Giới thiệu sơ lược về giải phẫu và sinh lý của tim

4. Thời gian thực hiện từ: 20/10/2015 đến: 10/01/

2.1. Giới thiệu sơ lược về giải phẫu và sinh lý của tim

2.1.1. Giải phẫu và sinh lý của tim :

Tim người có hình nón, màu đỏ nằm ngay trên cơ hoành giữa hai lá phổi. Đỉnh tim nằm sát phía trong phổi trái. Trục của trái tim đi từ sau ra trước, từ phải qua trái và từ trên xuống dưới.

Tim gồm 4 buồng : Hai tâm nhĩ và hai tâm thất hợp thành hai ngăn: tim phải và tim trái. Động mạch chủ và động mạch phổi xuất phát từ tâm thất trái và tâm thất phải có lỗ động mạch và có các van tổ chim hay còn gọi là van bán nguyệt đóng mở. Tĩnh mạch phổi đổ về tâm nhĩ trái, tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới đồ về tâm nhĩ phải qua các lỗ tĩnh mạch không có van đóng mở.

Các lỗ nhĩ thất khá rộng từ 4 – 6 cm2 có các van đóng mở. Lỗ nhĩ thất trái có van hai lá, lỗ nhĩ thất phải có van ba lá. Bên trong là lớp nội tâm mạc, ở giữa là cơ tim, bên ngoài bao bởi một túi có hai màng: màng trong và màng ngoài được gọi là màng bao tim.

Về giải phẫu, mặc dù tim là một cơ quan nhưng về chức năng tim được chia thành hai máy bơm: phải và trái, mỗi bên có một tâm nhĩ và một tâm thất. Những tâm nhĩ là những buồng có áp lực thấp, thành mỏng và có chức năng như một bình chứa dẫn máu về tâm thất, trong khi tâm thất hoạt động như những buồng bơm quan trọng chính để bơm máu ra ngoại biên. Thất phải có thể tích nhỏ và thành mỏng hơn thất trái. Thất trái nhận máu tĩnh mạch của tổ chức (máu mất Oxy) và bơm vào tuần hoàn phổi. Trong khi thất trái có thành rất dày vì nhận máu tĩnh mạch phổi (máu chứa Oxy) và bơm máu qua động mạch chủ vào hệ thống tuần hoàn lớn đi khắp cơ thể.

Hình 4: Cấu trúc giải phẫu tim người.

Tim người có khả năng co bóp tự động nhờ hệ thống cơ tim với các sợi biệt hóa làm nhiệm vụ tạo ra và dẫn truyền xung thần kinh, kích thích các cơ hoạt động. Tim người được cấu thành bởi ba loại cơ tim: cơ nhĩ, cơ thất và những sợi cơ có tính kích thích – dẫn truyền đặc biệt.

 Cơ nhĩ, cơ thất có hoạt động co rút giống cơ vân, loại còn lại co rút yếu hơn nhưng cũng có tính nhịp điệu và dẫn truyền nhanh các xung động trong tim.

 Các tế bào cơ tim là những tế bào nhỏ, có vân, chia nhánh và chỉ có một nhân. Các tế bào cơ tim có các cầu nối, kết với nhau thành một khối vững chắc, có những đoạn màng tế bào hòa vào nhau.

Hình 5: Sợi cơ tim.

 Các sợi cơ tim mang tính hợp bào, hoạt động như một đơn vị duy nhất khi đáp ứng với kích thích, lan truyền điện thế giữa các sợi cơ tim nhanh chóng qua các cầu

nối. Sự lan truyền điện thế từ nhĩ xuống thất được dẫn qua một đường dẫn truyền đặc biệt gọi là bộ nối nhĩ – thất.

 Các sợi cơ tim chứa nhiều ty tạp thể và mạch máu, phù hợp với đặc tính hoạt động ái khí của tim. Thành phần chủ yếu của tế bào cơ tim là các tơ cơ (myofibrille), chứa các sợi dày (myosin) và sợi mỏng (actin, tropomyosin, troponin), sự co rút của chúng gây ra co rút toàn bộ tế bào cơ tim. Xung quanh các sợi cơ có mạng nội sinh cơ chất (reticulum sarcoplasmique) là nơi dự trữ canxi.

 Cơ tim gồm những sợi cơ vân đặc biệt liên kết với nhau thành một cầu lan truyền, trong cơ tim có những tế bào đặc biệt hóa có chức năng phát động và dẫn truyền xung động từ sợi này sang sợi kia làm cho tim đập đều đặn. Cấu tạo đặc biệt đó là tổ chức “nút” và hệ thống dẫn truyền. Hệ thống gồm có:

 Nút xoang nhĩ : Được Keith và Flack tìm ra năm 1907, có hình dấu phẩy, dài từ 10 - 35mm và rộng từ 2 - 5mm, gồm các tế bào có khả năng tự tạo xung điện (electric impulse), nằm ở vùng tiếp giáp giữa tĩnh mạch chủ trên và tâm nhĩ phải, kích thước 15 x 3 x 2mm. Xung điện này truyền ra các cơ chung quanh làm co bóp hai tâm nhĩ (tạo nên sóng P trên Điện Tâm đồ). Nút xoang nhĩ là nút dẫn nhịp của tim, phát xung khoảng 100 lần/phút. Nhịp đập theo nút này gọi là nhịp xoang.

