CHUYÊN ĐỀ ĐIỀU HOÀ TUẦN HOÀN Người thực hiện: Nguyễn Thu Hằng - Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ I. PHẦN LÍ THUYẾT 1. SỰ ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG TIM MẠCH 1.1. Sự điều hòa hoạt động của tim 1.1.1. Cơ chế tự điều hoà: cơ chế Frank – Starling (hay định luật Starling). Nội dung định luật Frank – Starling như sau : Nếu cơ tim càng bị kéo dãn căng thì lực co cơ tim càng mạnh. Chính nhờ khả năng này mà tim có thể tự thay đổi lực tâm thu theo từng điều kiện của cơ thể. Chẳng hạn, ở giai đoạn tâm trương, nếu máu trở về tim nhiều làm tim dãn rộng, thì ở giai đoạn tâm thu, tim co bóp mạnh hơn đẩy máu vào động mạch. Điều này làm tăng lưu lượng tim, tránh ứ đọng máu trong tim. - Lượng máu từ các tĩnh mạch ngoại vi về tim -> thay đổi lực co của tâm thất theo nguyên tắc máu về tim bằng máu đi khỏi tim. - Hiện tượng Frank – Starlinh: Máu về tâm thất -> tim giãn -> sợi cơ tim bị kéo dài -> co nhanh hơn. 1.1.2. Sự điều hòa thần kinh Hệ thần kinh tham gia hoạt động của tim là hệ thần kinh thực vật gồm thần kinh giao cảm và phó giao cảm. - Trung khu thần kinh giao cảm điều khiển tim nằm ở sừng bên chất xám của đoạn tủy sống ngực 1 – 5. Các sợi giao cảm này chạy đến hạch sao (hạch sao do hạch giao cảm của đốt ngực (lưng) 1 và hạch giao cảm cổ dưới tạo thành). Từ hạch giao cảm cổ trên, cổ giữa và hạch sao, các sợi giao cảm sau hạch chạy đến tim. Các sợi giao cảm sau hạch phía phải cơ thể chủ yếu chạy đến hạch xoang nhĩ, điều hòa hạch này và phần tâm nhĩ. Còn các sợi giao cảm sau hạch phía trái cơ thể chủ yếu chạy đến hạch nhĩ thất và tâm thất để điều hòa phần này. Tác dụng của thần kinh giao cảm đối với tim là: + Tăng hưng phấn cơ tim + Tăng tốc độ dẫn truyền hưng phấn trong tim + Tăng tần số co tim, làm tim hoạt động nhanh hơn + Tăng cường độ co tim, làm cho tim hoạt động mạnh hơn - Trung khu thần kinh phó giao cảm điều hòa hoạt động của tim nằm trong hành tủy, nhân dây số X. Các nhánh phó giao cảm tách khỏi nhân chung của dây số X ở vùng cổ rồi chạy qua đám rối tim, đến các hạch trên tim. Phần lớn các sợi của nhánh dây số X bên phải chạy đến hạch xoang nhĩ, một phần nhỏ chạy đến hạch nhĩ thất. Ngược lại, phần lớn các sợi của nhánh dây số X bên trái chạy đến hạch nhĩ thất, một phần nhỏ chạy đến hạch xoang. Ở trên tim, sợi giao cảm và phó giao cảm đi chung với nhau. Tác dụng của thần kinh phó giao cảm đối với tim là: + Giảm hưng phấn cơ tim + Giảm dẫn truyền hưng phấn trong tim + Giảm cường độ co tim + Giảm nhịp tim Nếu dùng dòng điện cảm ứng kích thích trực tiếp vào dây giao cảm, trên đồ thị ghi sẽ thấy cả tần số và biên độ co tim đều tăng. Khi kích thích vào dây phó giao cảm, tim đập chậm lại, yếu dần và ngưng hẳn ở giai đoạn tâm trương. 