Sinh lý tuần hoàn

Sinh lý tuần hoàn

CHƯƠNG 2 : SINH LÝ TUẦN HOÀN

I Ý NGHĨA SINH HỌC VÒNG TUẦN HOÀN

II SINH LÝ TIM

III SINH LÝ MẠCH

IV SỰ ĐIỀU TIẾT TIM MẠCH

1 Ý nghĩa sinh học:

Chức năng tuần hoàn quan trọng trong việc duy trì sự sống Bộ máy tuần hoàn đảm bảo sự lưu thông máu trong cơ thể và có như vậy máu mới hoàn thành được chức năng của mình Ngừng tuần hoàn thì tính mạng bị đe dọa nghiêm trọng, ngừng qúa 4 phút thì tế bào não

bị tổn thương

2 Vòng tuần hoàn máu:

Ở các động vật bậc thấp O2, thức ăn và chất trao đổi chỉ chuyển dịch 1 cách thụ động trong các nhánh của hệ tiêu hóa nhờ cử động cơ thể

Ở động vật bậc cao, đã có 1 hệ thống chuyên chở là - hệ tuần hoàn Hệ tuần hoàn tiến bộ của thú (kể cả ngườiï) gồm: Tim, động mạch, mao mạch và tĩnh mạch Máu ra đi từ tâm thất trái theo động mạch chủ và trở về tim theo tĩnh mạch chủ ở tâm nhĩ phải- Ðó là vòng tuần hoàn lớn Máu từ tâm nhĩ phải dồn xuống tâm thất phải, rồi đổ vào động mạch phổi, mao mạch phổi, tĩnh mạch phổi, cuối cùng đổ vào tâm nhĩ trái- Ðó là vòng tuần hoàn nhỏ Máu vòng tuần hoàn lớn phân phát O2, thức ăn cho mọi tế bào và thu nhận CO2, chất thải để mang đi Máu còn đem các sản phẩm như hormone của nhóm tế bào này đến nhóm tế bào khác, nhờ đó thực hiện sự liên lạc thể dịch giữa các bộ phận Ở động vật đồng nhiệt, máu còn đem hơi ấm từ cơ quan tạo nhiệt như gan đi khắp cơ thể nhờ đó đảm bảo sự ổn định của thân nhiệt Máu vòng tuần hoàn nhỏ được đưa đến phổi để thải CO2, hơi nước và lấy thêm O2 mới (Hình 2.1)

3 Hệ bạch huyết:

Các động vật có xương sống có 1 hệ đặc biệt gọi là - Hệ bạch huyết giữ nhiệm vụ đưa nước và các chất hòa tan từ mô về máu Hệ bạch huyết gồm 1 mạng lưới các mao mạch được phân bố rộng rãi khắp các phần của cơ thể Các mạch này gồm các tĩnh mạch và các mao mạch bạch huyết Các mao mạch bạch huyết là những mạch nhỏ bịt đầu, nằm ở các khoảng gian bào Dịch mô, các protein và các chất khác được hấp thu vào mao mạch bạch huyết Các mao mạch tập trung lại thành các tĩnh mạch bạch huyết nhỏ, sau đó tiếp tục hợp thành các tĩnh mạch bạch huyết lớn hơn và cuối cùng là 2 ống bạch huyết rất lớn đổ vào tĩnh mạch lớn của hệ tuần hoàn

máu ở phần trên của ngực, gần tim (Hình 2.2(

Các protein rò rỉ cũng được thấm theo đường này bằng cách khuyếch tán vào các mao mạch bạch huyết để đưa về máu Qúa trình này quan trọng trong việc duy trì cân bằng áp xuất thẩm thấu giữa máu và dịch mô

Ngoài ra hệ bạch huyết còn tiến hành nhiều chức năng khác như tham gia vào hệ miễn nhiễm phá hủy các vi sinh vật từ ngoài xâm nhập, hạch bạch huyết là nơi trú ẩn của nhiều tế bào bạch cầu thực bào khi bạch huyết di chuyển qua hạch, nó được lọc và những phần tử như các tế bào chết, các mảnh vỡ tế bào, các tế bào ung thư và các vi khuẩn bị nhốt lại và bị phá hủy bởi các tế bào thực bào Chuyển động của bạch huyết giống như chuyển động của máu trong tĩnh mạch, là kết qủa của sự thay đổi của áp suất được kích thích bởi cử động hô hấp và

sự co của các cơ vân ép lên thành mạch đẩy bạch huyết về phía trước theo van 1 chiều

