Sinh ly tim dong mach

Các đặc tính sinh lý của cơ timTính hưng phấn - Khả năng đáp ứng với kích thích Đặc điểm về khả năng đáp ứng với kích thích - “Tất cả hoặc không” Đặc điểm về điện thế hoạt động - Kéo

SINH LÝ TIM

Lê Đình Tùng MD, PhD

Bộ môn Sinh lý học Trường Đại học Y Hà Nội

Đặc tính cấu trúc – chức năng của tim

Sự phân buồng tim

- Chức năng chủ yếu của tâm nhĩ là chứa máu.

- Chức năng của tâm thất là đẩy máu vào động mạch.

Các van tim

- Van nhĩ – thất.

- Van tổ chim

Sợi cơ tim (tế bào cơ tim)

- Giống cơ vân

- Giống cơ trơn

- Đặc tính cấu trúc riêng của tế bào cơ tim

+ Cầu lan truyền hưng phấn

+ Nhiều glycogen, nhu cầu oxy cao

+ Màng tế bào: chủ yếu là kênh calci

Cơ tim

• Có vân

• Đơn vị co cơ chức năng (Sarcomere).

• Nhân nằm ở giữa TB.

• Nhiều ty thể.

Cơ tim

Lưới nội sinh chất (SR) ít hơn cơ bám xương.

Màng TB có các kênh ion TB cơ

n v co c ch c n ng (Sarcomere)

Đơ n v co c ch c n ng (Sarcomere) ị ơ ứ ă

1.6 – 1.7 μ

C tim (Cardiac Muscle) ơ

C tim (Cardiac Muscle) ơ

Sy nap điện (ELECTRICAL SYNAPSES)

 Liên kết khe (Gap junction )

 Cặp điện TB “electrically coupled”

 Ions đi từ bào tương TB này sang

TB khác theo cả hai hướng.

 Dẫn truyền nhanh.

Synap điện (tiếp)

 Điện thế hoạt động từ TB trước synap tạo ra 1 điện thế sau synap post synaptic potential) tại TB sau synap

(PSP- Một vài điện thế sau synap xuất hiện cùng lúc kích hoạt TB sau synap tạo

ra điện thế hoạt động (tích hợp synap - Synaptic integration )

VD: synap điện (Electric

Synapse)

 Màng trước và sau synap kết nối qua liên kết khe

 ions đi qua các kênh này, xung động điện truyền trực tiếp từ TB này sang TB khác

 Ít gặp ở động vật có vú

 Có ở cá vàng (goldfish)

Hợp bào chức năng (Functional

Syncitium)

1 Sợi cơ chia nhánh; kết nối với nhau tại các đĩa liên

màng (intercalated discs).

2 Các đĩa liên màng chứa các liên kết khe (gap

junctions) tạo ra sự liên tục của bào tương (cytoplasmic) -> xung động dẫn truyền nhanh.

3 Hai hợp bào

Hợp bào nhĩ (Atrial syncitium)

Hợp bào thất (Ventricular syncitium)

* Ngăn cách nhau bởi vòng (đai) xơ sợi

Điện thế hoạt động TB cơ tâm thất

Sinh lý co cơ tim

http://ocw.tufts.edu/data/50/634463/634544_xlarge.jpg

Sarcolemma = Cardiac Muscle Fiber Cell Membrane

Cơ tim co theo cơ chế trượt của các tơ cơ

Sinh lý co cơ tim

www.carolguze.com/text/102-19-tissuesorgansys

Myosin head energy configuration

(high-Myosin binding sites

ADP

P i

Myosin head energy configuration

(high-Myosin binding sites

Myosin head energy configuration

(high-Myosin binding sites

(low-Thin filament moves

toward center of sarcomere.

ATP

ADP + P i

http://www.youtube.com/watch?v=gJ309LfHQ3M

Sinh lý co cơ tim

binding site

Myosin-Tropomyosin

(a) Myosin-binding sites blocked

(b) Myosin-binding sites exposed

Ca2+

Troponin complex

Sợi cơ tim

Ca++

- Từ lưới nội sinh chất

(Sarcoplasmic Reticulum) và ngoại bào.

