Hệ tim mạch là gì?
Hệ thống tim mạch là một hệ thống cơ quan ở động vật bao gồm tim và một mạch máu khép kín chịu trách nhiệm lưu thông máu khắp cơ thể.
Hệ tim mạch là một phần của hệ thống tuần hoàn máu (hệ tuần hoàn máu bao gồm hệ tim mạch và máu).
Từ ‘tim mạch’ có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp kardia có nghĩa là trái tim và từ vascula trong tiếng Latin có nghĩa là mạch máu.
Tim bơm máu vào bên trong các mạch máu kín và máu lưu thông khắp cơ thể, cung cấp chất dinh dưỡng, oxy, hormone và các yếu tố cần thiết khác cho mọi tế bào cần thiết của cơ thể và lấy lại các chất thải từ tế bào đến các cơ quan cụ thể để phục hồi bài tiết. Tóm lại, có thể nói hệ tim mạch là con đường vận chuyển, còn máu là phương tiện vận chuyển bên trong cơ thể động vật.
Các thành phần của hệ tim mạch
1. Trái tim
Tim là một cơ quan có chức năng đẩy máu vào trong mạch để lưu thông. Nó là một máy bơm cơ bắp để bơm máu đến và đi từ tất cả các bộ phận cơ thể.
Vị trí của trái tim
Tim nằm trong khoang ngực, phía sau xương ức, giữa phổi và ngay phía trên cơ hoành. Nó hơi nghiêng về phía bên trái của khoang ngực với khoảng 2/3 phần bên trái của xương ức. Nó nằm trong một khoang chứa đầy chất lỏng gọi là khoang màng ngoài tim.
Cấu trúc của tim
Trái tim con người lớn hơn hoặc xấp xỉ kích thước bàn tay nắm chặt ở người trưởng thành một chút. Nó là một cấu trúc gần như hình nón với phần đế rộng hướng lên trên và phải về phía xương ức và một đỉnh nhọn hướng xuống dưới và sang trái về phía xương ức. Trung bình trái tim con người có kích thước 13×9×6 cm và nặng khoảng 300 gam
Ngoại tâm mạc
Tim được bao bọc bên ngoài trong một túi hai lớp gọi là màng ngoài tim. Màng ngoài tim được chia thành hai lớp; đầu tiên là màng ngoài tim dạng sợi và màng ngoài tim có huyết thanh bên trong.
Màng ngoài tim dạng sợi được tạo thành từ mô liên kết mạnh mẽ và cung cấp sự bảo vệ và neo đậu với cấu trúc xung quanh của khoang ngực.
Màng ngoài tim huyết thanh được làm bằng một màng huyết thanh mịn giúp bôi trơn cho tim để ngăn ngừa ma sát trong quá trình tim đập.
Màng ngoài tim huyết thanh lại là một màng hai lớp được chia thành màng ngoài tim huyết thanh bên ngoài và màng ngoài tim huyết thanh nội tạng bên trong (còn gọi là biểu mô).
2. Các lớp thành tim
Trái tim con người có ba lớp riêng biệt là biểu mô, cơ tim và nội tâm mạc.
Epicardium là lớp ngoài cùng của tim được tạo thành từ trung biểu mô, mỡ và các mô liên kết. Đó là lớp nội tạng của màng ngoài tim huyết thanh bao quanh tim và rễ của các mạch vành lớn. Nó phục vụ nhiều chức năng như cung cấp sự bảo vệ vật lý cho tim, báo hiệu sự hình thành và trưởng thành của tim phôi thai, giúp phản ứng và tái tạo chấn thương tim cũng như bài tiết các yếu tố tăng sinh tế bào cơ tim.
Cơ tim là lớp cơ dày nhất ở giữa được tạo thành từ các tế bào cơ tim (cơ tim). Nó chịu trách nhiệm cho các hoạt động co bóp và thư giãn của tim. Ngoài ra, nó còn đóng vai trò là nền tảng để dẫn truyền các xung điện của tim.
Nội tâm mạc là lớp trong cùng của thành tim bao phủ các buồng bên trong của tim và được tạo thành từ các tế bào nội mô và các sợi đàn hồi. Lớp mỏng này còn bao gồm ba lớp con; lớp mô liên kết dưới nội tâm mạc, lớp mô sợi đàn hồi và nội mạc. Lớp nội tâm mạc phục vụ nhiều chức năng như che phủ và bảo vệ các van, hoạt động như một hàng rào máu tim và điều chỉnh nồng độ ion của tế bào tim, đồng thời ngăn máu dính vào thành tim và hình thành cục máu đông. Các sợi Purkinje hiện diện ở lớp dưới nội tâm mạc và giúp dẫn truyền điện thế hoạt động của tim.
