Báo cáo bài tập lớn mô hình và các cơ chế điều hòa hoạt động tim mạch của hệ thống tim

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯƠNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔ HÌNH VÀ CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG TIM MẠCH CỦA HỆ THỐNG TIM GVHD Cô Nguyễn Thị Minh Hương SVTH Nhóm 04[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯƠNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔ HÌNH VÀ CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG TIM MẠCH CỦA HỆ THỐNG TIM

GVHD: Cô Nguyễn Thị Minh Hương SVTH: Nhóm 04

2.Phạm Ngọc Minh Trí 1915664

Mục lục

I Giới thiệu 1

II Mô hình hệ tim mạch ở người 1

1 Cấu tạo chung hệ tim mạch ở người 1

2 Cấu trúc của quả tim 2

III Các cơ chế điều hòa hoạt động tim mạch 5

1 Điều hòa hoạt động bên trong tim: 5

2 Điều hòa hoạt động do các yếu tố ngoài tim 6

2.1 Cơ chế thần kinh 6

2.1.3 Các phản xạ 7

2.3 Cơ chế khác: 7

IV Vai trò và các bệnh lý thường gặp của hệ tim mạch 10

1 Vai trò: 10

2 Bệnh lý tim mạch: 10

I Giới thiệu

Hình 1 Tổng quan về hệ tim mạch

Tim là bộ phận quan trọng trong hệ tuần hoàn của động vật, với chức năng bơm đều đặn để đẩy máu theo các động mạch và đem dưỡng khí và các chất dinh dưỡng đến toàn bộ cơ thể, đồng thời loại bỏ các chất thải trong quá trình trao đổi chất

Hệ thống tim mạch gồm có tim và hệ thống mạch máu, đóng vai trò rất quan trọng đối với cơ thể, có tính chất sinh mạng Đảm nhiệm các chức năng: Cung cấp oxi và dưỡng chất cho các tổ chức, cơ quan hoạt động trong cơ thể, đồng thời mang các chất cần đào thải chuyển cho các cơ quan, bộ phận có trách nhiệm loại bỏ ra ngoài Sau đây là chi tiết về cấu tạo của hệ tim mạch cũng như những vai trò quan trọng của chúng với cơ thể của con người

II Mô hình hệ tim mạch ở người

1 Cấu tạo chung hệ tim mạch ở người

Tim và mạch máu cùng nhau tạo nên một hệ tuần hoàn có tên gọi là hệ thống tim mạch, là những cơ quan không thể tách rời nhau Trái tim là một bộ

phận quan trọng của cơ thể con người, có kích thước lớn hơn nắm tay một chút nhưng có thể bơm hơn 11m3 máu đi nuôi dưỡng khắp cơ thể mỗi ngày, với nhịp đập khoảng 100 nghìn lần và bơm đến 10.000 lít máu và mạch máu Hệ thống mạch máu với những ống dẫn máu với số lượng nhiều đến mức có thể phủ kín đến hơn 1000 ha đất

2 Cấu trúc của quả tim

Hình 2 Cấu trúc tim

Tim là một cơ quan của hệ thống cơ, được tạo thành bởi một loại cơ đặc biệt được gọi là cơ tim Ở bên ngoài tim (và một phần đầu của những mạch máu lớn) được bao phủ bởi một chiếc túi có 2 lớp làm từ mô liên kết gọi là màng ngoài của tim Ở giữa 2 lớp màng ngoài tim có chứa một lượng rất nhỏ chất lỏng dạng nước có nhiệm vụ bôi trơn để giúp giảm ma sát giữa 2 lớp màng và với các

bộ phận xung quanh khi tim co và giãn Bên trong tim được lót bởi một lớp biểu

mô khá mịn, được gọi là màng trong tim, có nhiệm vụ giúp giảm ma sát giữa máu và vách tim, ngăn ngừa đông máu và sự hình thành các cục huyết khối trong tim

Bộ phận buồng tim và van tim: Tim của con người có 4 ngăn

(buồng) gồm 2 tâm nhĩ và 2 tâm thất Hai buồng tim bên phải là tâm nhĩ phải và tâm thất phải, hai buồng tim bên trái là tâm nhĩ trái và tâm thất trái Vách ngăn giữa tâm nhĩ và tâm thất được hình thành bởi các mô liên kết khá vững chắc (trừ một bó cơ nhỏ thuộc hệ thống dẫn truyền sẽ được nói đến bên dưới) được gọi là vách liên nhĩ và vách liên thất