-Gắn với troponin bộc lộ vị trí gắn myosin trên phân tử actin

-Co cơ xuất hiện

Hệ thống nút tự động của cơ tim

- Nút xoang

- Nút nhĩ – thất

- Bó His

- Mạng lưới Purkinje

Sách Sinh lý học

(Dành cho bác sỹ đa khoa, NXB Y học -2005)

designed and maintained by Medifile Ltd ©2000

Các đặc tính sinh lý của cơ tim

Tính hưng phấn

- Khả năng đáp ứng với kích thích

Đặc điểm về khả năng đáp ứng với kích thích

- “Tất cả hoặc không”

Đặc điểm về điện thế hoạt động

- Kéo dài điện thế đỉnh

+ Kênh calci chậm

+ Giảm tính thấm với ion K

Tính trơ có chu kỳ

Không đáp ứng với kích thích có chu kỳ

- Giai đoan trơ của tim

- Ngoại tâm thu và nghỉ bù

Tính dẫn truyền

Khả năng dẫn truyền của sợi cơ tim và hệ thống nút

- Sợi cơ tim: 0.3-0.5 m/s

- Nút nhĩ – thất: 0.2 m/s

- Mạng Purkinje 1.5 - 4 m/s

Chu kỳ hoạt động của tim

Thí nghiệm chứng minh: Tâm động đồ.

Các giai đoạn của chu kỳ tim

- Giai đoạn tâm nhĩ thu:

+ 0.1 s, đưa 35 % lượng máu xuống tâm thất

- Giai đoạn tâm trương toàn bộ: 0.4 s

Cơ chế của chu kỳ tim

Cơ chế chuyển điện thế hoạt động thành sự co cơ tim

- Giải phóng ion calci từ lưới nội cơ tương

- Ion calci từ các ống T

Lưu lượng và công của tim

Lưu lượng tim

- Thể tích tâm thu: Qs

- Lưu lượng tim: Q. = Qs x f

+ Fick: Q* = V O2/ V O2a - V O2v

Công của tim: tổng năng lượng sử dụng trong 1 phút

- Công ngoài: công thể tích – áp suất

A = Q* x ∆P

- Công động học

Động năng = mv 2 /2

Những biểu hiện bên ngoài

của chu kỳ tim

Mỏm tim đập

Tiếng tim và tâm thanh đồ

1.5.2.1 Tiếng tim: T1 và T2 1.5.2.2 Tâm thanh đồ

Điện tim

Điều hòa hoạt động tim

- Các phản xạ thường xuyên

+ Phản xạ giảm áp

V cuối tâm trương

Luật Frank-Starling

Đóng góp khoa học nổi bật khác:

1 Công thức Starling, miêu tả dịch

chuyển của dịch trong cơ thể (1896)

2 Cùng với Bayliss phát hiện cử động

kiểu nhu động.

3 Cùng với Bayliss phát hiện ra

hormon đầu tiên: secretin (1902); đưa

ra khái niệm hormon (1905)

4 Phát hiện ra hiện tượng tái hấp thu

nước và các chất điện giải tại ống

This law states that

"Within physiological

limits, the force of

contraction is directly

proportional to the initial

length of the muscle

fiber"

Otto Frank (21/6/1865 – 12/11/1944), bác sỹ và là nhà Sinh lý học sinh ra tại Đức, có nhiều đóng góp cho Sinh lý tim và tim mạch học Luật Frank-Starling về hoạt động tim mang tên ông và Ernest Starling.

- Đặc điểm nội tại

của cơ tim

- Khi EDV tăng ->

cơ tim giãn ra nhiều

hơn -> co bóp mạnh

hơn -> tăng thể tích

tống máu (SV)

Luật Frank-Starling (tiếp)

1 (a): Đơn vị co cơ chức năng

(sarcomere) cơ tim trước khi

giãn: sợi actin chồng lên nhau,

số kết nối actin-myosin giảm

xuống - co cơ yếu

2 (b, c & d) tăng số kết nối

actin & myosin – co cơ mạnh

lên

 Lực co cơ tim phụ thuộc vào hoạt đông giao cảm – thượng thận, bất kể cơ tim giãn cỡ nào.

– NE & Epi làm tăng tần số tim, tăng lực

co cơ tim (positive inotropic effect)

 Do tăng nồng độ

Ca2+ ở các đơn

vị co cơ (sarcomere)

Điều hòa thể tích tống máu và tần số tim

Hưng phấn: nơron

giao cảm

Ức chế: Phó giao

cảm (dây TK X)

Stimulates glucose release from liver; inhibits gallbladder

Dilates pupil

of eye

Parasympathetic division Sympathetic division

Action on target organs:

Inhibits salivary gland secretion

of pancreas

Stimulates adrenal medulla

Thoracic

Lumbar

Synapse

Sacral

53

tủy sống hơn so với cơ

quan chi phối.