 Các đường gian nhĩ nút : Sự dẫn truyền trong tâm nhĩ theo ba bó cơ tim chứa các sợi cơ loại purkinze tạo thành ba đường trung gian nhĩ nút: trước – giữa – sau. Giữa cả ba sợi này có các sợi liên kết lại ngay phía nút nhĩ – thất. Một số sợi này không đi vào nút nhĩ – thất mà bắt cầu qua nút nhĩ – thất. Chúng có thể đi trở lại vào hệ dẫn truyền ở một khoảng xa (phía dưới nút nhĩ – thất).

 Nút nhĩ – thất : Được Tawara tìm ra từ năm 1906, có hình bầu dục, mặt phải lõm, mặt trái lồi, dài 5 - 7mm, rộng 2 - 5mm, dày 1,5 – 2mm. Nút nhĩ – thất tiếp nhận xung điện từ nút xoang nhĩ thông qua một chuỗi các tế bào đặc biệt đan với nhau chằng chịt; làm cho xung động qua đây bị chậm lại và dễ bị block (chặn). Nút nhĩ – thất nằm ở phía bên phải và phía sau vách liên nhĩ, giữa lá trong van ba lá và lỗ xoang tĩnh

mạch vành, kích thước 6 x 3 x 1mm. Nút nhĩ – thất phát xung với nhịp tim khoảng 50 – 60 lần/phút.

 Bó His (bó nhĩ thất) : Được His mô tả từ năm 1893, rộng 1 - 3mm, nối tiếp với nút nhĩ thất; đi trong vách liên thất, ngay dưới mặt phải của vách đến mỏm tim và chia thành hai nhánh phải và trái cho mỗi bên thất, kích thước 2 – 4mm, dài khoảng 20mm. Tại đây chúng phân nhánh tạo thành mạng Purkinje bao bọc khắp tâm thất từ lớp dưới nội tâm mạc vào sâu cơ tim đi đến các cơ cột trụ hay còn gọi là cơ nhú của van nhĩ – thất. Phát xung với nhịp khoảng 30 – 40 lần/phút.

 Cấu tạo bó His gồm các sợi dẫn truyền nhanh đi song song và các tế bào có tính tự động cao. Vì bó His và nút nhĩ thất nối tiếp với nhau không có ranh giới rõ rệt, rất khó phân biệt về mặt tổ chức học nên được gọi chung là bộ nối nhĩ –

thất.

 Bó nhánh trái và phải : Bó nhánh trái ngắn hơn bó nhánh phải và nó chia thành hai nhánh nhỏ nữa: trái trước và trái sau. Nhánh phải và trái chia nhỏ và đan vào nhau như một lưới bọc hai tâm thất. Mạng này đi ngay dưới màng trong tâm thất và đi sâu vài milimet vào bề dày của lớp cơ. Có nhiệm vụ dẫn truyền xung động qua các bó nhánh thông thường không biểu hiện trên điện tâm đồ.

 Mạng Purkinze : Xung động từ các bó nhánh trái và phải đi vào nhiều phần phân nhánh nhỏ của mạng Purkinze đến các tế bào cơ tim của thất và gây ra sự khử cực tâm thất. Xung động đi từ nội tâm mạc ra lớp ngoại tâm mạc của cơ tim.

 Hai nhánh bó His và mạng Purkinje rất giàu các tế bào có tính tự động cao có thể tạo nên các chuỗi nhịp tâm thất.

Cơ tim và hệ thống dẫn truyền được nuôi dưỡng bởi hệ thống động mạch vành. Hệ thống dẫn truyền tim chịu chi phối bởi các nhánh thần kinh giao cảm, phó giao cảm có nhiệm vụ điều hòa hoạt động của tim.

Hình 6: Vị trí các nút xoang và bó His trong giải phẫu tim.

2.1.2. Đặc tính điện sinh lý học cơ tim và hệ thống dẫn truyền tim :

Tính tự động : Là thuộc tính quan trọng nhất của tổ chức biệt hóa cơ tim, có thể

chủ động. Tính tự động này hoàn toàn độc lập với hệ thần kinh, nên khi cắt bỏ hết các nhánh thần kinh tim vẫn đập.

