- Trong cơ thể động vật, hệ tuần hoàn thực hiện nhiệm vụ vận chuyển và phân phối các chất.

- Những cơ quan chính cấu tạo nên hệ tuần hoàn ở người gồm: tim và hệ thống mạch máu (động mạch, mao mạch, tĩnh mạch).

Bảng 8.1. Phân biệt hệ tuần hoàn hở và hệ tuần hoàn kín

• Sự khác nhau về độ dày của thành tim:

- Sự khác nhau về độ dày của thành tâm nhĩ so với thành tâm thất, thành tâm thất trái so với thành tâm thất phải:

+ Thành tâm nhĩ mỏng hơn thành tâm thất.

+ Thành tâm thất trái dày hơn thành tâm thất phải.

- Ý nghĩa của đặc điểm trên đối với hoạt động bơm máu của tim: Độ dày của thành ở từng ngăn tim phù hợp với yêu cầu về lực tạo ra để bơm máu đi của từng ngăn tim.

+ Thành tâm nhĩ mỏng hơn thành tâm thất vì: Tâm nhĩ chỉ cần tạo ra lực để đẩy máu xuống tâm thất, còn tâm thất cần phải tạo ra lực lớn hơn để đẩy máu vào động mạch đi xa hơn (đến phổi hoặc đến các tế bào khắp cơ thể).

+ Thành tâm thất trái dày hơn thành tâm thất phải vì: Tâm thất trái cần phải tạo ra một lực lớn hơn để đẩy máu vào động mạch chủ đi đến các tế bào khắp cơ thể, còn tâm thất phải chỉ cần phải tạo ra một lực để đẩy máu vào động mạch phổi đến phổi.

• Vai trò của các van tim: Các van tim có vai trò đảm máu đi theo một chiều.

+ Van nhĩ – thất: nằm giữa tâm nhĩ và tâm thất (van 3 lá giữa nhĩ – thất phải, van 2 lá giữa nhĩ – thất trái), van này luôn mở chỉ đóng khi tâm thất co đảm bảo cho máu chỉ chảy từ tâm nhĩ xuống tâm thất.

+ Van động mạch: nằm giữa tâm thất và động mạch (van động mạch phổi, van động mạch chủ), van này luôn đóng chỉ mở khi tâm thất co đảm bảo máu chỉ chảy từ tâm thất sang động mạch.

- Một chu kì tim gồm có 3 pha (giai đoạn): pha tâm nhĩ co, pha tâm thất co và pha dãn chung.

- Thời gian mỗi pha trong chu kì tim: Ở người trưởng thành, mỗi chu kì tim kéo dài khoảng 0,8 s, trong đó, thời gian pha tâm nhĩ co là 0,1 s, thời gian pha tâm thất co là 0,3 s, thời gian pha dãn chung là 0,4 s.

Quá trình vận chuyển máu trong buồng tim ở mỗi pha:

- Pha tâm nhĩ co: Tâm nhĩ trái và phải co đẩy máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất.

- Pha tâm thất co: Tâm thất phải và trái co đẩy máu từ tâm thất vào động mạch phổi và động mạch chủ.

- Pha dãn chung: Tâm nhĩ dãn có tác dụng thu nhận máu từ tĩnh mạch chủ và tĩnh mạch phổi, tâm thất dãn hút máu từ tâm nhĩ xuống tâm thất.

Đặc điểm khác nhau về cấu tạo của các loại mạch máu và giải thích sự phù hợp giữ đặc điểm cấu tạo với chức năng của chúng:

- Về tổng diện tích mặt cắt ngang: Tổng diện tích mặt cắt ngang lớn nhất ở mao mạch, nhỏ hơn ở động mạch và tĩnh mạch.

- Về huyết áp: Huyết áp cao nhất ở động mạch lớn, giảm dần ở các động mạch nhỏ, mao mạch và thấp nhất ở tĩnh mạch.

- Về vận tốc máu: Vận tốc máu cao ở động mạch lớn, giảm dần ở động mạch nhỏ, thấp nhất ở mao mạch rồi tăng dần từ tĩnh mạch nhỏ đến tĩnh mạch lớn.