54

Đáp ứng giao cảm không chỉ hạn chế ở

vùng có kích thích Tác dụng này cho phép

đáp ứng giao cảm mạnh hơn và khử cực lan

tỏa trong hệ thần kinh giao cảm

Sau khi đi vào hạch giao cảm cạnh sống,

sợi tiền hạch giao cảm đi theo 3 cách.

1. Tạo synap với sợi hậu hạch ngay tại

hạch giao cảm ngang mức với vị trí nguyên

ủy.

2. Đi lên hoặc đi xuống theo thân giao cảm

cạnh sống để hình thành synap tại hạch

khác mức với nguyên ủy.

3. Đi qua hạch giao cảm thẳng đến cơ

quan đích, hạch đơn, hạch bên để hình

thành synap.

55

Điều hòa đối

vận

Hầu hết cơ quan đều nhận chi

phối của cả giao cảm và phó

giao cảm, tác dụng đối nghịch.

VD: kích thích giao cảm làm tăng tần số tim, kích thích phó giao cảm tác dụng ngược lại.

Chi phối của TK tự chủ ở

tim

1 Tim nhận sự chi phối của

cả giao cảm và phó giao cảm

Tác động lên tim theo 3 cách:

Thay đổi tần số tim

theo dây TK X đi đến hạch sao

(stellate ganglion) sau đó đi

theo dây TK giao cảm đến tim

1 Sợi phó giao cảm chi phối nút xoang (SA) nút nhĩ thất (AV) và một phần nhỏ cơ tâm nhĩ

2 Kích thích dây TK X ảnh hưởng đến tần số tim

1 Trên thất, TK giao cảm đến tim tương tự phó giao cảm,

nhưng đặc biệt mạnh với cơ

tâm thất Sợi giao cảm đi đến tâm thất xuất phát từ hạch sao

ở hai bên

2 Kích thích hạch sao phải làm giảm thời gian tâm thu, tăng tần

số tim

3 Kích thích hạch sao trái làm tăng huyết áp trung bình, tăng lực co thất trái, không làm thay đổi đáng kể tần số tim.

4 Tác dụng chính lên lực co cơ tim của hệ TK tự chủ thông qua vai trò của hệ TK giao cảm.

Tổng hợp và chuyển hóa

Acetylcholin

61

Cholinergic receptors

a.a tích điện âm & leucine,

tham gia hình thành kênh

ưa nước để ion đi qua.

63

Muscarinic receptors

1 Protein có 7 đoạn xuyên màng, gắn với G-protein M1, M3,& M5

Muscarinic receptors

 M2 & M4

66

Adrenergic Receptors

67

α1 Adrenergic receptor

Receptor gắn với Gq –protein (GPCR)

Gồm 3 dưới nhóm: α 1A , α 1B , và α 1D adrenergic

68

α2 Adrenergic receptor

Receptor gắn với Gi-protein

Gồm 3 dưới nhóm: α2A, α2B, và α2C

69

β Adrenergic receptor

 Receptor gắn với Gs-protein.

 Gồm 3 dưới nhóm: β1,β2 & β3.

71

α RECEPTORS ở hệ tuần hoàn

Động mạch vành:

1 α2 receptors: co mạch

2 α1 receptors: động mạch vành lớn thượng

tâm mạc, ít ảnh hưởng đến co mạch

3 Ca2+ đi vào trong TB cơ tim do hoạt hóa α1

receptor khi thiếu máu gây loạn nhịp (arrhythmias);

α 1 receptor làm tăng đáp ứng của yêu tố co cơ với

Ca2+.

74

α- Adreneric receptor mạch máu

4 Nor-adrenalin gây co tĩnh mạch mạnh nhất trong

số các catecholamine

75

β -receptors ở hệ tuần hoàn

1 Hoạt động chức năng của β1 và β2 receptors ở cơ tim liên quan đến vai trò của adenyl cyclase

2 β1 receptors sau synap chủ yếu ở cơ tim, nút xoang và hệ thống dẫn truyền trong thất

3 Phân bố β2 receptors tương tự β1 nhưng ở trước synap Hoạt hóa β2 receptors trước synap làm tăng cường giải phóng nor-

adrenalin (NE)

4 Tác dụng của NE lên lực co cơ tim (ionotropism) ở người bình thường thông qua vai trò của β1 receptors sau synap Tác dụng của adrenalin lên lực co cơ tim thông qua vai trò của cả β1 và β2 receptors

5 Tác dụng lên nhịp tim của adrenalin có lẽ thông qua vai trò của

β2 receptors vì kháng chọn lọc β1 ít có hiệu quả làm giảm nhịp tim hơn so với propranolol kháng không chọn lọc.