Hình 2.1 vòng tuần hoàn Hình 2.2 Hệ bạch huyết

1 Ðặc tính sinh lý chủ yếu của cơ tim

1.1 Tính hưng phấn của cơ tim:

- Cơ tim hưng phấn theo nguyên tắc không hoặc tất cả, khi kích thích vào cơ tim với cường độ thấp (chưa tới ngưỡng) thì cơ tim hoàn toàn không đáp ứng Khi tăng cường độ kích thích đến ngường, thì cơ tim đáp ứng với biên độ tối đa Nếu tiếp tục tăng cường độ kích thích lên trên ngưỡng, thì cơ tim cũng chỉ đáp ứng như kích thích ngưỡng Hiện tượng không hoặc tất cả giúp cơ tim hoạt động nhịp nhàng, bền bỉ và kéo dài

- Tính trơ trong thời gian tim hưng phấn, gọi là pha trơ tuyệt đối của cơ tim Nhờ vậy mà

cơ tim chỉ co bóp đơn , không co tetanos như cơ vân Nguyên nhân là trong thời kỳ này tim đã hưng phấn do nhận kích thích từ hạch xoang nhĩ lại phải nhận một kích thích từ bên ngoài, cơ tim không đáp ứng Nếu kích thích vào tim đang giãn, tim sẽ đáp ứng bằng một lần co phụ gọi

là ngoại thu tâm hay co bóp ngoại lệ sau đó tim giãn và nghỉ bù lâu hơn để đáp ứng tiếp theo nhịp co sau Nguyên nhân nghỉ bù vì xung động từ hạch xoang nhĩ phát ra rơi đúng vào pha trơ tuyệt đối của ngoại thu tâm, nên nhịp co bóp bình thường không có nữa, mà phải chờ nhịp co bóp tiếp theo do hạch xoang nhĩ kích thích

Ðặc tính sinh lý đó của cơ tim có thể được giải thích trên cơ sở cấu trúc cơ tim theo kiểu đan xen hợp bào, có cầu nguyên sinh chất nối giữa các sợi, nên toàn bộ qủa tim như một tế bào, một sợi cơ độc nhất, nên khi cường độ kích thích đủ ngưỡng thì toàn bộ cơ tim đều co

1.2 Tính tự động của tim:

Tim động vật ( Kể cả người), cắt rời khỏi cơ thể vẫn còn khả năng đập nhịp nhàng một thời gian, nếu được cung cấp đầy đủ dung dịch sinh lý giàu O2 ở nhiệt độ tương đương với

nhiệt độ cơ thể sống

Năm 1902 kuliapco nuôi 10 qủa tim trẻ em chết trên 20 giờ , đã làm sống lại 7 qủa Năm

1912 Carel ở pháp cắt rời tim của phôi gà, nuôi sống gần 30 năm Sở dĩ tim có tính tự động là

vì trong thành tim, có các tổ chức đặc biệt - Gọi là hệ dẫn truyền (hạch tự động) gồm những nút

có khả năng phát động tim đập nhịp nhàng

- Nút xoang nhĩ ( Keith- Flack) nằm tiếp giáp giữa xoang tĩnh mạch và tâm nhĩ phải, được gọi là nút tạo nhịp , ở người nút này tạo khoảng70-78 nhịp/phút

- Nút nhĩ thất (Aschoff - Tawara) nằm ở ranh giới tâm nhĩ và tâm thất, cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành, nhận xung từ nút xoang truyền xuống mỏm tim Nếu tự động phát xung thì tần số thấp 30-45 nhịp/phút

- Bó His đi từ nút nhĩ thất tới vách liên thất thì chia làm 2 nhánh, phải và trái chạy dưới nội tâm mạc tới 2 tâm thất, ở đó chia thành những nhánh nhỏ chạy giữa các sợi cơ tim tạo thành lưới Purkinje