1.1.3. Sự điều hòa thể dịch Cơ chế tác động của thần kinh giao cảm và phó giao cảm là thông qua các chất hóa học trung gian tại nơi nó tiếp xúc (synap) là adrenalin và acetylcholin với cơ quan mà nó điều khiển. Bình thường, thần kinh giao cảm và phó giao cảm đều có một trương lực nhất định. Tác dụng sinh lí của chúng lại đối lập nhau nhằm duy trì sự hoạt động của cơ quan luôn luôn ở thế cân bằng. Đó cũng là cơ chế tự điều hòa của các cơ quan trong cơ thể. Một số chất có tác dụng đối với hoạt động tim: - Các chất làm tăng hoạt động tim: + Các catecholamin do phần tủy tuyến trên thận tiết ra như adrenalin, noradrenalin. + Glucagon của tuyến tụy nội tiết + Thyroxin của tuyến giáp + Ion Ca++ + Sự giảm nồng độ O2 và tăng nồng độ CO2 - Các chất làm giảm hoạt động tim: + Acetylcholin + Ion K+ Do vậy, trong nội dịch, tỉ lệ ion Ca++/K+ phải luôn được duy trì ổn định. 1.1.4. Các phản xạ tăng và giảm áp - Phản xạ Bainbridge: đây là một phản xạ tăng áp. Các thụ quan áp lực nằm ở vùng xoang nhĩ, giữa hai lỗ tĩnh mạch chủ trên và dưới nơi tĩnh mạch vành đổ về tâm nhĩ. Khi máu từ tĩnh mạch về tim làm tăng áp lực tâm nhĩ, kích thích các thụ quan này, xung hướng tâm truyền về hành tủy làm giảm trương lực trung khu phó giao cảm đồng thời làm tăng trương lực trung khu giao cảm, dẫn đến phản xạ tăng cường hoạt động của tim để điều hòa lượng máu về tim và thể tích tâm thu. - Phản xạ giảm áp qua thụ quan áp lực: Ở vùng cung động mạch chủ và xoang động mạch cảnh, có thụ quan áp lực. Khi huyết áp tăng sẽ kích thích vào các thụ quan này. Từ vùng cung động mạch chủ, xung truyền về qua nhánh Cyon của dây số X còn từ xoang động mạch cảnh thì theo nhánh Hering của dây số IX tới hành tủy. Xung truyền ra qua dây phó giao cảm làm giảm sự hoạt động của tim, do đó làm giảm huyết áp. - Phản xạ tăng áp qua thụ quan hóa học: Ở vùng cung động mạch chủ và xoang mạch cảnh, còn có các thụ quan hóa học. Khi nồng độ O2 trong máu giảm hoặc nồng độ CO2 tăng sẽ kích thích vào các thụ quan này và phản xạ tăng cường hoạt động tim xảy ra. Thụ quan áp lực và thụ quan hóa học cũng còn được phân bố rải rác ở thành các mạch máu khác. - Phản xạ Mắt – Tim (phản xạ Aschner): Khi hồi hộp, nhịp tim tăng, có thể ấn nhẹ ngón tay lên hai nhãn cầu vài phút để gây ra phản xạ làm giảm nhịp tim (qua dây số V và dây số X). - Phản xạ Ruột – Tim (phản xạ Goltz): khi kích thích cơ học tác động mạnh vào vùng bụng (dạ dày, ruột) sẽ làm cho tim đập chậm lại hoặc ngừng (qua đám rối thái dương và dây X). - Các kích thích vào gân, cơ, khớp, da và các cơ quan phân tích như thị giác, thính giác…cũng gây ra các phản xạ đối với tim mà chủ yếu là tăng cường hoạt động, tim đập nhanh. 1.1.5. Vai trò của vỏ não Phần cao nhất của hệ thần kinh cũng có ảnh hưởng đối với hoạt động của tim và hệ tuần hoàn. Tác dụng này nhằm tăng cường sự thích nghi của cơ thể với môi trường bên ngoài. - Các cảm xúc sợ hãi, vui, buồn, đau đớn, tức giận…đều có ảnh hưởng đến tim. - Có thể gây các phản xạ có điều kiện đối với hoạt động tim (tự làm chậm nhịp co tim). 