Cơ quan Đáp ứng

giao cảm

Receptor Đáp ứng

phó giao cảm

Phản xạ điều hòa hoạt động tim

Các cơ chế chính điều hòa huyết áp

Receptor nhận cảm áp lực

(Baroreceptors)

 Nằm ở thành quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh.

 Receptors cảm nhận căng giãn cơ học

 Mạch nơron thân não so sánh giá trị huyết áp thực do receptor cung cấp với giá trị huyết áp chuẩn (set point) hoặc giá trị tối ưu.

Phản xạ điều hòa huyết áp thông qua các receptor nhận cảm áp lực

Phản xạ thông qua các receptor nhận cảm

áp lực - Baroreceptor Reflex

 Bị kích hoạt do thay đổi huyết áp

– Receptor nhân cảm áp lực (baroreceptors hay

stretch receptors) nằm ở quai ĐM chủ và xoang

cảnh phát hiện

 Tăng huyết áp làm thành mạch ở cácvùng này giãn ra -> tăng tần số điện thế hoạt đông trên đường truyền về

(hướng tâm)

 Điện thế hoạt động được truyền về trung tâm vận mạch

và điều hòa hoạt động tim ở hành não

 Là phản xạ nhạy nhất làm giảm & thay đổi đột ngột huyết áp

Fig 14.27

Receptor nhận cảm hóa học

(Chemoreceptor)

 Các tận cùng thần kinh nằm ở các thể cảnh và thể chủ

 Điều hòa hô hấp

 Nhậy cảm với sự biến đổi nồng độ CO2 , O2 và toan máu

Liên quan giữa kích thích receptor nhận cảm hóa học

với huyết áp động mạch

Receptor nhận cảm căng giãn ở

Phản xạ mắt tim (OCULO-CARDIAC REFLEX

hay TRIGEMINO-VAGAL REFLEX)

Kích thích Tác động bên ngoài mắt tạo áp lực lên nhãn cầu -> tăng áp

lực nội nhãn

Đường truyền

vào

Sợi TK mi ngắn và dài (nhánh của TK V)

Trung tâm Nhân cảm giác chính của dây V

Đường truyền ra Dây TK X.

Tác dụng Làm chậm nhịp xoang, Cardiac Dysrhythmias, Rung thất & vô

tâm thu (Asystole).

Bernard Aschner & Guiseppe lần đầu tiên mô tả phản xạ này vào năm 1908

89

Phản xạ xoang cảnh (CAROTID SINUS REFLEX)

Phản xạ mũi – tim (NASOCARDIAC

REFLEX)

Stimulus Irritation of nasal cavity (by nasal specules, nasal

retractor or ET tube) when anaesthesia is inadequate.

Afferent Maxillary & Ethmoidal division of Trigeminal n

91

Phản xạ hầu (PHARYNGEAL

REFLEX)

Stimulus An airway introduced in anaesthesia that

is too light, irritation by mucus

Phản xạ thanh quản (LARYNGEAL REFLEX

-THE KRATSCHMER REFLEX)

Kích thích Kích thích cơ học hoặc hóa học mạnh vào niêm mạc thanh

quản.

Hướng tâm Dây thanh quản trên (br.of Vagus)

Trung tâm Receptors vùng hạ hầu (Hypopharynx), thượng thanh môn

(Supraglottic) & và thanh môn (Glottic).

Ly tâm Dây thanh quản quặt ngược (Recurrent laryngeal nerve) (br of

Vagus) Đáp ứng Đóng dây thanh âm Cơn ngừng thở ngắn

Transient check or arrest of respiration.

Sensitivity of this reflex is reduced by age, CNS depressant drugs &

Phản xạ khí quản (TRACHEAL

REFLEX-VAGO-VAGAL REFLEX)

Kích thích Đặt ống nội khí quản, bơm cuff, hút dịch, dị vật khí

quản.

(Bronchospasm), loạn nhịp, hạ huyết áp.

Brace & Reid lần đầu tiên mô tả.

94

Phản xạ bụng (ABDOMINAL

REFLEX)

Kích thích Co kéo tạng trong khi phẫu thuật.

co thắt thanh quản.