Tính dẫn truyền : Có cả ở thớ cơ biệt hóa và thớ cơ co bóp. Cả hai loại cơ tim

khi được kích thích đều có thể dẫn truyền xung động tới các thớ cơ khác.

Bình thường, xung động phát ra từ nút xoang dẫn truyền trong hệ thống dẫn truyền của tim với vận tốc khác nhau. Qua bó liên nút: 1000mm/s, ở phía trên nút nhĩ thất: 50mm/s, qua nút nhĩ thất: 100 - 200mm/s, bó His 800 - 2000mm/s, mạng lưới Purkinje: 2000 - 4000mm/s, cơ tim 300mm/s. Hệ thống dẫn truyền có thể dẫn truyền xung động theo hai chiều xuôi và ngược.

Tính chịu kích thích : Cơ tim đáp ứng theo định luật “tất cả hoặc không” nghĩa

là khi tim nhận kích thích đủ mạnh (ngưỡng) thì cơ tim co bóp ở mức tối đa, dưới ngưỡng đó tim không đáp ứng, trên ngưỡng đó tim cũng không co bóp mạnh hơn.

Tính trơ : Cơ tim chỉ đáp ứng theo nhịp kích thích đến một chu kỳ nhất định,

kích thích đến đúng lúc tim đang co thì không được đáp ứng, kích thích đến vào thời kỳ tim giãn thì có đáp ứng. Người ta chia ra thời kỳ trơ tuyệt đối, thời kỳ trơ tương đối và còn có khái niệm thời kỳ trơ hiệu quả, đây là giai đoạn mà mọi kích thích lên sợi cơ tim đều không gây được đáp ứng cơ học đủ mạnh để lan truyền ra các sợi xung quanh. Thời kỳ trơ hiệu quả gồm thời kỳ trơ tuyệt đối cộng với phần đầu của thời kỳ trơ tương đối. Ngoài ra còn có thời kỳ trên bình thường (supernormal phase) nghĩa là đáp ứng dễ dàng với kích thích tương đối nhỏ.

Khi có xung động truyền đến cơ tim, tim co giãn nhịp nhàng. Tim hoạt động co bóp theo một thứ tự nhất định. Hoạt động này được lặp lại và mỗi vòng được gọi là mỗi chu chuyển của tim.

Hình 7: Chu chuyển của tim.

 Tâm nhĩ thu : Đầu tiên nhĩ co bóp, áp suất trong nhĩ tăng lên, van nhĩ – thất

đang mở nên máu chảy từ tâm nhĩ xuống tâm thất, làm cho áp suất tâm thất tăng lên. Thời gian tâm nhĩ thu kéo dài 0,1s sau đó tâm nhĩ giãn ra trong suốt thời gian còn lại của chu kỳ tim.

 Tâm thất thu : Khi tâm nhĩ giãn ra thì tâm thất bắt đầu co lại. Giai đoạn

tâm thất thu kéo dài 0,3s gồm hai thời kỳ :

 Thời kỳ tăng áp suất kéo dài 0,05s. Tâm thất co bóp nên áp suất trong tâm thất tăng cao hơn áp suất trong tâm nhĩ, làm cho van nhĩ – thất đóng lại nhưng chưa cao hơn áp suất ở động mạch nên van bán nguyệt chưa mở làm cho áp suất tâm thất tăng lên nhanh.

 Thời kỳ tống máu kéo dài 0,25s gọi là thời kỳ tâm thất co đẳng trương. Lúc này áp suất trong tâm thất rất cao làm van bán nguyệt mở ra, máu chảy mạnh vào động mạch.

 Tâm trương : Tâm thất bắt đầu giãn trong khi tâm nhĩ đang giãn, áp suất

trong tâm thất thấp hơn trong động mạch, van bán nguyệt đóng lại. Áp suất trong tâm thất giảm nhanh và trở nên nhỏ hơn áp suất trong tâm nhĩ, van nhĩ – thất mở ra. Máu được hút mạnh từ tâm nhĩ xuống tâm thất, đó là giai đoạn tâm trương toàn bộ và kéo dài 0,4s.

Hình 8: Hướng di chuyển của dòng máu trong quá trình chu chuyển tim.

2.2. Ghi điện tim :

Khi tim hoạt động, xuất hiện một dòng điện hoạt động của các sợi cơ tim. Những dòng điện này có thể ghi lại từ những điện cực đặt trên da. Như vậy, điện tâm đồ là đồ thị thể hiện sự hoạt động điện của tim và có thể cho chúng ta biết tình trạng của tim, tần số, bản chất, sự phát sinh nhịp tim, sự lan tỏa và hiệu quả của các hưng phấn cũng như cho biết các rối loạn có thể có của tim.