1.2. Sự điều hòa hoạt động mạch 1.2.1. Sự điều hòa thần kinh Hệ thần kinh giao cảm và phó giao cảm tham gia trực tiếp điều hòa hoạt động hệ mạch. Trung khu co mạch và trung khu giãn mạch nằm ở nhiều vị trí khác nhau. Trung khu co mạch nằm trong sừng xám của tủy sống và phát các dây đến các hạch giao cảm ở dọc sống lưng. Tại phần trên và bên bút lông của hành tủy cũng có trung khu co mạch nằm. Trung khu giãn mạch: nằm ở đáy não thất thứ IV của hành tủy. Một phần ở sừng xám đoạn tủy sống cùng nơi phát xuất dây chậu. - Phản xạ co mạch: năm 1825, Claude Bernard tách dây thần kinh giao cảm ở cổ thỏ rồi kích thích thì thấy mạch tai thỏ co lại làm cho tai tái nhợt đi. Ngưng kích thích hoặc cắt đứt dây giao cảm, máu dồn về tai làm cho tai hồng lên. - Phản xạ giãn mạch: kích thích dây màng nhĩ (nhánh của dây số VII) làm giãn mạch tuyến nước bọt dưới hàm, dưới lưỡi Khi kích thích dây số IX làm giãn mạch tuyến nước bọt mang tai. Kích thích nhánh dây số X làm giãn mạch ở các cơ quan nội tạng. Kích thích dây chậu làm giãn mạch cơ quan sinh dục và trực tràng. - Các cấu trúc khác của não bộ như hypothalamus của não trung gian, hệ viền và vỏ não đều gửi xung xuống trung khu vận mạch ở hành tủy, tham gia điều hòa vận mạch. 1.2.2. Sự điều hòa thể dịch Một số hormon và một số yếu tố tham gia điều hòa hệ mạch: - Các chất gây co mạch: Adrenalin của phần vỏ tuyến trên thận làm co mạch, gây tăng huyết áp. Renin do quản cầu thận tiết ra gây co mạch. Vasopressin (ADH) được giải phóng từ thùy sau tuyến yên gây co mạch. - Các chất gây giãn mạch: + Acetylcholin gây giãn mạch. + Bradykinin gây giãn mạch. + Phân áp O2 trong máu giảm gây giãn mạch. + Phân áp CO2 trong máu tăng gây giãn mạch. + Nhiệt độ tăng gây giãn mạch. + Một số sản phẩm khác của quá trình chuyển hóa như acid lactic, ion Kali, adenin, adenosin nucleotid, histamin cũng gây giãn mạch. 1.3. Điều hoà tuần hoàn tĩnh mạch - Điều hoà sự co: + Adrenalin làm co tĩnh mạch. + Histamin làm co tĩnh mạch lớn + Nồng độ O2 trong máu giảm sẽ làm co các tĩnh mạch nội tạng. - Điều hoà dãn: nồng độ O2 giảm và CO2 gây dãn mạch ngoại vi. 1.4. Điều hoà tuần hoàn mao mạch: - Cơ chế thần kinh: thần kinh giao cảm gây co, phó giao cảm gây giãn Mao mạch nhạy cảm với sự thay đổi nồng độ khí O2, CO2 và pH máu. Khi nồng độ O2 giảm và CO2 tăng gây dãn mao mạch, tăng lượng máu chảy vào mao mạch. - Cơ chế thể dịch: adrenalin, ADH gây co, histamin, prostaglandin, bradykinin gây dãn. Histamin : do các mô trong cơ thể sản xuất ra. Histamin làm tăng tính thấm của mao mạch, gây dãn mạch và giảm huyết áp. 2. BỆNH VÀ SAI LỆCH VỀ TIM MẠCH 2.1. Sốc tuần hoàn Sốc tuần hoàn xảy ra khi dòng máu tới các mô bị giảm hẳn. Các chấn thương ngoài hoặc trong gây chảy máu và làm giảm khối lượng máu chảy sẽ dẫn tới sốc giảm khối lượng. Khối lượng máu có thể bị giảm 15 – 20% huyết áp hạ nhanh, mạch đập yếu hẳn dẫn tới phá hủy nhiều chức năng của máu gây nguy hiểm tính mạng. Trong sốc quá mẫn do tác động của chất độc các mạch máu bị giãn ra, máu tụ lại trong tĩnh mạch không đổ về tim được do đó làm giảm khối lượng máu bơm tới các cơ quan. 2.2. Huyết áp cao Huyết áp có thể tăng cao khi lao động nặng, khi nhiệt độ cao hoặc khi ta quá cảm xúc, nhưng khi ta nghỉ ngơi thư giãn thì huyết