Van ở giữa tâm nhĩ và tâm thất được gọi là van lá Khi tâm thất co thì những cái nắp van này sẽ đóng lại và nhờ vậy máu từ tâm thất sẽ không chảy ngược lên tâm nhĩ Khi tâm thất giãn thì các nắp sẽ mở ra để máu từ tâm nhĩ chảy vào tâm thất Ở buồng tim bên trái là van 2 lá, bên phải là 3 lá

Van ở lối tâm thất ra động mạch được gọi là van bán nguyệt hay van tổ chim, có nhiệm vụ ngăn máu chảy ngược từ động mạch về lại tâm thất Van bán nguyệt mở tung ra về phía động mạch khi máu bị tâm thất đẩy ra Khi tâm thất co lại thì các nắp van bán nguyệt tự động đóng kín để ngăn máu từ động mạch chảy trở về tâm thất

3 Cấu trúc của hệ thống mạch máu

Mạch máu trong cơ thể thường được chia ra làm 3 loại là động mạch, tĩnh mạch (còn gọi là ven) và mao mạch:

- Động mạch và tĩnh mạch đóng vai trò như những chiếc ống, có nhiệm vụ vận chuyển máu trong cơ thể một cách nhanh chóng và thuận lợi nhất

- Khác với động mạch và tĩnh mạch, chức năng của hệ thống mao mạch không phải là vận chuyển máu mà là trao đổi chất, oxy và CO2 giữa máu và các mô

4 Vòng tuần hoàn

Trong cơ thể con người máu di chuyển liên tục theo một hệ thống

tuần hoàn kín giống hình số 8 Hệ thống tuần hoàn máu con người là hệ thống tuần hoàn kép (được chia ra 2 vòng tuần hoàn riêng biệt), đó là vòng tiểu tuần hoàn(còn gọi là vòng tuần hoàn phổi) và vòng đại tuần hoàn (còn gọi là vòng tuần hoàn hệ thống) Trái tim nằm ở giao điểm của 2 vòng tròn tuần hoàn này

Trong hệ tuần hoàn máu, trái tim là cơ quan chính với nhiệm vụ đẩy máu đi vào các mạch máu để nuôi cơ thể Hai nửa của trái tim là 2 chiếc “bơm” làm việc độc lập nhưng lại cùng một nhịp Chiếc “bơm” bên phải xả máu nghèo oxy và giàu cacbonic vào vòng tuần hoàn nhỏ đến phổi Tại phổi, máu sẽ giải thoát cacbonic, hấp thụ oxi và đi đến chiếc “bơm” bên trái Chiếc “bơm” bên trái

sẽ xả máu giàu oxi vào vòng tuần hoàn lớn đến cung cấp cho các cơ quan trong

cơ thể Máu giàu oxi được gọi là máu động mạch, máu nghèo oxi và giàu

cacbonic được gọi là máu tĩnh mạch

Hình 3 Sơ đồ hệ tuần hoàn người

Lưu lượng và áp suất trong hệ thống huyết động của con người được đặc trưng bởi danh sách các biến số huyết động sau đây:

- Thể tích nhát bóp (SV ) xác định lượng máu được bơm vào động mạch chủ trong một nhịp

- Cung lượng tim (CO) được tính bằng tích của thể tích nhát bóp và nhịp tim (HR)

- Huyết áp tâm thu (sBP) là huyết áp tối đa mà huyết áp tối đa tiếng kêu trong giai đoạn tim co bóp (tâm thu)

- Huyết áp tâm trương (dBP) là huyết áp tối thiểu xảy ra trong thời kỳ làm đầy tim, khi tâm thất thư giãn (tâm trương)

- Áp suất động mạch trung bình (MAP) được định nghĩa là áp suất máu tích hợp trong một giai đoạn tim chia cho thời gian của một giai đoạn tim

- Áp lực tĩnh mạch trung tâm (CV P) là áp lực trong các tĩnh mạch trong lồng ngực và tâm nhĩ phải Giá trị bình thường nằm trong khoảng từ 2 đến 4 mmHG