• Giá trị huyết áp ở tĩnh mạch lại nhỏ hơn ở động mạch vì: Tim co bóp đẩy máu vào động mạch tạo ra huyết áp, huyết áp trong hệ mạch giảm dần do ma sát giữa máu với thành mạch và ma sát giữa các phân tử máu với nhau. Do đó, quãng đường di chuyển của máu càng xa thì huyết áp càng thấp mà trong hệ mạch, máu được vận chuyển từ động mạch, mao mạch đến tĩnh mạch. Bởi vậy, giá trị huyết áp ở tĩnh mạch lại nhỏ hơn ở động mạch.

• Vận tốc máu chảy chậm ở mao mạch giúp có thời gian thích hợp để thực hiện sự trao đổi chất giữa tế bào và máu qua thành mao mạch và dịch mô (dịch giữa các tế bào).

- Trung khu điều hòa tim mạch nằm ở hành não.

- Trung khu điều hòa tim mạch tiếp nhận xung thần kinh từ những thụ thể là thụ thể áp lực hoặc thụ thể hóa học (thụ thể O₂ và CO₂) ở xoang động mạch cổ và gốc cung động mạch chủ.

- So với trạng thái thư giãn, nghỉ ngơi thì khi hoạt động thể thao sẽ có nhịp tim, huyết áp, lượng máu đến cơ xương tăng lên còn lượng máu đến cơ quan tiêu hóa giảm.

- Giải thích: Khi hoạt động thể thao, tốc độ hô hấp tế bào ở các tế bào cơ tăng lên để đáp ứng nhu cầu về năng lượng cho cơ xương hoạt động liên tục. Khi tốc độ hô hấp tế bào tăng ở các tế bào cơ tăng, hàm lượng O₂ trong máu giảm (hô hấp tế bào tiêu hao O₂), hàm lượng CO₂ trong máu tăng (hô hấp tế bào thải ra CO₂), pH máu giảm. Điều này sẽ tác động lên thụ thể hóa học ở cung động mạch chủ, xoang động mạch cổ (cảnh) kích thích hoạt động thần kinh giao cảm làm tăng nhịp tim, huyết áp, lượng máu đến cơ xương, đồng thời, gây co mạch máu đến cơ quan tiêu hóa làm giảm lượng máu đến cơ quan tiêu hóa để đảm bảo cung cấp đủ O₂ và đào thải kịp thời CO₂ cho các tế bào cơ xương hoạt động.

Cơ sở khoa học của quy định người đã uống rượu, bia thì không được điều khiển phương tiện giao thông: Rượu, bia có chứa ethanol. Hàm lượng lớn ethanol gây ức chế hoạt động thần kinh dẫn đến khó khăn trong việc kiểm soát và phối hợp các cử động của cơ thể. Do đó, người đã uống rượu, bia khi điều khiển phương tiện giao thông sẽ dễ gây tai nạn đe dọa đến tính mạng của người đó và những người tham gia giao thông khác.

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Để có kết quả giá trị huyết áp chính xác, người được đo phải ở trạng thái nghỉ ngơi, thư giãn vì: Khi người ở trạng thái hoạt động hay căng thẳng thần kinh đều sẽ làm thay đổi giá trị huyết áp (ví dụ: khi hoạt động mạnh như thể dục thể thao hoặc khi hồi hộp, lo lắng sẽ làm tăng huyết áp), dẫn đến kết quả đo không còn được chính xác.

- Huyết áp là một chỉ số quan trọng trong thăm khám sức khỏe vì: Huyết áp là chỉ số thể hiện áp lực dòng máu lên động mạch nhằm đưa máu đến khắp cơ thể, áp lực dòng máu cần duy trì ổn định thì mới đảm bảo vòng tuần hoàn máu mang oxygen, dinh dưỡng đến khắp các tế bào trong cơ thể. Như vậy, giá trị huyết áp bình thường và ổn định sẽ là một tiêu chí để đánh giá tình trạng sức khỏe tốt, không gặp phải các bệnh lí về tim mạch.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐO HUYẾT ÁP

- Tên thí nghiệm: Đo huyết áp.

- Nhóm thực hiện: ………….

- Kết quả và thảo luận:

Học sinh tiến hành đo huyết áp của những bạn trong nhóm theo hướng dẫn trong SGK và giáo viên; ghi giá trị huyết áp tối đa, huyết áp tối thiểu của từng bạn vào bảng.

