Giải phẫu và sinh lý của tim và tuần hoàn

Để hình dung được sự thay đổi về tuần hoàn của tim trong các bệnh tim mạch, ta cần biết sự cấu tạo và hoạt động của quả tim bình thường.

Tim là một cơ quan rỗng nằm lệch về bên trái của lồng ngực, có thể ví tim như một cái bơm, cân nặng khoảng từ 250 – 300 gam, kích thước ước bằng nắm tay của mình. Tim được cấu tạo bởi các bắp thịt dày và khỏe, chắc chắn, do đó nó có thể hoạt động được liên tục trong một thời gian dài tới 70 – 100 năm, không một phút ngừng đập.

Trong lịch sử, chưa có cái bơm nào do bàn tay con người chế tạo ra có thể đem so sánh được với quả tim – một cơ quan làm việc không mệt mỏi, liên tục hàng chục năm, lấy máu từ tim vào hệ thống mạch máu để dẫn đến các ngõ ngách tận cùng của cơ thể, với mục đích tiếp tế các chất nuôi dưỡng và dưỡng khí cho các cơ quan bộ phận trong cơ thể.

Có thể coi quả tim là cơ quan chủ yếu của cơ thể. Tim có khả năng duy trì được cuộc sống, chỉ cần tim ngừng đập trong vài phút cũng đủ làm cho bộ não bị chết vì thiếu dưỡng khí, các cơ quan bộ phận khác và các quá trình hoạt động của sự sống cũng ngừng hoạt động. Tóm lại, tim ngừng đập thì cơ thể sẽ chết, không một cái gì cứu vãn lại được.

Nói đến tim, không thể không nói tới hệ thống mạch máu gắn liền với tim về mặt giải phẫu và chức năng
sinh lý, vì tim và các mạch máu là hai bộ phận chính của một hệ thống các chức năng quan trọng bậc nhất của cơ thể – đó là hệ thống tuần hoàn.

Trên 350 năm trước đây, Harvey là người đầu tiên đã chứng minh rằng máu chảy theo các tĩnh mạch về nửa tim phải, sau chảy qua vòng tiểu tuần hoàn để chảy về nửa tim trái. Và tim chỉ làm nhiệm vụ như một cái bơm. Năm 1961, Marchelle Malpighi đã sử dụng kính hiển vi cải tiến của Levenhuk để tìm ra các mao mạch là những mạch máu rất nhỏ nối liền các động mạch với các tĩnh mạch. Nói một cách khác, trong thời kỳ đó, người ta đã chứng minh rằng tuần hoàn là một hệ thống kín. Và trong hệ thống kín này, máu luôn luôn chuyển động nhờ có sự co bóp của tim.

Tim bắt đầu phát triển từ tuần lễ thứ hai sau khi thụ thai. Lúc đầu hình thành hai buồng tim chung (buồng nhĩ và buồng thất) và một thân động mạch. Sau đó phát triển hai vách ngăn trong tim. Một vách ngăn buồng nhĩ chung thành hai tâm nhĩ, gọi là vách liên nhĩ; còn một vách ngăn buồng thất chung thành hai tâm thất, gọi là vách liên thất. Lúc đó đồng thời hình thành các van tim, van ngăn tâm nhĩ phải với tâm thất phải gọi là van ba lá, còn van ngăn tâm nhĩ trái với tâm thất trái gọi là van hai lá, thân động mạch tách đôi thành động mạch chủ và động mạch phổi. Các động mạch này đều có van ngăn với các buồng tim gọi là van động mạch chủ và van động mạch phổi. Động mạch chủ xuất phát từ tâm thất trái. Động mạch phổi xuất phát từ tâm thất phải.

Đến cuối tháng thứ hai thì tim được hình thành hoàn toàn, nghĩa là có đầy đủ bốn buồng tim, các van tim, các mạch máu lớn chảy về tim (tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới đổ về tâm nhĩ phải, các tĩnh mạch phổi đổ về tâm nhĩ trái) và từ tim chảy đi (động mạch chủ và động mạch phổi).