2.2.1. Cơ sở hình thành điện thế tế bào :

Bên trong và bên ngoài màng tế bào đều có các ion âm (-) và ion dương (+), chủ yếu là Na+, K+, Cl-. Do sự chênh lệch nồng độ của các ion bên trong và bên ngoài màng tế bào, từ đó tạo ra sự chuyển dời các ion này qua lại màng tế bào tạo ra màng điện sinh

học. Dựa vào tính chất trên, tế bào sống được xem như một pin điện sinh học, trong đó điện cực dương (+) quay ra ngoài và điện cực âm (-) quay vào trong.

Khi nghỉ ngơi, các tế bào cơ tim và hệ thống dẫn truyền ở trạng thái phân cực với điện thế (+) ở phía ngoài và điện thế (-) ở phía trong màng tế bào. Trung bình điện thế âm ở trong màng so với ngoài màng tế bào là -90mV, điện thế này bắt nguồn từ sự chênh lệch nồng độ của các ion Na+, K+, Ca2+ và các ion khác ở dịch trong và ngoài màng tế bào.

Khi tế bào hoạt động sẽ được chia thành hai giai đoạn: khử cực và tái cực.

 Giai đoạn khử cực :

Trong trạng thái nghỉ của tế bào, màng tế bào bị phân cực và được đặc trưng bởi một điện thế nghỉ (khoảng -70mV).

Khi có kích thích, lập tức tính thấm của màng tế bào sẽ thay đổi và sẽ nhanh chóng tạo ra sự dịch chuyển giữa các ion bên trong và bên ngoài màng với nhau, sự nhanh chóng đó lập tức gậy ra một điện thế màng ngược chiều với điện thế nghỉ (40mV) gọi là điện thế kích thích.

Tổng điện thế giữa điện thế kích thích và điện thế nghỉ được gọi là điện thế hoạt động (110mV).

 Giai đoạn tái cực :

Sau khi khử cực, các ion lại được phân bố lại như ban đầu, trên tế bào lại xuất hiện điện thế nghỉ.

Hình 9: Sự khử cực và tái cực.

 Các hiện tượng trên xảy ra khi tế bào được kích thích bằng bất kỳ tác nhân nào. Muốn có điện thế hoạt động, kích thích đến tế bào phải làm hạ điện thế trong màng tới một ngưỡng nhất định, khi đó sẽ xảy ra sự thay đổi về tính thẩm thấu của màng tế bào, các ion Na+ ồ ạt vận chuyển vào trong tế bào, hạ điện thế trong màng xuống 0mV và còn nảy quá đà trở nên dương khoảng 20mV.

Điện thế hoạt động gồm các pha sau :

 Khử cực : Pha 0 : khử cực nhanh, dòng Na+ vận chuyển nhanh từ ngoài

vào trong tế bào.

 Pha 1 : Tái cực nhanh sớm. Dòng Na+ di chuyển từ ngoài vào trong tế bào và đột ngột đóng lại. Dòng Ca2+ bắt đầu vào trong tế bào.

 Pha 2 : Tái cực cao, điện thế trong màng vẫn dương, Na+ tiếp tục vào trong màng tế bào nhưng chậm hơn, Ca2+ cũng vào trong màng và K+ thoát ra ngoài màng.

 Pha 3 : Tái cực nhanh muộn, K+ thụ động sẽ thoát ra ngoài màng tế bào, điện thế trong màng trở nên âm tính hơn.

 Pha 4 : Phân cực, ở đầu giai đoạn này các ion Na+ chủ động di chuyển ra ngoài màng tế bào, còn K+ lại chuyển vào trong. Khi điện thế màng đạt đến mức cao nhất, tế bào trở lại trạng thái phân cực như khi nghỉ (trước pha 0 của điện thế hoạt động).

Ở sợi cơ co bóp, điện thế tối đa trong màng được duy trì, giai đoạn 4 sẽ kéo dài cho đến khi có một kích thích từ ngoài vào, làm hạ điện thế tới ngưỡng rồi khởi động điện thế hoạt động với các giai đoạn như đã mô tả ở trên.

Ở tế bào biệt hóa của hệ thống dẫn truyền thì hoàn toàn khác. Trong trạng thái nghỉ, tế bào tự khử cực: ion Na+ xâm nhập dần dần vào trong tế bào làm hạ dần điện thế trong màng, đó là sự khử cực chậm tâm trương; một đặc trưng của tế bào tự động. Khi điện thế trong màng hạ tới ngưỡng sẽ khởi động một điện thế hoạt động. Tần số tạo ra những điện thế hoạt động phụ thuộc vào tốc độ khử cực chậm tâm trương ở giai đoạn 4. Bình thường, tế bào tự động của nút xoang có tần số tự khử cực lớn nhất, vì vậy điện thế trong màng của các nơi khác chưa xuống đến ngưỡng để tạo ra một điện thế hoạt động thì xung động từ nút xoang đã dẫn tới xóa những xung động đang hình thành từ các nơi