- Kết luận:

+ Ở người trưởng thành, giá trị huyết áp tối đa bình thường trong khoảng 90 – 140 mmHg; huyết áp tối thiểu bình thường trong khoảng 60 – 90 mmHg.

+ Huyết áp tối đa cao hơn 140 mmHg hoặc huyết áp tối thiểu cao hơn 90 mmHg được coi là tăng huyết áp (huyết áp cao).

+ Huyết áp tối đa thấp hơn 90 mmHg, huyết áp tối thiểu thấp hơn 60 mmHg được coi là hạ huyết áp (huyết áp thấp).

• Trả lời các câu hỏi sau:

- So sánh nhịp tim ở ba thời điểm đo và giải thích kết quả thu được:

+ Học sinh tiến hành xác định nhịp tim ở 3 thời điểm theo hướng dẫn trong SGK và giáo viên; ghi kết quả đo nhịp tim ở 3 thời điểm.

+ Lưu ý: Nhịp tim ở trạng thái nghỉ ngơi của người trưởng thành khoảng 75 lần/phút. Nhịp tim tăng lên khi tăng cường độ hoạt động (khi chạy bộ là khoảng 100 – 160 lần/phút). Sau khi hoạt động và ngồi nghỉ ngơi, nhịp tim giảm dần và quay về trạng thái bình thường.

+ Giải thích: Ở người trưởng thành, một chu kì hoạt động của tim kéo dài khoảng 0,8 s → Nhịp tim ở trạng thái nghỉ ngơi của người trưởng thành khoảng 75 lần/phút. Nhịp tim tăng lên khi chạy vì: Khi chạy, tốc độ hô hấp tế bào ở các tế bào cơ tăng lên để đáp ứng nhu cầu về năng lượng cho cơ xương hoạt động liên tục. Khi tốc độ hô hấp tế bào tăng ở các tế bào cơ tăng, hàm lượng O₂ trong máu giảm (hô hấp tế bào tiêu hao O₂), hàm lượng CO₂ trong máu tăng (hô hấp tế bào thải ra CO₂), pH máu giảm. Điều này sẽ tác động lên thụ thể hóa học ở cung động mạch chủ, xoang động mạch cổ (cảnh) kích thích hoạt động thần kinh giao cảm làm tăng nhịp tim để đảm bảo cung cấp đủ O₂ và đào thải kịp thời CO₂ cho các tế bào cơ xương hoạt động. Sau đó, khi ngồi nghỉ ngơi, sự giảm tiêu thụ O₂ và đào thải CO₂ lúc này sẽ làm giảm kích thích lên hệ thần kinh giao cảm dẫn đến nhịp tim dần giảm về trạng thái bình thường.

- Nói luyện tập thể dục thể thao giúp nâng cao sức khỏe tim mạch vì luyện tập thể dục, thể thao thường xuyên sẽ tác động đến cấu tạo và chức năng của tim và mạch máu:

+ Đối với tim: Luyện tập thể dục thể thao thường xuyên giúp cơ tim phát triển, thành tim dày, buồng tim dãn rộng hơn và co mạnh hơn dẫn đến tăng thể tích tâm thu cả khi nghỉ ngơi và khi đang luyện tập; nhịp tim khi nghỉ ngơi giảm nhưng lưu lượng tim vẫn giữ nguyên; lưu lượng tim cao hơn khi lao động nặng.

+ Đối với mạch máu: Luyện tập thể dục thể thao thường xuyên giúp mạch máu bền hơn và tăng khả năng đàn hồi, nhờ đó tăng lưu lượng máu khi lao động nặng; tăng thêm mao mạch ở cơ xương, nhờ đó tăng khả năng điều chỉnh huyết áp; tăng thể tích máu, tăng số lượng hồng cầu, nhờ đó tăng khả năng cung cấp O₂.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH NHỊP TIM

- Tên thí nghiệm: Xác định nhịp tim.

- Nhóm thực hiện: ………….

- Kết quả và thảo luận:

+ Kết quả: Học sinh tiến hành xác định nhịp tim ở 3 thời điểm theo hướng dẫn trong SGK và giáo viên; ghi kết quả đo nhịp tim ở 3 thời điểm.