- Tổng sức cản ngoại vi (TPR) là một phép đo khá giả thuyết về sức cản của mạch máu trong tuần hoàn hệ thống Đối ngẫu với định luật Ohm U = R · I, tổng điện trở ngoại vi được định nghĩa là : TPR = MAP−CV P CO , CV P thường bị bỏ qua trong tính toán này và chúng tôi nhận được TPR = MAP CO

III Các cơ chế điều hòa hoạt động tim mạch

1 Điều hòa hoạt động bên trong tim:

Sinh lý tim: Hoạt động điện học của tim, chức năng co bóp của tim

Điều hòa chức năng tim: Điều hòa hoạt động nút xoang, điều hòa hoạt động cơ tim

1.1 Cơ chế FRANK- STARLING

Lượng máu về thất nhiều → cơ tim bị kéo dài → sợi actin và myosin gối vào nhau ở vị trí thuận lợi tạo lực co cơ → co mạnh hơn

Ý nghĩa: Khi tiền tải tăng, tim đáp ứng bằng cách co mạnh hơn

1.2 Điều hòa bởi nhịp tim

Thay đổi tần số co bóp sẽ làm thay đổi lực phát sinh do cơ: nhịp chậm làm tim co bóp mạnh hơn

Cơ chế: do tăng nồng độ Ca++ trong tế bào

- Ca++ đi vào cơ tim trong giai đoạn bình nguyên

- Khi khoảng cách giữa các nhịp giảm, thời gian bình nguyên trong một phút tăng → tăng nồng độ Ca++ trong tế bào

Hình 4 Đồ thị biểu diễn nồng độ ion

2 Điều hòa hoạt động do các yếu tố ngoài tim

2.1 Cơ chế thần kinh

2.1.1 Hệ thần kinh thực vật

- Giao cảm: Từ cột giữa bên đoạn tủy sống cổ 5 và 6 đến đoạn cổ cuối qua nhánh thông trắng vào chuỗi hạch hai bên xương sống, Neuron trước hạch

là hạch sao Neuron sau hạch là hạch cổ dưới Dây giao cảm sau hạch đến đáy

tim dọc theo mạch máu và tới ngoại tâm mạc

Tác dụng của giao cảm trên mô nút: làm nhịp nhanh, chậm hơn phó giao cảm (norepinephrin bị lấy lại một phần ở đầu tận cùng thần kinh)

Giao cảm bên trái: tăng co bóp hơn tăng nhịp

Giao cảm bên phải: tăng nhịp hơn tăng co bóp

- Phó giao cảm: Từ các tế bào ở nhân lưng thần kinh X và nhân hoài nghi tại hành não, đi xuống tim tiếp hợp với tế bào hạch của tim nằm gần nút xoang

và mô dẫn truyền nhĩ – thất Tác dụng trên mô nút: làm nhịp chậm, Dây X phải

ức chế chính trên nút xoang Dây X trái ức chế chính trên mô dẫn truyền nhĩ thất

2.1.2 Các trung tâm cao hơn

- Vỏ não: các trung tâm điều hòa chức năng tim hầu hết ở nửa trước của não, thùy trán, vỏ não thị giác, vỏ não tiền vận động, phần trước thùy thái

dương

- Đồi thị: kích thích các nhân đường giữa, nhân bụng, nhân trong làm tăng nhịp tim

- Vùng hạ đồi (hypothalamus): vùng sau và sau bên

- Gian não: vùng H2 của Forel khi bị kích thích làm tim đập nhanh

- Hành não: có vùng có tác dụng kích thích, có vùng có tác dụng ức chế

Hình 5 Ảnh hưởng của hệ thần kinh đến tim

2.1.3 Các phản xạ

Phản xạ thụ thể áp suất: Phản xạ thụ thể áp suất + Thụ thể áp suất nằm ở quai động mạch chủ và xoang cảnh + Khi áp suất trong máu tăng →dây X, IX về hành não →kích thích trung tâm ức chế tim →tim đập chậm lại + Khi áp suất trong máu giảm → không kích thích áp thụ quan → tín hiệu X, IX giảm → tim đập nhanh

Phản xạ do thụ thể ở tâm thất : Các thụ thể cảm giác nằm gần nội tâm mạc của thất Gây phản xạ giống thụ thể áp suất ở động mạch Khi thụ thể bị kích thích → giảm nhịp tim