Khi còn là bào thai trong bụng mẹ, sự tuần hoàn của thai nhi được thực hiện theo một qui luật đặc biệt: máu của mẹ qua tĩnh mạch rốn chạy tới nửa tim phải của thai nhi, từ đây máu chảy vào động mạch chủ để đi nuôi cơ thể qua lỗ thông ỗ vách liên nhĩ gọi là lỗ bầu dục và qua một ống động mạch. Ta gọi ống này là ống Bô-tan, theo tên tác giả đã viết tả về ống đầu tiên (1950)

Lúc mới sinh ra, khi đứa trẻ bắt đầu tự thở và cuống rốn được thắt lại thì cũng là lúc sự tuần hoàn trong cơ thể đứa trẻ bắt đầu hoạt động độc lập, khi đó, lỗ thông hình bầu dục ở vách liên nhĩ tự đóng kín lại. Vài tháng sau khi đẻ, ống động mạch cũng tự kín lại và teo đi thành một dây chằng nối giữa động mạch phổi và động mạch chủ.

Nếu quá trình phát triển phức tạp đó của tim bị hư hại ở một khâu nào đó thì sẽ dẫn tới sự hình thành một số bệnh tim mà ta gọi là các bệnh tim bẩm sinh hay các dị tật tim bẩm sinh.

Tim và các mạch máu đảm nhiệm sự tuần hoàn trong cơ thể, còn máu thì mang dưỡng khí và các dưỡng chất tới các tế bào và các tổ chức, đồng thời thu lượm những chất thải ra trong quá trình sinh sống hoạt động của các tế bào và các tổ chức để thải ra ngoài.

Ta có thể coi công việc của quả tim như công việc của một cái bơm: lúc tim giãn nở ra là lúc tim nhận máu, và lúc tim co bóp là lúc tim đẩy máu vào các mạch máu lớn để đi nuôi cơ thể, sự co bóp của tim rất nhịp nhàng, khoảng 70 đến 80 lần một phút, thời kỳ tim giãn nở ra để nhận máu gọi là thời kỳ tâm trương, nó kéo dài khoảng bốn phần mười giây. Còn thời kỳ tim co bóp để đẩy máu vào các mạch máu lớn gọi là thời kỳ tâm thu, thời kỳ này kéo dài không quá hai phần mười giây. Mỗi lần bóp, tim đẩy vào các mạch máu lớn từ 60 đến 100 mililít máu, bằng một năng lượng phải tiêu hao đi để nhấc một vật nặng 200 gam lên cao 1 mét. Người ta đã tính rằng mỗi giờ tim co bóp đẩy máu vào các mạch máu lớn tới gần 400 lít máu và trong 24 giờ là 10.000 lít máu.

Tim là một cơ quan rất nhạy cảm. Sự vui buồn và sự lo âu, sợ hãi đều ảnh hưởng tới công việc của quả tim. Người ta thường nói: “Tim nhảy lên khi vui mừng”, “tim lặng đi khi sợ hãi”, “tim hồi hộp khi cảm động” v.v… Nói như vậy có nghĩa là nhịp đập của quả tim luôn luôn phụ thuộc vào sự thay đổi tính tình và cảm xúc của con người, phụ thuộc vào trạng thái của hoạt động thần kinh cao cấp và đó là hiện tượng sinh lý bình thường của quả tim. Chức năng của tim luôn luôn được điều chỉnh dưới ảnh hưởng của hệ thần kinh trung ương. Dưới đây là một ví dụ nói lên sự phụ thuộc của tim vào tác động của tiếng nói: Cách đây gần một ngàn năm, Avisena, một thầy thuốc nổi tiếng của nước Tagjikistan đã được mời đến chữa bệnh cho cháu nội của nhà vua miền Trung Á, ông đếm mạch và yêu cầu bệnh nhân kể tên từng dãy đường phố tại nơi người bệnh đang cư trú. Avisena để ý thấy mạch thay đổi đột xuất khi bệnh nhân kể tới tên một đường phố nọ. Ông yêu cầu bệnh nhân đếm tên từng ngôi nhà trong dãy phố đó. Mạch bệnh nhân lại thay đổi lần thứ hai khi kể tới tên một ngôi nhà nằm gần trung tâm của dãy phố này. Bằng phương pháp theo dõi mạch, người thầy thuốc nổi tiếng thời đó đã tìm ra tên người con gái mà cháu nội của nhà vua đã đem lòng yêu thương và trở nên ốm nặng vì tương tư. Để giải quyết mâu thuẫn đó, Avisena đã thuyết phục những người thân của bệnh nhân đồng ý cho bệnh nhân được thành hôn với người con gái đó. Và sau khi cưới, cháu nội của nhà vua đã khỏi bệnh hoàn toàn.