3. Buồng tim
Con người có trái tim bốn ngăn tức là trái tim được cơ tim chia thành bốn ngăn. Bốn buồng được nhóm lại thành tâm nhĩ và tâm thất.
Tâm nhĩ: Tâm nhĩ là hai buồng tiếp nhận máu trên cùng của tim, nhận máu từ tĩnh mạch. Đây là những buồng có thành mỏng được ngăn cách bởi một thành cơ tim mỏng được gọi là vách ngăn liên nhĩ. Có hai tâm nhĩ, tâm nhĩ phải và tâm nhĩ trái. Tâm nhĩ phải nhận máu đã khử oxy từ tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới và chuyển nó đến tâm thất phải. Tâm nhĩ trái nhận máu giàu oxy từ tĩnh mạch phổi và chuyển đến tâm thất trái để cung cấp cho cơ thể.
Tâm thất: Tâm thất là hai buồng bơm máu thấp nhất của tim, nhận máu từ tâm nhĩ và bơm ra ngoài tim. Đây là những khoang tương đối lớn hơn với những bức tường cơ dày. Có một thành cơ tim dày chia tâm thất thành tâm thất phải và tâm thất trái gọi là vách liên thất. Tâm thất phải nhận máu đã khử oxy từ tâm nhĩ phải và bơm nó vào phổi để thanh lọc qua động mạch phổi. Tâm thất trái nhận máu giàu oxy từ tâm nhĩ trái và bơm máu đi khắp cơ thể qua động mạch chủ.
4. Các van trong tim
Van là các vạt cơ duy trì dòng máu một chiều bên trong tim, tức là ngăn chặn dòng máu chảy ngược. Tim người có bốn van được phân thành hai loại, thứ nhất là van nhĩ thất (chứa van hai lá và van ba lá), thứ hai là van bán nguyệt (chứa van động mạch phổi và van động mạch chủ).
Van nhĩ thất (AV) là những van nằm giữa tâm nhĩ và tâm thất và ngăn chặn dòng máu chảy ngược từ tâm thất đến tâm nhĩ. Van AV nằm giữa tâm nhĩ phải và tâm thất phải được gọi là van ba lá. Có một van AV khác ở giữa tâm nhĩ trái và tâm thất trái được gọi là van hai lá hoặc van hai lá. Đúng như tên gọi, van ba lá có ba chỏm hoặc tờ rơi trong khi van hai lá chỉ có hai chỏm hoặc tờ rơi. Cả hai van này đều có chức năng chính là ngăn chặn máu từ tâm thất quay trở lại tâm nhĩ.
Van Semilunar là một bộ van khác nằm ở đáy của hai động mạch lớn; động mạch chủ và động mạch phổi. Van bán nguyệt giữa động mạch phổi và tâm thất phải được gọi là van động mạch phổi. Van bán nguyệt nằm giữa động mạch chủ và tâm thất trái được gọi là van động mạch chủ . Cả hai van bán nguyệt đều có ba chỏm hoặc lá van và kiểm tra lượng máu quay trở lại buồng tim.
Cung cấp máu trong tim
Máu trong buồng tim không thể nuôi dưỡng các tế bào tim, giống như bất kỳ cơ quan nào khác; tim cũng phụ thuộc vào động mạch và tĩnh mạch để cung cấp máu cho các tế bào của nó.
Động mạch cung cấp máu giàu oxy cùng với các chất dinh dưỡng cần thiết được gọi là động mạch vành. Có hai động mạch vành chính là động mạch vành chính bên trái và bên phải, phát sinh ngay phía trên van động mạch chủ.
- Động mạch vành phải phân chia và cung cấp máu cho tâm nhĩ phải, tâm thất phải và phần dưới của tâm thất trái.
- Động mạch vành trái phân chia và cung cấp máu cho tâm nhĩ trái, phần trên và phần trước của tâm thất trái và vách ngăn.
Một số tĩnh mạch tim dẫn máu đã khử oxy ra khỏi tim. Tĩnh mạch tim lớn, tĩnh mạch tim sau, tĩnh mạch tim giữa và tĩnh mạch tim nhỏ là những tĩnh mạch tim chính có trong tim con người.
Tất cả các tĩnh mạch này chảy vào một mạch máu mở rộng được gọi là xoang vành.