Làm chậm nhịp tim, hạ huyết áp

Phản xạ phúc mạc, mạc treo & phản xạ đám rối

tạng có kết quả tương tự. 95

Ảnh hưởng của vỏ não và một

số trung tâm thần kinh khác

- Hoạt động của vỏ não

- Trung tâm hô hấp

- Trung tâm nuốt

Các trung tâm có chức năng cao cấp ở não

(Higher centres in the brain)

Cơ chế tác dụng của hormon tuyến giáp

Cơ chế tác dụng của hormon tuyến giáp

plasma membrane

T3 T4

T4

mito ?

Tác dụng của Hormon tuyến giáp

lên hệ tim mạch

1 Tăng nhịp tim

2 Tăng lực co cơ tim

3 Tăng thể tích tống máu

4 Tăng lưu lượng tim

5 Điều hòa làm tăng số lượng receptor giao cảm

Tác dụng lên hệ tim mạch (tiếp)

 Hormon tuyến giáp làm tăng chuyển hóa mô, tăng tiêu thụ

O2, tăng đào thải sản phẩm chuyển hóa

 Lưu lượng tim tăng tỷ lệ với tốc độ chuyển hóa Tăng lưu

lượng tim do tăng thể tích tâm thu và tần số tim

 Huyết áp tâm thu tỷ lệ với thể tích máu, huyết áp tâm trương bình thường hoặc giảm nhẹ do giãn mạch ngoại vi

‡ 1 Thiếu hormon tuyến giáp: biên độ điện thế các sóng điện tim giảm.

2 Thời gian chu chuyển tim ngắn lại trong cường giáp

và kéo dài khi suy giáp.

3 Xơ vữa mạch tiến triển nhanh khi suy giáp.

4 Cholesterol máu tăng do gan giảm đào thải qua

mật.

Hormon tuyến tủy thượng thận

(Catecholamin)

benzen gắn với 2 nhóm OH) và 1 amin

(CNS) liên quan đến chức năng vận động phối hợp của não Tiền chất của NE NE được tổng hợp và dự trữ ở các tận

cùng thần kinh của neuron giao cảm hậu hạch

adrenergic vì tác động của chúng thông qua các receptor đặc hiệu của hệ thần kinh giao cảm.

106

Hạch tận và hạch bên

 Kích thước nhỏ, số lượng ít & gần

cơ quan chi phối.

 E.g Adrenal medulla

107

Sinh lý mạch

Mục tiêu học tập

1 Trình bày được các đặc tính sinh lý của động mạch,

các loại huyết áp động mạch, các yếu tố ảnh hưởng và các cơ chế điều hòa huyết áp

2 Trình bày được chức năng của mao mạch và điều hòa tuần hoàn mao mạch.

3 Trình bày được các nguyên nhân tuần hoàn tĩnh mạch

4 Trình bày được các đặc điểm của tuần hoàn vành, não, phổi

5 Trình bày được nguyên tắc, ý nghĩa của một số kỹ

thuật thăm dò chức năng tim thường dùng trên lâm sàng.

Hê mạch máu

Hệ mạch máu

Cấu trúc thành mạch

1714, Stephen

Hales nối thông động mạch của ngựa với một ống dẫn và tiến hành

đo huyết áp.

Thí nghiệm về huyết áp

Tuần hoàn động mạch

- Đàn hồi (sợi chun)

- Co giãn (co thắt) (cơ trơn)

2 Huyết áp động mạch

- Huyết áp tối đa: 90-140 mmHg

- Huyết áp tối thiểu: 50 – 90 mmHg

- Huyết áp hiệu số: HATĐ - HATT

- Huyết áp trung bình: HATT + 1/3 HAHS

Huyết áp

Huyết áp (BP)

soát huyết áp.

mao mạch & điều hòa huyết áp

nằm ngay sau các tiểu động mạch có sức cản lớn.

Fig 14.23

Huyết áp - Blood Pressure (BP)

1 Huyết áp phụ thuộc chủ yếu vào tần số tim (HR), thể tích tâm thu (SV), & sức cản ngoại vi (peripheral resistance)

Tăng yếu tố nào cũng làm tăng huyết áp

2 Hoạt động của hệ giao cảm – thượng thận

(Sympathoadrenal activity) làm tăng huyết áp do co thắt các tiểu động mạch & tăng lưu lượng tim

3 Thận tham gia điều hòa huyết áp bằng cách điều hòa thể tích máu & qua đó ảnh hưởng đến thể tích tâm thu