Phản xạ Bainbridge (phản xạ nhĩ ) : Phản xạ Bainbridge ( phản xạ nhĩ ) Khi máu nhĩ phải nhiều → căng vùng Bainbridge ( vùng quanh 2 tĩnh mạch chủ đổ vào nhĩ phải) có các thụ thể áp suất → phát xung động đi theo các sợi cảm giác của dây X về hành não → ức chế dây X → tim đập nhanh để đẩy hết lượng máu

ứ ở tim phải

Vai trò của hô hấp đối với nhịp tim: Hít vào → nhịp tim tăng và ngược lại

2.2 Cơ chế thể dịch

- Hormon: tủy thượng thận, tuyến giáp, tuyến tụy làm tăng nhịp tim

- Khí hô hấp trong máu: giảm oxy, tăng CO2 làm tăng nhịp tim Tuy nhiên nếu CO2 quá cao có thể làm tim ngừng đập

- Các ion trong máu: Ca tăng làm tăng co bóp, K tăng làm liệt cơ nhĩ, Na+ giảm: giảm điện thế tim

2.3 Cơ chế khác:

- Nhiệt độ tăng làm tăng nhịp tim gây rối loạn nhịp.

- Điều hòa huyết áp: Các cơ chế điều hòa trong hệ thống tim mạch chịu trách nhiệm điều chỉnh các biến số huyết động như huyết áp và cung lượng tim theo nhu cầu của cơ thể Ví dụ, trong khi tập thể dục, cung lượng tim tăng mạnh

để đáp ứng nhu cầu oxy cao ở cơ xương

- Phản xạ tim phổi: là một cơ chế điều chỉnh huyết áp khác hoạt động phối

hợp với phản xạ áp suất Các thụ thể tim phổi nằm trong hệ thống tĩnh mạch, chính xác hơn là ở tâm nhĩ và A pulmonalis Tuy nhiên, các thụ thể tim phổi không chỉ chịu trách nhiệm điều hòa huyết áp mà còn điều hòa thể tích Sự kích thích các thụ thể do tâm nhĩ bị giãn dẫn đến ức chế sản xuất hormone chống lợi tiểu (ADH) Kết quả là, sự bài tiết nước tiểu tăng lên và thể tích máu tuần hoàn

có thể giảm Hơn nữa, kích hoạt các thụ thể tim phổi làm giảm hoạt động giao cảm và ức chế sản xuất Renin ở thận Renin thúc đẩy sự hình thành Angiotensin

II, kích thích sản xuất Aldosterone ở thận làm tăng tái hấp thu natri và nước Về lâu dài, điều này dẫn đến thể tích máu cao hơn và tăng huyết áp.

- Phản ứng thế đứng và bơm cơ: Mọi người đều biết cảm giác chóng mặt sau khi đứng dậy quá nhanh vào buổi sáng Cụ thể, điều hòa myogen cũng là một loại cơ chế điều hòa thần kinh nếu chúng ta xem xét sự co mạch do giao cảm gây ra ở các tiểu động mạch ngoại vi Tuy nhiên, cũng có một cơ chế gọi là

tự điều hòa được cho là do quy định myogen

Tự động điều hòa là khả năng của mạch máu để giữ cho dòng máu chảy

không đổi dưới áp lực tưới máu thay đổi Thông thường, các cơ chế điều hòa thần kinh như đã thảo luận ở trên có thể duy trì cân bằng nội môi khá nhanh Tuy nhiên, có thể có những tình huống mà cơ chế điều hòa không có khả năng giữ huyết áp động mạch và tưới máu não ở mức an toàn Lượng máu thấp hoặc nhiệt độ cao chẳng hạn là những điều kiện làm tăng nguy cơ mất cân bằng nội

môi Điều này có thể dẫn đến ngất xỉu và có thể khá nguy hiểm khi người ngất

ngã xuống sàn hoặc đập vào vật cứng.