áp sẽ trở lại bình thường. Trong trường hợp huyết áp giữ mãi ở mức cao là ta đã bị huyết áp cao. Trên 90% trường hợp huyết áp cao có nhiều nguyên nhân trong đó các nguyên nhân do di truyền và môi trường cùng phối hợp tác động. Những người bị huyết áp cao được chữa trị bằng chế độ ăn giảm natri, giảm chất béo, giảm trọng lượng cơ thể, không hút thuốc, không uống rượu, tăng cường luyện tập thể dục, tránh các stress. Nếu bằng các liệu pháp trên mà huyết áp không giảm thì cần chữa trị bằng thuốc thích hợp. 2.3. Colesterol và xơ cứng động mạch Hàm lượng colesterol cao trong máu có liên quan đến các bệnh tim mạch. Khi colesterol trong huyết tương cao hơn 200mg trong 100ml huyết tương thì colesterol sẽ tích lại thành lớp phía mặt trong động mạch gây nguy hại cho sự tuần hoàn máu bởi vì chúng làm hẹp lòng mạch, giảm thiểu dòng máu, tăng cao huyết áp, thành mạch giảm tính đàn hồi, gây huyết áp cao và làm hỏng lớp biểu mô thành mạch máu dẫn đến dễ dạng tạo các cục máu vón. Các cục máu có thể nong rộng mạch làm cho mạch bị trương phồng, hoặc tách ra trôi theo mạch đến các mạch máu bé gây ra hiện tượng tắc mạch làm ngưng trệ dòng máu và dẫn tới đột quỵ khi xảy ra ở động mạch não hoặc động mạch vành tim. Xơ cứng động mạch là trường hợp vừa có tích lũy colesterol vừa giảm độ đàn hồi của mạch. Thường lệ thì xơ cứng động mạch phát triển theo tuổi già nhưng thật ra nó bắt đầu từ tuổi trẻ và phát triển từ từ cho tới suốt cuộc đời. Từ tuổi 30 đã có nhiều người có biểu hiện xơ cứng động mạch trong đó nhân tố di truyền, hàm lượng colesterol trong máu cao, béo phì, huyết áp cao, tiểu đường, chế độ ăn quá nhiều colesterol, nghiện thuốc… là nguyên nhân. 2.4. Nhồi máu cơ tim Nhồi máu cơ tim thể hiện khi dòng máu nuôi tim đột nhiên bị ngưng trệ. Thiếu O2 cơ tim sẽ chết, tim không đủ sức đẩy máu đi nuôi cơ thể. Nguyên nhân là các động mạch vành tim tích lũy các lớp coleserol trở nên xơ cứng, tắc nghẽn không cung cấp đủ máu nuôi cơ tim. Khi bị xơ cứng động mạch vành tim khi lao động quá căng thẳng hoặc quá xúc cảm thường dẫn tới nhồi máu cơ tim thể hiện đau thắt vùng ngực, cánh tay, cổ, hàm và đột tử. Để phòng tránh nhồi máu cơ tim và đột tử phải dùng thuốc nitroglixerin có tác dụng làm giãn mạch vành tim, hoặc dùng ống thông vào mạch vành để nong rộng mạch vành hoặc phẫu thuật cấy ghép tĩnh mạch lấy từ đoạn tĩnh mạch chân ghép vào mạch vành tim. II. PHẦN BÀI TẬP Câu 1: Trong phản ứng stress, adrenalin được tiết ra nhiều có làm thay đổi nhịp tim và nồng độ gluco trong máu không? Tại sao? Hướng dẫn: Adrenalin tiết ra nhiều trong phản ứng stress làm tăng nhịp tim và tăng nông độ gluco trong máu. - Adrenalin tác động lên tim theo đường thể dịch làm tăng nhịp tim. - Adrenalin theo máu đến gan, tác động lên tế bào gan làm tăng phân giải glicogen thành gluco đưa vào máu làm tăng đg huyết. Câu 2: Khi ta hoạt động cơ bắp mạnh, vận tốc máu, huyết áp và hoạt động của tim thay đổi như thế nào? Dựa trên cơ chế điều hòa hoạt động tuần hoàn, giải thích tại sao lại như