Trái tim

Trái tim là một phần thiết yếu trong hệ tuần hoàn của động vật, có nhiệm vụ bơm máu liên tục qua các động mạch, cung cấp oxy và dinh dưỡng cho toàn bộ cơ thể, đồng thời loại bỏ các chất thải trong quá trình trao đổi chất. Trái tim nhận máu từ tĩnh mạch và sau đó bơm máu đến phổi để trao đổi CO₂ lấy O₂. Trái tim nằm ở khoang giữa ngực, trong trung thất.

Trong cơ thể người, động vật có vú và chim, trái tim được chia thành bốn phần: tâm nhĩ trái và tâm nhĩ phải ở phần trên; tâm thất trái và tâm thất phải ở phần dưới. Tâm nhĩ phải và tâm thất phải thường được gọi chung là nửa bên phải, trong khi nửa bên trái bao gồm tâm nhĩ trái và tâm thất trái. Trái tim cá có hai ngăn, một tâm nhĩ và một tâm thất, trong khi tim của bò sát có ba ngăn. Máu chảy qua trái tim theo một chiều nhờ có van tim ngăn ngừa máu chảy ngược. Trái tim được bao bọc bởi một lớp màng bảo vệ gọi là màng ngoài tim, có chứa một lượng nhỏ chất bôi trơn. Cấu tạo của trái tim gồm ba lớp: thượng tâm vị, cơ tim và màng trong của tim.

Trái tim bơm máu qua cả hai hệ tuần hoàn. Máu có nồng độ oxy thấp từ hệ tuần hoàn chảy vào tâm nhĩ phải từ tĩnh mạch chủ trên và dưới, rồi đi tới tâm thất phải. Tại đây, máu được bơm vào hệ tuần hoàn phổi, nơi máu nhận oxy và thải carbon dioxide. Máu đã được oxy hóa trở về tâm nhĩ trái, đi qua tâm thất trái và được đẩy ra qua các động mạch chủ vào hệ tuần hoàn, nơi oxy được sử dụng và chuyển hóa thành carbon dioxide. Đồng thời, máu mang dinh dưỡng từ gan và hệ tiêu hóa đến các cơ quan khác trong cơ thể, và vận chuyển chất thải tới gan và thận. Thông thường, mỗi nhịp tim, tâm thất phải bơm cùng một lượng máu vào phổi như tâm thất trái bơm vào cơ thể. Tĩnh mạch đưa máu về tim, trong khi động mạch đẩy máu ra ngoài. Tĩnh mạch thường có áp lực thấp hơn động mạch. Trái tim co bóp khoảng 72 nhịp mỗi phút khi ở trạng thái nghỉ ngơi. Tập thể dục làm tăng nhịp tim tạm thời, nhưng lại giúp giảm nhịp tim nghỉ ngơi về lâu dài, điều này rất có lợi cho sức khỏe tim mạch.

Bệnh tim mạch (CVD) là nguyên nhân chính dẫn đến tử vong toàn cầu vào năm 2008, chiếm 30% tổng số ca tử vong trong năm này. Trong số đó, hơn ba phần tư trường hợp là do bệnh động mạch vành và đột quỵ. Các yếu tố nguy cơ bao gồm: hút thuốc, béo phì, thiếu vận động, cholesterol cao, huyết áp cao và tiểu đường. Chẩn đoán bệnh tim mạch thường được thực hiện bằng cách lắng nghe tim đập qua ống nghe, ECG hoặc siêu âm. Bệnh tim thường được điều trị bởi bác sĩ chuyên khoa tim mạch, mặc dù nhiều chuyên gia khác cũng có thể tham gia.

Tim được cấu tạo từ một loại cơ đặc biệt gọi là cơ tim. Trung bình, tim con người đập khoảng 72 lần mỗi phút, tương đương với khoảng 2,5 tỷ lần trong suốt 66 năm tuổi thọ. Trọng lượng tim khoảng 250-300 gram (9-11 oz) ở nữ và 300-350 gram (11-12 oz) ở nam.

Cấu trúc

Tim của động vật có cấu trúc ngày càng phức tạp theo sự tiến hóa của loài. Từ loài bậc thấp với tim 1 ngăn (như giun đốt), đến loài có 2 ngăn ở cá, 3 ngăn ở lưỡng cư, thường là 3 ngăn có vách hụt ở bò sát (trừ cá sấu có 4 ngăn), và 4 ngăn ở chim và thú. Kể từ lớp cá, tim có các van ngăn giữa các ngăn để giúp máu chảy theo một chiều duy nhất.

Tim người, cùng với các loài có vú và chim, là một khối cơ rỗng, trọng lượng trung bình khoảng 300 gram, được chia thành 4 ngăn: 2 tâm nhĩ và 2 tâm thất. Nhĩ phải và nhĩ trái có thành mỏng, nhận máu tĩnh mạch và chuyển xuống thất; thất phải và thất trái có thành dày, bơm máu vào động mạch với áp lực cao. Hai tâm nhĩ được ngăn cách bởi vách liên nhĩ, trong khi hai tâm thất được ngăn cách bởi vách liên thất.