Dẫn truyền thần kinh trong tim
Tim chịu ảnh hưởng của dây thần kinh phế vị và dây thần kinh giao cảm tạo thành một mạng lưới dây thần kinh trong tim gọi là đám rối tim. Những dây thần kinh này không kiểm soát nhịp tim nhưng có thể ảnh hưởng đến tốc độ và lực co bóp và thư giãn của tim.
Chức năng của tim
Tim là một thiết bị bơm và chức năng chính duy nhất của nó là bơm máu vào và ra qua các mạch máu. Khi làm như vậy, nó giúp vận chuyển các chất dinh dưỡng thiết yếu, oxy, hormone, kháng thể, kháng nguyên và một số thành phần hóa học khác đến mọi tế bào và đưa chất bài tiết từ mọi tế bào trở lại cơ quan bài tiết để bài tiết.
Ngoài ra, trái tim còn tạo ra và duy trì huyết áp cũng như quản lý việc cung cấp máu.
5. Mạch máu
Mạch máu là những ống kín để máu lưu thông. Các mạch máu tạo thành mạng lưới các ống dẫn máu từ tim đến mọi bộ phận của cơ thể và quay về tim từ mọi bộ phận của cơ thể.
Có ba loại mạch máu chính:
- động mạch
- tĩnh mạch
- mao mạch
Động mạch: là các mạch máu mang máu từ tim đến các bộ phận khác nhau của cơ thể. Tất cả các động mạch đều mang máu đã được oxy hóa ngoại trừ động mạch phổi mang máu đã khử oxy từ tâm thất phải đến phổi để thanh lọc. Những động mạch vận chuyển máu giàu oxy đến các mô cơ thể được gọi là động mạch hệ thống.
Động mạch là những mạch máu có thành cơ dày, khỏe mạnh để chịu được dòng máu ở áp suất cao hơn. Máu bên trong động mạch chảy với áp suất rất cao khoảng 120 mm Hg, do đó không cần bất kỳ van kiểm tra nào để ngăn chặn khả năng máu chảy ngược.
Động mạch chạy sâu vào bên trong cơ thể. Nhìn bề ngoài, chúng trông giống như những ống có thành dày màu đỏ. Thành động mạch được tạo thành từ ba lớp riêng biệt:
- Tunica Externa: lớp ngoài cùng của động mạch, còn được gọi là áo phiêu lưu. Chúng được tạo thành từ các mô liên kết dạng sợi và có dây thần kinh và mao mạch để cung cấp cho chúng. Lớp này hỗ trợ và bảo vệ động mạch.
- Tunica Media: lớp giữa của động mạch. Lớp này dày nhất và được tạo thành từ các cơ trơn mạch máu, sợi đàn hồi, mô liên kết và polysacarit. Lớp này giúp duy trì huyết áp.
- Tunica Intima: lớp trong cùng của động mạch. Nó là lớp mỏng nhất được tạo thành từ một lớp tế bào biểu mô vảy đơn giản được bao quanh bởi một lớp màng mô liên kết mỏng với các sợi đàn hồi.
Các động mạch hệ thống phát sinh từ động mạch chủ và phân nhánh thành các mạch nhỏ hơn gọi là tiểu động mạch. Các tiểu động mạch này phân nhánh xa hơn và trở nên mịn hơn cho đến khi chúng nuôi các mô và tế bào qua các mao mạch.
Động mạch chủ là động mạch lớn nhất xuất phát trực tiếp từ tâm thất trái và kéo dài xuống bụng. Về mặt giải phẫu, động mạch chủ được chia thành bốn phần và từ mỗi phần, một động mạch chính phát sinh và phân chia để tạo thành tất cả các động mạch của cơ thể con người.
Tĩnh mạch: là mạch máu thu thập máu đã khử oxy từ các bộ phận (mô) khác nhau của cơ thể và vận chuyển máu trở lại tim. Tất cả các tĩnh mạch đều mang máu khử oxy ngoại trừ tĩnh mạch phổi và tĩnh mạch rốn. Các tĩnh mạch còn lại mang máu đã khử oxy được gọi chung là các tĩnh mạch hệ thống. Tĩnh mạch thường nằm gần da hơn và có màu xanh lam; tuy nhiên, có những tĩnh mạch nằm sâu bên trong các mô và cơ quan nội tạng.
