Cấu tạo và chức năng tim

Cấu tạo và chức năng của tim

1.Cấu tạo của tim 

a. Buồng tim và van tim

- Buồng tim

Về phương diện giải phẫu, tim người cũng như tim  động vật bậc cao  được chia thành bốn buồng: hai tâm nhĩ và hai tâm thất. Nhĩ phải và nhĩ trái nhận máu tĩnh mạch; thất phải và thất trái bơm máu vào động mạch. Hai tâm nhĩ ngăn cách nhau bởi vách liên nhĩ, hai tâm thất ngăn cách nhau bởi vách liên thất. Sau khi sinh, ống Botal ở vách liên nhĩ dần đóng lại vào tuần thứ 6 đến tuần thứ 11, lỗ Botal đóng hẳn sau 6 tháng đến một năm. Từ đó tim gần như người trưởng thành. Ðộ dày các thành tim ở các buồng thay đổi tùy theo chức năng của nó. Thành cơ tim thất trái dày gấp hai đến bốn lần thành thất phải, do phải bơm máu với áp lực cao hơn để thắng sức cản lớn của tuần hoàn hệ thống. Trung bình tỉ lệ bề dày thành thất trái/thất phải ở sơ sinh là 1,4/1; ở 4 tháng đến 6 tháng tuổi là 2/1 và ở 15 tuổi là 2,76/1. Năng lượng cần thiết cho sự chuyển động của máu xuất phát từ thành cơ tim.

- Hệ thống van tim

Hướng chảy của máu được xác định bởi sự hiện diện của các van tim. Các van tim là những lá mỏng, mềm dẻo. Gồm có:

+ Van nhĩ thất: ngăn giữa nhĩ và thất, bên trái có van hai lá, bên phải có van ba lá. Nó giúp máu chảy một chiều từ nhĩ xuống thất.

+ Van tổ chim: giữa tâm thất trái và động mạch chủ có van động mạch chủ, van động mạch phổi ở giữa tâm thất phải và động mạch phổi. Nó giúp máu chảy một chiều từ tâm thất ra động mạch.

Tất cả các van đóng mở một cách thụ động, sự đóng mở tùy thuộc vào sự chênh lệch áp suất qua van. Ví dụ như khi áp lực tâm nhĩ vượt quá áp lực tâm thất thì van nhĩ-thất mở ra, và máu từ nhĩ xuống thất; ngược lại khi áp lực tâm thất lớn hơn áp lực tâm nhĩ, van đóng lại, ngăn máu chảy ngược từ thất về nhĩ (Hình 3.2 và 3.3).

b.  Sợi cơ tim 

Các tế bào cơ tim có tính chất trung gian giữa tế bào cơ vân và tế bào cơ trơn. Ðó là những tế bào nhỏ, có vân, chia nhánh và chỉ có một nhân. Khác với cơ vân, các tế bào cơ tim có các cầu nối, kết với nhau thành một khối vững chắc. Các sợi cơ tim mang tính hợp bào, chúng hoạt động như một đơn vị duy nhất khi đáp ứng với kích thích. Tế bào cơ tim được cấu tạo bởi các nhục tiết, chứa các sợi dày (myosin) và sợi mỏng (actin, tropomyosin, troponin). Các sợi cơ tim chứa nhiều ty lạp thể và mạch máu, các chất dễ dàng khuếch tán nhanh giữa tế bào cơ tim và mao mạch (hình 1). Ở trẻ nhỏ hệ thống cơ tim còn yếu do đó khi có sự tăng gánh nặng của tim dễ dẫn đến suy tim.

c. Hệ thống nút tự động của tim 

Hệ thống nút là một cấu trúc đặc biệt cao, gồm các tế bào mảnh có khả năng phát nhịp (pacemaker) cho toàn bộ tim, có tính hưng phấn cao, chúng tạo thành hệ thống dẫn truyền, dẫn truyền điện thế qua cơ tim. Hệ thống dẫn truyền này đảm bảo cho các buồng tim co rút đồng bộ. Hệ thống nút (hình 3.4) gồm có:

- Nút xoang (nút Keith-Flack): nằm ở thành tâm nhĩ phải, chỗ tiếp giáp với tĩnh mạch chủ trên. Nút xoang phát xung khoảng 80-100 nhịp/phút và là nút dẫn nhịp cho tim, nhận sợi giao cảm và sợi của dây phó giao cảm (dây X).

- Nút nhĩ-thất  (nút Aschoff-Tawara) phân bố ở dưới lớp nội tâm mạc của tâm nhĩ phải, tại nền của vách nhĩ thất, ngay dưới xoang vành. Nút nhĩ-thất phát xung khoảng 40-60 nhịp/phút, được chi phối bởi dây giao cảm và dây X.

- Bó His: các sợi của bó này bắt nguồn từ lớp nội tâm mạc của tâm nhĩ phải đi từ nút nhĩ-thất tới vách liên thất, rồi chia làm hai nhánh phải và trái. 

Nhánh phải tiếp tục đi xuống phía phải vách liên thất, chia thành những nhánh nhỏ chạy giữa các sợi cơ tim thất phải gọi là mạng Purkinje. Nhánh trái đi qua vách liên thất, chia một nhánh phía trước mỏng, nhỏ và một nhánh phía sau, dày, rồi chia thành mạng Purkinje để đến nội tâm mạc thất trái. Bó His phát xung 30-40l/phút, chỉ nhận sợi giao cảm.

d. Hệ thần kinh: Chi phối tim là hệ thần kinh thực vật

- Hệ phó giao cảm: các sợi phó giao cảm xuất phát từ hành não, từ nhân vận động của dây X, đi xuống hai bên cổ, dọc động mạch cảnh chung. Dây X nhánh phải chi phối nút xoang và dây X nhánh trái chi phối nút nhĩ-thất. Các sợi phó giao cảm chủ yếu đến cơ nhĩ.

