CHƯƠNG I. CƠ THỂ CON NGƯỜI LÀ MỘT KHỐI THỐNG NHẤT
3.2. Sinh lý tuần hoàn
3.2.1.1. Các đặc tính của tim
- Tính nhịp điệu (tính tự động) là khả năng tự phát xung động cho tim hoạt động được thực hiện bởi hệ thống dẫn truyền. Khi tách ra khỏi cơ thể và được nuôi trong môi trường dinh dưỡng đầy đủ thì tim vẫn hoạt động nhịp nhàng. Các phần của hệ thống dẫn truyền đều có khả năng phát ra các xung động với tần số khác nhau. Trong trạng thái sinh lý bình thường tim co bóp theo nhịp của nút xoang nhĩ và nhịp tim được gọi là nhịp xoang.
- Tính hưng phấn biểu hiện ở sự co bóp của tim vì nó có khả năng phát sinh điện thế hoạt động khi đáp ứng lại kích thích. Tính hưng phấn của cơ tim diễn ra theo quy luật “tất cả hoặc không có gì”. Kích thích vào cơ tim, nếu kích thích có cường độ dưới ngưỡng tim không đáp ứng trả lời. Kích thích vào cơ tim với kích thích có cường độ ngưỡng hoặc trên ngưỡng tim phản ứng trả lời là như nhau, tất cả tế bào cơ tim đều co với biên độ tối đa.
Đặc điểm của tính hưng phấn của cơ tim được giải thích là do cơ tim có cấu trúc theo kiểu hợp bào và có cầu nối nguyên sinh chất giữa các sợi cơ với nhau nên cơ tim hoạt động như một khối thống nhất. Như vậy khi kích thích vào cơ tim với kích thích có cường độ ngưỡng hoặc trên ngưỡng thì toàn bộ cơ tim đều co lại.
31
- Tính dẫn truyền biểu hiện ở khả năng dẫn truyền các điện thế hoạt động của cơ tim và hệ thống dẫn truyền hưng phấn trong tim (các nút, bó His, màng lưới Purkinje)
Hưng phấn bắt nguồn từ nút xoang nhĩ truyền tới tâm nhĩ theo kiểu nang hoa (hưng phấn truyền tới tâm nhĩ trái chậm hơn tâm nhĩ phải), hưng phấn tiếp đến hạch nhĩ thất trong khoảng thời và được giữ lại ở nút nhĩ thất, sau đó được truyền đến bó His, đến sợi Purkinje, đến sợi cơ tim ở tâm thất.
Quá trình dẫn truyền hưng phấn thay đổi ở các phần khác nhau của tim có ý nghĩa đối với hoạt động liên tục và nhịp nhàng theo một chu kỳ nhất định đảm bảo chức năng bơm máu của tim
- Tính trơ có chu kỳ biểu hiện sự khác nhau về tính hưng phấn của cơ tim trong các giai đoạn hoạt động của tim, được chi làm 4 giai đoạn:
Giai đoạn trơ tuyệt đối: tương ứng với quá trình khử cực của màng cơ tim.
Trong giai đoạn này một kích thích mới không có khả năng gây hưng phấn cơ tim.
Giai đoạn trơ tương đối: tương ứng với giai đoạn tái phân cực màng. Trong giai đoạn này kích thích có cường độ cao hơn ngưỡng mới có khả năng gây hưng phấn cơ tim
Giai đoạn hưng vượng: tương ứng với giai đoạn giảm phân cực màng. Trong giai đoạn này kích thích có cường độ dưới ngưỡng cũng có thể gây co cơ. Giai đoạn này rất ngắn, không phải bao giờ cũng có.
Giai đoạn phục hồi hoàn toàn: tương ứng với giai đoạn phân cực màng.
Trong giai đoạn này kích thích có cường độ ngưỡng có tác dụng làm cơ tim hưng phấn.
3.2.1.2. Chu kỳ hoạt động tin
Chu kỳ hoạt động tim (chu chuyển tim) là toàn bộ hoạt động của tim kể từ khi tim co lần trước đến khi tim bắt đầu co lần sau. Chu kỳ hoạt động của tim được chia làm 3 giai đoạn: giai đoạn tâm nhĩ thu, giai đoạn tâm thất thu và giai đoạn tâm trương toàn bộ.
