajo živali v naravi redko takšno srečo, da umrejo zaradi srčno-žilnih bolezni.

Bolezni sodobnega človeka so tudi posledica daljšanja življenjske dobe ter odsotnosti infekcijskih bolezni in plenilcev.

So pa bile domače živali podvržene umetni selekciji. Tu je bistvena razlika med evolucijo domačih in divjih živali. Pri živalih smo izvajali selekcijo tako, da smo pri vsaki naslednji generaciji dajali prednost zaželenim lastnostim in jih s tem izboljšali. Vendar pa ni mogoče izboljševati vseh zaželenih lastnosti. Pri psih so tako nekatere pasme primernejše za čuvaja, druge pa za lov. In pri tem so druge lastnosti lahko v ozadju. Če naravna selekcija ne sledi umetni, ki je neprimerno hitrejša, nastane prepad, ki se praviloma kaže na negativen način, denimo pri vplivu na delovanje srca. Tako smo denimo ustvarili izjemno mišičasto govedo, ki pa ima zaradi večjega telesa, kot ga je ustvarila narava, lahko zdravstvene težave. Če športnik uživa anabolne steroide, pride do želenega učinka na eni strani, na drugi pa lahko do težav s srcem. Proces evolucije z naravnim izbiranjem deluje  celostno, umetno izbiranje pa le enostransko, zato imajo umetno razvite sorte rastlin in pasme živali razne težave in ne morejo preživeti v naravi.

V reviji za zdravje in zdrave odnose Pazi nase nobena težava, s katero se morda spoprijemate, ni tabu. Revijo si brezplačno prenesite na svojo napravo.
BREZPLAČNA E-REVIJA
Smo večji organizmi (tudi) zaradi velikega srca praviloma počasnejši?

Večji organizmi imamo večjo absolutno moč, relativne pa ne. Čudimo se težkemu bremenu mravlje, ki bi za nas v relativnem smislu bilo pretežko. V naravi namreč tudi sicer ne moremo kar premočrtno povečevati, denimo mravljinega bremena sorazmerno povečati in ga naložiti na hrbet človeka. Če povečamo majhen most, ga ne moremo le povečati na večje dimezije. Nekatere dele je  treba okrepiti, spremeniti.

Je pa srce neznansko delaven organ, kajne?

Človeško srce ni največje, a že če pogledamo njegove lastnosti, so te osupljive. Vsako minuto po telesu požene pet litrov krvi, v vsem življenju načrpa za cel olimpijski bazen krvi, približno med 100 in 200 milijoni litrov.

Se je pa v tako učinkovit organ razvilo tudi zaradi možganov. Naši možgani imajo  namreč daleč največje število nevronov v naravi in zase zahtevajo veliko energije. Predvsem pa so strašansko zahtevni v smislu preskrbe s kisikom; brez težav prenesejo le nekaj sekund brez kisika.

Srce je v veliki meri v službi možganov. Ko vstanete, mora že z naslednjim utripom po telesu intenzivneje poslati kisik. So pa tudi srca živali res zanimiva. Kolibrijevo srce utripne 1200-krat na minuto in je tako celo bolj vzdržljivo od našega, saj ga preseže v številu utripov v življenju. Na drugi strani imajo ogromne živali nizek utrip tudi zato, ker je njihovo veliko srce izziv napolniti s krvjo. Pomembno namreč ni le to, kako hitro kri izstopi iz srca, ampak je tudi pomembno, kako hitro se lahko napolni. To je podobno kot pri mehanskem motorju: motorji ogromneladje imajo nižjo frekvenco kot motorji na modelčku ladje, saj potrebujejo več vstopne energije za obrat. Ima pa denimo žirafa višjo frekvenco srca kot konj ali slon, ker mora kri do možganov visoko v zraku prečrpati pod višjim tlakom.

Številnim živalim se med hibernacijo srce skoraj ustavi. Smo pa nadzorovane upočasnitve srca sposobni tudi ljudje, kajne?

Na srčni utrip vplivajo hormoni in avtonomni živčni sistem. Ko smo v nevarnosti, ta sistem prepozna ogroženost in sproži izločanje cele vrste hormonov, denimo adrenalina. Da se ta hitreje požene po sistemu ter da so mišice močne in pripravljene na ukrepanje, se pospeši srčni utrip. Ta odziv je neodvisen od naše volje. Morda je zato že Aristotel, ki ga je srčno-žilni sistem izjemno zanimal, srce povezoval s čustvi, saj se na čustva s spreminjanjem utripa intenzivno odziva. A na drugi strani lahko z metodami umirjanja, ki delujejo na avtonomni živčni sistem, dosežemo, da se telo in s tem srce umiri. Potapljači na vdih denimo znajo umiriti srčni utrip že pred potopom, še bolj pa se umiri med njim. Na srce torej z nekaterimi metodami lahko vplivamo, s tem, ko se znamo umiriti, pa mu lahko celo pomagamo.

Preberite, kako se s stresom sooča jamarska reševalka Mateja Mazgan.

Fotografija: Domen Grögl

Seznam vseh člankov

Preberite tudi

Nazaj PREJŠNJI NASLEDNJI Naprej