vậy? Hướng dẫn: • Khi ta hoạt động cơ bắp mạnh, vận tốc máu và huyết áp tăng, tim đập nhanh và mạnh hơn. Đó là vì: - Khi hoạt động cơ bắp mạnh, nồng độ O 2 trong máu giảm, nồng độ CO 2 tăng, tác động lên thụ thể hóa học ở xoang động mạch cảnh và cung động mạch chủ làm xuất hiện xung thần kinh về trung khu điều hòa tim và mạch ở hành não. - Từ hành não, xung thần kinh theo dây thần kinh giao cảm đến tim, kích thích tim đập nhanh và mạnh lên, đồng thời đến các mạch máu gây co mạch, làm huyết áp tăng, vận tốc máu cũng tăng. - Dây thần kinh giao cảm còn đến kích thích tuyến trên thận gây tiết hormon adrenalin làm tim đập nhanh và mạnh, đồng thời làm co mạch máu nội tạng, giãn mạch máu cơ xương để tăng cường cung cấp máu cho cơ. Câu 3: Sau khi ta nhịn thở vài phút, nhịp tim có thay đổi hay không? Tại sao? Hướng dẫn: Nhịp tim có thay đổi vì sau khi ta nhịn thở vài phút  nồng độ CO2 trong máu sẽ tăng lên  tác động lên thụ thể hóa học ở xoang động mạch cảnh và cung động mạch chủ làm xuất hiện xung thần kinh về trung khu điều hòa tim, mạch ở hành não. Từ hành não xung thần kinh theo dây thần kinh giao cảm đến tim, kích thích tim đập nhanh và mạnh hơn. Câu 4: Một người chuyển từ vùng đồng bằng lên sống một thời gian ở vùng núi cao. Hãy cho biết những thay đổi về hoạt động và cấu trúc của hệ hô hấp, tuần hoàn và máu có thể xảy ra trong cơ thể người đó? Hướng dẫn: - Nhịp thở nhanh hơn, tăng thông khí  có thể tăng thể tích phổi. - Tim đập nhanh hơn, tăng tốc độ tuần hoàn máu  có thể tăng thể tích tâm thất. - Máu nhiều hồng cầu hơn Lí do là ở vùng núi cao, không khí loãng, ít O 2 hơn  cơ thể có những thay đổi để thích nghi. Câu 5: Tại sao suy tim, xơ vữa mạch máu, mất máu lại làm thay đổi huyết áp? Hướng dẫn: - Tim co, tạo ra một áp lực để tống máu vào động mạch, đồng thời cũng tạo nên một áp lực tác dụng lên thành mạch. Áp lực của máu tác dụng lên thành mạch được goi là huyết áp. - Huyết áp phụ thuộc vào 3 yếu tố: nhịp tim và lực co tim, sức cản của mạch máu, khối lượng máu và độ quánh của máu nên khi có biến đổi về các yếu tố này sẽ làm thay đổi huyết áp của cơ thể. + Khi tim đập nhanh và mạnh  huyết áp tăng; tim đập chậm và yếu hoặc bị suy  huyết áp giảm. + Khi lòng mạch hẹp lại do bị xơ vữa  huyết áp tăng; thành mạch kém đàn hồi so bị lão hóa  huyết áp tăng. + Khi mất máu  huyết áp giảm; ăn mặn thường xuyên làm tăng khối lượng máu trong cơ thể  huyết áp cao.  ... gây giãn mạch 1.3 Điều hoà tuần hoàn tĩnh mạch - Điều hoà co: + Adrenalin làm co tĩnh mạch + Histamin làm co tĩnh mạch lớn + Nồng độ O2 máu giảm làm co tĩnh mạch nội tạng - Điều hoà dãn: nồng độ... tăng tính thấm mao mạch, gây dãn mạch giảm huyết áp BỆNH VÀ SAI LỆCH VỀ TIM MẠCH 2.1 Sốc tuần hoàn Sốc tuần hoàn xảy dòng máu tới mô bị giảm hẳn Các chấn thương gây chảy máu làm giảm khối lượng... hoạt động cấu trúc hệ hô hấp, tuần hoàn máu xảy thể người đó? Hướng dẫn: - Nhịp thở nhanh hơn, tăng thông khí  tăng thể tích phổi - Tim đập nhanh hơn, tăng tốc độ tuần hoàn máu  tăng thể tích tâm