Ứng với từng khoảng thời gian nhất định nút xoang phát xung động Xung động lan tới tâm nhĩ làm tâm nhĩ co bóp Tiếp đó xung động lan đến nút nhĩ thất, bó His, Các nhánh của bó His rồi theo lưới Purkinje lan đến toàn bộ cơ tâm thất Sau khi co bóp tâm thất giãn thụ động, trong khi tâm nhĩ cũng đang thụ động giãn, tức là trương tâm toàn bộ cho đến khi nút xoang phát xung động mới khởi động chu kỳ tiếp theo

Bình thường chỉ có nút xoang phát xung động điều khiển sự co bóp toàn bộ tim Khi nút xoang tổn thương, nút nhĩ thất mới phát xung thay thế với tần số thấp hơn, tức là nhịp đập chậm hơn Bó His và lưới Purkinje không có khả năng phát xung, chỉ dẫn xung từ các hạch đến các tế bào cơ tim

Ngoài sự điều khiển của hạch tự động, tim còn chịu sự điều hòa của hệ thần kinh tự động bao gồm hệ giao cảm và đối giao cảm

2 Chu kỳ tim

Tim đập nhịp nhàng suốt đời kể từ tháng thứ 3 lúc nằm trong bụng me Nhờ thứ tự co bóp của các buồng tim và sự có mặt của các van tim, chỉ cho máu dồn theo 1 chiều, nên máu mới chảy thành vòng Chu kỳ tim kéo dài khoảng 0,8 giây, trong đó tâm nhĩ co 0,1 giây và giãn 0,7 giây Tâm thất co (Ngay sau tâm nhĩ co 0,3 giây và giãn 0,7 giây (Nếu nhịp tim là 75 lần/ phút), bằng sơ đồ :

TN *///* -*

TT -*/////////* -*

0,1s 0,3s 0,4s

///: Biểu hiện sự co

: Biểu hiện sự nghỉ

Như vậy thời gian giãn chung là 0,4 giây Nhìn toàn bộ chu kỳ tim, thì tim nghỉ ngơi nhiều hơn là làm việc, vì vậy tim đập suốt đời không biết mệt

Bằng tâm động ký người ta đã ghi lại chu kỳ co bóp đều đặn với các đỉnh co khác nhau của sự co giãn các ngăn tim

3 Năng suất tim:

Nhịp tim:

Nhịp tim người Việt nam là 70- 80 lần /phút (nam) , 75- 85 lần / phút (nữ) 90-110 lần /phút ( Trẻ em 5-10 tuổi)

Nhịp tim thay đổi theo lứa tuổi Lúc ngủ nhịp tim giảm 20% so với lúc thức Nhịp tim Nữ

có kinh nguyệt và có thai tăng 5-10 nhịp/phút so với lúc bình thường Mùa hè, khi nóng nhịp tim tăng 5-10 nhịp/ phút so với mùa đông, khi rét Trong ngày, nhịp tim buổi sáng chậm hơn buổi chiều và ban đêm

Nhịp tim của 1 số động vật (lần đập/phút): Voi: 25- 40; Trâu: 40-50; nghé:45-55; Bò:50-70; Chuột: 720 - 780; Mèo: 110-130; Chó:70- 80; Dơi: 600-900; Gà: 240- 400

Thể tích co tim:

Thể tích co tim là thể tích máu mỗi lần tim co đưa vào mạch Tim người mỗi lần co dồn vào hệ mạch khoảng 70 ml máu, ngựa 850 ml,bò 580 ml, cừu 55 ml, chó 14 ml Năng suất tim được tính bằng thể tích-phút, tức là số lần đập của tim trong 1 phút nhân với thể tích máu được dồn đi qua mỗi lần co Tim người có thể tích phút là: 70ml 70= 4.900ml

Năng suất tim còn đo bằng công tim W, tức năng lựơng do tim co bóp sinh ra một phần biến thành công cơ học để khắc phục áp lực động mạch và duy trì tốc độ dòng máu chảy trong

hệ mạch.Công của tâm thất lúc co tính theo công thức:

Trong đó: W: công cơ học

R: huyết áp

V: tốc độ dòng máu phóng ra

Q: lượng máu phóng ra

M: trọng lượng máu phóng ra

G: gia tốc trọng trường (9,8m/s)

Nếu lượng máu phóng ra trong một phút không nhiều thì công sinh ra của tim chủ yếu để

khắc phục huyết áp của động mạch, công để duy trì máu chảy chiếm một phần rất nhỏ, nên có thể được tính:

W= QR

Như vậy, nếu tăng lượng máu hoặc tăng huyết áp đều bắt buộc tim làm việc nhiều hơn

4 Ðiện tim:

Khi tim hoạt động, mỗi sợi cơ tim xuất hiện dòng điện hoạt động như ở mọi tế bào khác, tổng hợp toàn bộ thành dòng điện hoạt động của tim Dòng điện này lan ra khắp cơ thể, ta

có thể ghi được bằng cách nối 2 cực của máy ghi với 2 điểm bất kỳ nào của cơ thể Cách mắc máy ghi vào cơ thể gọi là đạo trình, còn đường ghi được gọi là - điện tâm đồ Một số đạo trình thường được sử dụng trên động vật và người như sau: đạo trình song cực còn gọi là đạo trình chuẩn (Standart)

Sóng P là sóng khử cực của hai tâm nhĩ Biên độ 0,15- 0,2mv (<2mm), thời gian 0,1 giây Ðoạn P- Q biểu thị hưng phấn truyền từ tâm nhĩ sang tâm thất, thời gian 0,12 - 0,20 giây

Phức hợp QRS thể hiện trạng thái khử cực của tâm thất Thời gian 0,07 giây Q có biên

độ nhỏ hơn hoặc bằng 0,3 mv (1- 2mm), thời gian 0,03 giây S: Biên độ và thời gian gần như Q R: Biên độ có thể đến 2 mv ( 9 mm hoặc nhỏ hơn 20mm) Ðoạn S - T nằm ngang biểu thị toàn

bộ tâm thất đã hưng phấn , nên không có sự chênh lệch điện thế

Sóng T là sóng tái cực của tâm thất Biên độ dưới 0,5 mv, thời gian 0,2 giây

Khoảng PQ là thời gian dẫn truyền xung động từ tâm nhĩ đến tâm thất, dài 0,15 giây

Trong điện tâm đồ chuẩn, mỗi sóng chiếm một thời gian và độ cao nhất định Nếu tim bị bệnh thì các sóng này thay đổi, dựa vào đó để chuẩn đoán các bệnh về tim

1.Tính chất sinh lý của động mạch: Tính đàn hồi và tính co thắt

- Tính đàn hồi là tính chất của động mạch làm cho nó có khả năng trở về dạng ban đầu mỗi khi biến dạng Tính đàn hồi do sợi đàn hồi trong thành mạch đảm nhận Khi máu vào động

mạch thì mạch giãn ra, nhưng khi máu ra khỏi thì mạch co trở lại Tính đàn hồi làm cho máu chảy liên tục, mặc dù tim co bóp tống máu vào động mạch từng đợt và làm tăng lưu lượng máu đối với mỗi đợt co bóp của tim, nhờ đó tiết kiệm năng lượng

- Tính co thắt là khả năng của động mạch co lại cho lòng mạch hẹp đi, giảm lượng máu

đi qua Tính chất này làm cho động mạch thay đổi thiết diện điều hòa lượng máu đến cơ quan, tính co thắt do cơ trơn ở thành mạch đảm nhận

2 Ðặc điểm máu chảy trong mạch:

Tốc độ dòng máu tỉ lệ nghịch với bề mặt cắt ngang mạch, bề mặt càng lớn tốc độ dòng máu càng chậm Khi các động mạch phân nhánh thành các động mạch nhỏ, rồi thành các mao mạch, tổng bề mặt cắt ngang tăng lên và tốc độ dòng máu chậm lại Máu chảy trong mạch có những đặc điểm khác nước chảy trong đường ống:

- Máu chảy trong động mạch có đường kính lớn nhanh hơn các động mạch có đường kính nhỏ Ðặc điểm này khác với nước chảy trong đường ống, vì sự phân nhánh của động mạch làm cho tổng đường kính các động mạch nhỏ lớn hơn đường kính của động mạch xuất phát Tĩnh mạch nhỏ máu cũng chảy chậm hơn các tĩnh mạch lớn hơn

- Máu chảy trong động mạch với tốc độ không đều, tâm thu máu chảy nhanh hơn tâm trương

- Máu chảy trong mạch có hiện tượng phân dòng, hồng cầu di chuyển ở giữa dòng và chảy nhanh vì có tỉ trọng lớn, huyết tương ở xung quanh chảy chậm hơn do có sự ma sát với thành mạch

3 Huyết áp động mạch và qui luật tuần hoàn máu trong mạch:

Tuần hoàn máu có thể coi là kết qủa của 2 lực đối lập nhau: Lực đẩy máu của tim và lực cản của động mạch, trong đó lực đẩy máu của tim đã thắng nên máu chảy trong động mạch với

1 áp lực gọi là - Huyết áp Ở người, huyết áp động mạch trong hệ tuần hoàn máu thường được

đo ở phần trên cánh tay Vào giai đoạn nghỉ, ở người nam trưởng thành huyết áp tối đa lúc tim

co là 120 mmHg và huyết áp tối thiểu lúc tim giãn là 80 mmHg Huyết áp giảm liên tục khi máu di chuyển càng xa tim Huyết áp cao nhất ở động mạch chủ trong phần nối với tim, giảm đều ở những phần xa hơn động mạch chủ và các nhánh động mạch, giảm rất nhanh ở các động mạch nhỏ và mao mạch Nó tiếp tục giảm dần trong tĩnh mạch và thấp nhất ở tĩnh mạch gần tim Một khuynh độ như thế của áp suất là cần thiết nếu máu chảy liên tục vì chất dịch chỉ có thể di chuyển từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp hơn

Huyết áp trung bình trong tĩnh mạch rất thấp, khoảng 2 mmHg ở tĩnh mạch cửa tim nên phải có sự hỗ trợ của qúa trình hô hấp Khi hít vào, cơ hoành co, lồng ngực mở rộng ép lên xoang bụng, áp suất âm làm cho tĩnh mạch ở ngực mở rộng, kéo máu vào và đẩy máu về tim Máu chỉ có thể di chuyển một chiều về tim do trong tĩnh mạch có các van tổ chim ngăn máu chảy ngược

1 Ðiều hòa hoạ động tim:

Hoạt động tim thường xuyên được điều hòa phù hợp với yêu cầu cung cấp máu cho hoạt động cơ thể, bởi những yếu tố từ bên ngoài và yếu tố ngay tại tim

1.1.Từ bên ngoài:

Cơ chế thần kinh:

Vai trò hệ thần kinh thực vật ( tự động ):

- Hệ phó giao cảm: Trung tâm phó giao cảm ở hành não Các sợi trước hạch theo dây X tới hạch phó giao cảm nằm ngay trong cơ tim, các sợi sau hạch tới nút xoang và nút nhĩ thất Kích thích dây X làm giảm lực co, giảm tốc độ dẫn truyền - Thể hiện bằng sóng PQ dài trên điện tâm đồ

- Hệ giao cảm: Từ sừng bên chất xám các đoạn tủy sống lưng 1-3, một số sợi xuất phát

từ đoạn tủy sống cổ 1-7 đi đến hạch sao (sợi trước hạch) Các sợi sau hạch đi đến nút xoang, nút nhĩ thất, bó His Kích thích sợi giao cảm gây tác dụng ngược lại với kích thích dây X như: Tim đập nhanh, tăng lực co bóp, tăng tốc độ dẫn truyền, tăng trương lực cơ tim

- Chất truyền đạt thần kinh: Những sợi thần kinh thực vật tác dụng lên tim qua những hóa chất do các đầu mút của sợi sau hạch tiết ra, hệ giao cảm tiết noradrenalin, hệ phó giao cảm tiết acetylcholin

Vai trò các phản xạ:

- Phản xạ giảm áp: Do áp suất tăng ở quai động mạch chủ, xung động theo dây cyon về hành não, kích thích dây X làm tim đập chậm và huyết áp giảm.Áp suất tăng ở đông mạch cảnh thì xung theo dây Hering về hành não, kích thích dây X cũng làm tim đập chậm, huyết áp giảm

- Phản xạ tim - tim: Máu dồn về tim nhiều, ức chế dây X làm tim đập nhanh, thanh toán máu ứ đọng

- Phản xạ mắt - tim: Éïp vào 2 nhãn cầu, kích thích dây X làm tim đập chậm

- Phản xạ Goltz: Ðánh mạnh vào vùng thượng vị, xung động theo dây tạng lên hành nào,kích thích dây X làm tim ngừng đập

Cơ chế thể dịch:

- Ảnh hưởng của hormon các tuyến nội tiết: Adrenalin của tủy thượng thận làm tim đập nhanh, đập mạnh Thyroxin của tuyến giáp làm tim đập nhanh liên tục có thể bị suy tim

- Nồng độ O2 và CO2 trong máu: Nồng độ CO2 trong máu tăng và nồng độ O2 trong máu giảm làm tim đập nhanh, ngược lại thì tim đập chậm

- Ảnh hưởng của các ion: Nồng độ Ca++ cao trong máu làm tăng trương lực cơ tim Nồng độ K+ cao giảm trương lực cơ tim PH máu giảm làm tim 1ập nhanh Nhiệt độ môi trường tăng làm tim đập nhanh

1.2 Ngay tại tim: Qui luật Starling

lực co bóp của tim tỉ lệ thuận với chiều dài sợi cơ tim trước khi co Khi tăng lượng máu về tim, máu ứ trong tâm thất làm cơ tim bị căng và tâm thất co mạnh hơn ở chu kỳ sau

2 Ðiều hòa hoạt động mạch:

Ðường kính mạch thay đổi nhờ tác động của các dây thần kinh vận mạch Năm

1842, Walter phát hiện ở ếch, mạch co khi dây giao cảm đến mạch bị kích thích Năm 1851, Bernard cắt dây giao cảm ở cổ thỏ, thì thấy mạch tai phía bị cắt nở to, kích thích đoạn còn dính với tai mạch co lại Các dây co mạch xuất phát từ các tế bào thần kinh nằm trong các hạch giao cảm ở dọc sống lưng gây co mạch da, hốc bụng, thận, phổi

Các dây giãn mạch không dễ xác định như dây giao cảm vì nguồn gốc không đồng nhất, một số chạy chung với dây giao cảm trong các dây thần kinh pha như: các nhánh vai và đùi, một số nhỏ thuộc hệ đối giao cảm như: dây lưỡi, dây chậu Phần còn lại hầu hết dây giãn mạch phát sinh từ tủy, nhưng không chạy đến các cơ quan theo rễ trước (như các dây vận động), mà theo rễ sau

Trung khu thần kinh phụ trách điều hòa đường kính mạch nằm trong hành tủy, ở vùng bút lông Trung khu co mạch nằm ngay bên nhân của dây thần kinh mặt, còn trung khu giãn mạch thì nằm ở đáy não thất IV

Các chất gây co mạch như: Adrenalin do tuyến thượng thận tiết ra, vasopresin do thùy sau tuyến yên tiết ra Các chất gây giãn mạch như: Acetylcholin, histamin - là một sản phẩm phân hủy protid, sinh ra trong dạ dày, ruột, cơ Sự tích tụ axit, nhất là H2CO3 có thể gây giãn mạch cục bộ

Sự luyện tập tăng quay vòng máu do tim phụ trách và sự phân bố ưu tiên máu đến cơ quan làm việc do mạch đảm nhận

Các cảm thụ với áp xuất ở xoang động mạch cảnh và ở quai động mạch chủ giữ vai trò chính trong tuần hoàm mạch Thể cảm thụ với áp xuất ở xoang cảnh, xung theo dây thần kinh Hering, đến dây thiệt hầu rồi về hành tủy Từ các thụ cảm ở quai động mạch chủ, xung theo dây Cyon về đến hành não