So sánh, các tĩnh mạch có thành mỏng hơn. Máu chảy qua tĩnh mạch hầu như không vượt qua được áp suất 10 mm Hg nên không cần thành dày mà có các van để ngăn dòng máu bị khử oxy chảy ngược lại.
Giống như động mạch, thành tĩnh mạch được tạo thành từ ba lớp, đó là áo ngoài, áo giữa và áo nội mạc. Lớp màng ngoài của tĩnh mạch là lớp dày nhất trong tĩnh mạch và lớp áo trong của tĩnh mạch có rất ít cơ trơn.
Các tĩnh mạch phát triển từ các nhánh nhỏ hơn và mịn hơn nối với các mao mạch được gọi là tĩnh mạch. Các tĩnh mạch liên kết với nhau và đổ vào một mạch lớn hơn gọi là tĩnh mạch, nơi tiếp tục gặp nhau, hội tụ và đổ vào tĩnh mạch chủ. Có hai tĩnh mạch chủ chính là tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới.
Mao mạch: những mạch máu nhỏ và rất nhỏ có đường kính chỉ khoảng 5 đến 10 μm nối các tiểu tĩnh mạch với tiểu động mạch. Có vẻ như các tiểu động mạch được phân nhánh sâu hơn thành các mạch nhỏ hơn gọi là mao mạch, sau đó chúng hợp lại và hội tụ thành các mạch lớn hơn gọi là tĩnh mạch.
Đây là nơi diễn ra sự trao đổi chất dinh dưỡng, khí, nước và các thành phần khác giữa tế bào hoặc mô và máu. Thành mao mạch chỉ bao gồm áo trong và rất mỏng để có thể diễn ra quá trình trao đổi chất dinh dưỡng và khí.
Có 3 loại mao mạch:
- Các mao mạch liên tục với lớp lót không bị gián đoạn cho phép trao đổi các phân tử nhỏ hơn như phân tử khí, nước và ion.
- Các mao mạch bị thủng có các lỗ (fenestrae) từ 60 đến 80 nm được bao phủ bởi màng ngăn của các sợi nhỏ. Những lỗ chân lông này cho phép trao đổi các phân tử protein nhỏ hơn, hormone và những thứ khác.
- Các mao mạch hình sin có lỗ mở từ 30 đến 40 μm cho phép cả hồng cầu, bạch cầu và protein huyết thanh thoát ra ngoài.
Chức năng của mạch máu
Mạch máu là con đường lưu thông máu dưới tác động bơm của tim. Do đó, chúng là chất vận chuyển chất dinh dưỡng, nước, khoáng chất, hormone…
Mao mạch là nơi trao đổi khí, trao đổi chất dinh dưỡng và các yếu tố khác. Chúng bảo vệ khỏi mất máu trong quá trình lưu thông và/hoặc chấn thương.
Một cách gián tiếp, chúng tham gia vào việc duy trì nhiệt độ cơ thể.
Chức năng của hệ tim mạch
Có nhiều chức năng của hệ thống tim mạch, bao gồm:
- Chức năng quan trọng nhất là bơm máu đi khắp cơ thể và thu thập máu để tái tuần hoàn.
- Vận chuyển máu đã được oxy hóa và cung cấp các yếu tố cần thiết cho mọi tế bào và mô của cơ thể, đồng thời thu hồi máu đã khử oxy cùng với chất thải.
- Duy trì huyết áp.
- Hệ tim mạch có chức năng vận chuyển máu đến phổi để trao đổi carbon dioxide với oxy và cung cấp oxy cho tất cả các tế bào cơ thể để trao đổi chất (hô hấp).
- Cung cấp bề mặt để trao đổi khí, chất dinh dưỡng, chất thải và các yếu tố khác.
- Các van có trong tim và tĩnh mạch ngăn chặn dòng máu chảy ngược.
- Hệ thống mạch máu chịu trách nhiệm vận chuyển máu và tất cả các chất dinh dưỡng cần thiết và các yếu tố cần thiết mà không bị mất máu.
- Các mao mạch của hệ thống mạch máu tạo thành khu vực trao đổi khí.
- Nhận máu đã khử oxy và vận chuyển đến phổi để oxy hóa.
- Bơm máu đến thận để lọc và bài tiết chất thải.
Các bệnh về hệ tim mạch
Hệ thống tim mạch bị ảnh hưởng bởi một số rối loạn và nhiễm trùng, được gọi là bệnh tim mạch (CVD). CVD là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn cầu; với khoảng 17,9 triệu ca tử vong liên quan đến CVD vào năm 2019. Được biết, gần một nửa số người trưởng thành ở Hoa Kỳ bị ảnh hưởng bởi bất kỳ dạng CVD nào.