Lưu ý: Nhịp tim ở trạng thái nghỉ ngơi của người trưởng thành khoảng 75 lần/phút. Nhịp tim tăng lên khi tăng cường độ hoạt động (khi chạy bộ là khoảng 100 – 160 lần/phút). Sau khi hoạt động và ngồi nghỉ ngơi, nhịp tim giảm dần và quay về trạng thái bình thường.

+ Giải thích: Ở người trưởng thành, một chu kì hoạt động của tim kéo dài khoảng 0,8 s → Nhịp tim ở trạng thái nghỉ ngơi của người trưởng thành khoảng 75 lần/phút. Nhịp tim tăng lên khi chạy vì: Khi chạy, tốc độ hô hấp tế bào ở các tế bào cơ tăng lên để đáp ứng nhu cầu về năng lượng cho cơ xương hoạt động liên tục. Khi tốc độ hô hấp tế bào tăng ở các tế bào cơ tăng, hàm lượng O₂ trong máu giảm (hô hấp tế bào tiêu hao O₂), hàm lượng CO₂ trong máu tăng (hô hấp tế bào thải ra CO₂), pH máu giảm. Điều này sẽ tác động lên thụ thể hóa học ở cung động mạch chủ, xoang động mạch cổ (cảnh) kích thích hoạt động thần kinh giao cảm làm tăng nhịp tim để đảm bảo cung cấp đủ O₂ và đào thải kịp thời CO₂ cho các tế bào cơ xương hoạt động. Sau đó, khi ngồi nghỉ ngơi, sự giảm tiêu thụ O₂ và đào thải CO₂ lúc này sẽ làm giảm kích thích lên hệ thần kinh giao cảm dẫn đến nhịp tim dần giảm về trạng thái bình thường.

- Kết luận:

+ Trạng thái hoạt động của cơ thể sẽ ảnh hưởng đến nhịp tim.

• Trả lời các câu hỏi sau:

- Việc thắt nút chứng minh được tính tự động của tim vì: Thắt nút sẽ giúp cô lập từng phần của tim, nhờ đó sẽ giúp tìm hiểu được vai trò của mỗi bộ phận của hệ dẫn truyền tim trong việc tạo nên tính tự động của tim.

- Khi tâm thất co thì mỏm tim lại co trước vì: Khi nút xoang nhĩ phát xung thần kinh thì xung thần kinh từ nút xoang nhĩ truyền xuống tâm nhĩ làm tâm nhĩ co đồng thời truyền xuống nút nhĩ thất. Xung thần kinh từ nút nhĩ thất truyền qua bó His chạy theo vách liên thất xuống mỏm tim trước rồi mới theo mạng lưới Purkinje xuống cơ tâm thất làm tâm thất co.

- Adrenaline có thể dùng làm thuốc trợ tim vì: Adrenaline là loại hormone có ảnh hưởng đến hoạt động của tim theo hướng làm tăng nhịp tim, tăng hoạt động cơ tim.

• Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu ở bài 3.

BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

- Tên thí nghiệm: Tính tự động của tim; ảnh hưởng của thần kinh đối giao cảm, thần kinh giao cảm và adrenaline đến hoạt động của tim.

- Nhóm thực hiện: ………….

- Kết quả và thảo luận:

+ Kết quả và thảo luận khi thắt nút thắt thứ nhất:

Kết quả: Học sinh thực hiện nút thắt thứ nhất (ngăn cách đường dẫn truyền giữa xoang tĩnh mạch và phần nhĩ thất của tim) rồi ghi kết quả vào bảng:

Giải thích:

          Sau khi thắt nút thắt thứ nhất, xoang tĩnh mạch vẫn đập và đập nhanh hơn nhịp tim ban đầu vì: Xoang tĩnh mạch của ếch có nút Remark (tương ứng với nút xoang nhĩ ở người) có khả năng tự phát xung động. Đồng thời, do sự cản trở bởi nút thắt, lưu lượng máu trong xoang tĩnh mạch tăng mạnh làm cho tế bào thụ thể tiếp nhận kích thích phát xung thần kinh nhanh hơn nhằm giảm áp lực.