Giai đoạn tâm nhĩ thu áp suất trong tâm nhĩ cao, van nhĩ thất đang mở, lượng máu còn lại (khoảng 1/4 lượng máu) bị đẩy từ tâm nhĩ xuống tâm thất. Kết quả áp suất tâm nhĩ giảm xuống đến mức có trị số âm (thấp hơn áp suất khí quyển), áp suất trong tâm thất thất tăng. Khi tâm nhĩ bắt đầu giãn ra tâm thất bắt đầu co.
Giai đoạn tâm thất thu được chia thành hai giai đoạn tăng áp và giai đoạn tống máu.
- Giai đoạn tăng áp: Mở đầu giai đoạn này là giai đoạn cơ tâm thất co không đồng thời, kết quả là áp lực tâm thất tăng đột ngột, cao hơn áp lực trong tâm nhĩ,
32
làm máu đẩy ngược về phía tâm nhĩ làm cho van nhĩ thất đóng và tạo ra tiếng tim thứ nhất. Tâm thất tiếp tục co bóp nhưng thể tích thì vẫn không thay đổi (co đẳng tích) đo đó, áp suất trong tâm thất tiếp tục tăng nhanh và van bán nguyệt mở ra.
- Giai đoạn tống máu: máu từ tâm thất được tống ra động mạch, được chia làm 2 giai đoạn nhỏ: giai đoạn tống máu nhanh tống 4/5 lượng máu vào động mạch;
giai đoạn tống máu chậm tống 1/5 lượng máu còn lại vào động mạch Giai đoạn tâm trương toàn bộ được chia làm 3 giai đoạn:
- Giai đoạn tiền tâm trương là giai đoạn mang tính chất quá độ giữa tâm thu và tâm trương. Cơ tâm thất ngừng co, van bán nguyệt vẫn mở.
- Giai đoạn cơ tim giãn đẳng kế: cơ tâm thất giãn, áp suất trong tâm thất nhỏ hơn áp suất trong động mạch, kết quả van bán nguyệt đóng lại.
- Giai đoạn đầy máu: cơ tâm thất tiếp tục giãn, áp suất trong tâm thất tiếp tục giảm xuống và nhỏ hơn áp suất trong tâm nhĩ. Máu từ tĩnh mạch đổ vào tâm nhĩ từ lúc tâm nhĩ ngừng co được đây xuống tâm thất qua van nhĩ thất (van nhĩ thất bắt đầu hé mở). Giai đoạn này chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn đầy máu nhanh và giai đoạn đầy máu chậm.
Tâm nhĩ bắt đầu co một chu kỳ hoạt động tim mới được tiếp tục.
3.2.1.3. Tần số tim, lưu lượng tim
Tần số tim là số lần tim co bóp trong 1 phút. Tần số tim thay đổi theo giới và theo độ tuổi. Ngoài ra tần số tim còn phụ thuộc vào trạng thái tâm lý và sinh lý của trẻ. Ví dụ, khi trẻ bị sốt, khi trẻ khóc, tần số tim tăng lên; khi trẻ ngủ hay khi lo sợ tần số tim giảm
Bảng 3.1. Biến đổi tần số tim theo tuổi của trẻ em Việt Nam (lứa tuổi tiểu học).
Tuổi Tần số tim (lần/phút)
Nam Nữ
6 92,3 ± 8,0 94,9 ± 7,1
7 90,4 ± 7,0 90,1 ± 7,0
8 88,7 ± 6,8 88,6 ± 6,6
9 86,9 ± 7,2 86,9 ± 7,5
10 84,9 ± 7,0 85,5 ± 7,7
11 83,0 ± 7,1 84,3 ± 5,4
Lượng máu do một tâm thất đẩy vào động mạch trong một lần co gọi là thể tích tâm thu. Lượng máu do một tâm thất đẩy vào trong động mạch trong một phút gọi là thể tích phút hay còn gọi là lưu lượng tim.
33
Thể tích tâm thu, lưu lượng tim tăng dần trong quá trình phát triển ở trẻ em: 7 tuổi thể tích tâm thu đạt 24ml máu, 12 tuổi đạt 41ml máu. Thể tích tâm thu và lưu lượng của tim không ổn định, thay đổi tùy theo trạng thái cơ thể và tăng nhiều khi hoạt động mạch đặc biệt là khi lao động nặng.