Các bệnh về hệ thống tim mạch có thể được phân loại rộng rãi thành bệnh tim mạch truyền nhiễm và bệnh tim mạch không nhiễm trùng.
Bệnh tim mạch truyền nhiễm
Đây là những bệnh tim mạch do vi sinh vật truyền nhiễm gây ra. Các bệnh truyền nhiễm chính của hệ thống tim mạch là:
- Viêm cơ tim do vi khuẩn thường liên quan đến các mầm bệnh vi khuẩn như Streptococcus spp., Staphylococcus spp., Neisseria spp., Mycobacteria spp., Salmonella spp., và Shigella spp.
- Bệnh thấp tim do Streptococci nhóm A.
- Viêm màng ngoài tim do virus và viêm cơ tim do virus thường do các loại virus như Adenovirus, Arbovirus, Cytomegalovirus, virus Cúm, virus sốt xuất huyết, virus Epstein-Barr, viêm gan-C, virus quai bị…
- Viêm cơ tim do nấm thường liên quan đến các loại nấm như Aspergillus spp., Candida spp., Blastomyces spp., Cryptococcus spp., Cocciodioidomyces spp…
Bệnh tim mạch không nhiễm trùng
Bệnh tim mạch không nhiễm trùng là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn cầu. Một số CVD không lây nhiễm phổ biến là:
- Đau tim: Tình trạng lưu lượng máu đến một phần của tim bị tắc nghẽn do cục máu đông hoặc chất béo tích tụ.
- Đột quỵ thiếu máu cục bộ: Tình trạng lưu lượng máu lên não bị tắc nghẽn do cục máu đông hoặc tắc nghẽn trong mạch máu cung cấp cho não.
- Suy tim (Suy tim sung huyết): Tình trạng tim không thể bơm đủ lượng máu đến mức không đáp ứng đủ nhu cầu về máu, cung cấp oxy và các yếu tố khác.
- Chứng loạn nhịp tim: Tim đập không đều/bất thường. Nhịp tim chậm là khi tim đập dưới 60 lần mỗi phút và nhịp tim nhanh là khi tim đập hơn 100 lần mỗi phút.
- Bệnh van tim: Tình trạng van trở nên quá chặt hoặc quá lỏng và không thể kiểm soát được dòng máu chảy ngược.
- Bệnh động mạch vành: Tình trạng các mạch máu của tim không thể vận chuyển máu trơn tru do tắc nghẽn hoặc viêm.
- Bệnh động mạch ngoại biên: Tình trạng các mạch máu toàn thân không thể vận chuyển máu trơn tru do tắc nghẽn, viêm hoặc co thắt.
- Bệnh tim bẩm sinh: Dị tật tim và mạch máu từ khi sinh ra ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của hệ thống tim mạch.
- Bệnh động mạch chủ: Tình trạng động mạch chủ gặp một số bất thường như giãn nở và phồng thành (phình động mạch).
- Bệnh màng ngoài tim: Các rối loạn ở màng ngoài tim như viêm màng ngoài tim (sưng màng ngoài tim), tràn dịch màng ngoài tim và chèn ép tim (tích tụ chất lỏng bất thường trong túi màng ngoài tim) và viêm màng ngoài tim co thắt (cứng và dày lên màng ngoài tim).
- Huyết khối tĩnh mạch sâu: Tình trạng cục máu đông hình thành trong tĩnh mạch sâu ảnh hưởng đến quá trình lưu thông máu.
- Thuyên tắc phổi: Tình trạng do tắc nghẽn động mạch cung cấp cho phổi chủ yếu là do hình thành cục máu đông.
- Rối loạn mạch máu não: Tình trạng hoặc rối loạn ảnh hưởng đến các túi cung cấp máu cho não.
- Xơ vữa động mạch: Sự phát triển của các bất thường gọi là tổn thương ở thành động mạch và xơ cứng thành động mạch.
- Viêm mạch: Viêm mạch máu hoặc dày thành mạch máu.
- Đau thắt ngực: Đau ngực do lượng máu cung cấp cho cơ tim thấp.
- Tăng huyết áp: Tình trạng huyết áp tăng cao trong động mạch (thường là 130/80 mm Hg hoặc 140/90 mm Hg trở lên).
- Hạ huyết áp: Tình trạng huyết áp thấp, thường bằng hoặc dưới 90/60 mm Hg.