Làm việc gắng sức cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng của tim: chạy, nhấc một vật nặng từ chỗ này qua chỗ khác, leo dốc, leo thang v.v… cũng làm tăng hoạt động của tim, làm cho nó phải co bóp nhanh hơn bình thường. Khi nghỉ ngơi, nhịp đập của tim chậm lại. Sự thay đổi của thời tiết cũng ảnh hưởng đến hoạt động của hệ tuần hoàn. Khi trời nóng, các mạch máu ở dưới da giãn căng ra để tỏa nhiệt, trong khi đó những mạch máu của cơ quan nội tạng co hẹp lại, hiện tượng đó được điều chỉnh bởi áp lực máu chung trong cơ thể.

Tóm lại, tim gồm 4 buồng như đã nói ở trên. Tất cả máu đã đi nuôi cơ thể, mang ít dưỡng khí (gọi là máu tĩnh mạch) trở về tâm nhĩ phải qua tĩnh mạch chủ trên (máu từ nửa trên cơ thể) và qua tĩnh mạch chủ dưới (máu từ nửa dưới cơ thể). Ngoài ra, máu đã đi nuôi tim cũng chảy về tâm nhĩ phải qua một nơi chứa máu đặc biệt ở trong tim gọi là xoang tĩnh mạch.

Khi tâm nhĩ phải co bóp thì tất cả khối máu ở đó chảy qua lỗ van ba lá xuống thất phải. Lúc đó tâm thất phải giãn ra ở thì tâm trương để nhận máu.

Sau đó, tâm thất phải co bóp (thì tâm thu) đẩy máu vào động mạch phổi và qua hai nhánh lớn của động mạch phổi là nhánh phải và nhánh trái, máu chảy vào đến tận các nhánh nhỏ li ti ở trong phổi gọi là các mao mạch. Ớ đây máu làm nhiệm vụ trao đổi khí: thả thán khí (C0₂) ra và nhận đầy dưỡng khí (0₂), trở thành máu đỏ chảy về tâm nhĩ trái qua bốn tĩnh mạch phổi (hai tĩnh mạch của phổi trái và hai tĩnh mạch của phổi phải). Phần tuần hoàn này, tâm thất phải – động mạch phổi – tĩnh mạch phổi – tâm nhĩ trái hay nói tóm lại: tim – phổi – tim, gọi là vòng tiểu tuần hoàn.

Máu đỏ chảy từ tâm nhĩ trái xuống tâm thất trái, và cuối cùng được đẩy vào động mạch chủ. Từ động mạch chủ, máu chảy theo các động mạch tới các mao mạch đến tận các tế bào và tổ chức của cơ thể. ở đây máu truyền cho các tế bào những chất nuôi dưỡng và dưỡng khí, nhận các chất thải của tế bào thải ra, biến thành máu tĩnh mạch, lại chảy vào tâm nhĩ phải qua hệ thống các tĩnh mạch chủ dưới. Phần tuần hoàn này: tâm thất trái – động mạch chủ – các động mạch ngoại biên – các mao mạch – hệ thống tĩnh mạch từ ngoại biên tới tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới – tâm nhĩ phải, hay nói tóm tắt: tim – toàn cơ thể – tim, gọi là vòng đại tuần hoàn.