Độ dày của thành cơ tim ở từng buồng có sự biến đổi tùy thuộc vào chức năng cụ thể của nó. Thành cơ tim của thất trái dày gấp 2 đến 4 lần so với thất phải, vì nó cần bơm máu với áp lực lớn hơn để vượt qua sức cản của hệ thống tuần hoàn.

Năng lượng cần thiết để đẩy máu được cung cấp từ sự co bóp của cơ tim.

Các ngăn tim

Tim bao gồm 4 ngăn: 2 tâm nhĩ ở trên và 2 tâm thất ở dưới. Tâm nhĩ liên kết với tâm thất qua các van nhĩ thất.

Hệ thống van tim

• Giữa tâm nhĩ và tâm thất có các van nhĩ thất (van hai lá bên trái và van ba lá bên phải). Giữa động mạch phổi và tâm thất có van bán nguyệt (van tổ chim).

Hướng dòng chảy của máu được xác định bởi sự tồn tại của các van tim. Các van tim là những lá mỏng, dẻo, được cấu tạo từ mô liên kết và bao quanh bởi lớp nội tâm mạc.

Van nhĩ-thất: nằm giữa nhĩ và thất, bên trái có van hai lá, bên phải có van ba lá. Nó đảm bảo máu chảy một chiều từ nhĩ xuống thất. Các cột cơ kết nối với van nhĩ-thất thông qua dây chằng. Khi tâm thất co, cột cơ co lại không giúp đóng van mà kéo chân van về phía tâm thất, ngăn ngừa việc lồi lá van vào tâm nhĩ trong quá trình co lại của thất. Nếu dây chằng bị đứt hoặc cột cơ bị tổn thương, máu có thể trào ngược về tâm nhĩ khi thất co, đôi khi gây ra rối loạn chức năng tim nghiêm trọng.

Van bán nguyệt: nằm giữa tâm thất trái và động mạch chủ là van động mạch chủ, còn van động mạch phổi nằm giữa tâm thất phải và động mạch phổi. Chức năng của nó là đảm bảo máu chảy một chiều từ tâm thất ra động mạch.

Tất cả các van đều mở và đóng một cách thụ động, tùy thuộc vào chênh lệch áp suất qua van. Ví dụ, khi áp lực ở tâm nhĩ vượt quá áp lực ở tâm thất, van nhĩ-thất sẽ mở, cho phép máu chảy từ nhĩ xuống thất; ngược lại, khi áp lực ở tâm thất lớn hơn tâm nhĩ, van sẽ đóng lại, ngăn máu chảy ngược từ thất về nhĩ.

Sợi cơ tim

Tim được cấu tạo từ ba loại cơ tim: cơ nhĩ, cơ thất và các sợi cơ có khả năng kích thích, dẫn truyền đặc biệt. Cơ nhĩ và cơ thất hoạt động co bóp giống như cơ vân, trong khi loại còn lại co bóp yếu hơn nhưng lại có tính nhịp điệu và truyền xung động nhanh chóng trong tim.

Các tế bào cơ tim có đặc điểm trung gian giữa tế bào cơ vân và tế bào cơ trơn. Chúng 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 nối với nhau thành một khối vững chắc, với những đoạn màng tế bào hòa nhập. Các sợi cơ tim hoạt động như một đơn vị duy nhất khi nhận 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 diễn ra qua một đường dẫn truyền đặc biệt gọi là bộ nối nhĩ-thất.

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

Vì vậy, chức năng chính của cơ tim là tự co rút và chúng cũng phản ứng theo cách tương tự trong các tình huống bệnh lý: chúng có thể phì đại trong trường hợp quá tải hoặc hoại tử thành mô xơ trong các trường hợp khác.

Hệ thống dẫn truyền

Bao gồm các tế bào nhỏ có khả năng phát nhịp (pacemaker) cho toàn bộ tim, tạo thành hệ thống dẫn truyền, giúp truyền điện thế qua cơ tim. Hệ thống này đảm bảo các buồng tim co bóp đồng bộ.