3.2.1.4. Điều hòa hoạt động tim
Hoạt động của tim được điều hoà theo 2 cơ chế: quá trình tự điều hòa theo lượng máu về tim và điều hòa bởi các yếu tố ngoài tim
Quá trình tự điều hoà theo lượng máu về tim (hiện tượng Frank - Starling).
Máu đổ về tâm thất nhiều dẫn đến cơ tim thành tâm thất giãn ra, các sợi cơ tim bị kéo dài, dẫn đến các sợi cơ tim đáp ứng co ngắn mạnh. Ngoài ra máu đổ về tâm thất nhiều vách tâm nhĩ bị kéo căng và kéo theo làm tăng tần số co bóp của tim.
Điều hoà bởi các yếu tố ngoài tim.
- Điều hoà theo cơ chế thần kinh
Kích thích vào dây thần kinh giao cảm làm tăng khả năng hưng phấn của cơ tim, tăng tốc độ dẫn truyền hưng phấn trong tim, tăng nhịp co bóp của tim, tăng khả năng dinh dưỡng của các tế bào cơ tim.
Kích thích vào dây thần kinh đối giao cảm sẽ làm ức chế hạch xoang, hạch nhĩ thất, do đó làm giảm hưng phấn của cơ tim, giảm tốc độ dẫn truyền hưng phấn trong cơ tim, làm chậm nhịp tim, giảm cường độ co bóp của tim.
- Điều hoà bằng các phản xạ với hoạt động của tim
Phản xạ gốc tim: Khi máu trong tâm nhĩ tăng lên, thụ cảm thể áp lực phân bố trong tâm nhĩ giữa 2 lỗ tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới bị kích thích tạo xung động, xung động được truyền theo dây thần kinh hướng tâm về tủy sống và lên hành tủy làm giảm trương lực trung khu dây X và tăng trương lực dây thần kinh giao cảm, kết quả tăng co bóp của tim.
Phản xạ qua các thụ cảm thể áp lực: Khi áp lực quai động mạch chủ tăng lên, các thụ cảm thể áp lực ở đây sẽ bị kích thích tạo ra xung động thần kinh truyền theo dây Cyon về hành tủy kích thích vào trung khu giảm áp làm cho tim đập chậm lại và làm giảm huyết áp. Khi áp lực trong xoang động mạch cảnh tăng lên các thụ cảm thể áp lực ở đây sẽ bị kích thích tạo xung động truyền theo dây Hering tới hành tủy kích thích trung khu giảm áp làm giảm sự co bóp của tim và giảm huyết áp.
Phản xạ Goltz: Khi kích thích vào vùng thượng vị hay co kéo các tạng vùng bụng dẫn đến làm hoạt hóa đám rối thái dương tạo ra xung động thần kinh truyền về hành tủy kích thích vào dây X làm tim đập chậm hoặc ngừng đập.
34
Phản xạ nhãn cầu: khi dùng ngón tay tác động lên nhãn cầu sẽ gây ra kích thích vào dây thần kinh V xung động thần kinh phát ra truyền về hành tủy hoạt hóa dây X làm tim đập chậm.
Kích thích vào các thụ quan bản thể ở gân, cơ và các cơ quan phân tích khác như thính giác, thị giác… cũng làm tăng hoạt động của tim.
- Điều hoà theo cơ chế thể dịch
Ảnh hưởng của hormone: Hormone adrenalin và noradrenalin của tuyến thượng thận, hormone thyroxin tuyến giáp trạng … có tác dụng làm tim đập nhanh và tăng huyết áp.
Ảnh hưởng của hàm lượng O2 và CO2 trong máu: Khi hàm lượng O2 trong máu giảm và hàm lượng CO2 trong máu tăng làm tim đập nhanh và ngược lại.
Ảnh hưởng của nồng độ các ion trong máu: Nồng độ ion Ca2+ trong máu làm tăng trương lực cơ tim, nếu truyền một lượng lớn Ca2+ vào cơ thể tim có thể ngừng đập lúc tâm thu. Nồng độ ion K+ cao trong máu làm giảm trương lực cơ tim và nếu nồng độ K+ tăng trong máu thì rất nguy hiểm có thể gây chết.