          Sau khi thắt nút thắt thứ nhất, tim ngay lập tức dừng hoạt động trong vài giây vì: Nút thắt này ngăn cách xoang tĩnh mạch với tim mà xoang tĩnh mạch có nút Remark - nơi có tính tự động mạnh nhất dẫn đến khi thắt nút thì xung thần kinh phát từ nút xoang nhĩ không thể truyền xuống phía dưới được. Do đó, phần trên nút thắt vẫn hoạt động bình thường, còn dưới thì bị ngừng vài giây. Sau đó, phần dưới nút thắt hoạt động trở lại sau vài giây nhưng yếu hơn trước vì: Giữa tâm thất và tâm nhĩ có nút Bidder (tương ứng với nút nhĩ thất) cũng có khả năng tự động phát xung thần kinh nhịp nhàng nhưng yếu hơn nút Remark.

+ Kết quả và thảo luận khi thắt nút thắt thứ 2 (khi thực hiện cả nút thắt 1 và nút thắt 2 thì sẽ ngăn cách đường dẫn truyền giữa phần xoang tĩnh mạch, phần nhĩ, phần thất của tim):

Kết quả: Học sinh thực hiện nút thắt thứ hai rồi ghi kết quả vào bảng:

Giải thích: Xoang tĩnh mạch tiếp tục co bóp do có nút Remark phát nhịp. Tâm nhĩ không co bóp do có nút Ludwig (nằm sát nút Bidder có tác dụng tim) ức chế. Tâm thất co bóp chậm do nút Bidder không còn bị ức chế bởi nút Ludwig và phát nhịp tự động (nút Bidder cũng có khả năng tự động phát xung thần kinh nhịp nhàng nhưng yếu hơn nút Remark).

+ Kết quả và thảo luận khi tìm hiểu ảnh hưởng của thần kinh đối giao cảm, giao cảm đến hoạt động của tim ếch:

Kết quả: Học sinh thực hiện xác định và kích thích dây thần kinh đối giao cảm – giao cảm rồi ghi kết quả vào bảng:

→ Khi kích thích, tim ngừng đập ở thì tâm trương. Sau khi kích thích 1 – 2 phút, tim lại đập trở lại bình thường.

Giải thích: Hoạt động của tim chịu sự chi phối của dây đối giao cảm – giao cảm. Khi kích thích vào vị trí giữa dây đối giao cảm – giao cảm, xung thần kinh từ dây thần kinh đối giao cảm đến tim trước gây ra các tác dụng giảm nhịp tim, giảm trương lực cơ tim, giảm tốc độ dẫn truyền xung động trong tim, nếu cường độ kích thích cao sẽ làm tim ngừng đập ở thì tâm trương.

+ Kết quả và thảo luận khi tìm hiểu ảnh hưởng của adrenaline đến hoạt động của tim ếch:

Kết quả: Khi nhỏ adrenaline, cường độ co tim tăng.

Giải thích: Adrenaline là loại hormone có ảnh hưởng đến hoạt động của tim theo hướng làm tăng nhịp tim, tăng hoạt động cơ tim.

- Kết luận:

+ Tim hoạt động tự động do hệ dẫn truyền tim.

+ Tim hoạt động tự động nhưng vẫn chịu sự điều hòa theo cơ chế thần kinh và thể dịch (một số hormone như adrenaline).

Các vận động viên điền kinh sau khi thi đấu về tới đích vẫn phải tiếp tục hoạt động nhẹ nhàng cho tới khi nhịp tim đạt mức bình thường vì:

- Khi thi đấu, để đáp ứng nhu cầu năng lượng cho chi dưới hoạt động với cường độ cao, mạch máu ở chi dưới dãn hết cỡ nhằm tăng lượng máu tuần hoàn. Lúc này, sự vận chuyển máu về tim chủ yếu phải dựa trên áp lực do sự co bóp của cơ bắp tạo nên.

- Sau khi chạy, nếu dừng lại đột ngột, cơ bắp sẽ ngừng co bóp làm mất đi áp lực lên mạch máu, trong khi những mạch máu đang dãn ra hết cỡ này không thể lập tức co lại, cộng thêm mối quan hệ với trọng lực máu trong cơ thể sẽ làm tích tự một lượng máu lớn ở chi dưới (lượng máu về tim giảm đột ngột). Kết quả dẫn đến tình trạng thiếu máu lên não giảm cấp tính gây ra những biểu hiện như hoa mắt, chóng mặt, ngất xỉu thậm chí là tử vong đối với người có chức năng tim mạch yếu.