- Hệ giao cảm: xuất phát từ tủy sống cổ, lưng đến hạch giao cảm, đến đáy tim theo mạch máu lớn, sau đó phân thành mạng vào cơ tim, thường theo sau mạch vành. Hóa chất trung gian là norepinephrin, làm tăng tần số nút xoang, tăng tốc độ dẫn truyền và tăng lực co bóp.

Thần kinh phó giao cảm làm giảm tần số nút xoang, giảm tốc độ dẫn truyền qua trung gian acetylcholin. Tác dụng của hai hệ này trái ngược nhau, nhưng có tác dụng điều hòa để đảm bảo cho sự hoạt động tim.

2. Chức năng của tim 

Các đặc tính sinh lý của cơ tim

Do cấu tạo đặc biệt nên cơ tim có những đặc tính sinh lý cơ bản sau:

- Tính hưng phấn  

Tim gồm hai loại tế bào cơ 

+ Những tế bào phát sinh và dẫn truyền xung động, đó là các tế bào nút xoang, nút nhĩ thất và của mạng Purkinje

+ Những tế bào trả lời các xung động này bởi sự co rút, đó là các tế bào cơ nhĩ và cơ thất.

Những đặc tính này khiến cho tim mang tính tự động, đặc tính này không có ở cơ vân. Các hoạt động điện trong tim sẽ dẫn đến sự co bóp của tim. Sự rối loạn hoạt động điện của tim sẽ đưa đến rối loạn nhịp. Do tính hợp bào của cơ tim, nên tim hoạt động theo qui luật ''tất cả hoặc không". Sự kích thích một sợi cơ nhĩ nào đó, sẽ gây một hoạt động điện qua khối cơ nhĩ, tương tự như vậy  đối với cơ thất. Nếu bộ nối nhĩ-thất hoạt  động tốt,  điện thế sẽ truyền từ nhĩ xuống thất. Khi tác nhân kích thích đủ mạnh đưa điện thế trong màng tới ngưỡng, cơ tim co bóp ngay tới mức tối đa. Dưới ngưỡng đó cơ tim không phản ứng gì, tim cũng không co bóp mạnh hơn được.

- Tính dẫn truyền của sợi cơ tim 

Thuộc tính này có ở tất cả hai loại sợi cơ tim. Ðiện thế động lan truyền dọc sợi cơ tạo thành một làn sóng khử cực. Sóng này có thể so sánh với sóng mà chúng ta quan sát được khi ném một hòn đá xuống nước. Vận tốc dẫn truyền xung động khác nhau giữa các vùng của tim. Ở trạng thái sinh lý, xung  động từ nút xoang vào cơ nhĩ với vận tốc vừa phải, 0,8-1m/s. Sự dẫn truyền chậm lại 0,03-0,05m/s từ tâm nhĩ qua nút nhĩ-thất. Sau đó, vận tốc tăng lên trong bó His (0,8-2m/s) và đạt rất cao trong mạng Purkinje: 5m/s. Cuối cùng chậm lại khi đi vào các sợi cơ thất, với vận tốc 0,3-0,5m/s. Như vậy, sự dẫn truyền xung động từ nút xoang phải mất 0,15s để bắt đầu khử cực các tâm thất.

- Tính trơ 

Ở các giai đoạn khác nhau của điện thế hoạt động, sợi cơ tim đáp ứng không giống nhau với một kích thích bên ngoài. Ở pha 1 và 2, sợi cơ đã khử cực rồi nên không đáp ứng với bất cứ kích thích nào, đó là thời kỳ trơ tuyệt đối. Nó giúp tim không bị rối loạn hoạt động bởi một kích thích ngoại lai. Ðây là cơ chế bảo vệ vô cùng cần thiết, giúp cho cơ tim không bị co cứng như cơ vân; một sự co cứng của tim sẽ dẫn đến ngừng tuần hoàn và tử vong. Ở pha 3, khi điện thế trong màng tăng đến -50mV, sợi cơ tim bắt đầu đáp ứng với các kích thích, tuy còn yếu, đó là thời kỳ trơ tương đối. 

- Tính nhịp điệu 

  Ở trạng thái sinh lý, nút xoang tự động phát ra các xung động theo một nhịp điệu đều đặn với tần số trung bình 80 lần/phút. Tiếp đó, hai tâm nhĩ được khử cực đầu tiên, nhĩ phải trước nhĩ trái,  đồng thời lan tới nút nhĩ-thất theo những bó liên nút. Sự dẫn truyền trong nút nhĩ-thất chậm hẳn lại để cho hai nhĩ có thời gian co bóp xong. Sự trì hoãn này có thể bị rút ngắn bởi sự kích thích của hệ giao cảm và kéo dài bởi dây X.

Xung động tiếp tục theo hai nhánh của bó His vào mạng Purkinje với vận tốc lớn, do đó những sợi cơ thất được khử cực trong vòng 0,08-0,1s (thời gian của sóng QRS trên điện tâm đồ). Mỏm tim được khử cực trước đáy tim, do đó nó co bóp trước đáy tim, giúp dồn máu từ mỏm lên phía đáy và tống máu vào các động mạch.

Như vậy nút xoang phát xung động với tần số cao nhất, còn gọi là nút tạo nhịp của tim, nó luôn giữ vai trò chủ nhịp chính cho toàn bộ quả tim. Trong những trường hợp bệnh lý, nút nhĩ-thất hoặc cơ nhĩ, cơ thất cũng có thể tạo nhịp, dành lấy vai trò của nút xoang, đứng ra chỉ huy nhịp đập của tim, được gọi là ổ ngoại vị.