3.2.2. Sự vận chuyển máu
3.2.2.1. Vận chuyển máu trong động mạch
Động mạch là những mạch máu vận chuyển máu từ tim đến các mô. Từ động mạch chủ, các động mạch được chia thành nhánh nhỏ dần, càng xa tim thiết diện của hệ động mạch càng nhỏ nhưng thiết diện của hệ động mạch càng lớn. Do đó, máu chảy trong động mạch càng xa tim thì vận tốc càng giảm.
Động mạch có tính đàn hồi và tính co thắt:
- Tính đàn hồi là tính chất đảm bảo cho thành động mạch có thể trở về dạng ban đầu mỗi khi bị biến dạng. Tính đàn hồi do các sợi đàn hồi quyết định. Động mạch càng lớn tính đàn hồi càng cao, những động mạch gần tim (động mạch chủ, tính đàn hồi đóng vai trò quan trọng. Tính đàn hồi có tác dụng điều hòa lưu lượng máu và làm cho đường kính của mạch máu thích ứng với những thay đổi của khối lượng máu trong mọi khu vực. Khả năng đàn hồi của thành mạch thay đổi tùy theo độ tuổi, tuổi càng cao tính đàn hồi càng thấp.
- Tính co thắt do các sợi cơ trơn của thành động mạch co lại dưới ảnh hưởng của thần kinh làm cho lòng mạch hẹp đi, giảm lượng máu đi qua. Tính co thắt làm cho động mạch thay đổi tiết diện điều hòa lượng máu đến các cơ quan và điều hòa huyết áp. Tính co thắt cao ở những động mạch nhỏ vì thành động mạch nhỏ chứa nhiều cơ trơn.
Huyết áp là áp lực của máu cần thiết tác động lên thành động mạch nhằm đưa máu đến nuôi dưỡng các mô trong cơ thể. Huyết áp được tạo ra bởi hai lực đối lập
35
nhau: lực đẩy của tim và lực cản của thành mạch. Huyết áp thay đổi trong từng giai đoạn của chu kỳ tim.
- Huyết áp tối đa (huyết áp tâm thu) là trị số huyết áp động mạch lúc cao nhất trong chu kỳ tim, ứng với lúc tâm thu, nó phụ thuộc vào lực co bóp của tim và thể tích tâm thu. Đây là thông số phản ảnh lực co của tâm thất là chính. Huyết áp tối đa ở trẻ em từ 6-9 tuổi đạt giá trị khoảng 97-115mmHg, từ 10-11 tuổi đạt giá trị khoảng 102-120 mmHg.
- Huyết áp tối thiểu (huyết áp tâm trương) là trị số huyết áp động mạch thấp nhất được đo trong thời kỳ tâm trương. Nó phản ánh trạng thái trương lực của thành mạch. Huyết áp tối thiểu ở trẻ em từ 6-9 tuổi đạt giá trị khoảng 57-76 mmHg, từ 10- 11 tuổi đạt giá trị khoảng 61-80 mmHg.
- Huyết áp hiệu số là độ chênh lệch giữa huyết áp tối đa và huyết áp tổi thiểu.
Thông số này phản ánh hiệu lực một lần tống máu của tim, đây là điều kiện cho máu tuần hoàn được trong động mạch.
- Huyết áp trung bình là trị số áp suất mà nếu giữ nguyên giá trị không đổi như vậy trong suốt thời gian một chu kỳ tim, thì hiệu lực bơm máu bằng đúng một chu kỳ thực hiện với áp suất biến động lên cao lúc tâm thu, xuống thấp lúc tâm trương. Huyết áp trung bình không phải là trung bình cộng của huyết áp tối đa và huyết áp tối thiểu mà thường gần với mức tối thiểu hơn.
Huyết áp trung bình thường được tính như sau:
Huyết áp trung bình = huyết áp tối thiểu + 1/3 huyết áp hiệu số.
Huyết áp trung bình phản ánh thực chất hoạt động cơ học của tim, đây chính là lực đẩy máu qua hệ thống tuần hoàn.
3.2.2.2. Tĩnh mạch
Tĩnh mạch là những mạch máu dẫn máu từ các cơ quan, tổ chức về hai tâm nhĩ, nên dòng máu chảy ngược chiều với dòng máu động mạch. Tĩnh mạch càng gần tim đường kính càng lớn.