Một nguyên nhân gây ngất như vậy là máu tĩnh mạch dồn lại ở chân

Trong một lần chữa lành người của bạn, có tới nửa lít máu được chuyển từ phần trên cơ thể xuống các chi dưới Huyết áp động mạch giảm ngay lập tức và cơ chế phản xạ được kích hoạt Tuy nhiên, sự co mạch ngoại biên do điều hòa giao cảm thường quá yếu để làm giảm lượng máu tĩnh mạch có hiệu quả May thay, ngoài cơ chế điều hòa thần kinh còn có một cơ chế khác có khả năng

ổn định hệ tim mạch Nguyên tắc đằng sau cơ chế này là sự co lại của các cơ xương chân sẽ nén các khoang tĩnh mạch một cách hiệu quả, làm giảm sự tập trung tĩnh mạch và tăng lượng tĩnh mạch trở về tim Do các van tĩnh mạch đóng nên máu không chảy ngược được và buộc phải quay trở lại tim “Máy bơm cơ” này luôn hoạt động khi hệ xương, cơ chân đang hoạt động, chẳng hạn như khi đi

bộ

Hình 6 Cơ chế bơm cơ giúp ổn định hệ thống tim mạch bằng cách giảm thiểu

hiệu quả tình trạng dồn máu tĩnh mạch và tăng lượng máu tĩnh mạch trở về bằng

cách co thắt lặp đi lặp lại các cơ xương ở chân.

IV Vai trò và các bệnh lý thường gặp của hệ tim mạch

1 Vai trò:

Hệ tim mạch có vai trò quan trọng tới không chỉ sức khỏe con người mà cả sinh mạng Hệ tim mạch giúp duy trì sự sống của con người, do đó, đây là hệ

thống quan trọng không thể thiếu trong cơ thể sống Sau đây là một số vai trò

quan trọng của hệ tim mạch ở người:

-Thông tin liên lạc bằng thể dịch: Có chức năng vận chuyển các hormon,

các enzym đến các cơ quan và liên lạc giữa các cơ quan với nhau.

- Điều hòa thân nhiệt: nguồn máu nóng sưởi ấm các cơ quan, bộ phận và

làm nhiệm vụ thải nhiệt cho cơ thể

- Trong các chức năng trên, nhiệm vụ cung cấp oxi, glucose cho việc chuyển hóa năng lượng là nhiệm vụ quan trọng bậc nhất Tế bào não thiếu năng

lượng dù chỉ vài giây thì đã ngừng hoạt động, nếu thiếu năng lượng quá 5 phút,

nó sẽ tổn thương khó phục hồi

Như vậy tim là động lực chính của hệ tuần hoàn, tim hút và đẩy máu vào trong

động mạch Động mạch và tĩnh mạch dẫn máu đến các tổ chức và từ tổ chức về tim Hệ thống mao mạch chính là nơi diễn ra quá trình trao đổi chất giữa máu và các mô

2 Bệnh lý tim mạch:

Bệnh tim mạch cướp đi sinh mạng của nhiều người hơn bất kỳ bệnh nào khác, ảnh hưởng đến hàng triệu người Xác định rối loạn chức năng hệ thống tim mạch thường khó khăn vì các dấu hiệu lâm sàng, hoặc sự sẵn có và giải thích các phép đo sinh lý, không đáng tin cậy Các bệnh lý tim mạch phổ biến:

- Bệnh động mạch vành: là bệnh của động mạch nuôi tim, biểu hiện dưới

dạng 3 nhóm dưới dạng: đau thắt ngực ổn định, đau ngực không ổn định và nhồi máu cơ tim Ngày nay, bệnh động mạch vành cũng có dấu hiệu trẻ hóa và xuất hiện ở những người gầy

Nguyên nhân chính gây ra bệnh mạch vành do sự xuất hiện của các mảng bám

từ cholesterol và các chất thải tế bào khác có xu hướng tích tụ tại vị trí bị tổn thương tạo thành quá trình xơ vữa động mạch

- Rối loạn nhịp tim: Nhịp đập của tim bình thường của người trưởng thành

sẽ nằm trong khoảng từ 60 – 100 lần/phút lúc nghỉ ngơi Rối loạn nhịp tim là tình trạng bất thường về tần số tim như quá nhanh (lớn hơn 100 nhịp trên phút), quá chậm (dưới 60 nhịp trên phút) hay nhịp không đều

Nguyên nhân: Do tổn thương thực thể tại tim, thiếu máu cơ tim, nhồi máu cơ tim, viêm cơ tim, các bệnh tim bẩm sinh, bệnh van tim… , rối loạn tâm lý, lao động gắng sức, chế độ ăn uống không khoa học, hút thuốc, sử dụng các chất kích thích như cafe, rượu…