Hệ thống dẫn truyền chính thức

• Nút xoang nhĩ: hay còn gọi là nút Keith-Flack, nằm ở cơ tâm nhĩ, nơi tĩnh mạch chủ trên đổ vào tâm nhĩ phải. Nút xoang nhĩ phát xung khoảng 80-100 lần/phút, là nút dẫn nhịp chính cho tim, được điều chỉnh bởi sợi giao cảm và dây phó giao cảm (dây X).
• Nút nhĩ-thất: hay còn gọi là nút Aschoff-Tawara, nằm ở phía sau bên phải vách liên nhĩ, cạnh lỗ xoang tĩnh mạch vành. Phát xung 40-60 lần/phút, cũng được chi phối bởi dây giao cảm và dây X.
• Bó His: xuất phát từ nút nhĩ-thất, chạy dưới nội tâm mạc xuống phía phải của vách liên thất khoảng 1 cm, còn gọi là bộ nối nhĩ-thất, dẫn truyền điện thế giữa nhĩ và thất, sau đó chia thành hai nhánh phải và trái.
• Nhánh phải tiếp tục đi xuống phía phải vách liên thất, chia thành các nhánh nhỏ chạy giữa các sợi cơ tim thất phải gọi là mạng lưới Purkinje. Nhánh trái đi qua vách liên thất, chia thành một nhánh trước mỏng và một nhánh sau dày, rồi cũng phân chia thành sợi Purkinje đến nội tâm mạc thất trái. Bộ nối nhĩ-thất và hai nhánh hoặc các sợi Purkinje phát xung với tần số rất chậm 20-40 lần/phút, chỉ nhận sợi giao cảm.

Hệ thống dẫn truyền phụ

Hệ thống dẫn truyền phụ thường không hoạt động trong điều kiện bình thường.

• Cầu Kent
• Bó James
• Bó Mahaim

Hệ thần kinh

Hệ thần kinh tự chủ điều khiển hoạt động của tim.

Dây X (thần kinh lang thang) bên phải chi phối nút xoang, trong khi dây X bên trái chi phối nút nhĩ-thất. Các sợi phó giao cảm chủ yếu đến cơ nhĩ mà không đến cơ thất.

Dây giao cảm đi đến đáy tim qua các mạch máu lớn, sau đó phân nhánh thành mạng lưới vào cơ tim, thường theo sau mạch vành.

Thần kinh giao cảm tiết ra Norepinephrin, giúp tăng tần số của nút xoang, tăng tốc độ dẫn truyền và cải thiện lực co bóp. Ngược lại, thần kinh phó giao cảm làm giảm tần số của nút xoang và giảm tốc độ dẫn truyền thông qua Acetylcholin. Hai hệ này có tác dụng trái ngược nhưng phối hợp để điều hòa hoạt động của tim.

Tim người

Giải phẫu tim

• Tim được cấu tạo bởi 2 khối cơ rỗng, có hình chóp, với đáy hướng lên và đỉnh hướng xuống.
• Vách nhĩ-thất phân chia tim thành 2 phần: bên phải và bên trái. Tim bên phải chứa máu đỏ sẫm, giàu carbonic, trong khi tim bên trái chứa máu đỏ tươi, giàu oxy. Mỗi bên được chia thành 2 ngăn, gồm tâm nhĩ ở trên và tâm thất ở dưới, giữa chúng có van nối thông.
• Giữa tâm thất phải và tâm nhĩ phải là van 3 lá (bao gồm lá trước, lá sau, và lá vách).
• Giữa tâm thất trái và tâm nhĩ trái là van 2 lá (hay còn gọi là van mũ ni, gồm lá trước và lá sau).
• Vách liên thất (hay vách gian thất) ngăn cách 2 tâm thất, bao gồm phần màng và phần cơ, khi phần màng bị khuyết tật có thể dẫn đến tình trạng thông liên thất.
• Vách liên nhĩ (hay vách gian nhĩ) nằm giữa 2 tâm nhĩ, có hố bầu dục ở tâm nhĩ phải và van bầu dục ở tâm nhĩ trái (nếu có khuyết tật, được gọi là lỗ bồ dục - tình trạng thông liên nhĩ).
• Máu từ tâm thất trái được đẩy ra qua động mạch chủ, trong khi máu từ tâm thất phải được đẩy ra qua động mạch phổi. Các van tổ chim ngăn không cho máu chảy ngược về tim giữa các tâm thất và động mạch.
• Máu đỏ sẫm từ tĩnh mạch chủ trên và dưới chảy vào tâm nhĩ phải. Trong khi đó, máu đỏ từ 4 tĩnh mạch phổi chảy vào tâm nhĩ trái.
• Tim được hình thành từ 3 lớp: màng ngoài tim (ngoại tâm mạc), cơ tim và màng trong tim (nội tâm mạc).
• Tim nhận máu từ 2 động mạch nhỏ: động mạch vành phải có nhánh gian thất sau (đi qua rãnh gian thất sau cùng với tĩnh mạch tim lớn) và động mạch vành trái cung cấp nhánh gian thất trước đi trong rãnh gian thất trước cùng tĩnh mạch tim lớn.
• Thêm vào đó, trên tim có các tĩnh mạch: tim trước, nhánh sau của tâm thất trái, tim nhỏ, tim cực nhỏ, nhánh chếch của tâm nhĩ trái; tất cả tĩnh mạch này đều đổ vào xoang tĩnh mạch vành, ngoại trừ hai nhánh tim trước (đổ vào tâm nhĩ phải) và tim cực nhỏ (đổ vào cả tâm nhĩ và thất thông qua lỗ tim cực nhỏ).