Máu trong tĩnh mạch chảy được về tim là nhờ các yếu tố:
- Sức bơm của tim: Tim bơm máu vào động mạch sẽ gây ra một áp suất ở gốc động mạch chủ và động mạch phổi. Áp suất này càng xa tim càng giảm dần, ở cuối hệ động mạch còn 60-70mmHg, ở mao mạch 17-35mmHg, ở đầu tĩnh mạch 10-15mmHg, càng về gần tim, áp suất càng giảm và đến gần tâm nhĩ phải mang giá trị âm. Máu chảy trong được trong tĩnh mạch là nhờ chênh lệch áp suất giữa đầu và cuối tĩnh mạch khi tâm thất thu.
- Sức hút của tim: Khi tim co (giai đoạn tâm thu), máu được tống vào động mạch, van nhĩ thất hạ xuống về phía mỏm tim, buồng tâm nhĩ sẽ giãn rộng, áp suất
36
tâm nhĩ giảm, vì vậy có tác dụng hút máu từ tĩnh mạch về tim. Khi tâm giãn (giai đoạn tâm trương), áp suất trong tim giảm, tạo sức hút từ tĩnh mạch về tâm nhĩ và từ nhĩ về tâm thất.
- Sức hút của lồng ngực: Khi hít vào, lồng ngực giãn rộng, áp suất trong khoang màng phổi càng giảm, giãn tĩnh mạch gây thêm một sức hút lên các tĩnh mạch lớn trong lồng ngực làm cho máu trở về tim được dễ dàng hơn. Khi hít vào, cơ hoành hạ thấp, áp lực trong ổ bụng tăng lên và dồn máu về tim. Đồng thời trong kỳ tâm thu, thể tích tim nhỏ lại, áp suất trong lồng ngực giảm, tĩnh mạch và tâm nhĩ giãn nên hút máu về tim.
- Ảnh hưởng của cơ và van tĩnh mạch: Khi cơ co sẽ ép vào các tĩnh mạch, phổi hợp với các van tĩnh mạch chỉ cho máu đi theo một chiều về tim sẽ dồn máu về tim dễ dàng. Nhờ sức co của cơ và các van tĩnh mạch.
- Ảnh hưởng của nhịp đập động mạch: Một động mạch lớn thường có hai tĩnh mạch đi kèm cùng nằm trong bao xơ. Khi động mạch đập sẽ ép vào thành tĩnh mạch, phối hợp với các van, đẩy máu tĩnh mạch về tim.
- Ảnh hưởng của trọng lực: Đối với các tĩnh mạch trên tim như tĩnh mạch vùng đầu, cổ trọng lực giúp máu về tim dễ dàng. Đối với các tĩnh mạch vùng thân, chi càng xa tim, áp lực máu tĩnh mạch càng lớn, giúp máu chảy về tim theo hướng từ nơi có áp lực cao tới nơi co áp lực thấp. Vì áp lực máu ở các đoạn xa thuộc chi dưới tương đối cao nên hay xảy ra hiện tượng giãn tĩnh mạch, dẫn đến tình trạng ứ máu ở chi dưới hay phù nề ở mắt cá chân.
3.2.2.3. Mao mạch
Mao mạch là nơi trực tiếp xảy ra sự trao đổi chất giữa máu với các tế bào và mô. Chúng là những mạch máu nhỏ, kích thước tương đối đồng đều, nối tiểu động mạch với tiểu tĩnh mạch tạo thành lưới mao mạch.
Đặc điểm tuần hoàn mao mạch:
- Tại mao mạch xảy ra quá trình trao đổi chất giữa máu và dịch kẽ. Khi máu đến mao mạch, O2 và các chất dinh dưỡng trong máu được vận chuyển qua thành mao mạch vào dịch kẽ. Ngược lại, CO2 và các sản phẩm của quá trình trao đổi chất được vận chuyển từ dịch kẽ qua thành mao mạch vào máu. Quá trình trao đổi chất tại mao mạc diễn ra theo phương thức khuếch tán và chịu tác dụng của các yếu tố:
áp suất thủy tĩnh của máu (huyết áp), áp suất keo của protein huyết tương.
- Máu chảy trong mao mạch là do sự chênh lệch áp suất ở đầu và cuối mao mạch. Áp suất máu của tận cùng tiểu động mạch là 30mmHg và của điểm bắt đầu tiểu tĩnh mạch là 10mmHg.