Bảng 1.

Áp lực trong các buồng tim và các mạch máu lớn gần tim (đo bằng milimét Hg)

Tên các buổng tim hay các mạch máu lớn	Áp lực thì tâm thu	Áp lực thì tâm trương
Tâm nhĩ phải	5	1
Tâm thất phải	25	0
Tâm nhĩ trái	8	1
Tâm thất trái	120	0
Động mạch phổi	25	9
Động mạch chủ	120	60

Tim nằm trong lồng ngực, ở phía sau xương ức và nằm lệch sang bên trái. Tim được một lớp màng mỏng bao bọc xung quanh gọi là màng ngoài tim. Giữa màng ngoài tim và lớp màng trên tim có một khe mỏng chứa đầy chất dịch trong, màu vàng chanh. Lớp chất dịch này bảo vệ cho tim khỏi bị cọ xát khi co bóp.

Tim có liên quan mật thiết với hệ thống thần kinh của toàn cơ thể. Ngoài ra, tim còn có một hệ thống thần kinh tự động gồm các nút thần kinh (nơi hợp các tế bào thần kinh) và các đường dẫn kích thích. Nút thần kinh thứ nhất nằm trong thành tâm nhĩ phải, chỗ tĩnh mạch chủ trên đổ vào tâm nhĩ phải. Nút này gọi là xoang. Nút thần kinh thứ hai nằm ở chỗ vách ngăn giữa tâm nhĩ và tâm thất. Từ nút này phát đi những đường dẫn kích thích qua vách liên thất tới cơ tim ở thành các tâm thất.

Ở người khỏe mạnh, các luồng kích thích làm cho tim co bóp bắt đầu phát sinh ra từ nút xoang. Sau đó, những luồng kích thích đó được truyền lan đi khắp cơ của hai tâm nhĩ, dẫn tới nút nhĩ thất. Từ đây, các luồng kích thích mới lại được phát sinh ra và dẫn truyền tới tận các thớ cơ của hai tâm thất qua bó thần kinh His và các nhánh của nó. Khi trái tim hoạt động, nó bóp, ta thấy xuất hiện một từ trường điện, trục của từ trường này tương ứng với chiều dài của tim. Sự khác nhau về cường độ điện phát ra từ các cực của từ trường tim được thay đổi một cách có quy luật và phụ thuộc vào các giai đoạn co bóp tim.

Ta dùng máy đo điện tim để ghi lại những sự thay đổi đó. Trong lúc quả tim đang co bóp thì ta sẽ có một biểu đồ rất đặc biệt mà ta gọi là điện tâm đồ. Trên một điện tâm đồ bình thường gồm có những làn sóng chính sau đây: P, Q, R, S, T. Làn sóng p là sự biểu hiện của quá trình khử cực ở các tâm nhĩ, phức hợp QRS của ba làn sóng Q, R, S là sự biểu hiện quá trình khử cực ở các tâm thất. Làn sóng T là sự biểu hiện của quá trình hồi cực ở các tâm thất. Ngoài ra, ta còn có thể thấy xuất hiện làn sóng u ở sát phía sau làn sóng T và đứng ở phía trước làn sóng p tiếp theo. Nguyên nhân chính của sự xuất hiện làn sóng u cho tới nay vẫn còn bí ẩn, chưa ai biết thật chính xác. Có lẽ nó là kết quả của sự hồi cực chậm ở hệ thống dẫn truyền giữa các tâm thất.

Các phức hợp điện tâm đồ sẽ bị biến đổi tùy thuộc vào sự xuất hiện các hiện tượng bệnh lý bẩm sinh hay mắc phải ở trong các hệ thống van tim hoặc ở cơ tim.